O que é a energia hidrelétrica?
É a energia produzida graças à força da água.
Uma massa de água estática contém energia potencial que se converte em energia cinética
quando é posta em movimento graças à força da gravidade.
Isso é o que acontece em uma hidrelétrica.
Existem três tipos de centrais hidrelétricas:
usina hidrelétrica a água fluente
usina hidrelétrica de bacia
usina hidrelétrica de bombeamento (ou armazenamento)
Conheça cada tipo:
A Usina hidrelétrica de água fluente
Aproveita o fluxo natural de um curso d’água, posicionado em dois níveis diferentes.
Como funciona? A água é recolhida e levada, através de um canal
equipado com uma grade que filtra eventuais materiais sólidos, como resíduos, a confluir para uma bacia de carga.
A água percorre um desnível através de um duto sob pressão
e chega à sala de máquinas da hidrelétrica,
onde encontra uma turbina que gira graças ao impulso da água.
SALA DE MÁQUINAS
Dentro da sala de máquinas encontramos a turbina e o gerador elétrico rotativo
A turbina é composta por:
Órgão fixo que tem a função de dirigir e regular o fluxo da água
Órgão mόvel que é empurrado pela água e gera energia mecânica
O gerador elétrico rotativo (alternador), montado e conectado diretamente ao eixo da turbina,
transforma a energia mecânica recebida da turbina em energia elétrica.
Tipologia de turbinas
Francis É uma turbina de fluxo centrípeto: a água chega ao rotor através de um duto em espiral.
Em seguida, paletas ajustáveis ​​na parte fixa, direcionam o fluxo para atingir as lâminas da giratória.
É utilizada para desníveis médios (de 10 a 300/400 metros) e fluxos de água de 2 a 100 metros cúbicos por segundo.
Kaplan É uma turbina de tipo axial composta por um distribuidor e por uma hélice rotatória, parecida com a utilizada no motor de um navio.
O fluxo de água que faz girar as pás da hélice entra e sai na direção axial em relação ao eixo de rotação da giratória.
Graças à possibilidade de regular o ângulo de incidência das pás,
oferece excelente desempenho em presença de desníveis pequenos,
mas também com grandes variações na vazão do fluxo (de 200 metros cúbicos por segundo pra cima).
Depois disso, a água é direcionada para um canal de escoamento e inserida novamente no curso d’água.
A potência desenvolvida pelas usinas hidrelétricas movidas a água fluente depende da vazão do curso d'água
e do chamado salto, ou seja, a diferença de altura entre a altitude de onde a água é retirada e aquela para a qual é devolvida.
Usina hidrelétrica de bacia
Baseia-se na utilização de uma bacia hidrográfica ou reservatório, que pode ser de origem natural ou artificial.
A água é encaminhada, às vezes, até mesmo por um complexo sistema de captação
constituído por canais, túneis, sistemas de bombagem do beiral até à barragem (dique)
utilizada para armazenar a água nas altitudes mais elevadas.
Tipologia de barragens
Barragens de gravidade São estruturas maciças de geometria simples com eixo retilíneo e seção de forma triangular.
A resistência ao impulso da água se deve ao peso da própria construção.
Barragens em arco Resistem ao impulso hidrostático da água do reservatório, transferindo-o para as paredes laterais da estrutura.
Têm forma convexa e podem ser construídas somente para barrar vales não muito largos com vertentes rochosas onde a barragem está ancorada.
Como funciona? A água é retirada do reservatório e levada a confluir num sistema de dutos,
até chegar na sala de máquinas da central hidrelétrica, onde a turbina começa a girar graças ao impulso da água.
Tipo de turbina
Geralmente, a turbina utilizada é a Pelton: a água é encaminhada para o duto sob pressão que no final tem um bocal,
um estreitamento que aumenta a velocidade da água
ao direciona-la às pás giratórias, que tem a forma de colheres moldadas.
É utilizada para grandes desníveis (entre os 300 e os 1400 metros)
e fluxos de água inferiores aos 50 metros cúbicos por segundo, a fim de obter velocidades maiores.
Posteriormente a água escorre para um canal de escoamento e é reintroduzida no curso de água.
As usinas hidrelétricas de bacia permitem um controle sobre os fluxos de água,
conseguindo assim regular a vazão de acordo com as necessidades, em determinados horários do dia ou em determinadas épocas do ano.
Por esta razão também são conhecidas como usinas hidrelétricas a fluxo regulado.
Usina hidrelétrica de bombeamento (ou de armazenamento)
Possui dois reservatórios em altitudes diferentes, um a montante e outro a jusante.
Através de uma estação de bombeamento, durante períodos de baixa demanda de energia,
a água é levada da bacia a jusante à bacia a montante.
Como funciona? Da bacia a montante, a água é coletada e enviada por meio da tubulação de alta pressão
para a sala das máquinas, onde a turbina começa a girar graças ao impulso da água.
Tipos de turbinas
Geralmente, utiliza-se uma turbina de fluxo centrípeto, Francis, que acoplada a um alternador,
transforma o movimento rotatório em eletricidade.
Consequentemente, a água é escoada para o reservatório a jusante.
Em épocas de baixa demanda de energia,
a usina leva a água de volta para a bacia a montante por meio de uma turbina que funciona como uma bomba,
absorvendo energia da rede elétrica.
Dessa maneira, é possível responder com segurança ao aumento da demanda energética,
como acontece durante o dia, permitindo que a mesma água bombeada durante as horas de baixo consumo
seja reaproveitada para suprir os chamados picos de demanda.
Isto contribui para a segurança do sistema elétrico.
A energia hidrelétrica é uma das tecnologias renováveis que oferece uma contribuição chave para a regulação da rede elétrica,
capaz de responder com rapidez e eficiência às variações da demanda.
Agora estamos prontos para distribuir a energia.
Por meio de um transformador, a intensidade da corrente é reduzida, enquanto a tensão é aumentada.
Desta maneira a corrente gerada é colocada diretamente na rede de distribuição que abastecerá residências e empresas,
baixando a tensão de acordo com as necessidades de quem a utiliza, usuários residenciais ou industriais