Tecnologia empregada nas Usinas Hidrelétricas

Existem várias formas de implementação de sistemas de automação para usinas hidrelétricas. De acordo com a tecnologia empregada os sistemas podem ser classificados em:convencionais, numéricos e modernos.

Os sistemas convencionais são baseados em relés eletromecânicos (interruptores acionados eletricamente) e dispositivos analógicos. Eles utilizam painéis de controle com chaves mecânicas, instrumentos analógicos, luzes indicativas, entre outros.

Os sistemas numéricos são baseados em dispositivos digitais e em redes de comunicação de dados no nível de estação e de bay (área de água, na maior parte, cercada de terra).
Os sistemas modernos têm a as características dos sistemas numéricos, usando hardware ao invés de equipamentos dedicados por função. Nas Usinas Hidrelétricas, a água do reservatório formado pelo fechamento da barragem é transportada por canais, túneis até a casa de força, onde passa por uma turbina hidráulica acoplada a um gerador, no qual a potência mecânica é transformada em potência elétrica; depois passa pela turbina, a água retorna ao leito natural do rio. A energia é conduzida por cabos até o transformador elevador, no qual sua voltagem é elevada para permitir a condução, pelas linhas de transmissão, até os centros consumidores, onde, por meio de transformadores , o nível da voltagem é elevado aos níveis indicados para utilização.

Exemplos de Usinas Hidrelétricas

A Usina de Três Gargantas é a maior central hidrelétrica do mundo, construída no maior rio da China. A usina é prevenida contra enchentes, gera energia e facilita o transporte fluvial, por isso ela desempenha um papel importante no desenvolvimento socioeconômico da China.

A Usina Hidrelétrica de Itaipu é binacional, localizada no Rio Paraná, na fronteira entre Brasil e Paraguai. Itaipu é hoje a 2ª maior usina geradora de energia do mundo, mas já foi por muito tempo a primeira, sendo superada pela Usina Três Gargantas.

A Usina de Belo Monte é a terceira maior usina hidrelétrica do mundo, e está em construção.Tem 39.089 GWh/ano de energia ,o que é suficiente para iluminar cerca de 27 milhões de residências brasileiras.

Aspectos quantitativos e estatísticos

As usinas hidrelétricas produzem um total de 930 mil megawatts.O Brasil está entre os cinco maiores produtores de energia hidrelétrica no mundo, segundo a Agência Nacional de Energia Elétrica. Atualmente operam no país 158 usinas hidrelétricas, que produzem um total de 74.438.695 kW . Já estão em construção outras 9 usinas. Outras 26 outorgadas entre 1998 e 2005 ainda não iniciaram sua construção. Essas usinas hidrelétricas são construídas em locais onde se pode melhor aproveitar as influências e os desníveis dos rios, que geralmente estão distantes dos centros consumidores. O sistema eletroenergético brasileiro opera de forma coordenada, buscando dessa forma minimizar os custos globais de produção de energia elétrica.

Processos de transformação da energia

A água represada pelas usinas hidrelétricas possui energia potencial gravitacional que se converte em energia cinética. Essa energia cinética é transferida às turbinas, que movimentam o gerador,que por sua vez, converte essa energia cinética em energia elétrica que será enviada através de condutores ao seu destino.

Depois de produzida a energia elétrica passa por transformadores que a preparam para ser transmitida. Durante a transmissão parte dessa energia é transformada em calor ,que aquece a linha de transmissão. Para chegar ao usuário final, a energia elétrica passa novamente por transformadores que a preparam para ser usada.

Ao chegar ao usuário, a energia elétrica pode ser transformada em outras formas de energia, como energia sonora, ao ligar um aparelho de som ou energia luminosa, quando acendemos uma lâmpada. Observe que não é tão fácil a produção de energia elétrica, além do que demanda muito trabalho e consumo de água represada.

Características gerais

Uma usina hidrelétrica tem por finalidade produzir energia através do aproveitamento do potencial hidráulico existente em um rio. Essas usinas, porém, geram alguns impactos ambientais e podem prejudicar a fauna e a flora, mas é o tipo de energia mais barata e menos agressiva ambientalmente do que a do petróleo ou a do carvão, por exemplo.

Ao cair, um corpo ganha velocidade, que vai aumentando e vai ganhando energia. Mas não é preciso que a queda seja vertical para ganhar energia, pois num plano inclinado também há aumento progressivo desta. Com base neste princípio, o homem construiu as usinas hidrelétricas, que constituem a utilização da energia dos planos inclinados dos rios para a geração da eletricidade.

O fluxo das águas de um rio é influenciado pelas chuvas: aumenta o volume na estação das águas e dá-se o inverso na estação das secas. Diz-se, por isso, que a vazão dos rios se modifica de acordo com a estação do ano. Sendo assim, é necessário estudar muito bem o regime de um rio antes de começar a edificação de uma usina.

A construção de barragens, além de ser útil às Usinas hidrelétricas serve também para irrigação da área em torno, para a alimentação de canais navegáveis e para a criação de peixes. As barragens servem ainda para conter as cheias mais violentas, impedindo o rio de alagar as regiões ribeirinhas.

Muitas vezes, devido a irregularidades, as usinas hidrelétricas necessitam da complementação de usinas termelétricas. Grande parte das usinas existentes na década de 70 eram acionadas a vapor. Os combustíveis mais usados em usinas termelétricas são o carvão e o petróleo, que queimados, aquecem a água contida em grandes caldeiras, produzindo vapor com temperatura elevada e alta pressão.Nas Usinas Hidrelétricas a energia hidráulica é convertida em mecânica por meio de uma turbina hidráulica, que por sua vez é convertida em energia elétrica por um gerador. Essa energia elétrica é transmitida para um ou mais linhas de transmissão, que é interligada à rede de distribuição. Uma central hidrelétrica é uma instalação ligada à rede de transporte que injeta uma porção da energia solicitada pelas cargas. Uma vez produzida, a eletricidade tem que ser distribuída aos consumidores, a muitos quilômetros de distância.