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Introdução às Energias Renováveis 1
O USO DE TURBINAS HIDROCINÉTICAS PARA GERAÇÃO DE ENERGIA: EXPERIÊNCIAS NA AMAZÔNIA
Marcio Nirlando Gomes Lopes
Introdução às Energias Renováveis
SUMÁRIO• INTRODUÇÃO• FUNCIONAMENTO• CARACTERÍSTICAS• EXPERIÊNCIAS NA AMAZÔNIA• VANTAGENS/DESVANTAGENS• PERSPECTIVAS FUTURAS• REFERÊNCIAS
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INTRODUÇÃO• Fonte energética para comunidades isoladas.• Comunidades remotas não viabilizam a implantação de
sistemas de provimento de energia elétrica.• Recursos naturais abundantes na Amazônia: Sol, biomassa e
água.• Amazônia: maior bacia fluvial do mundo (25% água doce do
planeta).• Até 2001, 18,45% de domicílios não atendidos pelo
fornecimento de energia elétrica convencional.• Programa Luz para Todos (2004).• Região Norte: 44% do potencial hidráulico nacional (ANEEL).
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FUNCIONAMENTO
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A água passa por uma hélice e o movimento das pás gera energia mecânica, que é convertida em eletricidade em um pequeno reator acoplado ao equipamento. Um cabo leva a energia ao local desejado.
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CARACTERÍSTICASRio RhineSt. Goar - Alemanha
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EUA – rio MississipiCapacidade de 100 kW(2009 a 2012)
CARACTERÍSTICAS
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CARACTERÍSTICASAmazonas - Rio Uatumã21 km jusante Balbina
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PRÉ-REQUISITOS
• Rios perenes; • Profundidade 1 m; • Velocidade 1,5 m/s.
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TURBINA GERAÇÃO 1 (1995)• Rotor axial de duas pás;• Grade cônica de proteção frontal;• Estator com pás diretrizes;• Melhor funcionamento: 1,5 kW– seis pás – velocidade de 2 m/s– 80 cm diâmetro
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TURBINA HIDROCINÉTICA – Rio Corrente – Correntina/BA (2005)
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TURBINA HIDROCINÉTICA 1 kW – Rio Corrente – Correntina/BA (1995-2005)
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PREMISSAS• Evolução tecnológica do projeto hidrodinâmico, baseada no
uso intensivo de técnicas de simulação numérica e ensaio de modelo reduzido.
• Desenvolvimento de um modelo compacto, de baixo custo que permitisse seu transporte para regiões remotas e a fácil instalação de unidades;
• Redução de custo através do uso de materiais plásticos e layout funcional;
• Avaliação da sustentabilidade do uso de tal tecnologia, comparativamente com alternativas renováveis para a região.
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TURBINA GERAÇÃO 2 (2005)• Emprego de um difusor cônico para
desacelerar o escoamento na saída da turbina, criando uma região de baixa pressão, aumentando a velocidade de escoamento na entrada e o coeficiente de potência da máquina.
• Como desvantagem, aumentou o tamanho da máquina e restringiu o uso em rios menos profundos que 2 metros.
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TURBINA HIDROCINÉTICA 2 kW – Rio Corrente – Correntina/BA (2005)
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Fonte: Els et al. 2004.
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TURBINA HIDROCINÉTICA 1 kW – Rio Caranã – Mazagão/AP (2006)
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TURBINA HIDROCINÉTICA 1 kW – Rio Caranã – Mazagão/AP (2006)
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TURBINA HIDROCINÉTICA 1 kW – Rio Caranã – Mazagão/AP (2006)
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TURBINA GERAÇÃO 3 (2005)• Máquina axial livre com difusor mais
compacta, portátil e com desempenho melhorado.
• A superfície interna da carcaça perfilada age como um difusor, reduzindo a pressão na saída.
• O gerador foi integrado ao núcleo, formando um conjunto com o rotor.
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TURBINA GERAÇÃO 3 (2005)
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TURBINA GERAÇÃO 3 (2005)
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VANTAGENS• Reduzido impacto ambiental;• Não necessita de grandes obras para
funcionar;• Não oferece risco aos peixes;• Alta durabilidade ~ 30 anos;• Baixo custo de manutenção.
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DESVANTAGENS• Relativa pequena capacidade de geração de
energia;• Fabricação nacional de turbinas é
praticamente artesanal;• Muitas especificações técnicas são específicas
para correntes marinhas;• Peso.
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PERSPECTIVAS FUTURAS
• Desenvolvimento de novas máquinas com menor peso, porém mantendo a capacidade de geração;
• Fomento à fabricação nacional de turbinas em escala industrial;
• Aperfeiçoamento da eficiência das máquinas.
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REFERÊNCIAShttp://hgenergy.com/index.php/projects/hastings-project/
http://www.ksb.com/ksb-en/Press/Press-Releases/9532/river-turbine.html
http://www.eln.gov.br/opencms/opencms/modulos/noticia/noticia_0167.html?uri=/index.html
http://revistapesquisa.fapesp.br/2003/11/01/a-forca-da-correnteza/
http://www.iepa.ap.gov.br/meteorologia/atuacao.php
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Revista P&D. n. 2, novembro 2007. ISSN 1981-9803.
Tiago Filho et al. 2008. Pequenos aproveitamentos hidroelétricos. Brasília-DF. Ministério de Minas e Energia. 2008.
Vaz, D. A. Projeto de rotores hidrocinéticos de eixo horizontal adaptados às condições dos rios Amazônicos. Dissertação de mestrado. UFPA. Belém-PA. 2011.