Apresentação

Esse blog tem por objetivo apresentar conceitos acerca de máquinas síncronas, enraizando tais conceitos na experiência que tivemos ao visitar Santa Bárbara.
Auxiliados pelo professor Allan e pelo professor Neolmar, discutimos aqui os assuntos acerca deste tema.

Turbina

Turbina é um motor rotativo que converte em energia mecânica a energia de uma corrente de água, vapor d'água ou gás. O elemento básico da turbina é a roda ou rotor, que conta com paletas, hélices, lâminas ou cubos colocados ao redor de sua circunferência, de forma que o fluido em movimento produza uma força tangencial que impulsiona a roda, fazendo-a girar. Essa energia mecânica é transferida através de um eixo para movimentar uma máquina, um compressor, um gerador elétrico ou uma hélice.

Gerador

É um equipamento capaz de converter outras modalidades de energia em energia elétrica. 
Sua função é aumentar a energia potencial elétrica da carga que o atravessa, à custa de sua energia química, mecânica, etc.

O princípio básico é a indução eletromagnética descoberta por Michael Faraday. Se um condutor se move através de um campo magnético, de intensidade variável, induz-se naquele uma corrente. O princípio oposto foi observado por André Marie Ampère. Se uma corrente passa através de um condutor dentro de um campo magnético, este exercerá uma força mecânica sobre o condutor.

Processo de Geração de Energia em uma Hidrelétrica

A geração de eletricidade a partir de fontes hídricas consiste no aproveitamento de desníveis no relevo geográfico para acumular grandes volumes de água dos rios através de barragens. Essa água represada é acelerada por gravidade, indo acionar uma turbina hidráulica que converte a energia cinética da água em energia mecânica em um eixo, que, por sua vez, aciona um gerador de eletricidade (chamado de alternador pois fornece tensão na forma alternada). Um alternador converte a energia mecânica entregue pela turbina em energia elétrica.

Uma usina hidrelétrica é normalmente formada por cinco partes principais: reservatório, sistema de captação de água, casa de força, subestação elevadora e canal de fuga.

 O reservatório, também chamado de represa ou lago artificial, é formado pelo represamento das águas de um rio, por meio da construção de uma barragem.

O vertedouro é uma das partes mais visíveis de uma hidrelétrica, ele serve para controlar o nível de água do reservatório para que não ultrapassem os limites recomendados, evitando transbordamentos.

O sistema de captação e adução são formados por túneis, canais ou condutos metálicos que têm a função de levar a água até a casa de força. É nessa instalação que estão as turbinas, formadas por uma série de pás ligadas a um eixo conectado ao gerador. Durante o seu movimento giratório, as turbinas convertem a energia cinética(do movimento da água) em energia elétrica por meio dos geradores que produzirão a eletricidade.

As casas de força são compostas por turbinas hidráulicas e geradores elétricos.

Subestação elevadora: Depois de gerada, a energia é conduzida através de cabos ou barras condutoras dos terminais do gerador até a subestação. Nela, transformadores elevam sua tensão. Isso é essencial para que a energia possa ser transportada a grandes distâncias.

Depois de passar pela casa de força, a água utilizada para movimentar as turbinas é devolvida ao leito natural do rio através dos canais de fuga.

Máquinas Síncronas

O termo síncrono tem sua origem no Grego, onde o prefixo significa “com” e cronos é uma palavra que denota “tempo”. Um motor síncrono literalmente opera “em tempo com” ou “em sincronismo com” o sistema de alimentação. Os motores síncronos estão sendo utilizados com maior frequência pelas indústrias, devido ao fato de possuírem características especiais de funcionamento.

O alto rendimento e o fato de poderem trabalhar como compensador síncrono para corrigir o fator de potência da rede, se destacam como os principais motivos que resultam na escolha dos motores síncronos para acionamento de diversos tipos de cargas.

Altos torques, velocidade constante nas variações de carga e baixo custo de manutenção, também são características especiais de funcionamento que proporcionam inúmeras vantagens econômicas e operacionais ao usuário.

Fontes de geração de energia elétrica no Brasil

Aqui listamos uma relação de fontes de geração de energia elétrica e a percentagem relacionada ao seu uso:

- Hidrelétrica: 77,6%

- Térmica: 13,9%

- Nuclear: 1,7%

- Eólica: 1,7%

- Outros: 5,1%

Fonte: ONS e consultorias

Curiosidades

A maior usina hidrelétrica do Brasil é a Usina de Itaipu, porém ela é binacional, ou seja, do Brasil e do Paraguai.

 Já existem vários modelos de automóveis movidos a energia elétrica. Além de não emitirem poluição, estes carros possuem a vantagem de serem silenciosos. Nestes veículos, a energia elétrica é armazenada em baterias.

 A Aneel (Agência Nacional de Energia Elétrica) é a agência reguladora que fiscaliza e regula a geração, comercialização e transmissão da energia elétrica no Brasil.

Os Impactos das Pequenas Centrais Hidrelétricas

As Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs) são definidas como centrais com potência de 01 a 30 MW e 3 Km2 de área máxima de reservatório e são consideradas como tendo um impacto ambiental menor. Entretanto, este dado deve ser visto com cautela, pois pequenas centrais com áreas de alagamento que afetem áreas agricultáveis, densamente habitadas, importantes para a conservação da biodiversidade, ou um conjunto de PCHs numa mesma bacia hidrográfica, podem causar danos sociais e ambientais comparáveis aos das grandes hidrelétricas.

 Normalmente essas pequenas centrais são instaladas em regiões com cachoeiras ou canions com grandes desníveis no rio e sua construção acaba interferindo significativamente na paisagem, secando grande parte do leito do rio e acabando inclusive com as próprias cachoeiras. O desaparecimento das cachoeiras e a diminuição da vazão dos rios interferem diretamente no abastecimento de água para outras atividades, prejudicando o desenvolvimento de atividades econômicas importantes, como o ecoturismo.

Para modificar o cenário acima relatado e propiciar que as PCHs possam ser consideradas, de fato, alternativas à implantação de grandes UHEs, alguns critérios deveriam ser observados:

• A não existência de uma alternativa técnica e locacional.

• A real necessidade de se realizar a obra.

• Ser a fio d’água.

• Dispensar a necessidade de um lago ou reservatório.

• Ter potência instalada de até 10 MW.

• Ter densidade de potência instalada de menos que 10 W por m².

 • Ter sua construção decidida pelas comunidades atingidas

PCH e UHE

Uma Pequena Central Hidrelétrica ou simplesmente PCH, podemos classificar como sendo  uma usina de pequeno porte com capacidade instalada maior do que 1 MW e no máximo 30 MW. Outro limite a ser citado da PCH é o tamanho de seu reservatório, que para ser classificada desta forma, não pode ultrapassar os 3 km².

Comparando com as UHE (Usinas Hidrelétricas de Energia), as PCHs têm vantagens e desvantagens. Por serem menores, são mais baratas de construir, causam um dano ambiental menor, podem ser construídas em rios com menor vazão e contribuem para a descentralização da geração de eletricidade. Por outro lado, elas geram uma energia mais cara, pois nem sempre haverá fluxo d'água suficiente para fazer girar as turbinas, devido à seca em algumas épocas do ano, o que não acontece nas usinas maiores, onde sempre haverá água no reservatório.