Energia Eletrica

Energia Elétrica

A energia elétrica é a capacidade de trabalho de uma corrente elétrica, baseada na diferença de potencial elétrico entre dois pontos.

Os modos de geração de energia elétrica podem ser divididos em dois grupos: as fontes renováveis (água, sol, vento, etc.) e não renováveis (os combustíveis fósseis).

No Brasil, as condições naturais favoreceram a opção pelo modelo hidrelétrico, dadas as proporções continentais e o grande número de rios caudalosos, capazes de gerar energia em grande escala. Nesse caso, as barragens represam a água, que gira as turbinas ligadas a um eixo gerador.

Outra maneira de se produzir energia elétrica, muito comum em vários países do mundo, é por meio das usinas termelétricas, que queimam o combustível, produzem o vapor e, a partir da conexão deste com um gerador, produz a eletricidade.

A energia produzida tanto pelas hidrelétricas como pelas termelétricas chega às subestações por meio dos transformadores, que elevam o nível de tensão (a chamada voltagem). A partir daí, a eletricidade percorre as linhas de distribuição (aéreas ou subterrâneas) até a região onde será consumida pela população. Mas, antes de chegar às residências, a energia elétrica é transformada novamente e adequada aos padrões de consumo local.

A energia elétrica chega até as casas através das linhas de transmissão de energia elétrica.

Pode-se calcular a perda de energia elétrica através da potência dissipada nos fios pela seguinte expressão: P = R.i2

Na expressão acima têm-se que R é a resistência elétrica do próprio fio e i é a corrente elétrica que passa por ele. De acordo com a expressão, percebe-se que quanto maior for o valor da corrente elétrica que queremos transportar, maior será a perda de energia através da dissipação de energia nos fios. Por isso, é mais vantajoso transportar em tensões muito altas, com correntes mais baixas.

Como as linhas de transmissão da usina hidrelétrica de Itaipu, as linhas de transmissão podem operar com voltagens de até 750 kV.

As torres de transmissão devem suportar os cabos que estão com tensões de centenas de kV.

Como P = R.i2, têm-se que: para que se possa ter uma menor perda de energia através da dissipação nos fios, deve-se manter a corrente elétrica e a resistência dos fios bem pequenas. Deve-se também atentar-se ao fato de que a resistência elétrica dos fios é proporcional ao seu comprimento e inversamente proporcional à área de sua seção reta. Sendo assim, fios mais grossos poderiam ser utilizados para diminuir a perda de energia, fato esse que não ocorre em razão do alto custo e também pela grande quantidade de material que seria utilizado.

Como se sabe, a tensão de trabalho dessas linhas de transmissão é muito alta, sendo assim, elas precisam ser bem isoladas, a fim de que não ocorram curtos-circuitos ou até mesmo descargas elétricas entre o solo e as linhas. Por esse motivo, observa-se que as torres de sustentação dos fios são bastante altas e largas. Já os fios devem ser presos a isoladores (de vidro ou porcelana) bem longos, como mostra a figura abaixo. Geralmente esses isoladores possuem um formato de “sanfona” com a finalidade de aumentar o caminho elétrico entre suas extremidades. Dessa forma, a sujeira (que pode se depositar) e a água da chuva não produzem um caminho de baixa resistência, o que poderia provocar descargas elétricas entre o fio de alta tensão e a torre que está aterrada.

Isoladores de vidro usados para isolar circuitos de alta tensão.

O sistema de distribuição de energia é aquele que se confunde com a própria topografia das cidades, ramificado ao longo de ruas e avenidas para conectar fisicamente o sistema de transmissão, ou mesmo unidades geradoras de médio e pequeno porte, aos consumidores finais da energia elétrica.

A conexão, o atendimento e a entrega efetiva de energia elétrica ao consumidor do ambiente regulado ocorrem por parte das distribuidoras de energia. A energia distribuída, portanto, é a energia efetivamente entregue aos consumidores conectados à rede elétrica de uma determinada empresa de distribuição, podendo ser rede de tipo aérea (suportada por postes) ou de tipo subterrânea (com cabos ou fios localizados sob o solo, dentro de dutos subterrâneos). Do total da energia distribuída no Brasil, dentre as Distribuidoras associadas à Abradee, o setor privado é responsável pela distribuição de, aproximadamente, 60% da energia, enquanto as empresas públicas se responsabilizam por, aproximadamente, 40%.

Assim como ocorre com o sistema de transmissão, a distribuição é também composta por fios condutores, transformadores e equipamentos diversos de medição, controle e proteção das redes elétricas. Todavia, de forma bastante distinta do sistema de transmissão, o sistema de distribuição é muito mais extenso e ramificado, pois deve chegar aos domicílios e endereços de todos os seus consumidores.

As redes de distribuição são compostas por linhas de alta, média e baixa tensão. Apesar de algumas transmissoras também possuírem linhas com tensão abaixo de 230 kV, as chamadas Demais Instalações da Transmissão (DIT), grande parte das linhas de transmissão com tensão entre 69 kV e 138 kV são de responsabilidade das empresas distribuidoras. Essas linhas são também conhecidas no setor como linhas de subtransmissão.

Além das redes de subtransmissão, as distribuidoras operam linhas de média e baixa tensão, também chamadas de redes primária e secundária, respectivamente. As linhas de média tensão são aquelas com tensão elétrica entre 2,3 kV e 44 kV, e são muito fáceis de serem vistas em ruas e avenidas das grandes cidades, frequentemente compostas por três fios condutores aéreos sustentados por cruzetas de madeira em postes de concreto.

As redes de baixa tensão, com tensão elétrica que pode variar entre 110 e 440 V, são aquelas que, também afixadas nos mesmos postes de concreto que sustentam as redes de média tensão, localizam-se a uma altura inferior. As redes de baixa tensão levam energia elétrica até as residências e pequenos comércios/indústrias por meio dos chamados ramais de ligação. Os supermercados, comércios e indústrias de médio porte adquirem energia elétrica diretamente das redes de média tensão, devendo transformá-la internamente para níveis de tensão menores, sob sua responsabilidade.