A ENERGIA HIDROCINÉTICA

Turbinas Hidrocinéticas

Introdução

ENERGIA HIDROCINÉTICA:

O aproveitamento de hidro-energia, tradicionalmente é feito com o uso de turbinas hidráulicas onde a água é captada de barragens e em tubulações no sentido de aproveitar a energia potencial da água.

O uso da energia cinética nos rios é considerada uma alternativa não convencional de gerar eletricidade. A sua tecnologia é um avanço em respeito aos impactos ambientais pelo fato de dispensar o armazenamento da energia potencial em lagos artificiais com o emprego de barragens e, conseqüentemente, não interfere no curso natural dos rios.

Principio da Geração de Energia

Podemos converter energia hidráulica em energia mecânica através da roda d´água. Existem rodas horizontais e verticais. A água, ao incidir sobre as pás de uma roda, exerce uma força que a move. O eixo da roda é ligado a um conjunto de engrenagens que move algum tipo de mecanismo como a moenda de cereais, de tecelagem, de serragem, de carga etc. O sistema de engrenagens serve para modificar a potência transmitida ou a velocidade do mecanismo final.

Potência Cinética x Fluxo Livre

A potência que pode ser extraída da energia cinética de um fluxo livre, de acordo com Betz é:

Pdisponível = ½.k.A.ρ.v3, onde:

k- Coeficiente de Betz;

A- Área do Rotor em m2;

ρ- Densidade do Fluído em kg/m3;

V- Velocidade do Fluído em m/s.

OBESERVAÇÃO:

k máximo (teórico) é 0,59. Para uma aplicação real, este coeficiente é da ordem de 0,3 a 0,4 no máximo.

Exemplo Prático

Qual potência  seria produzida por uma turbina hidrocinética instalada em um rio de corredeiras cuja a velocidade do fluxo de água de 1,60m/s, e o diâmetro do rotor de hélice com 1,40 m?

Classificação das Turbinas

As modernas turbinas hidrocinéticas podem ser classificadas em turbinas de eixo vertical quando o fluxo fica perpendicular ao eixo de transformação mecânica da turbina, e em turbinas de eixo horizontal ou axial, quando o fluxo da água fica alinhado com o eixo de transformação mecânica. Turbinas de eixo vertical são preferidas quando é necessário tirar proveito da energia cinética de um fluxo cuja direção pode mudar com o tempo, como por exemplo, sistemas de aproveitamento de fluxo das marés.

Turbina Helicoidal Vertical

A Turbina Helicoidal de Gorlov, como é conhecida, possibilita o uso de qualquer corrente de água, seja qual for sua direção. A estrutura helicoidal vertical, que dá nome ao equipamento, oferece a estabilidade que faltava aos projetos anteriores. Isso aumenta a quantidade de energia retirada da corrente de 20% a 35%. Além disso, como o eixo é vertical, o gerador elétrico pode ser instalado em uma extremidade acima da água, sem necessidade de caixas à prova d’água.

Turbinas Horizontais

A principal foi inventada pelo americano Lester Allan Pelton na década de 1870, é uma típica turbina de impulso. A operação é simples: um rotor em forma de anel é dotado de conchas, que são arrastadas sob ação de um fluxo tangencial de água, proporcionado por um bocal injetor. Gerando energia mecânica apartir da energia hidráulica (a energia de pressão e a energia cinética).

...