Tipos De Geração De Energia Elétrica

Capítulo 3: Tipos de geração de energia elétrica.

3.1 - Energia hidráulica – Usinas hidrelétricas

É a energia produzida a partir de uma fonte contínua, nesse caso, o movimento da água. Nas usinas

hidrelétricas, a força da queda de um grande volume de água represada é utilizada para movimentar turbinas que

acionam um gerador elétrico. A construção de usinas hidrelétricas geralmente exige a formação de grandes

reservatórios de água. Para isso, normalmente é preciso inundar uma vasta área de terra, o que provoca

profundas alterações no ecossistema, já que a fauna e a flora locais são completamente destruídas. Dependendo

do tipo de relevo e da região onde se encontra o empreendimento, as hidrelétricas podem também ocasionar o

alagamento de terras e o deslocamento de populações ribeirinhas.

Outro tipo de usina hidrelétrica é a usina de fio d’água, que opera sem a necessidade de grandes reservatórios.

Até bem pouco tempo defendia-se que a hidreletricidade era uma forma de energia não poluente. Hoje se sabe

que a decomposição da vegetação submersa dá origem a gases como o metano, o gás carbônico e o óxido

nitroso, que causam mudanças no clima da terra (veja mais informações sobre o aquecimento global no capítulo

Transportes).

Esquema do funcionamento de uma usina hidrelétrica

É importante ressaltar que nas emissões de CO2 (gás carbônico) e CH4(metano) de uma barragem existe

responsabilidade natural (carga orgânica transportada pelos afluentes da barragem, que naturalmente se

decompõem, emitindo CO2 e CH4) e antrópica (de interferência humana). No caso da responsabilidade antrópica,

há as emissões provenientes do esgoto doméstico despejado no reservatório, além das emissões decorrentes da

biomassa inundada pela barragem da hidrelétrica.

Mesmo assim, geralmente as usinas hidrelétricas são menos prejudiciais do que as termelétricas, que emitem

outros gases tóxicos, como o dióxido de enxofre e de nitrogênio, além de material particulado (poeira e fumaça

resultantes da queima de combustíveis fósseis, especialmente das termelétricas movidas a óleo combustível),

prejudiciais à saúde.

Tipos de Turbinas utilizadas em hidrelétricas:

Turbina Pelton

Essa turbina foi idealizada cerca de 1880 pelo americano Pelton de onde se originou o nome.

São adequadas para operar entre quedas de 350 m até 1100 m, sendo por isto muito mais comuns em países

montanhosos.

Este modelo de turbina opera com velocidades de rotação maiores que os outros, e tem o rotor de

característica bastante distintas. O que se vê é o rotor ao centro, cercado por bocais. Cada um bocal é controlado

por um servo motor e tem uma válvula na forma de agulha para o controle da vazão. Os jatos de água ao se

chocarem com as "conchas" do rotor geram o impulso.

Dependendo da potência que se queira gerar podem ser acionados os 6 bocais simultaneamente, ou apenas

cinco, quatro, etc... O número normal de bocais varia de dois a seis, igualmente espeçados angularmente para

garantir um balanceamento dinâmico do rotor.

Um dos maiores problemas destas turbinas, devido à alta velocidade com que a água se choca com o rotor, é

a erosão provocada pelo efeito abrasivo da areia misturada com a água, comum em rios de montanhas. As

turbinas pelton, devido a possibilidade de acionamento independente nos diferentes bocais, tem uma curva geral

de eficiência plana, que lhe garante boa performance em diversas condições de operação.

Turbina Francis.

A turbina Francis foi idealizada em 1849, tendo o nome do seu inventor, sendo que a primeira turbina foi

construída pela firma J.M. Voith em 1873, passando desde então por aperfeiçoamentos constantes.

Tem sido aplicada largamente, pelo fato das suas características cobrirem um grande campo de rotação

específica. Atualmente se constroem para grandes aproveitamentos, podendo ultrapassar a potência unitária de

750 MW.

É uma típica turbina de reação, pois recebe água sob pressão na direção radial e descarrega numa direção

axial, havendo transformação tanto de energia cinética como de energia de pressão em trabalho.

A vazão trazida até a turbina pelo conduto forçado é dirigida em direção radial para a roda e, ao sair, ganha

uma direção axial indo para o canal de fuga através do tubo de sucção.

A roda Francis apresenta um íntimo contato com a água que percorre os seus canais, não sendo, por isto,

recomendável o seu emprego em usinas cuja água possua alto teor de sólidos em suspensão, que acarretam

excessivo desgaste da roda por erosão.

As turbinas Francis podem ser instaladas de eixo horizontal ou vertical, sendo este ultimo mais comum nas

usinas de grande potencia.

Turbina Kaplan.

A tendência e também a necessidade de se obter rotores mais velozes levou a construção, por Victor Kaplan,