r EnergiaI hidráulica

Ogrande desenvolvimento cien-tífico e tecnológico da civiliza-ção moderna está relacionado

com uma crescente demanda de energia, sejaela oriunda de fontes renováveis ou não. Isto

porque a energia não é apenas um compo-nente da infra-estrutura industrial de um

país, mas faz parte do estilo de vida das so-ciedades atuais que incluem atividades cadavez mais dependentes desse insumo para sa-tisfazer suas necessidades de transporte, ha-bitação, saúde e educação.

No Brasil, entre as principais fontes degeração de energia elétrica disponíveis, a ener-gia hidráulica é a mais importante fonte pri-mária, pelo montante do potencial disponí-vel e pela sua atratividade econômica. Trata-se, além do mais, de fonte renovável, não

sujeita a aumentos conjunturais de preço einterrupções de fornecimento. Identifica-seporém, a problemática da questão ambientalpara equacionar o seu aproveitamento.

Existem ainda, no Rio Grande do Sul,cem mil propriedades rurais que não são con-templadas com as redes de distribuição de

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energia elétrica, devido à inviabilidade eco-nômica das instalações das mesmas e da in-disponibilidade de energia elétrica no esta-do.

A construção de micro-centrais hidrelé-tricas está hoje inserida no contexto do de-senvolvimento auto-sustentável regional,possibilitando o acesso à energia de uma par-cela da população, que está à margem do de-senvolvimento, fixando residência nestas re-giões mais atrativas, contribuindo para a di-minuição do êxodo rural.

Com o aproveitamento dos recursos hí-dricos existentes na região, é possível, se nãoresolver, amenizar o problema de distribui-ção de energia elétrica, contribuindo para adiminuição do consumo de outras formas deenergia, que do referencial ecológico são po-luentes.

Diante da necessidade de construir e

aperfeiçoar uma instalação hidrelétrica, seráfeito um estudo sobre viabilidade econômicae social da Micro Central Hidrelétrica daPonte em São Francisco de Paula no RS. Será

desenvolvido um elemento capaz de gerar

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infra-estrutura para a região.Com a finalidade de servir de referencial,

criando condições para um estudo social eeconômico viável para abertura de váriosoutros precedentes, na área de micro-cen-trais hidrelétricas, será apresentado um es-tudo para desenvolver tecnologias e ampliaresta ampla área de Micro-Centrais Hidrelé-tricas.

Em turbinas hidráulicas, a energia ciné-tica da água em fluxo, se converte em ener-gia mecânica de rotação. A potência teóricaé determinada pela altura estática e pela va-zão da água. Para calcular a potência dispo-nível deve-se considerar também a transfor-

mação de energia devido à fricção do fluidonos condutos, e o rendimento dos equipa-mentos instalados. Para o cálculo aproxima-do da potência é utilizado a seguinte fórmu-Ia:

Pe = 7,5.Q.H (KW)onde:Pe = Potência no eixo (KW)Q = vazão (m,3js)H = altura (m) ~

l'1áqulnas.-

,

I '~.

II

I~

Casade máquinase dutofor§ado;da casade máquinasobtém-seprote§ãoaosequipamentoscontraas intempéries

... Um dos fatores para a determinação daturbina a ser utilizada é a velocidade de ro-

tação específica ou coeficiente de forma dorotor de Addison. É um elemento funda-

mental para a seleção do tipo de máquinamais adequado a determinada situação. Istoporque, com base em ensaios de modelos,

determinaram-se faixas de valores de nApara os quais os diversos tipos de máquin~spossuem o seu melhor rendimento.

n. A= 10' n Q+

3

(gHr<onde:

n A = velocidade de rotação específicaou c6eficiente de forma do rotor de Addi-

son, adimensional;

n = velocidade de rotação em rps;Q = vazão em m3/s;

g = aceleração gravitacional, m/sH = altura de queda da água em m;

TURBINA

A turbina utilizada nesta instalação édo tipo Francis Rápida, devido enquadrar-se a uma série de fatores dentre eles, ade-

quar-se ao nqA'

Característica da turbina.Vazão = 0.144 m3/s.Altura nominal = 25 m. rotação n = 11 76 rpm.Potência 20 Cv

Os condutos são projetados para atenderas necessidades da turbina de maneira a ad-

mitir a pressão exercida pelo fluido levandoem consideração o golpe de aríete causadopela interrupção do fluxo quando executadoo fechamento da válvula de controle.

~ãqulnas

~o~

Tipos de condutos:.Diâmetro externo 150 mm.Diâmetro interno 143 mm.Comprimento 19 barras de 6 m numtotal de 114 m.

elEMENTOGERADOR

Os geradores são máquinas usadas paraa produção de energia elétrica. Sua opera-ção está baseada no princípio de induçãoelétrica. Os geradores produzem correntealternada e podem ser monofásicos forne-cendo uma voltagem de 200 a 240 volts, eestão disponíveis geralmente até os tama-nhos que não excedam 12 KW Os gerado-res trifásicos são mais versáteis em relaçãoao uso final da eletricidade. As Unidadesusadas em Micro-Centrais Hidrelétricas

produzem uma voltagem de 380 a 440 volts

-

entre fases e 200 a 240 volts entre qualquerfase e neutro sendo que sua freqüência deveser de 60 Hertz. A rede de distribuição deveser composta de 4 cabos e a carga geradadistribuída em apenas 3 fases balanceadasdentro dos limites prescritos. Em pequenasinstalações de hidroenergia é aconselhávela instalação de um gerador síncrono trifási-co auto regulável, de anéis deslizantes devi-do ao seu baixo custo de manutenção.

Características do gerador. Gerador Negrini Trifásico Tipo ATE.Potência = 30 KVA.Rotação de Trabalho = 1800.Freqüência = 60 HZ.Voltagem = 220/380/440 Volts.Cósq> = 0.8Motores e aparatos elétricos requerem

uma voltagem e freqüência estáveis. Umgerador elétrico produz voltagem e freqüên-cia estáveis somente com o fluxo constante.

Uma turbina hidráulica entrega tal veloci-dade constante a uma abertura dada pelacomporta, que sem carga em seu eixo semantém constante. Variandoa carga,ou sejaconectando ou desconectando potência seobtêm variação de velocidade que por suavez causam variações em voltagem e a fre-qüência da eletricidade produzida. Paramanter tais variações dentro de limites acei-táveis, é necessário incorporar um contro-lador da turbina, também chamado de re-gulador. Neste caso, será testada carga cons-tante para uma vazão constante.

ANÁLISEFINANCEIRA

Como visto ao longo destas Diretrizes,a implantação de uma usina hidrelétrica, no

caso uma mCH, importa em custos que,evidentemente, devem gerar benefícios eco-

A turbinaé umelementofundamentalpara a micro-centralhidrelétrica;Converteaenergiacinéticada águaemenergiamecânicaderota§ãoquevai para o gerador

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"Os geradores são máquinas usadas para a produção de energia elétrica.Sua operação está baseada no princípio de indução elétrica"-

nômicos e ambientais que compensem osinvestimentos a serem realizados.

Os benefícios econômicos significamrecompensar financeiramente os investi-mentos realizados, garantindo ao investidoro retorno do capital aplicado. Ressalta-seque, do ponto de vista de política macroe-conômica, no Brasil, a implantação de umausina hidrelétrica, que utiliza um recursorenovável e abundante como combustível,no caso a água, substitui, com algumas van-tagens, incluindo os aspectos ambientais, aimplantação de usinas que utilizam outroscombustíveis (óleo, carvão, gás, etc.).

Os benefícios significam as melhorias nopadrão de vida da população que usufruiráda energia a ser produzida, principalmentenos casos em que a MCH for implantadaem região pouco desenvolvida. Os reflexossobre todos os setores da economia regionalsão imediatos, incluindo também os associ-ados às condições de saúde da população.

As melhorias, em alguns casos, são quan-tificáveis através de previsões, como, porexemplo, o aumento da produção agrícola eindustrial e, ainda, na oferta de empregoslocais, diretos e indiretos. Em outros casos,

a quantificação das melhorias é difícil, como,por exemplo, as relacionadas com a saúde,lazer e bem estar da população, advindas dailuminação pública e doméstica, bem comoas possibilidades de recreação em torno doreservatório.

A análise financeira do empreendimen-to deverá ser feita considerando o resultadodos Estudos Finais realizados, incluindotodos os custos para implantação da MCH.

Com base em todos os custos estima-

dos, monta-se o diagrama de fluxo de caixado empreendimento (DFC), considerando-se as receitas e despesas.

A avaliação da economicidade de umempreendimento desta natureza pode serefetuada com diversos graus de profundi-dade e de diferentes maneiras. Todos os

métodos devem permitir a avaliação da vi-abilidade financeira do empreendimento,no período ou horizonte determinado (pra-zo de autorização, vida útil do empreendi-mento ou outro período escolhido), consi-derando-se as entradas e saídas de capital(fluxo de caixa) no referido período. A aná-lise financeira, do ponto de vista do inves-tidor ("equity"), deverá ainda levar em con-

ta, não só a remuneração requerida do seucapital (capital próprio), mas a do capitalde terceiros (empréstimo, ou outras formasde participação de terceiros).

Dentre os métodos de análise financei-ra, são muito utilizados o método do fluxode caixa descontado (valor presente líqui-do - VPL), o método da taxa interna deretorno do investimento (TIR), o métododas mínimas receitas requeridas, além deoutros que possibilitem a determinação daviabilidade ou não do empreendimento.

Na análise a ser feita sugere-se deter-minar a tarifa de equilíbrio do empreendi-mento, utilizando um dos métodos men-cionados ou outro semelhante.

A tarifa de equilíbrio do empreendi-mento será, aquela que representa o valormínimo, pelo qual a energia vendida, du-rante o período ou horizonte determina-do, equilibra todos os custos envolvidos,incluindo as remunerações do capital pró-prio e de terceiros. rn

Ademar Miehels,MareeI Squinzani,UFSM

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