Proj Mini Hidrica

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Unidade Curricular de Fontes Renovveis de Energia Mestrado em Energias Renovveis e Eficincia Energtica, 1 Semestre Ano Lectivo de 2008/2009

TRABALHO PRTICO FINAL ELEMENTOS PARA A LOCALIZAO E DIMENSIONAMENTO DE UMA CENTRAL MINI-HDRICA: ESTUDOS DE BASE

Tema Estudos de base para a localizao e dimensionamento de uma central mini-hdrica

Objectivos Aplicar procedimentos inerentes aos estudos de base condicentes pr-localizao e ao prdimensionamento de uma central mini-hdrica

Material Computador (eventualmente de uso comum) com acesso internet e folha de clculo

Procedimentos de execuo Seleco da estao hidromtrica 1) Do conjunto de estaes da rede hidromtrica com dados de base disponveis no site do INAG (www-inag.pt), seleccionar uma com as seguintes restries: i) Bacia Hidrogrfica do Rio Mondego; ii) rea drenada entre 100 e 500Km2; iii) registos de caudais mdios dirios; iv) mais de 20 anos de dados Curva de durao dos caudais mdios dirios 2) Exportar e guardar em folha de clculo, em folhas separadas, as caractersticas da estao e a srie de dados, considerando apenas 20 anos de dados se a srie tiver maior extenso 3) Organizar a informao em colunas por cada ano de registo, obter a srie mdia de caudais mdios dirios, calcular o caudal mdio ou modular e traar a curva mdia de durao dos caudais mdios dirios 4) Adimensionalizar a curva considerando o tempo em valores percentuais e o caudal em valores relativos ao caudal modular, apresentando os resultados em tabela e grfico 5) Identificar os caudais caractersticos e o modular expressos em valores absolutos e relativos 6) Ajustar por regresso funes de tipo exponencial, potncia e logaritmo, registando os parmetros da regresso e identificando justificadamente a funo que melhor poder representar a curva mdia de durao dos caudais mdios dirios 7) Tomar o caudal caracterstico mximo como o que impede o funcionamento da central em condies de cheia (insuficincia de queda), o caudal caracterstico mnimo (ou de estiagem)Toms de Figueiredo ESA/IPB, Bragana Fontes Renovveis de Energia Protocolo do Trabalho Final Novembro de 2008 1

como o caudal ecolgico; tomar o caudal modular como caudal nominal, identificando a a sua durao absoluta e relativa Topografia e localizao 8) Extrair da carta topogrfica da rea para tabela(s) elementos necessrios ao traado dos grficos indicados a seguir 9) Traar o perfil longitudinal do rio a montante da estao hidromtrica 10) Traar o perfil transversal do vale na seco da estao hidromtrica 11) Representar a variao da rea da bacia com a distncia para montante da estao 12) Calcular o caudal modular especfico na estao e, assumindo-o como constante na bacia, representar a variao do caudal modular com a distncia para montante da estao 13) Representar a variao da queda bruta com a distncia para montante da estao, considerando que a estao hidromtrica corresponde localizao da restituio de caudais da futura central mini-hdrica 14) Representar a variao do comprimento das condutas (de cada uma e do total) com a distncia para montante da estao, considerando que a conduta de aduo virtualmente nivelada e que a conduta forada segue o perfil transversal do vale na seco da estao 15) Seleccionar justificadamente uma localizao para o aude represamento do rio e da tomada de gua para a conduta de aduo 16) Classificar o aproveitamento quanto altura de queda Potencial de produo energtica 17) Traar a curva de durao dos caudais mdios dirios para o local seleccionado 18) Seleccionar a turbina a instalar face ao caudal nominal e queda bruta 19) Estimar a Potncia a instalar e a Energia produtvel, considerando o modelo simplificado de estimativa e as restries indicadas acima quanto aos caudais de cheia e ecolgico; apresentar dados, clculos e resultados, detalhadamente 20) Estimar o acrscimo de energia produzida com a hiptese de instalao de uma segunda turbina com as mesmas caractersticas da j seleccionada 21) Discutir os resultados

Bibliografia Castro, Rui M.G. (2008) Energias Renovveis e Produo Descentralizada: INTRODUO ENERGIA MINI-HDRICA. IST, Lisboa.

Toms de Figueiredo ESA/IPB, Bragana

Fontes Renovveis de Energia Protocolos do Trabalho Final

Novembro de 2008 2

Unidade Curricular de Fontes Renovveis de Energia Mestrado em Energias Renovveis e Eficincia Energtica, 1 Semestre Ano Lectivo de 2008/2009

TRABALHO PRTICO FINAL ELEMENTOS PARA A LOCALIZAO E DIMENSIONAMENTO DE UMA CENTRAL MINI-HDRICA: ESTUDOS DE BASE

Elementos complementares para a realizao do Trabalho Final Topografia e localizao Para dar resposta s alneas 8 a 14 do Trabalho Final, juntam-se elementos da topografia do local da estao hidromtrica, a saber, 2 Tabelas e 2 Grficos. Sublinha-se que se trata de elementos obtidos a partir de um modelo de representao simplificada da bacia hidrogrfica respectiva, todavia baseado em informao topogrfica da rea. No devem pois ser aplicados fora do estrito mbito para que foram reunidos. Acrescentam-se alguns tpicos de orientao (ver protocolo do Trabalho): 9) Traar o perfil longitudinal do rio a montante da estao hidromtrica Tabela 1 10) Traar o perfil transversal do vale na seco da estao hidromtrica Tabela 2 11) Representar a variao da rea da bacia com a distncia para montante da estao Tabela 1 e Figura 1, com interpolao grfica 12) Calcular o caudal modular especfico na estao e, assumindo-o como constante na bacia, representar a variao do caudal modular com a distncia para montante da estao Conceitos de caudal especfico e de caudal modular; resultados de 11 13) Representar a variao da queda bruta com a distncia para montante da estao, considerando que a estao hidromtrica corresponde localizao da restituio de caudais da futura central mini-hdrica Figura 1 14) Representar a variao do comprimento das condutas (de cada uma e do total) com a distncia para montante da estao, considerando que a conduta de aduo virtualmente nivelada e que a conduta forada segue o perfil transversal do vale na seco da estao Figura 2 e Tabela 2

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Fontes Renovveis de Energia Protocolo do Trabalho Final (complementos)

Janeiro de 2009 1

Ponte de Santa Clara, Do Tabela 1 Variao da altitude (Z) do rio com a distncia (L) para montante da estao hidromtrica (expressa em valores absolutos e percentuais) L (%) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 L (km) 0 4,179 8,358 12,537 16,716 20,895 25,074 29,253 33,432 37,611 41,79 Z (m) 369 392 415 438 460 483 506 529 643 849 1055 Tabela 2 Variao da altitude (Z) nas vertentes do vale do rio com a distncia horizontal (W) na seco da estao hidromtrica W (m) 0 418 836 1254 1672 2089 2507 2925 3343 3761 4179 Z (m) 637 541 465 412 380 369 380 412 465 541 637

Figura 1 Curva hipsomtrica da bacia hidrogrfica do rio a montante da estao hidromtrica

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Figura 2 Variao do comprimento das curvas de nvel (p) com a correspondente altitude (Z)

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Elementos para Localizao e Dimensionamento de uma Central Mini-Hdrica

Para qualquer dvida e esclarecimento: [email protected]

Atravs de este mail e se solicitado posso fornecer ficheiro com os clculos em Excel.

Elementos para Localizao e Dimensionamento de uma Central Mini-Hdrica

ndice1. Seleco da estao hidromtrica .................................................................................3 Parmetros da Estao Hidromtrica seleccionada.................................................................. 3 2. Curva de durao de Caudais mdios dirios .................................................................3 Srie mdia de caudais mdios dirios ..................................................................................... 3 Curva de durao de caudais adimensionalizada ..................................................................... 6 Caudais Caractersticos ............................................................................................................. 7 Ajustamento .............................................................................................................................. 8 3. Topografia e Localizao...............................................................................................9 Perfil Longitudinal do Rio Do ................................................................................................... 9 Perfil Transversal do Vale na seco da estao hidromtrica ................................................. 9 Variao da rea de bacia com a distncia para montante da estao .................................. 10 Caudal Modular especfico ...................................................................................................... 11 Queda Bruta ............................................................................................................................ 12 Conduta de Aduo ................................................................................................................. 12 Conduta Forada ..................................................................................................................... 13 Comprimento Total de Condutas ............................................................................................ 14 Localizao do Aude e da tomada da gua para a conduta de aduo ................................ 15 Classificao do Aproveitamento quanto Queda Bruta ....................................................... 16 4. Potencial de Produo Energtica ............................................................................... 16 Curva de Durao dos Caudais Mdios para o local (aude) seleccionado ............................ 16 Turbina a