Palestra Geração Hidrelétrica de Energia (definitiva)

(1)

Geração Hidrelétrica de Energia

Fundamentos Básicos

Arlan Alves Fraga

Engenheiro Eletricista Prof. IFBA Campus Paulo Afonso

(2)

Objetivos

• Apresentar os fundamentos básicos da geração hidrelétrica de energia

• Apresentar os principais componentes de uma usina hidrelétrica e suas respectivas funções

Conteúdo

• Introdução

• Energia: Conceitos Básicos, Estágios e Formas

• Princípios da Conversão de Energia

• Conversão Eletromagnética de Energia

• Fundamentos

• Indução Eletromagnética - Lei de Faraday

• Usina Hidrelétrica: Componentes Básicos e Funções

• Indicadores de Desempenho

(3)

(4)

Energia - Conceitos e Conservação

Conceitos

• Aristóteles (384 - 322 a.C.) : “Capacidade de realizar movimento ”

• James Clerk Maxwell (1831 - 1879) : “Capacidade que permite uma mudança na configuração de um sistema”

• Física (século XIX) : É a medida da capacidade de realizar trabalho

• Lei da Conservação da Energia ( primeiro princípio da termodinâmica )

A energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada.

• Lei da Dissipação da Energia ( segundo princípio da termodinâmica )

Em qualquer processo de conversão de energia, sempre existirá uma

parcela de energia térmica como produto.

(5)

Energia - Estágios e Formas

Formas de Energia Estágios

Primária : Energia fornecida pela natureza.

(petróleo, carvão mineral, gás natural, lenha, cana-de-açucar, eólica, solar, urânio,

hidráulica, ...)

Secundária : Energia resultante de processos de conversão, no âmbito do setor energético (usinas hidrelétrica, refinarias de petróleo, destilarias de álcool, ...)

(exemplos : elétrica, gasolina, óleo diesel, álcool, gás butano ...)

Mecânica Elétrica Química

(6)

Conversão de Energia

(7)

Energia - Conversão Fotossíntese Painel Fotovoltáico Bateria Eletrólise Resistência Termopilha Quimioluminescência Reator Motores à combustão Processo Endotérmico Lâmpadas Coletor Solar Motor Gerador Atrito Turbina a vapor Energia Luminosa Energia Nuclear Energia Elétrica Energia Química Energia Térmica Energia Mecânica

(8)

Energia - Conversão Conversão de Energia Energia Secundária Conversão de Energia Uso Final Energia Primária rio petróleo usina refinaria elétrica elétrica lâmpada iluminação deslocamento Trabalho mecânico combustível fotovoltaico automóvel

(9)

Geração Hidrelétrica de Energia

(10)

Energia - Geração Hidrelétrica Descobertas Fundamentais

1820 - Hans Cristian Oersted (físico e químico - Dinamarca)

Observou que as correntes elétricas produziam campos magnéticos. Verificou os efeitos magnéticos da corrente elétrica

(experiência com a bússola)

1831 - Michael Faraday (físico e químico - Inglaterra)

Observou que campos magnéticos variáveis produziam correntes elétricas em circuitos fechados.

1845 - Franz Ernst Neumann (físico e matemático - Alemanha)

(11)

Energia - Geração Hidrelétrica

Indução Eletromagnética - Lei de Faraday

E

_m

_{= N t}





A corrente elétrica induzida em um circuito fechado, por um fluxo magnético variável, é proporcional a taxa de variação desse fluxo.

E.dl =

∂t

∂



E:

Campo elétrico



:

Fluxo magnético

dl:

Elemento infinitesimal do circuito

E

m

:

Tensão induzida média

(12)

Geração Hidrelétrica de Energia - Fundamentos

Potência Hidráulica de uma Queda

E

_h

= m .

g

.

h

=

m . g .

_t

h

P

_h

=

_t

. g .

h

P

.

_h



V

.

E = P . t



m = . V

=

P

.

_h



_{Q . g .}

h

.

h

m

P

_h

:

Potência hidráulica (W)

**(*)**

Q:

Vazão (m3_/s)

:

Massa específica (kg /m

3

₎



h:

Queda efetiva (m)

g:

Aceleração da gravidade (m/s

2

₎

(13)

Energia - Geração Hidrelétrica Perdas 1 Perdas 2 Energia Elétrica Energia Mecânica Turbina Gerador Energia Mecânica água

Neste processo de conversão existem perdas por:

• Correntes de Foucault

• Efeito Joule

• Histerese magnética

• Distorções harmônicas

• Dispersão de fluxo magnético

• Atrito, ...

(14)

Energia Mecânica

águ_a

Usina Hidrelétrica

(15)

Usinas Hidrelétricas

(16)

Usina Hidrelétrica - Componentes básicos e funções

Componente Associados Função

Usina Acumulação Possuem reservatório de grande capacidade

Fio d’água Utilizam a vazão proporcionada diretamente pelo rio

Componente Função

(17)

Adução

Comportas Permitir ou não a entrada de água para turbina

Grades Retenção Proteger a turbina contra material flutuante

Stop Logs Permitir a manutenção das comportas

Dreno de Areia Permitir a limpeza da soleira da barragem

Conduto Forçado Conduzir a água até a caixa espiral

Pórtico Limpeza das grades de retenção e instalação dos

stop logs

Prédio Casa de Máquinas Abrigar os geradores e equipamentos associados Sala de Comando Abrigar os controles e sinalizações da Usina

(18)

Turbina

Caixa Espiral Manter vazão constante na entrada do

pré-distribuidor

Pré-Distribuidor Direcionar a água para o distribuidor (fixo)

Tampa Isolar a parte úmida e suportar o distribuidor

Distribuidor

Controlar o fluxo de água para o rotor da turbina através dos movimentos de suas pás móveis, acionadas por servomotores

Aro de Regulação Movimentar, de forma sincronizada, através de

bielas e manivelas, as pás do distribuidor

Rotor

Receber a água liberada pelo distribuidor e, por está solidário ao rotor do gerador através do eixo, girar juntamente com ele

Eixo / Mancais Acoplamento mecânico entre os rotores do

(19)

Gerador

Estator Gerar tensão elétrica em seus enrolamentos (carcaça, núcleo magnético e enrolamentos) Rotor Produzir o fluxo magnético

(aranha, anel magnético e pólos)

Anéis Coletores _{Permitir a conexão elétrica entre a fonte DC e as}

bobinas de campo (parte girante)

Escovas

Eixo / Mancais Acoplamento mecânico entre os rotores do

gerador e turbina / Suporte mecânico máquina

• Lâminas (aço silicio)

• Dutos de ventilação (aço inox)

• Tirantes (aço carbono)

• Placas de pressão (aço carbono)

• Dedos de pressão (aço inox)

(20)

Sistema de Excitação

Transformador Reduzir a tensão gerada para alimentação dos

dispositivos do sistema de excitação

Conversor AC/DC

Converter a tensão AC para DC para alimentar o circuito de campo do gerador

Disjuntor de Campo Permitir o desligamento do circuito de campo

Regulador de Tensão Controlar a tensão gerada (Eg) e a potência

reativa da máquina

Crow Bar e Resistor Suprimir sobretensões e redução da excitação

Anéis Coletores Permitir a conexão elétrica entre a fonte DC e as bobinas de campo

(21)

Regulador de Velocidade

Reservatório de Óleo Fornecer o óleo para o balão ar-óleo

Balão Ar-Óleo Absorver as oscilações de pressão do

sistema

Servomotores

Acionar as pás do distribuidor, através do movimento do aro de regulação, controlando assim o fluxo de água para o rotor da turbina

Bombas Fornecer óleo para o sistema

(22)

Componente Associados

Auxiliares

Fonte de Tensão AC (transformador)

Fonte de Tensão DC (retificadores e baterias)

Dispositivos de Proteção, Medição e Sinalização (sensores e relés) Sistema de Lubrificação

Sistema de Refrigeração

Sistema de Drenagem e Esgotamento

Restituição

Canal Escoamento da água turbinada para o rio

Comportas Permitir a manutenção da turbina

(23)

Vertedouro

Comportas Permitir ou não a saída de água para restituição

Stop Log Permitir a manutenção das comportas

Pórtico Instalação dos stop logs

Escoamento da água não utilizada na geração de energia elétrica quando existir um volume excedente de água.

• Controle do nível do reservatório

• Controle das enchentes

(24)

(25)

Adutor da Máquina II - Usina Paulo Afonso III

(26)

Caixa Espiral

≤

(27)

Caixa Espiral

• É uma câmara metálica instalada em volta do rotor, cuja seção transversal diminui progressivamente, permitindo uma distribuição uniforme de vazão para o rotor da turbina.

A

₁

A

₂

=

A

₁

Q

₁

V

₌

...

A

₂

Q

₂

A

₃

Q

₃

A

₁

Q

₁

>

A

₂

>

Q

₂

A

₃

Q

₃

>

(28)

Pré-distribuidor

≤

(29)

Caixa Espiral - Usina Paulo Afonso III

(30)

Casa de Máquinas - Usina Paulo Afonso III

(31)

(32)

Caixa Espiral - Usina Paulo Afonso III

(33)

Flange - Usina Paulo Afonso III

(34)

Rotor do Gerador - Usina Paulo Afonso III

52 polos

(35)

Colocação do Rotor no Gerador - Usina Paulo Afonso III

52 polos

(36)

Cubo do Rotor e Enrolamentos Estatóricos - Usina Paulo Afonso III

(37)

Sapatas do Mancal Guia da Turbina - Usina Paulo Afonso III

(38)

Poço da Turbina - Usina Paulo Afonso III

(39)

Poço da Turbina - Servomotor

(40)

Produção de Energia Elétrica

(41)

 Fonte: Balanço Energético Nacional 2010 - Empresa de Pesquisa Energética/MME

• A capacidade hidráulica inclui a parcela brasileira da usina hidrelétrica Itaipu e os produtores independentes de energia elétrica

Capacidade de Geração de Energia Elétrica - Brasil

Potência Instalada

• A capacidade térmica inclui a biomassa e os derivados de petróleo

(42)

Capacidade de Geração de Energia Elétrica - Brasil

Potência Instalada - Chesf & Brasil

Chesf : 10.615,13 MW

Brasil : 106.215 MW

 Fonte : Eletrobrás 2010

Companhia Hidro Elétrica do São Francisco - Chesf

Companhia de Geração Térmica de Energuia Elétrica - CGTEE Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL

Centrais Elétricas do Norte - Eletronorte

Eletrosul Centrais Elétricas

Eletronuclear Furnas

(43)

Usinas N° Geradores Potências (kW) Rio

Paulo Afonso I (USU) 03 180.001

São Francisco

Paulo Afonso II (USD) 06 443.000

Paulo Afonso III (UST) 04 794.200

Paulo Afonso IV (USQ) 06 2.462.400

Apolônio Sales (UAS) 04 400.000

Luiz Gonzaga (ULG) 06 1.479.600

Xingó (UXG) 06 3.162.000

Piloto (UPL) 01 2.000

Sobradinho (USB) 06 1.050.300

Boa Esperança (UBE) 04 237.300 Parnaíba

Funil (UFL) 03 30.000

Contas

Pedra (UPE) 01 20.007

Araras (UAR) 02 4.000 Acaraú

Curemas (UCR) 02 3.520 Piancó

Camaçari (UTC) 05 346.803

(44)

Capacidade de Geração de Energia Elétrica - Chesf

Potência Instalada - Composição

 Fonte : Companhia Hidro Elétrica do São Francisco - Chesf

Usina Térmica de Camaçari - UTC

Rio Parnaíba - UBE

Rio Piancó - UCR

Rio Acaraú - UAR

(45)

M

W

Potência Instalada - Usinas

(46)

UCR UBE UXG USU USD UST USQ UPL UAR UFL UPE UTC

Localização das Usinas - Âmbito Gerencial

Paulo Afonso I (USU)

GRP Paulo Afonso II (USD)

Paulo Afonso III (UST) Paulo Afonso IV (USQ) Apolônio Sales (UAS) Luiz Gonzaga (ULG) Xingó (UXG)

Piloto (UPL)

Sobradinho (USB) GRB Boa Esperança (UBE) GRO Funil (UFL) GRS Pedra (UPE) Araras (UAR) GRN Curemas (UCR) Camaçari (UTC) GRS ULG UAS USB

(47)

Usinas - Rio São Francisco Três Marias CEMIG USB UXG USQ USU UST Sobradinho 1.050 MW Xingó 3.162 MW Apolônio Sales 400 MW Luiz Gonzaga 1.480 MW Paulo Afonso IV 2.462 MW

USD _{Paulo Afonso III}

794 MW Paulo Afonso II 443 MW Paulo Afonso I 180 MW Foz: Piaçabuçu - AL

Brejo Grande - SE (Cabeço) Nascente: São Roque de Minas - MG

ULG UAS

(48)

UFL Rio de Contas UPE Pedra 20 MW Funil 30 MW Rio de Acaraú Araras 4 MW UAR Rio de Piancó Coremas 3,52 MW UCR Rio Parnaíba Boa Esperança 237 MW UBE GRO GRS GRN GRN 2,7% Chesf

Usinas - Rio de Contas, Acaraú, Piancó e Parnaíba

(49)

Quadro Comparativo

Maiores Usinas Hidrelétricas do Brasil

 Fonte : Agência Nacional de Energia Elétrica - ANEEL

Usinas Hidrelétricas Potência (MW) Rio Local Situação

1° - Itaipu 14.000 Paraná PR Funcionamento

2° - Belo Monte 11.233 Xingu PA Licitada 3° - São Luiz do Tapajós 8.381 Tapajós PA Projetada

4° - Tucuruí 8.370 Tocantins PA Funcionamento

5° - Jirau 3.450 Madeira RO Construção

6° - Ilha Solteira 3.444 Paraná SP/MS Funcionamento

7° - Xingó 3.162 São Francisco AL/SE Funcionamento

8° - Santo Antônio 3.150 Madeira RO Construção

(50)

(51)

Indicadores de Desempenho - UHE

Disponibilidade das Usinas - DLAP

NHP

u

NHD

P

u

:

Potência nominal da unidade geradora

u

:

Número de Horas do Período considerado ( últimos 12 meses )

:

Número de Horas de Disponibilidade da unidade geradora

u

DLAP

=



P

u u

)

.



P

.

NHP

NHD

(

u

_.

₁₀₀

(52)

Disponibilidade das Usinas - DLAP

 Exemplo - Determinar a Disponibilidade( DLAP ) de uma unidade geradora que, por conveniência operacional, ficou sincronizada apenas no mês de janeiro de um determinado ano, período no qual verificou-se 03 desligamentos automáticos da referida unidade, todos com duração de 01 hora.

DLAP

=

( 8760-3 )

8760

.

=

99,96 %

P

u

.

_P

_u

.

100 

Período considerado : 365 dias/ano x 24 horas/dia = 8.760 horas/ano

(53)

Taxa de Falha das Usinas - TF (desligamento automático)

u

TF

=

NF

u u

NHS

.

NHP

:

Número de Horas do Período considerado ( acumuladas até o mês )

NF

:

Número de Falhas da unidade geradora

u

( desligamento automático )

:

Número de Horas de Serviço da unidade geradora

u

NHS

Taxas de Falha : Desligamento automático, Desligamento Forçado, Falha na Partida e Global

(54)

Taxa de Falha das Usinas - TF (desligamento automático)

TF

=

8760

( 744-3 )

.

3 =

35,46

falhas



 Exemplo - Determinar a Taxa de Falha( TF ) de uma unidade geradora que, por conveniência operacional, ficou sincronizada apenas no mês de janeiro de um determinado ano, período no qual verificou-se 03 desligamentos automáticos da referida unidade, todos com duração de 01 hora.

(55)

Usinas Produtividade Nominal (MW/m3/s)

Paulo Afonso IV (USQ) 1,07

Xingó (UXG) 1,05

Paulo Afonso III (UST) 0,75

Paulo Afonso I (USU) 0,71

Paulo Afonso II (USD) 0,61

Luiz Gonzaga (ULG) 0,45

Piloto (UPL) 0,43

Sobradinho (USB) 0,25

Apolônio Sales (UAS) 0,18

(56)

Indicadores de Desempenho - Usinas Chesf

• Mudança na configuração operacional para melhor utilização do recurso energético pela Chesf devido ao racionamento de energia elétrica em 2001

urânio Energia Nuclear Energia Mecânica Usina I Usina II Usina III Usina Apolônio Sales Usina Xingó Usina Luiz Gonzaga Usina IV

Configuração Operacional Normal

• Usinas Apolônio Sales + Usinas I, II e III  0,88 MW/m3_/s

• Usina IV  1,07 MW/m3_/s

(57)

• Mudança na configuração operacional para melhor utilização do recurso energético pela Chesf devido ao racionamento de energia elétrica em 2001

• Usinas Apolônio Sales + Usinas I, II e III  0,88 MW/m3_/s

• Usina IV  1,07 MW/m3_/s urânio Energia Nuclear Energia Mecânica Usina I Usina II Usina III Usina Apolônio Sales Usina IV Usina Luiz Gonzaga Usina Xingó

Configuração Operacional Especial

vazão 1050 m3_/s

(novembro/2001)

(58)

(59)

Meio Ambiente Legislação Ambiental

Política Nacional do Meio Ambiente - PNMA (criada pela Lei 6.938/1981)

Art 2º - A Política Nacional do Meio Ambiente tem por objetivo a preservação,

melhoria e recuperação da qualidade ambiental propícia à vida, visando assegurar, no País, condições ao desenvolvimento sócio-econômico, aos interesses da

segurança nacional e à proteção da dignidade da vida humana

Sistema Nacional do Meio Ambiente - SISNAMA (instituído pela Lei 6.938/1981)

Art 6º - Os órgãos e entidades da União, dos Estados, do Distrito Federal, dos Territórios e dos Municípios, bem como as fundações instituídas pelo Poder Público, responsáveis pela proteção e melhoria da qualidade ambiental, constituirão o Sistema Nacional do Meio Ambiente - SISNAMA

Meio Ambiente (conceito para fins previstos na Lei 6.938/1981)

Art 3º - é o conjunto de condições, leis, influências e interações de ordem física, química e biológica, que permite, abriga e rege a vida em todas as suas formas

(60)

Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA (instituído pela Lei 6.938/1981)

• Órgão consultivo e deliberativo do Sistema Nacional do Meio Ambiente - SISNAMA • Estabelece normas, resoluções e padrões a serem obedecidos pelos Estados. A resolução CONAMA N° 001, 23 de janeiro de 1986 define quais as atividades estão sujeitas à elaboração do EIA e o respectivo RIMA, quando é solicitado o licenciamento ambiental para a construção do empreendimento

A exigência do estudo de impacto ambiental foi mencionada pelo artigo 225. § 1º, IV da Constituição Federal de 1988

IBAMA (criado pela Lei 7.735/1989)

Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis

Autarquia federal vinculada ao Ministério do Meio Ambiente, responsável por formular, coordenar, fiscalizar, executar e executar a Política Nacional de Meio Ambiente sob os auspícios do MMA.

(61)

• A incompatibilidade total ou parcial, aparente ou evidente do projeto, deverá ser claramente exposta pelo EIA.

• O Relatório de Impacto Ambiental-RIMA refletirá as conclusões do EIA, ficando claro que o EIA precede o RIMA e é sua base de natureza imprescindível.

• O EIA e o RIMA são utilizados como base para nos processos de licenciamento ambiental.

EIA Licenciamento _Ambiental

Estudo de Viabilidade

(62)

A legislação ambiental possui exigências relativas aos aspectos de proteção e

conservação da fauna aquática dos reservatórios, que deverão ser cumpridas pelas empresas do setor elétrico.

Decreto Lei n° 794/38, em seu Artigo 68 : “As represas dos rios, ribeirões ou córregos devem ter como complemento obrigatório obras que permitam a conservação da fauna fluvial, seja facilitando a passagem dos peixes, seja instalando Estações de Piscicultura”

(63)

• Políticas e diretrizes governamentais

• Estudos de viabilidade (ecomômico-financeira - social - ambiental) • Estudos de localização

• Estudos dos Impactos Ambientais (EIA e RIMA) • Levantamento topográfico

• Alternativas para escoamento da energia gerada • Responsabilidade social

Aspectos Gerais sobre Construção de Usinas Hidrelétricas Meio Ambiente

(64)

M

W

/

km

2

Índice de Inundação (MW / km2)

(65)

Geração Hidrelétrica de Energia

Fundamentos Básicos

Arlan Alves Fraga

Engenheiro Eletricista Prof. IFBA Campus Paulo Afonso

(66)

Usina Hidrelétrica - Componentes básicos e funções Sistema de Excitação

Excitatriz

TR Excitação

Sistema

Elétrico

V

ref

Regulador

de Tensão

Tensão

Externa

Disjuntor

Exc. Inicial

Disjuntor

de Campo

(67)

Sistema de Excitação

Relação Tensão x Frequência x Fluxo nas Máquinas de Corrente Alternada

E

_m

=

2 .



N

. . f







. k

f:

Frequência



:

Fluxo magnético

k:

Constante de enrolamento (

k

_p x

k

_d

)

N:

Número de espiras envolvidas pelo fluxo

E

m

:

Tensão induzida média

.

(68)

f:

Frequência da tensão gerada (Hz)



:

Velocidade síncrona (rpm)

P:

Número de polos do rotor

Sistema de Regulação de Velocidade

= 120 . f



. P

Relação Velocidade x Frequência x Polos nas Máquinas Síncronas

Como regular a velocidade da máquina ? aumentando / reduzindo_{a potência hidráulica}

(69)

Paulo Afonso I (USU) 200 36

Paulo Afonso II (USD) 200 36

Paulo Afonso III (UST) 138,5 52

Paulo Afonso IV (USQ) 120 60

Apolônio Sales (UAS) 80 90

Luiz Gonzaga (ULG) 81,8 88

Xingó (UXG) 109,1 66

Piloto (UPL) 600 12

Sobradinho (USB) 75 96

Boa Esperança (UBE) 120 60

Funil (UFL) 257 28

Pedra (UPE) 200 36

Araras (UAR) 600 12

Curemas (UCR) 514 14

Camaçari (UTC) 3600 2

f:

Frequência da tensão gerada (Hz)



:

Velocidade síncrona (rpm)

P:

Número de polos do rotor

= 120 . f



. P

(70)

Nas máquinas síncronas existem 02 campos magnéticos girantes

T

m

:

Torque mecânico (consequente da energia cinética - água)

T

e

:

Torque elétrico (consequente da energia elétrica - carga)

T

r =

T

m -

T

e

Torque resultante

T

m

=

T

e

Condição desejada

Regulador de Velocidade - Detectar alterações na velocidade da máquina e, de acordo com os valores e sentidos dessas variações, agir sobre

T

m no

sentido de torná-lo igual a

T

e

T

m

=

T

e

(71)

Mecânica de Rotação

T

_r

= J .

dt

d



Mecânica de Translação

F

_r

=

m

.

a

T

m

=

T

e Quando

₌

₀

dt

d



_

=

Constante

T

m

>

T

e Quando

_>

₀

dt

d



_

>



n

dt

d



T

m

<

T

e Quando

₌

₀



_<



n Caso II : Caso I : Caso III : (Swing Equation)

(72)

Usina Hidrelétrica de Xingó - Chesf

(73)

20 máquinas de 700 MW = 14.000 MW

(74)

Usina Hidrelétrica de Itaipu - Itaipu Binacional / Eletrosul

(75)

• Potência Hidráulica - P_h: Potência cedida à turbina

• Potência Mecânica - P_m: Potência fornecida pelo eixo da turbina ao gerador • Potência Nominal - P_n: Potência fornecida pela turbina sob queda nominal (H_n) e velocidade angular nominal (



_n), para as quais a turbina foi projetada

• As turbinas hidráulicas em geral são designadas pela potência máxima e não pela potência nominal

• Na definição das turbinas hidráulicas são considerados os valores especificados de queda (H), vazão (Q) e a velocidade angular (



) do gerador que irá acionar • As turbinas hidráulicas devem operar com os valores de queda (H) e vazão (Q) correspondentes ao melhor rendimento possível

• Os rendimentos das turbinas normalmente situam-se entre 85 a 96 %

(76)

Usina Hidrelétrica - Aplicações das Turbinas 0 m

H

Pelton

• 01 jato • 02 jatos • 04 jatos • 06 jatos

Francis

• rápida • normal • lenta USB (27 m) UAR (27 m) UAS (22 m) UXG (118 m) USQ (112,5 m) UST (87,5 m) USU (82,5 m) USD (82,5 m) UAS (46,3 m) UBE (46 m) UPE (45 m) UFL (40 m) UCR (32,5 m)

Bulbo

(axiais)

Kaplan

(pás móveis) 40 m 20 m 200 m . . . . .

(77)

Turbina Francis - Rotor

• Possui distribuidor com um conjunto de pás dispostas em volta do rotor,

comandadas por servomotores de forma que, para cada valor de descarga, o ângulo mais conveniente de entrada da água no receptor, reduzindo assim as perdas hidráulicas

• Possui um canal ou tubo de sucção com a função de manter a continuidade da massa líquida em escoamento, desde a saída do receptor até a restituição, conseguindo-se assim um acréscimo na queda hidráulica e, consequentemente, um aumento da

potência da turbina

(78)

Turbina Francis - Acoplamento Turbina x Gerador

• Possui um canal ou tubo de sucção com a função de manter a continuidade da massa líquida em escoamento, desde a saída do receptor até a restituição, conseguindo-se assim um acréscimo na queda hidráulica e, consequentemente, um aumento da potência da turbina

• A água entra radialmente no rotor e sai axialmente

(79)

Turbina Francis - Rotor da Máquina III da Usina I (Chesf)

(80)

(81)

Turbina Kaplan

• Pás ajustáveis transformando a

energia cinética em trabalho mecânico

• Possui um mecanismo que permite variações do ângulo de inclinação das pás, conforme a descarga, sem variações consideráveis de seu rendimento

• A água entra no rotor no sentido axial

(82)

Victor Kaplan (1876 - 1934) - Engenheiro austríaco Turbina Kaplan Pás do Distribuidor Pás do Rotor Entrada de Água Cubo Ogiva Saída de Água Eixo

(83)

Turbina Pelton - Rotor

• O jato de água atua nas conchas, no sentido tangencial, transformando a energia cinética em trabalho mecânico

• Elevada velocidade de rotação

• Recomendadas para elevadas quedas • Possuem 01, 02, 04 ou 06 jatos

(depende da potência)

• Efeito abrasivo provocada pela areia em

suspensão na água

(84)

UHE Santo Antônio - 44 turbinas Bulbo de eixo horizontal - Rio Madeira (RO)

Turbina Bulbo

UHE Belo Monte - 07 turbinas Bulbo de eixo horizontal - Rio Xingu (PA)

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Turbina Pelton - Rotor, Bocais e Caixa

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Reservatório Comporta Configuração Operacional Vão dos Stop Logs Vedação de Soleira Conduto Forçado

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Configuração de Intervenção Reservatório Comporta Stop Logs 1 2 3 4 Vedação de Soleira Conduto Forçado

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 Fonte : BEM - EPE/MME 2009

Inclui a parcela brasileira da usina Itaipu e os produtores independentes Produção de Energia Primária - Brasil

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Estrutura a Política Ambiental e cria o Departamento de Meio Ambiente

Foram apresentadas as diretrizes para tratamento das questões ambientais, desde o planejamento até a operação dos empreendimentos de geração e transmissão de energia elétrica.

Equipe multidisciplinar de 65 técnicos (janeiro/2011)

• Capacitação de pescadores

• Colocação de alevinos de espécies nativas em reservatórios da região • Monitoramento da fauna e flora

• Monitoramento de processos erosivos

• Plano de uso e conservação do entorno dos reservatórios • Inventário dos ecossistemas aquáticos dos reservatórios • Incentivo ao cooperativismo para pescadores

• Recuperação de áreas degradadas

Atividades

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Meio Ambiente e Responsabilidade Social - Chesf Atividades da Estação de Piscicultura de Paulo Afonso - EPPA

• Produção de alevinos (curimatá, niquim, piau, surubim, dourado, piaba, etc) • Distribuição dos alevinos nos reservatórios (média anual de 2.000.000)

• Seleção de reprodutores (principalmente os nativos do rio e os raros) • Controle de pragas (bactérias e parasitas)

• Doação de peixes

Entidades Beneficiadas com Peixes (doações periódicas)

• Lar da criança Vicentina • FUNDAME

• APAE

• Vicentinos

• Espaço Social Sete de Setembro • Creche Irmã Regina

• Creche Menino Jesus • Creche Luiz Casulo

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Capacidade de Geração de Energia Elétrica

Potência Instalada - Chesf & Regional Paulo Afonso

Gerência Regional Paulo Afonso - GRP

Gerência Regional Leste - GRL

Gerência Regional Oeste - GRO

Gerência Regional Norte - GRN

Gerência Regional Sul - GRS

Gerência Regional Sobradinho - GRB