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FURNAS CENTRAIS ELÉTRICAS S.A.

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Academic year: 2021

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(1)

FURNAS CENTRAIS ELÉTRICAS S.A.

USINAS HIDRELÉTRICAS USINAS HIDRELÉTRICAS

marcelle@furnas.com.br

(2)

GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

EMPREENDIMENTOS DO SETOR ELÉTRICO

HIDROELETRICOS

CGH Potência Instalada < = 1,0 MW PCH

UHE

1,0 MW < Potência Instalada < = 30 MW Potência Instalada > 30,0 MW

ÁREA

TERMOELÉTRICOS

,

TERMONUCLEARES

FONTES ALTERNATIVAS

(3)

MATRIZ ENERGÉTICA BRASILEIRA

Empreendimentos em Operação

O Brasil possui no total 4.215 empreendimentos em operação , totalizando 138.251.635 kW de potência instalada. [BIG ANEEL 2015]

Empreendimentos em Operação Tipo Quantidade Potência

Outorgada (kW)

Potência Fiscalizada

(kW) %

CGH 516 355 306 357 183 0 26

CGH 516 355.306 357.183 0,26

EOL 265 6.477.333 6.455.397 4,67

PCH 467 4.828.452 4.815.410 3,48

UFV 25 15.236 11.236 0,01

UHE 197 87 699 904 85 127 318 61 57 UHE 197 87.699.904 85.127.318 61,57 UTE 2.743 40.928.419 39.495.091 28,57

UTN 2 1.990.000 1.990.000 1,44

Total 4.215 142.294.650 138.251.635 100

BIG ANEEL - Atualização:15.09.2010

Os valores de porcentagem são referentes a Potência Fiscalizada. A Potência Outorgada é igual a considerada no Ato de Outorga. A Potência Fiscalizada é igual a considerada a partir da operação comercial da primeira unidade geradora.

(4)

MATRIZ ENERGÉTICA BRASILEIRA

Está prevista para os próximos anos uma adição de 41.010.383 kW na capacidade de geração do País, proveniente dos 183 empreendimentos atualmente em construção e mais 707 em

Empreendimentos com Construção não iniciada. [BIG ANEEL 2015]

Empreendimentos em Construção Tipo Quantidade Potência

Outorgada %

p Q g

(kW)

CGH 1 848 0

EOL 115 2.832.582 13,17

PCH 35 422.475 1,96

PCH 35 422.475 1,96

UHE 11 15.269.142 70,99

UTE 20 1.634.639 7,6

UTN 1 1.350.000 6,28

Total 183 21 509 686 100

Total 183 21.509.686 100

BIG ANEEL - Atualização:15.09.2010

(5)

CICLO DE IMPLANTAÇÃO DE UHE

ESTIMATIVA DO POTENCIAL HIDRELÉTRICO ESTIMATIVA DO POTENCIAL HIDRELÉTRICO

ESTUDOS DE INVENTÁRIO DA BACIA HIDROGRÁFICA

ESTUDOS DE VIABILIDADE DO APROVEITAMENTO HIDRELÉTRICO

Leilão de Energia

PROJETO BÁSICO DA USINA HIDRELÉTRICA Energia

PROJETO BÁSICO DA USINA HIDRELÉTRICA

PROJETO EXECUTIVO DA USINA HIDRELÉTRICA

CONSTRUÇÃO

(6)

ESTUDOS DE INVENTÁRIO

ESTUDO DA BACIA HIDROGRÁFICA

ALTERNATIVAS DE DIVISÃO DE QUEDAS

Custos de Implantação

Equilíbrio

Custos de Implantação Benefícios Energéticos

Impactos Ambientais

SELEÇÃO DA MELHOR DIVISÃO DE QUEDAS

(7)

ESTUDOS DE INVENTÁRIO

DEFINIÇÃO DA DIVISÃO DE QUEDAS Bacia do Rio Paraíba do Sul – SP/MG/RJ

IO a élis

BACIA DO PARAÍBA DO SUL

aba a NTA SIMPLÍCI Itaocara São Fidé

Campos ava ndamonhaga ch. Paulista Cruzeiro Queluz AN S Ilhado

arema acareí S. J. dos C Caçapa Pin Ca C Q os Pombos

Sta. Ce

Funil

Guara Ja ecília

ParaParaSta. aibunaitingaBranca

BARRAGEM EXISTENTE BARRAGEM FUTURA

(8)

ESTUDOS DE INVENTÁRIO

DEFINIÇÃO DA DIVISÃO DE QUEDAS Perfil do Rio Paraíba do Sul – MG/RJ

A O

EM DE ANTA E SIMPLÍCIO

UHE FUNIL BARRAGE USINA DE

(9)

ESTUDOS DE VIABILIDADE

ESTUDO DO APROVEITAMENTO HIDRELÉTRICO ESTUDO DO APROVEITAMENTO HIDRELÉTRICO

A áli d

Técnica

Análise da Viabilidade

Técnica Energética Econômica Econômica Ambiental

APROVEITAMENTO ÓTIMO

(10)

ESTUDOS DE VIABILIDADE

UHE SIMPLÍCIO QUEDA ÚNICA – PCH ANTA

Vertedouro Tomada d’água

Barragem

Casa de força

Acesso

(11)

PROJETO BÁSICO

DETALHAMENTO DO APROVEITAMENTO DETALHAMENTO DO APROVEITAMENTO CONCEBIDO NO ESTUDO DE VIABILIDADE

Definir com maior precisão

Características Técnicas do Projeto Especificações Técnicas de Obras Civis

p

Especificações Técnicas de Obras Civis Especificações Técnicas Eletromecânicas

P A bi t i

Programas Ambientais

(12)

PROJETO EXECUTIVO

ELABORAÇÃO DOS DESENHOS ELABORAÇÃO DOS DESENHOS

Desenhos de Detalhamento

Obras Civis

Equipamentos Eletromecânicos

EXECUÇÃO DA OBRA E MONTAGEM DE EQUIPAMENTOS

(13)

LINHA DO TEMPO

Aprovação pelo órgão ambiental EPE

Avaliação Ambiental

Integrada Projeto Básico

Ambiental Estudos de Impacto

Ambiental (EIA/RIMA)

Projeto Executivo Ambiental

L

engenharia meio ambiente

LP LI LO

E I engenharia L

Estudos de

Viabilidade Projeto

Executivo

à O

Estudos de Inventário

de Bacia Hidrográfica Projeto

Básico

Aprovação pela ANEEL

(14)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

CARACTERÍSTICAS DE PRODUÇÃO DA ENERGIA

À Usina sem capacidade de acumulação

Usina com reservatório de acumulação

À fio d’água NA constante NA variável

Usina com reservatório de acumulação NA variável

deplecionamento

(15)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

CARACTERÍSTICAS DE PRODUÇÃO DA ENERGIA Usina sem reservatório

AHE Teles Pires NA max normal 220,00 NA min normal 220,00

AHE Couto de Magalhães NA max normal 620,00 NA min normal 620,00

U i tó i

AHE Pai-Querê

Usina com reservatório

NA max normal 797,00

NA min normal 762 00

NA min normal 762,00

(16)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

CARACTERÍSTICAS DE PRODUÇÃO DA ENERGIA Usina com reservatório

UHE Funil NA max normal 466,50 NA min normal 444,00

PI = 216 MW

Rio Paraíba do Sul - RJ

(17)

Perfil Esquemático de UHE

Tomada d’Água

Reservatório

C d F

Casa de Força

LT

Turbina Gerador

Uma usina hidrelétrica pode ser definida como um conjunto de obras e equipamentos cuja finalidade é a geração de energia elétrica, através de aproveitamento do potencial hidráulico existente em um rio.

O potencial hidráulico é proporcionado pela vazão hidráulica e pela concentração dos

desníveis existentes ao longo do curso de um rio.

(18)

Perfil Esquemático de UHE

(19)

CONCEPÇÃO DE ARRANJO GERAL

Cada sitio escolhido para uma usina hidroelétrica é único com condições topográficas Cada sitio escolhido para uma usina hidroelétrica é único, com condições topográficas, geológicas e hidrológicas particulares.

O melhor arranjo para um determinado aproveitamento hidroelétrico é aquele que O melhor arranjo para um determinado aproveitamento hidroelétrico é aquele que consegue posicionar todos os elementos do empreendimento de maneira a combinar a segurança requerida pelo projeto e as facilidades de operação e manutenção com o custo global mais baixo.

custo global mais baixo.

Arranjo típico em vale aberto

Arranjo típico em vale medianamente estreito

Arranjo típico em vale estreito j p

(20)

CONCEPÇÃO DE ARRANJO GERAL

Arranjo típico em vale aberto

UHE TUCURUÍ

8 370 MW Rio Tocantins PA

8.370 MW

(21)

CONCEPÇÃO DE ARRANJO GERAL

Arranjo típico em vale aberto

UHE TUCURUÍ

UHE TUCURUÍ

(22)

CONCEPÇÃO DE ARRANJO GERAL

Arranjo típico em vale medianamente estreito

UHE LCBC (Estreito)

1 050 MW

( )

Rio Grande MG/SP

1.050 MW

(23)

CONCEPÇÃO DE ARRANJO GERAL

Arranjo típico em vale estreito

UHE CANDONGA

140 MW Rio Doce MG

140 MW

(24)

ELEMENTOS DE ARRANJO GERAL

Barragem

estrutura em solo ou concreto construída no vale do rio, da ombreira de uma margem , g

para a da outra, com o objetivo de elevar o nível de água do rio até o nível máximo

normal do reservatório

(25)

ELEMENTOS DE ARRANJO GERAL

Dique Barragem

q

estrutura usualmente em solo que fecha eventuais selas topográficas, para evitar fugas

da água do reservatório

(26)

ELEMENTOS DE ARRANJO GERAL

Barragem Dique

Sistema de Desvio do Rio q

Em geral, fica localizado junto a barragem com o objetivo de desviar as águas do rio por meio de canal, galerias, adufas, túneis ou mesmo estrangulamento do leito do rio de

modo a permitir a construção das estruturas localizadas no leito do rio à seco.

(27)

ELEMENTOS DE ARRANJO GERAL

Barragem Dique q

Sistema de Desvio do Rio Circuito de Geração

Constituído por canais, tomadas d’água, condutos ou túneis de adução de baixa pressão, eventuais chaminés de equilíbrio ou câmaras de carga, condutos ou túneis forçados de alta pressão, casa de forca externa ou subterrânea e canal ou túneis de fuga. O circuito de geração tem por finalidade aduzir a água para a transformação de

i â i i lét i

energia mecânica em energia elétrica.

(28)

ELEMENTOS DE ARRANJO GERAL

Barragem Dique q

Sistema de Desvio do Rio

Estrutura de Vertimento Circuito de Geração

Composto de canal de aproximação, vertedouro com ou sem controle (comportas),

dissipador de energia e canal de restituição. Como no caso do circuito de geração, as

obras das estruturas de vertimento podem ficar localizadas junto ou distante da

barragem, dependendo das características particulares do sítio em estudo.

(29)

ELEMENTOS DE ARRANJO GERAL

Barragem Dique q

Sistema de Desvio do Rio Circuito de Geração

Estrutura de Vertimento

Descarregador de Fundo

Estrutura dotada de comportas ou válvulas para liberar as águas para jusante da

barragem.

(30)

ELEMENTOS DE ARRANJO GERAL

Barragem Dique q

Sistema de Desvio do Rio Circuito de Geração

Estrutura de Vertimento Descarregador de Fundo

Sistema de Transposição de Desnível

estruturas que permitem a transposição de cargas ou passageiros transportados pela via

navegável, superando o desnível decorrente da implantação da barragem.

(31)

ELEMENTOS DE ARRANJO GERAL

Barragem Dique q

Sistema de Desvio do Rio Circuito de Geração

Estrutura de Vertimento Descarregador de Fundo

Sistema de Transposição de Fauna Aquática Migratória Sistema de Transposição de Desnível

p ç q g

estruturas que permitem a transposição da fauna aquática, superando o desnível

decorrente da implantação da barragem.

(32)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

BARRAGENS

A escolha do tipo de barragem dependerá, principalmente, da existência de material qualificado para sua construção, dos aspectos geológicos e geotécnicos, e da conformação topográfica do local da obra

Terra

conformação topográfica do local da obra.

Terra

Enrocamento com núcleo de argila

Enrocamento com face de concreto

Enrocamento com núcleo asfáltico

Concreto gravidade

(33)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

BARRAGENS Terra

Um local poderá ser considerado propício para construção de barragem de terra homogênea quando o reconhecimento de campo indicar que a rocha se encontra a

á ã

profundidade grande na área em consideração.

Esse tipo de barragem exige menor declividade nos paramentos de montante e jusante

t t lt i l P i é tili d di

e, portanto, resultam mais volumosas. Por isso, é utilizado para pequenas e medias

alturas.

(34)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

BARRAGENS Enrocamento com núcleo de argila Enrocamento com face de concreto

Quando reconhecimento de campo indica, na área selecionada, a existência de rocha sã e de boa qualidade ao longo do eixo a pequena profundidade

e de boa qualidade ao longo do eixo a pequena profundidade.

Esse tipo de barragem não necessita de condições especiais de fundação.

Grandes volumes de escavação em rocha na casa de forca, em canais e vertedouros são um bom indicativo para a utilização deste tipo de barragem. Além disso, se existirem períodos chuvosos ou excessiva umidade que prejudique a execução de núcleos de períodos chuvosos ou excessiva umidade que prejudique a execução de núcleos de

argila, ou a dificuldade na obtenção de material adequado para o núcleo, a solução com

face de concreto é mais indicada.

(35)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

BARRAGENS Enrocamento com núcleo asfáltico

As principais vantagens desta em relação às demais barragens de enrocamento é o curto tempo de construção (especialmente em locais chuvosos), maior esbeltez, com consequente menor consumo de materiais.

A i i b d B il é UHE F d Ch ó i U i SC/RS

A primeira barragem do Brasil é a UHE Foz do Chapecó – rio Uruguai – SC/RS

(36)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

BARRAGENS Concreto a gravidade

Quando o reconhecimento de campo indica, na área selecionada, existência de rocha sã e com compressibilidade pequena ao longo de todo o eixo, por exercerem maiores pressões nas fundações a pequena profundidade

pressões nas fundações, a pequena profundidade.

A estabilidade e garantida principalmente pelos esforços de gravidade. A não ser em casos excepcionais somente deverão ser consideradas barragens de concreto tipo casos excepcionais, somente deverão ser consideradas barragens de concreto tipo gravidade maciça.

Concreto convencional ou concreto compactado com rolo (CCR).

Concreto convencional ou concreto compactado com rolo (CCR).

(37)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

UHE FOZ DO CHAPECO

Fluxo Rio Uruguai

Barragem de Fechamento de

Enrocamento com Núcleo Asfáltico

Vertedouro de Superfície

(38)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

UHE FOZ DO CHAPECO

Barragem de Fechamento de

Enrocamento com Núcleo Asfáltico

(39)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

DESVIO DO RIO

P t ã d di t t é f it d i d i i

Para a construção das diversas estruturas é feito o desvio do rio, em uma ou mais etapas, utilizando-se ensecadeiras.

Ensecadeira: estrutura provisória que permite o ensecamento de determinadas áreas Ensecadeira: estrutura provisória que permite o ensecamento de determinadas áreas para construção das obras definitivas da usina.

Existem vários tipos de ensecadeira, sendo as mais comuns as de enrocamento, as de

Características topográficas da região

Existem vários tipos de ensecadeira, sendo as mais comuns as de enrocamento, as de terra e enrocamento e as de concreto.

Características topográficas da região

ó

Características geológicas da área.

Regime hidrológico do rio.

Características das obras definitivas a serem construídas, principalmente do tipo e altura máxima da barragem

do tipo e altura máxima da barragem.

Avaliação dos riscos permissíveis no local e a jusante.

(40)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

DESVIO DO RIO

TIPOS DE ESTRUTURAS DE DESVIO

definidos em função das características da barragem

d d d d f l d b

Barragem de concreto tipo gravidade adufas pelo corpo da barragem Barragens de terra e enrocamento galeria, adufas ou túnel

O bid d ã t t í ti d P f i l t

Os esquemas concebidos deverão ter características conservadoras. Preferencialmente,

deverão ser adotadas soluções enquadráveis em um dos seguintes esquemas típicos ou

na combinação destes.

(41)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

D i d i t é d i d d b i

DESVIO DO RIO

Desvio do rio através de túneis escavados em uma das ombreiras, com

ensecamento total da área de construção mediante ensecadeiras construídas a

montante e a jusante. Fechamento dos túneis feito por meio de comporta.

(42)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

DESVIO ATRAVÉS DE TÚNEL

Curso natural do rio Curso desviado do rio

UHE BATALHA

(43)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

DESVIO ATRAVÉS DE TÚNEL Vista de montante

UHE BATALHA

Curso desviado do rio

(44)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

DESVIO ATRAVÉS DE TÚNEL Vista de jusante

Curso natural do rio Curso natural do rio

Curso desviado do rio

UHE BATALHA

(45)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

D i d i t é d l i t íd b b

DESVIO DO RIO Desvio do rio através de galerias construídas sob a barragem.

Fechamento das galerias feito por meio de comporta ou ensecadeiras, dependendo de

condições hidrológicas favoráveis.

(46)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

DESVIO DO RIO Desvio em várias etapas:

Desvio de 1ª Fase:

fechamento parcial do rio por meio de ensecadeira longitudinal para construção de obras de concreto – vertedouro, barragem

/ d d’á á d

e/ou tomada d’água – na área ensecada.

Desvio de 2ª Fase:

Através de adufas ou passagens provisórias nas estruturas de concreto, parcial ou

í

totalmente construídas, ao mesmo tempo em que se completa a construção da obra no restante da seção protegida por ensecadeiras d 2ª f

Fechamento final na estrutura de concreto por meio de comporta ou outros dispositivos

de 2ª fase.

(47)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

DESVIO DE 2ª FASE - ADUFAS

UHE FOZ DO CHAPECO

(48)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

CIRCUITO HIDRÁULICO DE GERAÇÃO CANAL DE ADUÇÃO

CANAL DE ADUÇÃO

Conduz o fluxo para a Tomada d’Água.

CONDUTOS FORÇADOS

Liga a tomada d’água à casa de força, funcionando sob pressão.

Liga a tomada d água à casa de força, funcionando sob pressão.

Podem ser externos ou em túneis.

A seleção pelo tipo de conduto, dependerá da topografia local, das condições geológicas e custos da solução sugerida.

CANAL OU TUNEL DE FUGA

g g ç g

Restituição da vazão turbinada ao rio. Pode ser feita por:

- Canal aberto, quando a casa de força for externa.

- Túnel operando à superfície livre, em casas de força subterrâneas equipadas com turbinas tipo Pelton, necessariamente, ou Francis, opcionalmente.

- Túnel em carga, em casas de força subterrâneas equipadas com turbinas

Francis.

(49)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

CIRCUITO HIDRÁULICO DE GERAÇÃO

TOMADA D’ÁGUA

Torre

Gravidade

Integrada a CF

Integrada a CF

(50)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

CIRCUITO HIDRÁULICO DE GERAÇÃO

TOMADA D’ÁGUA

Torre

Geralmente empregadas em aproveitamentos onde se utiliza o túnel ou galeria de

desvio também para adução.

(51)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

CIRCUITO HIDRÁULICO DE GERAÇÃO

TOMADA D’ÁGUA

Gravidade

Integradas ou não à barragem e a adução é feita para condutos forçados externos.

Essas tomadas são empregadas em aproveitamentos equipados com turbinas tipo Pelton, Francis ou Kaplan com caixa espiral de aço.

G id d Ali i d Gravidade Aliviada

Normalmente apoiada em maciço rochoso.

Neste tipo de tomada d’água, a adução é feita para túneis, sejam eles forçados ou não.

(52)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

TA GRAVIDADE ALIVIADA UHE ITÁ

1.450 MW

Rio Uruguai

(53)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

TA GRAVIDADE ALIVIADA UHE ITÁ

1.450 MW

Rio Uruguai

(54)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

CIRCUITO HIDRÁULICO DE GERAÇÃO

TOMADA D’ÁGUA

Integrada a CF

É recomendado para aproveitamentos equipados com turbinas tipo Bulbo ou Kaplan

com caixa semi-espiral de concreto.

(55)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

CASA DE FORÇA

CIRCUITO HIDRÁULICO DE GERAÇÃO CASA DE FORÇA

Subterrânea

A j

Externa Arranjo

Abrigada

Possui superestrutura completa e cobertura permanente. Movimentação das peças pesadas é feita através de ponte rolante.

Semi-Abrigada Superestrutura

Possui superestrutura sem altura suficiente para operação de uma ponte rolante auxiliar. A movimentação das peças pesadas é feita com

Semi-Abrigada

Superestrutura

movimentação das peças pesadas é feita com pórtico rolante externo através de coberturas móveis.

Aberta

Não possui superestrutura. O pórtico rolante opera no nível do piso do gerador e os equipamentos são protegidos por coberturas móveis.

(56)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

CIRCUITO HIDRÁULICO DE GERAÇÃO CASA DE FORÇA

rocha

Subterrânea

Escavada em rocha

(57)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

CIRCUITO HIDRÁULICO DE GERAÇÃO CASA DE FORÇA

Abrigada

Possui superestrutura completa e cobertura

Possui superestrutura completa e cobertura

permanente. Movimentação das peças pesadas é

feita através de ponte rolante.

(58)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

UHE FOZ DO CHAPECO

Casa de Força Abrigada

Tomada d’Água tipo Gravidade

(59)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

CIRCUITO HIDRÁULICO DE GERAÇÃO CASA DE FORÇA

Semiabrigada

Possui superestrutura sem altura suficiente para

operação de uma ponte rolante auxiliar. A

movimentação das peças pesadas é feita com pórtico

rolante externo através de coberturas móveis.

(60)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

CIRCUITO HIDRÁULICO DE GERAÇÃO CASA DE FORÇA

Aberta

Nã i t t O ó ti l t

Não possui superestrutura. O pórtico rolante opera no

nível do piso do gerador e os equipamentos são

protegidos por coberturas móveis.

(61)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

ESTRUTURA DE VERTIMENTO VERTEDOURO

Finalidade de descarregar as cheias para a manutenção do nível d’água de um g p ç g reservatório em uma cota desejável. Deverá ser adotada uma vazão de projeto com um período de recorrência de 10.000 anos, o que corresponde a um risco de 1% de ser igualada ou superada durante uma vida estimada de 100 anos.

Fundo

Superfície Livre Ogiva alta

Superfície Livre

Controlado Ogiva baixa

de encosta de encosta

A escolha do tipo de vertedouro e sua localização dependerá da concepção do

arranjo geral, do tipo de desvio e das características geológicas do local.

(62)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

VERTEDOURO ESTRUTURA DE VERTIMENTO

VERTEDOURO

Superfície Livre

Aplicação típica em usinas a fio d’água, cuja barragem pode ter uma soleira vertente. Acarretam maior sobrelevação no reservatório.

Outros tipos de vertedouro livre, tais como os do tipo tulipa e sifão, são pouco utilizados, e, quando o são, normalmente a vazão de vertimento é pequena.

Livre Ogiva Alta

(63)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

ESTRUTURA DE VERTIMENTO VERTEDOURO

Superfície Livre / Controlado Ogiva Alta Superfície Livre / Controlado

composto por uma soleira vertente, de altura significativa controlada ou não

Ogiva Alta

Controlado

altura significativa, controlada ou não por comportas do tipo segmento, e um dissipador de energia. É utilizado, em geral em aproveitamentos com geral, em aproveitamentos com barragens de altura média e serve como estrutura de desvio – através de adufas colocadas em seu corpo

colocadas em seu corpo.

(64)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

ESTRUTURA DE VERTIMENTO VERTEDOURO

Superfície Livre / Controlado Ogiva Baixa Superfície

composto por uma soleira vertente baixa, controlada ou não por comportas do tipo

Ogiva Baixa Livre / Controlado

Controlado

controlada ou não por comportas do tipo

segmento, e um dissipador de energia. É

utilizado, em geral, em aproveitamentos

com barragens baixas e pode servir como

com barragens baixas e pode servir como

estrutura de desvio do rio.

(65)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

ESTRUTURA DE VERTIMENTO VERTEDOURO

Superfície Livre / Controlado de Encosta Superfície

composto por uma pequena soleira vertente, seguida de uma calha e um dissipador de energia Pode ser controlado ou não por comportas do tipo

de Encosta Livre / Controlado

dissipador de energia. Pode ser controlado ou não por comportas do tipo segmento. É utilizado, em geral, em aproveitamentos com barragens altas de aterro fechando a totalidade da seção do vale e com desvio do rio por túneis ou galerias São colocados numa das ombreiras ou eventualmente numa sela galerias. São colocados numa das ombreiras ou eventualmente numa sela, aproveitando ou não a existência de uma volta do rio.

Controlado

Canal de aproximação.

Estrutura da crista e equipamento de controle.

Calha e muros laterais.

Estrutura de restituição e dissipação de energia.

Canal de restituição ao leito do rio

(66)

CIRCUITO HIDRÁULICO DE GERAÇÃO

Aproveitamento com TA integrada a CF

Aproveitamentos de baixa queda, sem condutos forçados, com tomada d’água e casa de força integradas na mesma estrutura e turbinas Kaplan com caixa semi-espiral de concreto ou turbinas Bulbo.

Aproveitamento com Condutos Forçados (CF não incorporada)

Aproveitamentos de queda média ou baixa, com tomada d’água do tipo gravidade fazendo parte do barramento, e com condutos forçados parcial ou totalmente embutidos no concreto da tomada d’água

no concreto da tomada d água.

Aproveitamento com derivação (túnel e canal)

O arranjo do circuito hidráulico de geração depende, basicamente, das características

topográficas e geológicas do local, da vazão máxima turbinada e do deplecionamento

máximo do reservatório.

(67)

CIRCUITO HIDRÁULICO DE GERAÇÃO

Aproveitamento com TA integrada a CF

EIXO DA BARRAGEM

EIXO DAS UNIDADES

NA MAX NORMAL 287,00

COMPORTA ENSECADEIRA COMPORTA VAGÃO

(68)

CIRCUITO HIDRÁULICO DE GERAÇÃO

Aproveitamento com TA integrada a CF

UHE MACHADINHO

1 050 MW Rio Pelotas

1.050 MW

(69)

CIRCUITO HIDRÁULICO DE GERAÇÃO

Aproveitamento com TA integrada a CF

Aproveitamentos de baixa queda, sem condutos forçados, com tomada d’água e casa de força integradas na mesma estrutura e turbinas Kaplan com caixa semi-espiral de concreto ou turbinas Bulbo.

Aproveitamento com Condutos Forçados (CF não incorporada) p o e ta e to co Co dutos o çados (C ão co po ada)

Aproveitamentos de queda média ou baixa, com tomada d’água do tipo gravidade fazendo parte do barramento, e com condutos forçados parcial ou totalmente embutidos no concreto da tomada d’água

no concreto da tomada d’água.

Aproveitamento com derivação (túnel e canal)

O arranjo do circuito hidráulico de geração depende, basicamente, das características

topográficas e geológicas do local, da vazão máxima turbinada e do deplecionamento

máximo do reservatório.

(70)

CIRCUITO HIDRÁULICO DE GERAÇÃO

E Tí i

Aproveitamento com Condutos Forçados (CF não incorporada) Esquemas Típicos

EIXO DA BARRAGEM

EIXO DAS UNIDADES EIXO DAS UNIDADES

UHE LCBC (Estreito)

COMPORTA ENSECADEIRA

( )

COMPORTA

VAGÃO CONDUTO FORÇADO

(71)

CIRCUITO HIDRÁULICO DE GERAÇÃO

Aproveitamento com TA integrada a CF

Aproveitamentos de baixa queda, sem condutos forçados, com tomada d’água e casa de força integradas na mesma estrutura e turbinas Kaplan com caixa semi-espiral de concreto ou turbinas Bulbo.

Aproveitamento com Condutos Forçados (CF não incorporada)

Aproveitamentos de queda média ou baixa, com tomada d’água do tipo gravidade fazendo parte do barramento, e com condutos forçados parcial ou totalmente embutidos no concreto da tomada d’água

no concreto da tomada d água.

Aproveitamento com derivação (túnel e canal)

O arranjo do circuito hidráulico de geração depende, basicamente, das características

topográficas e geológicas do local, da vazão máxima turbinada e do deplecionamento

máximo do reservatório.

(72)

CIRCUITO HIDRÁULICO DE GERAÇÃO

Aproveitamento com derivação (túnel e canal)

UHE FOZ DO CHAPECO Ri U i SC/RS

855 MW

Rio Uruguai SC/RS

(73)

CIRCUITO HIDRÁULICO DE GERAÇÃO

UHE FOZ DO CHAPECO Ri U i SC/RS

855 MW

Rio Uruguai SC/RS

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AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

TIPOS DE TURBINAS Turbinas Hidráulicas

Pelton

Kaplan

Francis Francis

Bulbo

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AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

TIPOS DE TURBINAS Turbinas Hidráulicas

P lt Pelton

Altas Quedas: 350 m até 1100 m.

Os jatos de água ao se chocarem com as "conchas" do rotor geram o impulso.

Dificuldades: erosão provocada pelo efeito abrasivo da areia misturada com a água,

devido à alta velocidade com que a água se choca com o rotor.

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AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

TIPOS DE TURBINAS Turbinas Hidráulicas

P lt

Pelton

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AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

TIPOS DE TURBINAS Turbinas Hidráulicas

F i

Francis

Queda: 40 m até 400 m.

Exemplos: Tucuruí, Itaipu, Furnas e outras no Brasil funcionam com turbinas tipo Francis

com cerca de 100 m de queda d' água.

(78)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

TIPOS DE TURBINAS Turbinas Hidráulicas

F i

Francis

(79)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

TIPOS DE TURBINAS Turbinas Hidráulicas

K l Kaplan

Queda: 20 m até 50 m.

Diferença entre Francis e Kaplan: rotor

Assemelha-se a um propulsor de navio (hélice) com duas a seis as pás móveis.

(80)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

TIPOS DE TURBINAS Turbinas Hidráulicas

K l

Kaplan

(81)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

TIPOS DE TURBINAS Turbinas Hidráulicas

B lb Bulbo

Queda: < 20m.

Possui a turbina similar a uma turbina Kaplan horizontal, porem devido a baixa queda, o

gerador hidraulico encontra-se em um bulbo por onde a água flui ao seu redor antes de

chegar as pás da Turbina.

(82)

AHE – Aproveitamento Hidrelétrico

TIPOS DE TURBINAS Turbinas Hidráulicas

B lb

Bulbo

Referências

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