Usina Termelétrica

Usina Termelétrica

Numa usina termelétrica, por exemplo, o vapor movimenta uma turbina, que, por sua vez, movimenta um gerador, ocorrendo a produção de energia elétrica.

As usinas termelétricas são responsáveis ainda hoje por cerca de 90% da energia elétrica fornecida a todo o mundo. No Brasil, as usinas termelétricas são responsáveis por cerca de 5% da energia elétrica gerada.

Nessas usinas são queimados derivados do petróleo, gás natural, carvão ou ainda bagaço de cana-de-açúcar.

Ao longo de sua história, o homem, utilizando o calor proveniente das reações de combustão para diversos fins percebeu que materiais diferentes quando queimados, fornecem diferentes quantidades de energia. Assim, substituiu a madeira pelo carvão vegetal, este pelo carvão mineral, e todos esses pelo petróleo.

Exemplo de Processo de Geração de Energia Elétrica a partir do calor da queima do carvão mineral.

Etapa 1 - EXTRAÇÃO E TRANSPORTE DO CARVÃO:

O carvão mineral é extraído da mina a céu aberto. Sua fragmentação é feita com detonações de dinamite e, posteriormente, britagem para uniformizar o tamanho dos pedaços. O transporte para o abastecimento da Usina, distante 2,5 km da Mina, é realizado por correias transportadoras.

Etapa 2 - PREPARAÇÃO E QUEIMA DO CARVÃO:

Já na Usina, o carvão é armazenado em silos. Antes de ser conduzido para as fornalhas das caldeiras para queima, o carvão passa pelos moinhos pulverizadores, que têm a missão de moer o carvão até o pó, desta forma o aproveitamento térmico é melhor. Em pó, o carvão é injetado por um conjunto de ventiladores na fornalha das caldeiras para a queima em suspensão. Os gases ou a fumaça antes de ser expelida pela chaminé, passa por filtros para retenção das cinzas, evitando assim danos ao meio ambiente.

Etapa 3 - PRODUÇÃO DE VAPOR:

O calor liberado pela queima do carvão, atingindo até 1.300ºC, é transferido para a água que circula nos tubos que envolvem a fornalha. Desta forma é produzido o vapor que, ao final, na fase de injeção nas turbinas, atinge 540ºC.

Etapa 4 - TRANSFORMAÇÃO DO CALOR EM ENERGIA MECÂNICA:

A energia térmica liberada pelo carvão é transportada pelo vapor superaquecido até a turbina a vapor. A energia térmica contida no vapor é transformada em energia de velocidade, ou energia cinética. Essa transformação ocorre quando os bocais injetores dirigem o vapor em alta velocidade sobre as palhetas móveis das rodas do rotor da turbina, fazendo-o girar.

Etapa 5 - TRANSFORMAÇÃO DA ENERGIA MECÂNICA EM ENERGIA ELÉTRICA:

O gerador de energia está acoplado diretamente ao eixo da turbina a vapor. Girando as rodas da turbina, o gerador de energia elétrica também gira, induzindo uma tensão (voltagem) e uma corrente elétrica. A conjugação da tensão com a corrente representa a energia elétrica. Assim, após todos esses processos e transformações está gerada a energia elétrica através do calor da queima do carvão.

Como é feita a geração