Máquinas de Fluxo I. Centrais Hidrelétricas. História 20/11/2017. Nikola Tesla (CA) e Thomas Edison (CC) ( 1880)

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Máquinas de Fluxo I

Centrais Hidrelétricas

Porto Alegre - RS, Slide 2/33

Máquinas de Fluxo I (ENG03332) -www.ufrgs.br/maqflu Me. Marcos Woyciekoski-marcos.woyciekoski@ufrgs.br Universidade Federal do

Rio Grande do Sul

www.ufrgs.br Departamento de Engenharia Mecânicawww.ufrgs.br/demec

História

Nikola Tesla (CA) e Thomas Edison (CC)

(≈1880)

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História

❑

A primeira usina hidrelétrica do mundo foi construída

em 30 de setembro de 1882, no rio Fox em Appleton,

Wisconsin, EUA (uso privado);

❑

Inspirada nos planos de Thomas Edison, que pretendia

construir uma usina hidrelétrica para gerar eletricidade

para Nova York.

Rio Grande do Sul

História

A primeira usina hidrelétrica

brasileira foi construída em

1883,

no

município

de

Diamantina no estado de MG,

aproveitando

as

águas

do

Ribeirão do Inferno, afluente do

rio Jequitinhonha (privado);

A

primeira

hidrelétrica

do

Brasil, e da América do Sul,

para

serviços

de

utilidade

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História

❑

Em 1930, o Brasil já possuía algumas dezenas

de

usinas, entre hidrelétricas, térmicas e mistas;

❑

Atualmente, o país possui mais de 100 usinas

hidrelétricas de grande porte e mais de 70 usinas de

médio porte e centenas de pequeno porte.

Rio Grande do Sul

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Análise hidrográfica

Rio Grande do Sul

(5)

Análise hidrográfica

Rio Grande do Sul

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Componentes básicos

Rio Grande do Sul

Tipos de centrais hidrelétricas

Quanto ao uso das vazões naturais

Centrais a fio d’água

Centrais de acumulação

Centrais reversíveis

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Tipos de centrais hidrelétricas

Tem uma capacidade de armazenamento muito pequena

e, em geral, dispõe somente da vazão natural do curso

d´água

Usina de Belo Monte (em testes)

Rio Grande do Sul

Tipos de centrais hidrelétricas

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Rio Grande do Sul

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Princípios de funcionamento

Estator: carcaça metálica fixa

contendo fios enrolados.

Rotor: conjunto de enrolamentos

presos ao

eixo do gerador

(eletroímã).

Acoplamento do rotor à turbina

(fornecedora de energia mecânica).

Rio Grande do Sul

Princípios de funcionamento

O imã possui um campo magnético a sua volta e este campo

provocado pelo imã parado não varia no tempo.

Se o imã estiver girando ele carrega consigo as linhas de

campo e então essas linhas variam no tempo.

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Princípios de funcionamento

Rio Grande do Sul

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Turbina de Itaipu

Rio Grande do Sul

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Itaipu

Com 20 unidades geradoras e 14.000 MW de potência

instalada, Itaipu fornece cerca de 17% da energia

consumida no Brasil e 76% do consumo paraguaio.

É a maior geradora de energia limpa e renovável do planeta,

tendo produzido mais de 2,4 bilhões de MWh desde o início

de sua operação até o final do ano de 2016.

Seu atual recorde anual de produção de energia, de

103.098.355 Megawatts-hora (103,1 milhões de MWh), foi

obtido no ano de 2016.

Rio Grande do Sul

Acionamento das turbinas

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Acionamento das turbinas

Entrada de Água -Válvula- Reg. Veloc. Turbina Gerador Regulação de Tensão Erro de Freqüência (ou Potência) Energia Elétrica Pmec Rotor do Gerador

Rio Grande do Sul

Acionamento das turbinas

Das 20 unidades geradoras, 10 geram em 50 Hz, que é a

frequência paraguaia, e 10 geram em 60 Hz, frequência

utilizada no Brasil.

E se o Brasil necessitar de mais energia de Itaipu?

Existe uma estação conversora, no lado brasileiro, para

transformar em 60 Hz a energia gerada em 50 Hz que não é

utilizada pelo Paraguai.

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Principais usinas hidrelétricas

Rio Grande do Sul

Principais usinas hidrelétricas

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Principais usinas hidrelétricas

❑

A Usina Hidrelétrica de Tucuruí (área alagada)

Rio Grande do Sul

Principais usinas hidrelétricas

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Vantagens das usinas hidrelétricas

❑

Transformação limpa do recurso energético natural;

❑

Não há resíduos poluentes;

❑

São menos agressivas, em termos ambientais;

❑

Baixo custo para a geração de energia elétrica;

❑

Mais eficientes, limpas e seguras;

❑

Menos emissões de gases causadores do efeito estufa.

Rio Grande do Sul

Desvantagens das usinas hidrelétricas

❑

Extinção da fauna e flora da região;

❑

Aumento e alteração no nível dos rios;

❑

Extinção de comunidades;

❑

Aumento de epidemias;

❑

Alterações climáticas;

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Comparação com outras formas de geração

Aspecto ou

ponto

considerado

Hidrelétricas

Eólicas

Termelétricas

Geração de Resíduos

Não há resíduos Não há resíduos Há o descarte de resíduos pesados, tais como enxofre, a pirita, cinzas e emissões atmosféricas (SO2e SO3)

Potência Até GW MW MW

Eficiência 90 - 95% 30 - 40% 60 - 80%

Custo Alto (construção: obra) Baixo Alto (uso: combustível) Impactos Sociais Extinção de comunidades nativas

e de sítios arqueológicos Alteração no regime dos eventos e emissão de ruído de alta

Freqüência

Alteração na saúde da comunidade local como um todo

Impactos ambientais

Alagamento, alteração do leito do rio, extermínio da fauna e flora,

por exemplo

Morte de mamíferos, Insetos e aves

Morte de animais, plantas, lagos e rios