Hidráulica e PCHs

ADILMAR RODRIGUEZ CARDOZO

ANTNIO BENETTI

EDIMAR DETOGNI ZANELATO

LUCIANO GAYA CARVALHO

PATRICK MILDEBERG

RHUAN PABLO

SANNDY MARQUES MENDONA

WELLINGTON ANDRELINO

WENITON FAMILIA DE OLIVEIRA

Energia Hidrulica e PCHs

Energia Hidrulica e PCHs

AGENDA

Energia Hidrulica

Hidreltricas

PCHs

Viso geral sobre o funcionamento de uma Hidroeltrica

Vantagens e Desvantagens

Principais Unidades

Futuro

Consideraes

Questionrio

Energia Hidrulica e PCHs Energia Hidrulica

Energia Hidrulica, tambm conhecida como energia hdrica ou hidreltrica, aquela obtida atravs do aproveitamento da energia potencial gravitacional e cintica das correntes de gua em rios, mares ou quedas dgua. considerada uma fonte de energia renovvel e limpa.

3/38


Surgiu no Sculo XIX;

Substituiu a fora animal;

No Brasil, a primeira foi criada por D. Pedro II em Diamantina com potencia de 0,5 kW;

No incio (1950), concentravam-se mais no litoral.

4/38


5/38


FONTE: Balano Energtico Nacional 2014, ano base 2013;

Potencial energtico tecnicamente aproveitvel

6/38


FONTE: EPE, Balano Energtico Nacional 2014, ano base 2013;

7/38

O potencial total mundial hidrulico da ordem de 200 mil TWh por ano, o que equivale a duas vezes o consumo mdio anual de energia primria no mundo (BOYLE, 1996). O potencial hidreltrico brasileiro situa-se ao redor de 260 GW. Contudo apenas 68% (176,8GW)desse potencial foi inventariado.


FONTE: Centrais Eletricas Brasileiras Eletrobrs. Sistema de informao do potencial eltrico brasileiro SIPOT. Rio de Janeiro, abr 2003

Potencial Hidreltrico Brasileiro

Principais rios que cortam o ES

Nem todo potencial aproveitado; Estima-se que apenas do potencial pode ser aproveitado; Perde-se com a evaporao, topografia, manuteno, atrito, converso; 40% apenas aproveitado, na pratica;

8/38


Distribuio da gerao de Energia Eltrica

FONTE: Balano Energtico Nacional 2014, ano base 2013;

9/38

Energia Hidrulica e PCHs Hidreltrica X PCH X CGH

CGH - Central Geradora Hidreltrica - unidade geradora de energia com potencial hidrulico igual ou inferior a 1 MW (um megawatt), normalmente com barragem somente de desvio. PCH - Pequena Central Hidreltrica - toda usina hidreltrica de pequeno porte cuja capacidade instalada seja superior a 1MW (um megawatt) e at 30MW (trinta megawatts) e cuja rea do reservatrio no seja maior que 13 km, conforme Resoluo n 652 de 09 de dezembro de 2003. UHE - Usina Hidreltrica de Energia toda usina hidreltrica cuja capacidade instalada seja superior a 30MW (trinta megawatts), que possua reservatrio maior que 13 km .

10/38

Energia Hidrulica e PCHs PCHs

A PCH Rio dos ndios tem potncia instalada de 8 MW e capacidade para gerar 35 milhes de kWh/ano. O empreendimento custou R$ 42 milhes e uma sociedade entre a Creral de Erechim, Central Eltrica Caibi de Santa Catarina e Electra-Power de Curitiba.

Fonte: FECOERGS, em http://www.fecoergs.com.br/pagina.php?cont=noticiasDet.php&sel=8&id=16678

11/38

Energia Hidrulica e PCHs PCHs

Tambm conhecida como Celan (Central Eltrica Anhanguera S.A.), a PCH Anhanguera trabalha com trs turbinas, com potncia instalada de 22,68 MW, gerando 120.000.000 KWh/ano, o suficiente para abastecer uma cidade com cerca de 50 mil habitantes. A usina resultado da parceria entre a Volkswagen do Brasil, a SEBAND e a Pleuston.

Fonte: Volkswagen Brasil, em http://www.vwbr.com.br/ImprensaVW/page/Pequena-Central-Hidreletrica.aspx

12/38

Energia Hidrulica e PCHs UHE

Composio: 1) Reservatrio ou lago; 2) Barragem; 3) Vertedouro; 4) Conduto forado; 5) Casa de Fora (Turbina e Gerador); 6) Canal de fuga; 7) Subestao;

Funcionamento A gua captada no lago formado pela barragem conduzida at a casa de fora atravs

de canais, tneis e/ou condutos metlicos. Aps passar pela turbina hidrulica, na casa de fora, a gua restituda ao leito natural do rio, atravs do canal de fuga.

Dessa forma, a potncia hidrulica transformada em potncia mecnica quando a gua passa pela turbina, fazendo com que esta gire, e, no gerador - que tambm gira acoplado mecanicamente turbina - a potncia mecnica transformada em potncia

eltrica.

A energia assim gerada levada atravs de cabos ou barras condutoras dos terminais do gerador at o transformador elevador, onde tem sua tenso (voltagem) elevada para adequada conduo, atravs de linhas de transmisso, at os centros de consumo.

Da, atravs de transformadores abaixadores, a energia tem sua tenso levada a nveis adequados para utilizao pelos consumidores.

13/38


Usina de Marimbondo 1.440 MW

14/38

1

2 3

4

5

6

7


15/38

Energia Hidrulica e PCHs PANORAMA ATUAL

Tipo Qtd Pot. Outorgada (kW) Pot. Fiscalizada (Kw) %

CGH 490 312.949 314.846 0,23

PCH 473 4.791.962 4.770.509 3,53

UHE 201 87.308.965 84.544.838 62,51

Fonte: ANEEL, http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/capacidadebrasil/capacidadebrasil.cfm

16/38


Sistema Furnas de Energia

17 usinas hidreltricas e 2 termeltricas, totalizando uma potncia de 12.621,42 MW.

Usinas Hidreltricas: Usina Baguari - 140 MW Usina de Corumb - 375 MW Usina de Funil - 216 MW Usina de Furnas - 1.216 MW Usina de Itumbiara - 2.082 MW Usina Foz do Chapec - 855 MW Usina Luiz C. B. Carvalho (Estreito) - 1.050 MW Usina de Manso - 212 MW Usina de Marimbondo - 1.440 MW Usina Mascarenhas de Moraes (Peixoto) - 476 MW Usina de Peixe Angical - 452 MW Usina de Porto Colmbia - 320 MW Usina de Serra da Mesa - 1.275 MW Usina Serra do Faco - 212,58 MW Usina Retiro Baixo - 82 MW Usina de Simplcio/Anta - 333,7 MW Usina de Santo Antnio - 1.128,2 MW

Usinas Termeltricas:

Usina de Campos - 30 MW Usina de Santa Cruz Fonte: FURNAS, http://www.furnas.com.br/hotsites/sistemafurnas/pqgeracao.asp

17/38



18/38



DADOS TCNICOS: BARRAGEM: Tipo: argila, seo homognea Altura mxima: 94 m Volume total: 14.400.000 m RESERVATRIO: rea inundada: 438 km Volume total: 6,150 bilhes m Volume til: 5,26 bilhes m ESTRUTURA DE CONCRETO: TOMADA DGUA: Comportas: Tipo - lagarta Quantidade - 8 Fabricantes: Bardella (Brasil) e Sorefame (Portugal) VERTEDOURO: Comportas: Tipo - segmento Quantidade - 9 Fabricante: ATB (Brasil e Itlia)

CASA DE FORA: Tipo: coberta Unidades geradoras: quantidade - 8 rotao: 100 rpm potncia nominal: 180 MW Turbinas: Tipo - Francis de eixo vertical Dimetro do rotor - 6,500 m Fabricantes: Consrcio Voith (Brasil e Alemanha), Neyrpic (Frana), (Frana) e MEP (Brasil) Geradores: Freqncia - 60 Hz Tenso nos terminais: 13,8 kV Fabricante - Asea (Brasil e Sucia) Transformadores: 26 (operao mais reserva) Tipo - monofsico Capacidade total em operao - 1519,92 MVA Relao de transformao: 13,8/525 kV Fabricante: Tusa (Brasil)

19/38

Energia Hidrulica e PCHs Turbinas

TURBINAS A turbina hidrulica possui uma grande variedade de formas e tamanhos, efetua a transformao da energia hidrulica em energia mecnica. TIPOS DE TURBINAS

Pelton; Francis; Kaplan; Bulbo;

20/38


PELTON

21/38


PELTON

22/38


FRANCIS

23/38


FRANCIS

24/38


FRANCIS

Rotor da turbina 1 U.H.E Belo Monte.

320 toneladas; A maior j construda no Brasil; Ao inoxidvel; 9m de dimetro; 5m de altura;

Fonte: Blog Belo Monte, http://blogbelomonte.com.br/2015/01/15/gigante-pelos-rios-da-amazonia/

25/38


KAPLAN

26/38


BULBO

27/38

Energia Hidrulica e PCHs GERADOR

Dispositivo utilizado para a converso da energia mecnica, qumica ou outra forma de energia em energia eltrica. Gerador sncrono.

Rotor Estator

28/38


29/38


30/38

Energia Hidrulica e PCHs FRABRICANTES

TURBINAS Alstom Power Generation

E-mail: [email protected] Site: www.power.alstom.com

Voith Site: http://voith.com/br Andritz Hydro Site: http://www.andritz.com/ nica empresa a possuir todas a etapas de produo no Brasil.

GERADORES Voith Site: http://voith.com/br Alstom Power Generation

E-mail: [email protected] Site: www.power.alstom.com

MONITORAMENTO

GE General Eletric Company Site: http://www.ge-mcs.com/pt/bently-nevada-application-solutions/hydro-

turbine-condition-monitoring.html

31/38

Energia Hidrulica e PCHs Vantagens e Desvantagens

Vantagens Custo do combustvel para gerao nulo;

No poluente;

Energia renovvel

Contribui com o armazenamento de gua potvel;

Promove a segurana energtica e a estabilidade dos preos;

Tecnologia plenamente desenvolvida;

Desvantagens Alto custo de construo;

Impactos ambiental e social, como: Destruio da vegetao natural;

Realocao da populao ribeirinha;

32/38

Energia Hidrulica e PCHs Futuro

O mix energtico do Brasil continua evoluindo, com os biocombustveis tomando parte do mercado de petrleo nos transportes e com as renovveis substituindo o carvo e a hidreltrica na gerao de energia. No entanto, o petrleo (36%) ainda continuar sendo o combustvel dominante, seguido pela hidreltrica (30%) em 2035.

Em 2035, os combustveis fsseis sero responsveis por 52% do

consumo de energia no Brasil (em comparao com uma mdia global de 81%), enquanto a participao das energias renovveis subir para 10%, a hidreltrica manter sua fatia de 30%, os biocombustveis respondero por 7% e energia nuclear por apenas 1%.

O consumo de energia eltrica no Brasil dever mais do que duplicar

at o ano de 2030, avalia o Ministrio de Minas e Energia (MME, 2007), o que significa um forte crescimento em termos absolutos.

Fonte: http://www.bp.com/content/dam/bp/pdf/Energy-economics/Energy-Outlook/Energy_Outlook_2035_booklet.pdf

33/38


Tipo Qtd Pot. Outorgada (kW) %

CGH 1 848 0

PCH 39 428.739 1,96

UHE 11 15.269.142 69,86

Empreendimentos em construo

Tipo Qtd Pot. Outorgada (kW) %

CGH 42 28.149 0,2

PCH 132 1.903.877 13,22

UHE 4 447.000 3,1

Empreendimentos no iniciados

Fonte: ANEEL, http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/capacidadebrasil/capacidadebrasil.cfm

34/38


Belo Monte

Localizao Rio Xingu, Par

Gerao Mxima 11.233,1 MW

Casa de fora principal

Casa de fora complementar

11.000MW 233,1 MW

18 Turbinas Francis

6 Turbinas Bulbo

Gerao Mdia 4.500 MW

rea Alagada 516 km

Previso de inaugurao Novembro/ 2015 (Barragem)

35/38

Energia Hidrulica e PCHs Consideraes

Apesar do crescente investimento em energias alternativas

questo realizados no Brasil, a energia proveniente das guas continua sendo a principal de fonte brasileira. Isto devido ao grande conhecimento na rea e as excelentes condies de relevo e hidrografia, que tornam o Brasil uns dos mais propcios pases a instalao de hidreltricas.

Porm, o aumento da instabilidade climtica acarreta a necessidade de aumentar os investimentos nas demais fontes alternativas e renovveis, para que assim nosso sistema energtico torne-se slido e confivel.

36/38

Energia Hidrulica e PCHs Questionrio

37/38

1 Cite um dos motivos para que o Brasil possua uma grande quantidade de energia proveniente de hidreltricas. R. Devido ao relevo favorvel, pois a diferena de altura em relao ao nvel do mar favorece a criao de barragens, aumentando assim a energia cintica necessria para a gerao de energia. Junto a isso a vasta oferta hdrica, com rios volumosos. 2 Quais as principais caractersticas que definem uma usina como PCH ou UHE? R. PCH, devem produzir de 1 a 30 MW e possurem reservatrio de no mximo 13km, j as UHE produzem acima de 30 MW e possuem reservatrio maiores que 13 km.

Energia Hidrulica e PCHs Questionrio

38/38

3 Qual a maior usina hidreltrica nacional? a) Belo Monte. b) Itaip; c) Tucuru; d) Furnas; 4 Qual o tipo de turbina hidrulica mais utilizada e porqu? R. A turbina tipo FRANCIS a mais utilizada, devido a sua versatilidade de adaptar-se a vrias alturas de represas, podendo ser utilizada tanto em PCHs quando em UHEs. O seu custo de produo e manuteno tambm a favorece perante as demais utilizadas na gerao de energia hidrulica

Energia Hidrulica e PCHs Bibliografia

http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/atlas/pdf/04-Energia_Hidraulica(2).pdf http://www.furnas.com.br/ https://www.itaipu.gov.br http://www.cerpch.unifei.edu.br/fabricantes-de-turbinas-hidraulicas.html http://www.portalpch.com.br/ http://abrapch.com.br/ http://pt.wikipedia.org/wiki/Turbina_hidr%C3%A1ulica http://www.bp.com/content/dam/bp/pdf/Energy-economics/Energy-

Outlook/Energy_Outlook_2035_booklet.pdf http://www.aneel.gov.br/area.cfm?idArea=429&idPerfil=2

http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/capacidadebrasil/capacidadebrasil.cfm

https://www.youtube.com/watch?v=luRvmokd7O0 https://www.youtube.com/watch?v=HzQPNpP55xQ https://www.youtube.com/watch?v=nGN-2JLFyMs http://www.blogbelomonte.com.br/wp-

content/uploads/2011/12/Cartilha_portugues_.pdf

39/39

Documents

Hidráulica e PCHs