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

  • 4

    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

  • 6

    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:

  • 7

    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

  • 8

    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