como funciona uma usina hidrelétrica?

O que é e como funciona a energia hidrelétrica?

Atendendo à sua funcionalidade, as usinas hidrelétricas são classificadas em:

O funcionamento da usina se adapta totalmente e a todo o momento ao regime de caudais que corre pelo rio, sem alterá-lo. Essas usinas não possuem, portanto, uma capacidade significativa de armazenamento e têm um funcionamento contínuo, embora variável ao longo do ano. A energia produzida não pode se adaptar às necessidades de cobertura da demanda elétrica.

Nesse caso específico, sim é possível armazenar água e regular seu funcionamento para atender às necessidades de gestão da demanda. A capacidade de armazenamento é obtida por meio de uma represa situada a montante da usina e dependendo de sua capacidade se fala de regulação sazonal, anual e, inclusive, hiperanual.

Essas instalações, além de gerarem energia, são capazes de acumular energia elétrica bombeando água para uma represa superior.

As usinas hidrelétricas têm várias vantagens e aspectos positivos:

  • Reutilização:
  • Trata-se de um recurso proveniente da água da chuva, e, além disso, a água utilizada no processo pode voltar a ser utilizada.

  • Duração:
  • As instalações hidrelétricas têm uma longa vida útil.

  • Sustentável:
  • A energia hidrelétrica ajuda a diminuir a emissão de gases de efeito estufa.

  • Flexibilidade:
  • Os recursos hidráulicos facilitam a gestão dos picos de demanda energética uma vez que podem utilizar a água represada de forma flexível.

  • Controle:
  • As represas são especialmente úteis no momento de regular o caudal de um rio para evitar, por exemplo, cheias perigosas.

  • Custos:
  • Embora o investimento necessário para pôr em funcionamento uma usina hidrelétrica seja alto — seu desenvolvimento envolve a construção de pântanos, barragens, canais, etc.—, os custos operacionais são baixos.

  • Apoio:
  • Sua flexibilidade operacional representa um complemento e um apoio essencial para o desenvolvimento de outras tecnologias renováveis de geração intermitente como a energia solar fotovoltaica e a eólica.

A aposta da Iberdrola na tecnologia hidrelétrica remonta às suas origens e faz parte de seu compromisso com a geração de uma energia 100% renovável, sem emissões contaminantes na atmosfera, que reduz a dependência energética do exterior, além de ser capaz de responder às necessidades da demanda em tempo real, representando, dessa forma, uma ferramenta fundamental para aumentar a segurança e garantir o fornecimento elétrico.

O grupo planeja ter 14 GW de capacidade hidrelétrica instalada até 2025, incluindo as usinas hidrelétricas tradicionais e o sistema de bombeamento.

Usina hidrelétrica de Baixo Iguaçu
Projeto Tâmega
Usinas de bombeamento hidrelétrico(*)

Como funciona a usina hidrelétrica vantagens e desvantagens?

Energia hidrelétrica é a eletricidade gerada da força das águas. O processo de transformação da energia potencial da água em energia cinética e, posteriormente, elétrica ocorre no interior das usinas hidrelétricas.

A hidreletricidade é a principal forma de energia utilizada no Brasil, e a terceira no mundo. Embora se utilize de uma fonte renovável e seja considerada mais limpa e barata comparativamente às demais, a construção das hidrelétricas é responsável por uma série de impactos ambientais e sociais que podem transformar os ecossistemas locais bem como a vida das populações que vivem nas suas proximidades.

Leia também: 10 maiores hidrelétricas do mundo

A energia hidrelétrica é obtida por meio da força das águas. É no interior das usinas hidrelétricas que se dá a conversão da energia potencial da água armazenada nos reservatórios em energia cinética e, por fim, em energia elétrica.

A hidreletricidade possui suas vantagens e desvantagens. Trata-se de uma energia limpa, barata e gerada de uma fonte renovável. Em contrapartida, a construção de usinas hidrelétricas traz impactos ambientais e sociais de grande magnitude, além de ser um processo custoso.

O Brasil possui extensos rios planálticos que favorecem a geração de hidreletricidade. Atualmente, 67% da energia gerada no país são oriundos das usinas hidrelétricas.

O mundo conta atualmente com mais de 60 mil usinas. Das maiores do mundo, três ficam no Brasil: Itaipu, Belo Monte e Tucuruí.

Energia hidrelétrica é o nome que se dá à eletricidade obtida por meio da força da água. As usinas geradoras desse tipo de energia são chamadas de hidrelétricas.

Atualmente a energia hidrelétrica representa 16% da energia gerada em todo o planeta, conforme indicam os dados da Agência Internacional de Energia (IEA, sigla em inglês), representando a terceira fonte mais utilizada para a produção energética no mundo. Ela fica atrás somente do carvão e do gás natural.

Já no Brasil a hidrelétrica consiste na principal forma de energia que abastece as residências, indústrias e estabelecimentos, e responde por 67% da eletricidade gerada no país. Os dados atualizados são da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel).

Veja também: Como funcionam as usinas solares?

A energia hidrelétrica é o produto final da transformação da energia da água em movimento (energia cinética). Todo esse processo acontece normalmente por meio de um conjunto de estruturas que integram as usinas hidrelétricas, mais precisamente os equipamentos que ficam na casa de força: as turbinas e o gerador.

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Os reservatórios das usinas são responsáveis pelo armazenamento de uma vasta quantidade de água, a qual detém o que se chama de energia potencial gravitacional. A partir do momento em que essa água deixa o reservatório, ela entra em alta velocidade na casa de força e realiza a movimentação das pás que formam as turbinas, convertendo assim a energia potencial em energia cinética.

O movimento das turbinas aciona os.

Como a hidrelétrica armazena energia?

A demanda pela conversão da matriz energética global para uma matriz limpa e renovável deixa de ser um desejo e passa a ser uma necessidade diante dos impactos ambientais, econômicos e sociais das fontes tradicionais de energia.

A mudança da matriz energética não depende somente de boa vontade política e condições econômicas. Existem dificuldades técnicas com a entrada de um número expressivo de usinas de grande porte de fontes intermitentes como a solar e a eólica, que exigem a adoção de sistemas de armazenamento para a estabilização do sistema elétrico em diferentes janelas de tempo.

Uma rede de distribuição de energia geralmente não possui qualquer elemento de acúmulo de energia. O ONS (Operador Nacional do Sistema) deve a todo instante analisar a quantidade de energia gerada e a quantidade de energia consumida de forma a equilibrar os dois números.

O excesso ou a falta de geração de energia pode causar desequilíbrios de tensão e frequência na rede, ocasionando instabilidade e falhas em cascata que podem, em casos extremos, causar um desligamento em grande escala.

A alta penetração de fontes intermitentes em uma rede elétrica sem armazenamento torna o controle da estabilidade muito difícil.

O armazenamento de energia é uma peça chave para permitir a expansão do uso de fontes de energia como a solar e a eólica, mitigando problemas com a estabilidade das redes.

Além do problema da entrada de novas fontes de energia, os sistemas elétricos tradicionalmente sofrem com os perfis de consumo, que mudam ao longo dos dias e dos meses do ano.

A Figura 1 mostra uma curva de carga típica do sistema elétrico brasileiro em um dia de verão. Em determinados horários ocorrem picos de consumo, causados principalmente pelo uso de aparelhos de ar condicionado.

Além dos picos diários, que exigem o constante controle do despacho de usinas hidrelétricas e termelétricas, esses perfis mudam ao longo do tempo e exigem a adoção de diferentes estratégias de despacho ao longo do ano.

A adoção massiva de sistemas de armazenamento nos sistemas elétricos, além de facilitar a penetração de novas fontes intermitentes, pode tornar mais suave o controle das redes, poupando água nos reservatórios das hidrelétricas e evitando a entrada de usinas termelétricas para suprir demandas de ponta.

Figura 1 – Curva de carga do sistema nacional brasileiro no dia 03:02:2021. Fonte- ONS

A operadora californiana CAISO (California Independent Service Operator) é um exemplo de distribuidora com forte penetração de energia solar. Tendo como exemplo o dia 22 de julho de 2020 (verão norte-americano) podemos perceber (Figuras 2 e 3) que no horário de máxima geração de energia solar essa fonte representava 12 GW de potência, contra cerca de 25 GW de potência total, mostrando então uma participação de quase 50% da potência de geração disponível na rede.

Figura 2 – Potência disponível de cada fonte (incluindo todos os tipos) na rede da distribuidora CAISO (Califórnia) em um dia de verão. Fonte- Caiso Today’s

Como acontece a transformação de energia de uma usina hidrelétrica?

Energia é a capacidade de executar um trabalho, e “Trabalho” significa deslocar, rodar, transformar. Relembre este conceito em O que é energia.

Existem várias formas de energia disponíveis na natureza, leia este item e aprenda mais!

  • Energia Elástica
  • Energia Potencial Gravitacional
  • Energia Química
  • Energia Elétrica
  • Energia Térmica
  • Energia Cinética
  • Energia primária e Energia útil

Quando puxamos um elástico (provocando uma deformação) e largamos em seguida, a energia armazenada na tira do elástico se transforma em energia cinética (representada pelo movimento do elástico e da pedra, no estilingue). A energia elástica é armazenada e, por isso, é um tipo de energia potencial, associada à deformação de um corpo.

Tudo que está no alto em relação ao solo possui energia potencial. Quando um menino segura uma bola, a energia desta bola está relacionada a altura dela a partir do chão. Se o menino solta a bola, esta energia potencial é transformada em energia cinética (representada pelo movimento da bola).

Quando uma menina pedala uma bicicleta, ela transforma a energia química do seu corpo (que obteve dos alimentos) em energia cinética nas rodas da bicicleta (movimento). Da mesma forma, a energia química contida nos combustíveis dos veículos é transformada em energia cinética, para que eles se movimentem. Pilhas e baterias contêm energia química que faz com que os aparelhos elétricos funcionem: controles remotos, brinquedos, celulares. A energia química da bateria é transformada em energia elétrica, que alimenta esses aparelhos.

Se você pudesse olhar qualquer material com uma super lupa você veria que ele é composto por moléculas (partes menores) e essas moléculas, vistas por uma lupa mais potente ainda, são formadas por átomos. Cada átomo é formado principalmente por três tipos de partículas: prótons, nêutrons e elétrons.

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Os prótons e nêutrons estão no centro do átomo, chamado núcleo e os elétrons estão em movimento em volta do núcleo. Em materiais metálicos, os elétrons podem caminhar, levando energia de um local para outro, por exemplo, da tomada pelo fio até a televisão. Esse movimento é chamado de energia elétrica ou eletricidade.

A energia térmica está relacionada à temperatura, ou seja, quanto mais quente um objeto, mais energia térmica há nele. Quando aquecemos a panela de pipoca no fogão, utilizamos a energia térmica para esquentar a panela, que transfere o calor para o alimento.

Como funciona uma usina hidrelétrica?

Da água à energia renovável: operação e tipos de usinas hidrelétricas.

Usina hidrelétricas:

  1. Pullinque (Chile)
  2. Rock Creek (Estados Unidos)
  3. Moyopampa (Peru)

Como funciona uma usina hidrelétrica Wikipédia?

Usina hidrelétrica (português brasileiro) ou central hidroelétrica (AO 1945: central hidroeléctrica) (português europeu) é um complexo industrial que tem por finalidade produzir energia elétrica através do aproveitamento do potencial hidráulico das águas de rios ou represas.

As usinas hidroelétricas funcionam através da pressão da água que gira a turbina, transformando a energia potencial em energia cinética. Depois de passar pela turbina o gerador transforma a energia cinética em energia elétrica. Através de fios e cabos a energia é distribuída, e antes de chegar nas casas e comércios é transformada em baixa tensão.

A energia hidroelétrica é ainda um tipo de energia mais barata do que outras, como por exemplo a energia nuclear. A viabilidade técnica de cada caso deve ser analisada individualmente por especialistas em engenharia ambiental e especialista em engenharia hidráulica, que geralmente para seus estudos e projetos utilizam modelos matemáticos, modelos físicos e modelos geográficos.

O cálculo da potência instalada de uma usina é efetuado através de estudos de hidroenergéticos que são realizados por engenheiros civis, mecânicos e eletricistas. A energia hidráulica é convertida em energia mecânica por meio de uma turbina hidráulica, que por sua vez é convertida em energia elétrica por meio de um gerador, sendo a energia elétrica transmitida para uma ou mais linhas de transmissão que é interligada à rede de distribuição.

Um sistema elétrico de energia é constituído por uma rede interligada por linhas de transmissão (transporte). Nessa rede estão ligadas as cargas (pontos de consumo de energia) e os geradores (pontos de produção de energia). Uma central hidrelétrica é uma instalação ligada à rede de transporte que injeta uma porção da energia pelas cargas.

A Usina Hidrelétrica de Tucuruí, por exemplo, constitui-se em uma das maiores obras da engenharia mundial, no entanto, a UHE Belo Monte, no rio Xingu no estado do Pará, é a maior usina 100% brasileira em potência instalada, já que a Usina de Itaipu é binacional — tendo esta sido considerada uma das “Sete Maravilhas do Mundo Moderno” pela American Society of Civil Engineers (ASCE).

O vertedor de Tucuruí é o maior do mundo com sua vazão de projeto calculada para a enchente decamilenar de 110 000 m³/s, pode, no limite dar passagem à vazão de até 120 000 m³/s. Esta vazão só será igualada pelo vertedor da Usina de Três Gargantas na China. Tanto o projeto civil como a construção de Tucuruí e da Usina de Itaipu foram totalmente realizados por firmas brasileiras, entretanto, devido às maiores complexidades o projeto e fabricação dos equipamentos eletromecânicos, responsáveis pela geração de energia, foram realizados por empresas multinacionais.

Usina hidrelétrica a fio d’água é aquela que não dispõe de reservatório de água ou têm reservatórios pouco relevantes quando comparados com a vazão. Esse tipo de usina as vezes trabalha em combinação com uma (ou mais) usina de grande reservatório situada no .

Como funciona uma usina elétrica?

Uma usina elétrica é uma instalação utilizada para produzir energia elétrica. Isso geralmente é feito por meio de geradores, turbinas mecânicas que são rotacionadas, convertendo energia mecânica em eletricidade através da indução eletromagnética.

Um exemplo de gerador é o dínamo, aparelho constituído por um imã e uma bobina. Quando uma força mecânica faz girar o eixo do imã, alternando os polos norte e sul na bobina, é induzida a geração de energia elétrica.

Diversas fontes de energia podem ser utilizadas para movimentar um gerador e criar eletricidade. Confira quais são os principais tipos de usinas elétricas:

Usina hidráulica: também conhecida como hidrelétrica. Utiliza o fluxo da água para mover turbinas e produzir eletricidade.

Usina térmica: também conhecida como termelétrica. Faz uso do calor para produzir eletricidade. Isso é feito por meio da queima de combustível fóssil ou biomassa para criar vapor com alta pressão que faz girar turbinas.

Usina eólica: são espaços que concentram vários aerogeradores, turbinas em formato de hélices instaladas no alto de uma torre, que fazem proveito do vento para girar e produzir eletricidade.

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Usina nuclear: funciona em um princípio parecido com a termelétrica, produzindo vapor de alta pressão para mover turbinas. Porém, ao invés de queimar combustível, faz uso de materiais radioativos que produzem calor como resultado de uma reação nuclear.

Usina solar térmica: também conhecida como heliotérmica e termo solar, faz proveito do calor do Sol para movimentar os geradores elétricos. Funciona por meio de espelhos que refletem a luz solar, concentrando-a em um único ponto. O calor acumulado é usado para aquecer um fluído e produzir vapor.

Usina solar fotovoltaica: ao contrário dos exemplos acima, não utiliza o princípio da indução eletromagnética e nem possui turbinas. A placa ou módulo converte a luz do Sol diretamente em eletricidade por meio de um de um fenômeno conhecido como efeito fotoelétrico. A exposição do painel a radiação solar produz a corrente elétrica, que é convertida para o uso por meio de um inversor.

A primeira usina elétrica pública do mundo foi inaugurada em Londres, Inglaterra, em 1882. A Edison Eletric Light Station era uma usina térmica movida a carvão projetada por Thomas Edison. No mesmo ano, Edison abriu uma outra usina termelétrica em Nova Iorque, EUA.

Antes disso, projetos de usinas térmicas e hidrelétricas era utilizados em escala menor, para atender o consumo de indústrias e edifícios comerciais.

A maior usina elétrica do mundo, em termos de potência instalada, é a Hidrelétrica das Três Gargantas, localizada na China, com 22,500 MW. A planta utiliza 34 turbinas para gerar energia.

A maior usina térmica do mundo é a Termelétrica de Jebel Ali, nos Emirados Árabes Unidos, com 8,695 MW.

A maior usina nuclear do mundo é a de Kashiwazaki-Kariwa, no Japão, com 7,965 MW. Porém, essa instalação está com o funcionamento suspenso desde 2007, em razão dos impactos ambientais e problemas de segurança.

Como funciona uma usina hidrelétrica vantagens e desvantagens?

Energia hidrelétrica é a eletricidade gerada da força das águas. O processo de transformação da energia potencial da água em energia cinética e, posteriormente, elétrica ocorre no interior das usinas hidrelétricas.

A hidreletricidade é a principal forma de energia utilizada no Brasil, e a terceira no mundo. Embora se utilize de uma fonte renovável e seja considerada mais limpa e barata comparativamente às demais, a construção das hidrelétricas é responsável por uma série de impactos ambientais e sociais que podem transformar os ecossistemas locais bem como a vida das populações que vivem nas suas proximidades.

Leia também: 10 maiores hidrelétricas do mundo

A energia hidrelétrica é obtida por meio da força das águas. É no interior das usinas hidrelétricas que se dá a conversão da energia potencial da água armazenada nos reservatórios em energia cinética e, por fim, em energia elétrica.

A hidreletricidade possui suas vantagens e desvantagens. Trata-se de uma energia limpa, barata e gerada de uma fonte renovável. Em contrapartida, a construção de usinas hidrelétricas traz impactos ambientais e sociais de grande magnitude, além de ser um processo custoso.

O Brasil possui extensos rios planálticos que favorecem a geração de hidreletricidade. Atualmente, 67% da energia gerada no país são oriundos das usinas hidrelétricas.

O mundo conta atualmente com mais de 60 mil usinas. Das maiores do mundo, três ficam no Brasil: Itaipu, Belo Monte e Tucuruí.

Energia hidrelétrica é o nome que se dá à eletricidade obtida por meio da força da água. As usinas geradoras desse tipo de energia são chamadas de hidrelétricas.

Atualmente a energia hidrelétrica representa 16% da energia gerada em todo o planeta, conforme indicam os dados da Agência Internacional de Energia (IEA, sigla em inglês), representando a terceira fonte mais utilizada para a produção energética no mundo. Ela fica atrás somente do carvão e do gás natural.

Já no Brasil a hidrelétrica consiste na principal forma de energia que abastece as residências, indústrias e estabelecimentos, e responde por 67% da eletricidade gerada no país. Os dados atualizados são da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel).

Veja também: Como funcionam as usinas solares?

A energia hidrelétrica é o produto final da transformação da energia da água em movimento (energia cinética). Todo esse processo acontece normalmente por meio de um conjunto de estruturas que integram as usinas hidrelétricas, mais precisamente os equipamentos que ficam na casa de força: as turbinas e o gerador.

Os reservatórios das usinas são responsáveis pelo armazenamento de uma vasta quantidade de água, a qual detém o que se chama de energia potencial gravitacional. A partir do momento em que essa água deixa o reservatório, ela entra em alta velocidade na casa de força e realiza a movimentação das pás que formam as turbinas, convertendo assim a energia potencial em energia cinética.

O movimento das turbinas aciona os geradores, que são responsáveis por transformar a energia cinética em energia elétrica.

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