Hidrelétrica

 

Como funciona uma Usina Hidrelétrica

No Rio Grande do Sul, a energia elétrica gerada é predominantemente hidrelétrica, sendo a CEEE Geração e Transmissão responsável por importante parcela desta geração.

Este texto possibilita o conhecimento dos principais componentes de uma Usina Hidrelétrica e seu funcionamento.

Em uma instalação hidrelétrica, a barragem represa as águas de um rio formando um reservatório. Esta água represada é conduzida por meio de tubulações até uma turbina (roda com pás).

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, através da água que faz girar a turbina.

A turbina está ligada por um eixo a um gerador de energia elétrica que, que conseqüentemente, também entra em movimento. No gerador a energia cinética, ou energia mecânica, é transformada em energia elétrica.

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

As turbinas, em função da sua forma, podem ser de 3 tipos: Kaplan, Francis e Pelton. A escolha do tipo depende da altura da queda d’água e do regime de operação da usina.

O gerador é composto de um rotor (imã), que gira no interior de uma bobina (estator), provocando o aparecimento de uma corrente elétrica.

As figuras a seguir representam os principais elementos de uma usina hidrelétrica:
 

1. Reservatório ou lago: Surge quando a água do rio é represada pela construção de uma barragem.

2. Barragem: É uma estrutura construída no leito de um rio, permitindo acumular água. Pode ser de terra, enrocamento, alvenaria ou concreto.

3. Vertedouro: Permite o controle do nível da água do reservatório, principalmente em períodos de cheias. Pode ter ou não comportas.

4. Tomada d’água: É a estrutura que permite a condução da água do reservatório para adução das turbinas. Equipada com comportas de fechamento e grades de proteção.

5. Conduto Forçado: É a canalização que conduz água, sob pressão, para as turbinas. Podem ser externos ou subterrâneos.

6. Casa de Força: Local de onde se opera a usina e estão localizados os grupos turbo-geradores e auxiliares.

7. Canal de Fuga: Local de saída da água após movimentar as turbinas.

8. Subestação: Recebe a energia elétrica gerada na usina, transformando-a em alta tensão, para que possa ser transportada pelas linhas de transmissão a grandes distâncias.

9. Turbina: É uma roda com pás. A água faz a turbina girar ao atingi-la, transformando energia hidráulica em energia mecânica.

10. Gerador: Está acoplado mecanicamente à turbina. A energia mecânica disponível no eixo da turbina é transformada em energia elétrica pelo gerador.

A energia hidrelétrica é a obtenção de energia elétrica através do aproveitamento do potencial hidráulico de um rio. Para que esse processo seja realizado é necessária a construção de usinas em rios que possuam elevado volume de água e que apresentem desníveis em seu curso.

A força da água em movimento é conhecida como energia potencial, essa água passa por tubulações da usina com muita força e velocidade, realizando a movimentação das turbinas. Nesse processo, ocorre a transformação de energia potencial (energia da água) em energia mecânica (movimento das turbinas). As turbinas em movimento estão conectadas a um gerador, que é responsável pela transformação da energia mecânica em energia elétrica.

Normalmente as usinas hidrelétricas são construídas em locais distantes dos centros consumidores, esse fato eleva os valores do transporte de energia, que é transmitida por fios até as cidades.

A eficiência energética das hidrelétricas é muito eficaz, em torno de 95%. O investimento inicial e os custos de manutenção são elevados, porém, o custo do combustível (água) é nulo.

Atualmente, as usinas hidrelétricas são responsáveis por aproximadamente 18% da produção de energia elétrica no mundo. Esses dados só não são maiores pelo fato de poucos países apresentarem as condições naturais para a instalação de usinas hidrelétricas. As nações que possuem grande potencial hidráulico são os Estados Unidos, Canadá, Brasil, Rússia e China. No Brasil, mais de 95% da energia elétrica produzida é proveniente de usinas hidrelétricas.

Apesar de ser uma fonte de energia renovável e não emitir poluentes, a energia hidrelétrica não está isenta de impactos ambientais e sociais. A inundação de áreas para a construção de barragens gera problemas de realocação das populações ribeirinhas, comunidades indígenas e pequenos agricultores. Os principais impactos ambientais ocasionados pelo represamento da água para a formação de imensos lagos artificiais são: destruição de extensas áreas de vegetação natural, matas ciliares, o desmoronamento das margens, o assoreamento do leito dos rios, prejuízos à fauna e à flora locais, alterações no regime hidráulico dos rios, possibilidades da transmissão de doenças, como esquistossomose e malária, extinção de algumas espécies de peixes.