Usinas hidreletricas - trabalho de pi

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CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA – 5º Período
Programa Interdisciplinar – PI

USINAS
USINAS HIDRELÉTRICAS

Autores:
Fernando C. Nunes
Johanata F. Almeida
Marcos A. Marinho
Marcelo A. Nunes

Orientador:
Jorge Susuma Yamana

Coronel Fabriciano, 02 de Junho de 2012

Objetivo
Objetivo
Desenvolvimento
teórica

e

prática

proporcionada
hidrelétricas,
hidrelétricas,

no

naprodução

através

da

estudo

melhorando

a

acadêmica
oportunidade

de
aptidão

Usinas
para

pesquisa, redação e apresentação de trabalhos
científicos, sendo que o tema escolhido reforçara o
conhecimento teórico adquirido na aplicação da
fluido-dinâmica envolvendo a Geração de Energia
Elétrica.

Introdução
A energia elétrica pode ser gerada através de fontesrenováveis
de energia (a força das águas e dos ventos, o sol e a biomassa),

Água

Vento

Sol

ou não renováveis (combustíveis fósseis e nucleares).

Combustível fóssil

Combustível nuclear

Biomassa

Introdução
Introdução
A maior parte da energia elétrica gerada no
Brasil tem procedência de empreendimentos
hidrelétricos, que respondem por quase 66% de
66%
toda a capacidadeinstalada do País, hoje em
cerca de 126 mil MW (megawatts). As 993 usinas
hidrelétricas em operação espalhadas no território
nacional têm capacidade de gerar 82,88 mil MW
82,
MW.
Fonte: Aneel - Agência Nacional de Energia Elétrica - Banco de Informações de Geração – maio de 2012

EMPRENDIMENTOS EM OPERAÇÃO
Total

Tipo de Matriz

N.°de Usinas

(kW)

% de Geração

HIDRO

99382.887.195

65,65

GÁS

146

13.370.496

10,59

PETRÓLEO

956

7.166.845

5,68

BIOMASSA

435

9.169.937

7,26

NUCLEAR

2

2.007.000

1,59

CARVÃO MINERAL

10

1.944.054

1,54

EÓLICA

76

1.543.042

1,22

8.170.000

6,47

126.264.414

100

IMPORTAÇÃO
TOTAL

2.628

2% 1% 1%
7%

6%

HIDRO
GÁS

6%

PETRÓLEO

11%

BIOMASSA66%

NUCLEAR
CARVÃO MINERAL
EÓLICA
IMPORTAÇÃO

Fonte: ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica) - Banco de Informações de Geração - Atualizado em: 29/05/2012

Usinas
Usinas
Hidrelétricas
POTENCIAL ESTIMADO

260 GW
Matrizes renováveis de energia com uma série de vantagens:
Disponibilidade de recursos naturais;
Facilidade de aproveitamento dos recursos;
Recursos continuamdisponíveis na natureza com o passar do
tempo;
Integração e desenvolvimento de regiões distantes dos grandes
centros urbanos e industriais;
Fator histórico de desenvolvimento da economia;

Principais Componentes
Tomada D’água
Comportas
do Vertedouro
Barragem

Conduto Forçado

Vertedouro

Canal de Fuga

Casa de Força

Subestação

Princípio
Princípio de Funcionamento
I.

Abarragem represa as águas de um rio formando um reservatório;

II.

A energia potencial existente entre o nível do reservatório antes da
barragem e o nível do rio após a barragem transforma-se em
energia cinética;

III.

A água represada é conduzida por meio de tubulações forçadas
até uma Turbina promovendo o seu giro, sendo que a Turbina esta
ligada por um eixo a um Gerador de energiaelétrica, que
conseqüentemente também entra em movimento;

IV. No gerador a energia cinética ou energia mecânica é transformada
em energia elétrica a partir do giro do gerador;
V.

A energia elétrica produzida vai para uma subestação de onde é
transmitida para os centros de consumo.

Princípio de Funcionamento
Nível
Nível de
montante
(HWL)

Rendimento =

Energia disponível –Perdas
Energia disponível

Linha
Linha de pressão
Queda bruta
H

Vazão
Q

Perdas
Elétricas

Perdas
Turbina

Potência =
(H-∆H)*Q*g*ρ*η
(HQueda
Líquida
Perdas
na saída

Perda de
carga
∆H

Nível de
jusante
(TWL)

Nível
Nível linha
de centro
da turbina

Submergência
(positiva
(positiva se LC
acima da TWL)

Barragem
Construídas principalmente para represar a...
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