GERAO HIDRELTRICA

O QUE UMA USINA HIDRELTRICA?Uma usina hidreltrica pode ser definida como um conjunto de obras e equipamentos cuja finalidade a gerao de energia eltrica, atravs de aproveitamento do potencial hidrulico existente num rio.A gerao hidreltrica est associada vazo do rio, isto , quantidade de gua disponvel em um determinado perodo de tempo e altura de sua queda. Quanto maiores so os volumes de queda, maior o seu potencial de aproveitamento na gerao de eletricidade.Ciclo hidrolgico o processo de transferncia da gua para os continentes e sua volta aos mares e mananciais de gua doce.

A hidrologia dedica-se a estudar a velocidade com que a gua passa pelas diversas fases do ciclo e as variaes dessa velocidade em funo do tempo e do espao.BACIA HIDROGRFICAUma bacia De drenagem de um curso de gua o conjunto de terras que fazem a drenagem da gua das precipitaes para esse curso de gua e rios menores que desaguam em rios maiores.A formao da bacia feita atravs dos desnveis dos terrenos que orientam os cursos da gua, sempre das reas mas altas para as mais baixas.

REGULARIZAO DE VAZES: CAPACIDADE DE UM RESERVATRIO necessrio que se armazene gua de forma a permitir o uso mais constante de uma vazo mdia dgua superior queda natural do rio.Qualquer que seja o tamanho do reservatrio sua principal funo agir como um regulador visando regularizao da vazo dos cursos de gua.

PRINCIPAIS COMPONENTES DA CENTRAL HIDRELTRICA Para ocorrer a transformao da energia mecnica da gua, que ir movimentar as turbinas, em energia eltrica necessrio existir um desnvel hidrulico natural ou criado por uma barragem, para captao e conduo da gua turbina, situada sempre em nvel to baixo quanto possvel em relao a captao.Uma usina hidreltrica composta de reservatrio, da casa de fora e da subestao elevadora. BARRAGEMTem por funo barrar o fluxo da gua do rio, represando-a (onde fica armazenada a gua que vai gerar a energia).VERTEDOUROSControlam o nvel de gua da represa ,evitando transbordamentos .So necessrios para descarregar as cheias e evitar que barragem seja danificada.COMPORTASSo componentes que permitem isolar a gua do sistema final de energia eltrica.CASA DE MQUINAOnde esto instalados os geradores acoplados s turbinas.

POTNCIA DAS CENTRAISQuanto potncia as centrais podem ser:- Micro P< 1000 KW- Mini 100< P < 1.000 KW- Mdias 1.000 < P < 30.000 KW- Pequenas 30.000 < P < 100.000 KW- Grande P > 100.000 KW

QUEDAQuanto queda - Baixssima H < 10m- Baixa 10 < H < 50m- Mdia 50 < H < 250m- Alta H > 250mIMPACTOS AMBIENTAISA construo de hidreltricas e consequentemente suas barragens e lagos causam diversos impactos sociais e ambientais negativos. HIDROGEOLOGIAAlterao do regime das guas subterrneas com elevao do nvel do lenol fretico.

SOLOSA formao de reservatrios provoca perda de importante produo agrcola e de recursos minerais.VEGETAO E FAUNAPerda da vegetao nativa e reduo de mamferos e aves.SOCIOECONMICA- Desapropriao de terras produtivas - Transtornos populao local durante a construo. - Incremento do trfico de veculos. - Enchimento dos reservatrios levar a um aumento dos acidentes com animais peonhentos. - Aumento de doenas sexualmente transmissveis. GERAO SOLARA energia solar a designao dada a todo tipo de captao de energia luminosa, energia trmica (e suas combinaes) proveniente do sol, e posterior transformao dessa energia captada em alguma forma utilizvel pelo homem.Essa utilizao seja diretamente para aquecimento de agua ou ainda energia eltrica ou trmica.SISTEMAS SOLARESSistemas solares para gerao de eltricaOs sistemas baseados no uso da energia transmitida terra pelo sol para gerao de eletricidade podem ser dividas em dois tipos bsicos: Sistemas fotovoltaicos autnomos; Sistemas termo solares.SISTEMA FOTOVOLTAICO AUTNOMOSo os sistemas que efetuam a transformao da energia solar em eltrica diretamente.

Um sistema fotovoltaico de produo de energia eltrica compreende o agrupamento de mdulos em painis fotovoltaicos e de outros equipamentos que transformam ou armazenam a energia eltrica.

Os principais constituintes desse sistema so:Conjunto de modelos fotovoltaico;Regulador de tenso;Sistema de armazenamento de energia;Inversos corrente continua/corrente alterada.

MDULOS FOTOVOLTAICOS o dispositivo gerador (painel solar) propriamente dito e consiste num conjunto de clulas fotovoltaicas interligadas e conectadas. So esses mdulos que geram eletricidade em corrente contnua. A converso direta da energia solar em eletricidade obtida graas ao efeito fotovoltaico, que a base do funcionamento das clulas solares. Os materiais usados so os semicondutores sendo o mais utilizado o silcio, que tambm o material bsico para a indstria eletrnica. O efeito fotovoltaico foi primeiro observado por Edmond Becquerel, em 1839, quando descobriu que certos materiais produzem pequenas quantidades de corrente eltrica quando expostos luz. Em 1876 foi concebido o primeiro dispositivo fotovoltaico, porm somente em 1956 foi iniciada a produo industrial com a corrida espacial. Em 1978 a produo industrial de mdulos fotovoltaicos j alcanava a marca de 1 MW/ano. Mas foi nos ltimos anos que houve um crescimento significativo da produo mundial: 1995-80 MW/ano, 2000-280 MW/ano,2004-1.250 MW/ano com expectativa de mais de 2.600 MW em 2006.TIPOS DE CLULAS FOTOVOLTAICASCLULAS MONOCRISTALINASEste tipo de clulas fotovoltaica representam a primeira gerao. O seu rendimento elctrico relativamente elevado (aproximadamente 16%, podendo subir at cerca de 23% em laboratrio), mas as tcnicas utilizadas na sua produo so complexas e caras.Por outro lado, necessria uma grande quantidade de energia no seu fabrico, devido exigncia de utilizar materiais em estado muito puro e com uma estrutura de cristal perfeita.CLULAS DE SILCIO AMORFOAs clulas de silcio amorfo so as que apresentam o custo mais reduzido, mas em contrapartida o seu rendimento elctrico tambm o mais reduzido (aproximadamente 8% a 10%, ou 13% em laboratrio). As clulas de silcio amorfo so pelculas muito finas, o que permite serem utilizadas como material de construo, tirando ainda o proveito energtico.

REGULADOR DE TENSO um dispositivo, geralmente formado por semicondutores, que tem por finalidade a manuteno da tenso de sada de um ckt eltrico.O controlador/regulador de carga um dos principais componentes de um sistemasolarfotovoltaico, sendo o responsvel pela durao da vida til dos bancos debaterias, que como todos sabemos so dos componentes mais dispendiosos nestes sistemas solares.A funo do regulador de carga, a de proteger as baterias de serem sobrecarregadas, ou descarregadas profundamente, e assim garantir, que toda aenergiaproduzida pelos painis fotovoltaicos, armazenada com maior eficcia nas baterias.IMPORTANTE!Osreguladores de carga, utilizam-se principalmente emsistemas isolados da rede, ou seja autnomos, compostos por mdulos fotovoltaicos, ligados a um regulador, que por sua vez est ligado a baterias para alimentao.

SISTEMA DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA constitudo de baterias eletroqumicas. So elementos estticos, de corrente continua e baixa tenso. As baterias armazenam a eletricidade obtida da luz solar durante o dia, possibilitando o funcionamento doas equipamento eltricos noite ou em perodos nublados.A bateria de chumbo cido barata e encontrada facilmente.As baterias fazem um papel similar aos dos reservatrios nas hidreltricas, regulando o potencial, e portanto, aumentando o fator de capacidade do sistema.

INVERSOR CORRENTE CONTNUA/CORRENTE ALTERNADAO inversor transforma corrente continua em corrente alterada, podendo, portanto alimentar os aparelho eletroeletrnicos convencionais.Ele necessrio em um sistema quando necessitamos alimentar carga em corrente alterada.O Inversor o corao do seu sistema de energia solar fotovoltaica e um dos componentes mais importantes.Em sistemas residenciais, o inversor solar normalmente instalado perto do quadro de luz. Em sistemas fotovoltaicos Comerciais e Industriais pode-se construir uma sala somente para eles, pois estes inversores so maiores e ocupam mais espao fsico.

PRINCIPAIS CARACTERSTICAS DOS INVERSORES Grau de Proteo contra gua e poeira (IP); o aconselhvel, para locais abertos a partir de IP 55. Eficincia do Inversor Solar: 94% a eficincia mnima aceitvel.Quanto mais alta a eficincia do inversor solarmelhor; Possibilidade de conexo do Inversor Solar ao seu computador; Garantia do Inversor Solar: de 5 anos e a maioria dos fabricante oferecem a opo para estender a garantia at 10 anos.

SISTEMA TERMO-SOLAR o sistema em que a energia solar usada para produzir o vapor que acionar uma termeltrica a vapor.

TERMOS DA GERAO SOLARDevido as flutuaes climticas, a radiao solar incidente no limite superior da atmosfera sofre uma serie de depresses, disperses e absores durante o seu percurso at o solo.INCIDNCIA SOLARA incidncia total da radiao solar a soma dos componentes direto, difuso e refletido.RADIAO DIRETARadiao direta aquela proveniente diretamente do disco solar sem sofre nenhuma mudana de direo alm da provocada pela refrao atmosfrica.RADIAO DIFUSARadiao difusa aquela recebida, aps a direo dos raios solares ter sido modificada por reflexo espalhamento na atmosfera.RADIAO REFLETIDARadiao refletida o retorno ao meio de origem, aps iniciar sobre um objeto ou superfcie.

VARIVEIS DA RADIAOObservamos que os nveis de radiao solar na superfcie da terra variam com:Estao do anoRegioCondies MeteorolgicasAltitude

INSTRUMENTOSPIRELIMETROO pirelimetro um instrumento de medio de radiao solar direta (Watt/m2).

PIRANMETROUsado para medir a radiao solarem uma superfcie de um campo de viso de 180 graus.

IMPACTOS AMBIENTAISA energia solar limpa e renovvel, portanto apresenta muitas vantagens para o meio ambiente e sade das pessoas, pois no h emisses de gases poluentes ou tipos de resduos.O uso direto da energia solar para satisfazer as necessidades humanas atuais vantajoso porque o equilbrio trmico da terra no perturbado.

VANTAGENSRENOVVELLIMPABAIXO CUSTO DE MANUTENOEXCELENTE FONTE DE ENERGIA EM LOCAIS NO ATENDIDOS POR OUTRAS FONTESO EQUIPAMENTO PODE SER INSTALADO EM RESIDNCIAS. (BAIXANDO A CONTA DE ENERGIA)DESVANTAGENSEM DIAS DE CHUVAS OU BAIXA INCIDNCIA DE SOL, DIMINUI A GERAO DE ENERGIANO PERODO DA NOITE NO OCORRE A PRODUO DE ENERGIAO CUSTO PARA COMPRAR E INSTALAO DOS EQUIPAMENTOS AINDA E ALTOPARA SISTEMAS DE PEQUENO PORTE, O PRINCIPAL PROBLEMA SER O DAS BATERIASA FORMA DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA SO POUCOS EFICIENTE. QUANDO COMPONENTES COM CARVO, GS, HIDRELTRICA, BAGAO DE CANA, LARANJA.

SISTEMA SOLAR RESIDENCIALFUNCIONAMENTO PARA RESIDENCIAS1 - Opainel solarno telhado da casa gera energia eltrica (em corrente Continua) quando a Luz do Sol bate nele.

2. A energia gerada pelo painel solar passa por uminversor solarque alterna a corrente continua para alternada e equaliza com a frequencia da sua residncia. (60Hz)3. A energia sai do inversor e conectada na rede de energia da sua casa, normalmente o sistema conectado no quadro de luz.4. Essa energia vai sendo utilizada pelas luzes da casa, eletrodomsticos e tudo o que consome energia que esteja conectado na tomada. Se no tiver sol suficiente o resto da energia fornecido pela Distribuidora de energia. 5. A ENERGIA SOLAR VAI TE DAR CRDITOS DE ENERGIA!6. Se a sua casa gerar mais energia solar do que esta consumindo naquele momento a energia extra vai para a rede da distribuidora e gera um crdito de energia para voc. (esse crdito tem 36 meses de validade e ser usado automaticamente se voc gerar menos energia do que esta consumindo. Ex: um dia de muita chuva)EQUIPAMENTOS Painis fotovoltaicos (placas solares); Inversor solar; Estrutura de fixao; Cabos e conectores especficos para energia fotovoltaica (eles devem aguentar o sol e chuva por 25 anos);MANUTENONo, pelo contrrio, muito baixa. Os painis requerem uma limpeza bsica com gua a cada 6 meses (isso quando no chover ou for um lugar com muita poluio). Para o inversor solar ser necessrio substituir algumas peas depois de 5 ou 10 anos. No geral o sistema de energia solar para residncias feito para durar 25 anos com manuteno mnima.RISCOSOs riscos so os mesmos de fazer qualquer manuteno no sistema eltrico de sua casa. Ou seja, se for bem feito o risco muito baixo de levar um choque ou ter um curto circuito.

DURABILIDADEQuando bem cuidado mais de 25 anos

POSSVEL INSTALAR EM APARTAMENTOS? Sim, se for na cobertura e tiver espao. Sim, se for pelo condomnio e a laje/telhado de cobertura for grande o suficiente. Para faixadas possvel, porm muito mais caro e produzira muito menos energia. Para projetos arquitetnicos especficos funciona. Para o seu apartamento normal dentro da cidade, muito improvvel.QUALQUER EQUIPAMENTO PODER SER LIGADO COM ENERGIA SOLAR NA RESIDNCIA?Sim, se voc tiver um sistema fotovoltaico conectado na rede eltrica (o padro) voc no ter nenhum problema pois ele gera energia em paralelo com a rede da distribuidora. Ou seja, quando falta energia solar a rede compensa.COMO FUNCIONA A ENERGIA SOLAR RESIDENCIAL DURANTE NOITE OU NA CHUVA?No funciona a no ser que voc tenha baterias para guardar energia durante o dia. Por isso que os sistemas fotovoltaicos so em 95% dos casos conectados na rede de sua casa. Durante o dia voc gera energia eltrica solar alm do que voc precisa e joga o excedente na rede da distribuidora (Esse excedente vira crditos de energia). Durante a noite voc usa a energia da rede da distribuidora e abate o seu consumo dos crditos de energia que voc gerou durante o dia.

QUANTO PESA O SISTEMA DE ENERGIA SOLAR RESIDENCIAL? Em mdia ele varia de 12kg/m2 at 17kg/m2. Para telhados de telha de barro ele fica perto de 15kg/m2. Para telhados metlicos de telha trapezoidal ou telha zincada ele pesa em mdia 13.5kg/m2. Para lajes de concreto, onde necessrio inclinar as placas de energia solar, ele pode chegar at 17kg/m2. Para lajes de concreto onde precisa-se inclinar as placas e no pode perfurar para fixar, a ser necessrio usar um sistema com lastro e o peso pode subir bem mais. Mas no geral o sistema fotovoltaico residencial muito leve e 99% dos telhados suportam ele sem problemas.

GERAO TERMELTRICAO QUE UMA USINA TERMELTRICA?Central termoeltrica ou usina termoeltrica uma instalao industrial usada para gerao de eletricidade a partir da energia liberada por qualquer produto que possa gerar calor, como bagao de diversos tipos de plantas, restos de madeira, leo diesel, gs natural, urnio enriquecido e carvo.Assim como na energia hidreltrica em que um gerador, impulsionado pela gua, nas termoeltricas a fonte de calor aquece uma caldeira com gua gerando vapor dgua em alta presso, e o valor move as ps da turbina do gerador.Em outras palavras:O processo fundamental das centrais termoeltricas baseia-se na converso de energia trmica em energia mecnica e esta em energia eltrica.Nesse sentido, a produo da energia termina pode se dar pela transformao de energia qumica dos combustveis, por meio do processo da combusto.CLASSIFICAO DAS TERMELTRICASPode ser classificada em funo das caractersticas da combusto com relao ao processo de transferncia energtica:1- Combusto externa2- Combusto interna

COMBUSTO EXTERNAO combustvel no entra em contato com o fluido de trabalho.O combustvel aquece o fluido de trabalho (em geral gua) em uma caldeira at gerar o vapor que, ao ser expandir em uma turbina produzir trabalho mecnico.Grande parte das usinas de acar e etanol trabalha com turbinas a vapor.

COMBUSTO INTERNAA combusto acontece sobre uma mistura de ar e combustvel.O fluido de trabalho ser o conjunto de produtos da combusto. A combusto interna o processo usado principalmente nas turbinas a gs e nas mquinas trmicas a pisto (motores a diesel).

DIAGRAMA SIMPLIFICADO DE UMA CENTRAL TERMELTRICA COM COMBUSTO EXTERNA

A queima do combustvel gera calor que transforma o liquido em vapor na caldeira; O vapor se expande na turbina a vapor gerando energia; O vapor sai da turbina vai ao combustvel onde o calor retirado e se os tem liquido; - O liquido bombeado de volta a caldeira, fechando o ciclo;

A grande diversidade da gerao termoeltrica esta principalmente nos combustveis utilizados (variada gama de recursos)Os combustveis mais usuais das centrais trmicas so:DERIVADOS DO PETRLEOCARVOGS NATURALNUCLEARESBIOMASSAA maioria dos combustveis fosse (derivados do petrleo, carvo mineral, gs natural), assim como os nucleares (elementos rdio ativos: ucrnio, trio, plutnio) classificada como fonte no renovvel.Energia no renovveloufontes no renovveisso as fontes de energia que dependem de processos em escala de tempo geolgica ou de formao dosistema solarpara se tornarem disponveis, ou seja,Devido ao enorme tempo necessrio para sua reposio pela natureza.PETRLEO E SEUS DERIVADOSO petrleo encontrado, na maioria das vezes, em depsitos subterrneos dos quais retirado atravs de poos. Sua utilizao implica danos ambientais.Pois emitem xidos de enxofre, nitrognio e carbono, contribuindo para o efeito estufa. o principal componente da matriz energtica mundial. A presenta baixo custo e ampla utilizao em diversos setores.Mesmo com todos os problemas associados ao seu uso, o petrleo ainda deve ser o principal componente da matriz energtica mundial por um longo perodo.No Brasil, a tecnologia da gerao termoeltrica se d atravs do leo diesel e que est sendo retirado pelo gs natural.Isso por causa da disponibilidade do diesel e problemas de manuteno dos equipamentos.

CARVO MINERALJ era conhecido e utilizado na China em 1100 a.c.Passou a ser difundido como fonte de energia para as maquinas a vapor com o advento da revoluo industrial no sculo XVII. ocupa a segunda posio na matriz energtica mundial.Principalmente pelo baixo custo. Embora muda de regio para regio por causa do transporte, apresenta custo final maior do que o petrleo, que liquido e pode ser transportado em oleodutos.O carvo mineral altamente poluente e 50% do seu consumo voltado para a gerao termeltrica.No Brasil tem pouca participao na gerao eltrica devido a ser um carvo pobre.

GS NATURALBasicamente composto pelo metano (principal componente), etano propano, butano e outros mais pesados, o gs natural o nome dado a uma mistura de hidrocarbonetos e impurezas. Estas e os contaminantes (dixido de carbono e gs sulfrico) so removidos antes de sua utilizao comercial. o terceiro combustvel da matriz energtica mundial.Apresenta relevantes benefcios ambientais na substituio do petrleo e do carvo mineral (poucos poluentes).O maior entrave a sua utilizao o alto custo inicial da construo da malha de gasodutos.GASODUTO NORDESTO

GASODUTO BRASIL BOLVIAGS NATURALAtualmente, EUA, Rssia e Canada, respondem por 52% da produo mundial do GN.

CENTRAIS A DIESELMuito usadas em potencia ate 40 Mw;- Utilizadas em sistemas isolados;- Apresentam limitaes de potencia;- Rudo;- Vibrao;- Dificuldade de aquisio de peas;- Rpida entrada em carga;- Simplicidade de operao.

CENTRAIS A GS- Rendimento razovelUma vantagem termodinmica inerente as turbinas a gs aproveitar o calor de escape para, por exemplo, produzir vapor numa caldeira de recuperao;

TURBINAS AERODERIVATIVASBaseadas na tecnologia adotada para propulso de aeronaves. Compacta e peso reduzido.

TURBINAS INDUSTRIAISSo de construo mais robusta, apresentando maios resistncia a ambientes agressivos. Indicadas para operao na base.

CICLO COMBINADOTurbinas a Gs + Turbinas a Vapor. As tcnicas de ciclo combinado permitem a reduo do consumo especfico de combustvel e a consequente reduo das emisses de CO2.CO-GERAOSo sistemas em que fazem simultaneamente a gerao de energia eltrica e trmica a partir de um nico combustvel.