Produção Hidrica e Suas Mais Valias
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Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
Centrais e Subestaes
Produo Hdrica e suas mais-valias hoje
Carlos Jorge Arajo Nunes
David Pereira Nogueira Gomez
Joo Henrique Ferreira e Costa Tavares
Turma 9
22 de Dezembro de 2014
2
ndice
Introduo ............................................................................................................................... 3
Produo Hdrica .................................................................................................................... 4
Funcionamento de uma central hidroeltrica...................................................................... 6
Mini-hdricas ...................................................................................................................... 7
Tipos de turbinas ................................................................................................................ 9
Aproveitamentos Hidreltricos em Portugal ........................................................................ 10
Exemplos de aproveitamentos hidreltricos PRO ......................................................... 11
Mais valias da produo hdrica ........................................................................................... 12
Impactos negativos da produo hdrica. ............................................................................. 14
Concluso ............................................................................................................................. 15
Referncias ........................................................................................................................... 16
Anexos .................................................................................................................................. 17
3
Introduo
A produo hidroeltrica tem um impacto muito significado nos dias de hoje,
embora muita gente no se aperceba, ao nvel do custo da tarifa eltrica que paga mas sua
importncia no pra por a. No decorrer deste trabalho sero estudados os vrios tipos de
aproveitamentos hidroeltricos, tento em conta especialmente o caso portugus, ser
analisada a sua constituio e forma como atuam no meio envolvente, principalmente no rio
onde esto inseridos.
Desde que o ser humano ganhou conscincia que a
gua essencial vida e o porqu de o ser, o nosso prprio
organismo constitudo por mais de 60% de gua. No
princpio era apenas utilizada para consumo prprio, para
dar de beber aos animais e como um elemento essencial na
agricultura, no s para o cultivo dos alimentos mas tambm
para o seu processamento, como exemplo disso podem ser
considerados os moinhos. Como se sabe agora podem ainda
ser utilizadas das mais diversas formas para ajudar o
Homem, desde a produo hidroeltrica at aos tratamentos
medicinais.
Com o aparecimento do gerador eltrico e da
crescente evoluo da eficincia das turbinas comeou a
produzir-se energia partir da gua que corria nos rios,
comeando com centrais de pequenas dimenses que
produziam apenas para o consumo local at atingir
atualmente grandes dimenses com potncias instaladas
proporcionais ao seu tamanho.
A energia hdrica de origem renovvel e limpa, ou
seja, no causa poluio. Como se sabe, os combustveis fsseis no vo durar para sempre
e a sua utilizao no boa para o planeta, embora as tecnologias tenham evoludo ao
longo dos anos. A hdrica uma fonte de energia que perdurar, se bem aproveitada e com
o aumento da eficincia das turbinas poder vir a ser a alternativa mais forte em relao s
fontes no renovveis.
Em Portugal a energia hdrica foi a primeira forma de produo de eletricidade a ser
implementada, continua a estar principalmente concentrada a norte do pas e constitui uma
fonte de energia indispensvel ao sistema eltrico nacional. O sistema hidroeltrico
Figura 1. Moinho
Figura 2. A Barragem das Trs
Gargantas a maior do mundo e tem
uma potncia instalada de 22,5GW
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nacional bastante desenvolvido mas mesmo assim poderia ser melhor aproveitado mas
com o tempo com certeza ir evoluir pois as vantagens que trs no so apenas a nvel
energtico mas se feito corretamente poder melhorar as condies de vida de vrias
populaes.
Produo Hdrica
A produo hdrica em Portugal sempre teve importncia no setor energtico
nacional pois foi das primeiras formas de produo de energia neste pas, ao longo dos anos
foram sendo feitos investimentos considerveis neste setor:
Grfico 1. Aumentos de potncia instalada em grandes aproveitamentos hidroeltricos
Como se pode ver a potncia que se tem vindo a acrescentar ao longo dos anos tem
vindo a aumentar, embora nos ltimos anos tenha sofrido um abrandamento,
principalmente devido crise econmica.
O potencial hidreltrico portugus e o seu aproveitamento so estimados em cerca
de 32TWh (potencial energtico bruto), dos quais apenas 25TWh so tecnicamente a
aproveitveis, aprofundando um pouco mais a questo, pode-se ainda dizer que apenas
21TWh so economicamente aproveitveis. O grfico seguinte divide os vrios setores da
produo hdrica onde esse potencial pode ser aumentado:
150
1043
366
817 864 907
428
0
200
400
600
800
1000
1200
Antes de 1950
1951-1960 1961-1970 1971-1980 1981-1990 1991-2000 2001-2010
MW
Potncia instalada
5
Grfico 2. Potencial por explorar em Portugal
Para terminar veremos agora os valores registados de produo hdrica nos ltimos
anos:
Grfico 3. Produo hdrica nos ltimos anos em Portugal
Nota-se uma ligeira evoluo na quantidade de energia eltrica produzida a partir
das centrais hidroeltricas ao longo dos anos, no muito notrio porque o caudal que
circula nos rios claramente influenciado pela precipitao anual e pela sua distribuio
geogrfica.
41%
41%
18%
POTENCIAL POR EXPLORAR (Potncia disponvel: 21 TWh)
Gerao hidrca turbinavl Gerao hidrca reversivl
Pequenas centrais hidrieltricas
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
GW
h
Evoluo da produo ao longo dos ltimos anos
Produo Hdrica
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Figura 3. Esquema de um Gerador / Turbina de uma
Barragem Hidroeltrica
Funcionamento de uma central hidroeltrica
Uma central hidroeltrica tem como
objetivo converter a energia mecnica
produzida pela rotao das ps de uma turbina
hidrulica (o que descrito pela figura ao
lado), que por sua vez converte essa energia
em energia eltrica por meio de um gerador,
depois ligada s linhas de transmisso
atravs dos transformadores. Nas instalaes
hidroeltricas so utilizados diferentes tipos de
turbina, variando normalmente de acordo com
altura de queda e do caudal do rio para que
esto destinadas, assunto que ser falado mais
frente.
O esquema de funcionamento de um aproveitamento hidroeltrico pode ser
resumido no esquema seguinte:
Figura 4. Esquema de funcionamento de um aproveitamento hidroeltrico
A seguir apresentado o esquema da barragem hidroeltrica do Alto Lindoso no rio
Lima:
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Figura 5. Esquema da barragem do Alto Lindoso
As centrais hidroeltricas podem ser divididas em trs tipos, sendo eles:
Centrais de Alta Queda Centrais com alturas de queda superiores a 200 metros.
Centrais de Mdia Queda Centrais com alturas de queda entre 20 e 200 metros.
Centrais de Pequena Queda Centrais com alturas de queda inferiores a 20 metros.
Estas por sua vez podem ser classificadas quando sua capacidade regularizar o
caudal:
Centrais de albufeira (com ou sem bombagem) Boa capacidade de regularizao de
caudal, dependendo claro da sua capacidade de armazenamento.
Centrais a fio de gua Centrais sem capacidade de armazenamento, no
conseguindo assim regular os caudais.
Mini-hdricas
Embora se chamem mini-hdricas, estas no so centrais hdricas em tamanho
pequeno, pois tm em si caractersticas especiais. Nelas so aplicadas novas tecnologias por
forma a diminuir os seus custos, so desenhadas para serem simples e compactas e incluem
sistemas de automatizao total da central. As turbinas utilizadas tm um rendimento
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bastante bom para variados regimes de funcionamento, utilizam tambm mquinas
sncronas como geradores.
As principais vantagens deste tipo de tecnologia so as seguintes:
Tem uma elevada eficincia, que se situa entre 70% e 90%;
Remuneras em regime especial;
A gua que circula nos percursos hdricos no difcil de prever;
Baixas taxas de variao;
No tem impactos ambientais muito significativos;
A tecnologia j utilizada h mais de 40 anos.
Existem vrios tipos de configuraes para as mini-hdricas:
Central com canal de aduo e conduta forada (exemplo apresentado na figura
abaixo) So de alta-queda e situam-se longe da barragem;
Central apenas com conduta forada Centrais de baixa queda e situam-se perto das
barragens;
Central encastrada na barragem So centrais de baixa queda e situam-se nas
prprias barragens;
Central s com canal de aduo e cmara de carga Centrais d