EEN18704 PCH
Apresentação
- Nome
- Peter Litvay
- Unidade Curricular
- Eficiência Energética
Objetivos
A unidade curricular de Eficiência Energética, parte do currículo do curso de Eletroeletrônica do IFSC, Campus Itajaí, visa disponibilizar conhecimento sobre várias fontes de energia. Entre elas, eólica, biogás, fotovoltaica, solar e pequenas centrais elétricas, este último sendo o tema do presente trabalho. Considerando que o aproveitamento da energia hidráulica em pequenos cursos de água para geração de eletricidade já é amplamente praticada em vários países europeus focalizamos nossa pesquisa sobre esta região, mostrando a metodologia de avaliação do potencial hidroelétrica em pequenos rios e as turbinas utilizadas nas pequenas usinas. Foi alertado que em vista da sazonalidade da vazão hídrica, as usinas deveriam ser interligados em grids com outras fontes de geração ou disporem de sistemas de represamento de água que permitisse o rebombeamento entre represas em níveis diferenciados.
Pequenas Centrais Hidroelétricas
Apresentação a ser realizada dia 09 de Dezembro 2015 durante a aula de Eficiência Energética Considerando que essas pequenas usinas de energia pressupõem antes de mais nada a existência de cursos de água em declive acentuado e consumidores da energia gerada próximos, foi focalizada a região dos Alpes europeus. Suíça, Áustria, Alemanha, França e Itália tem em seu território o relevo montanhoso e a riqueza hídrica que permite a instalação de pequenas unidades geradoras de eletricidade. No cantão de Berna na Suíça as autoridades resolveram expandir a geração de energia por esse sistema. [1] O governo da federação suíça resolveu então realizar um levantamento em todo território nacional. Esse estudo de 2009 incluiu todos cursos de água existentes na Suíça com comprimento acima de 1000 m num total de 33.000 rios e riachos e 850.000 pontos de avaliação. Para cada ponto coletou-se dados sobre a abrangência da bacia, volume de água e potencial hidroelétrico teórico. Os trechos de água avaliados até essa data indicam um potencial de 10.000 MW [2] A metodologia de avaliação d0 caudal dos rios pequenos e sazonalidade foram levados em consideração neste estudo. Em seguida foi pesquisada a situação do aproveitamento hidroelétrico em pequenos cursos de água na União Européia. Constatou-se que a geração de energia elétrica por meio pequenas unidades já é bastante difundido e a ESHA (European Small Hydropower Association) coordena a atividade, publicando dados de grande interesse.
[3] Um gráfico sobre a produção de energia por meio de unidades SHP (Small HydroPower) nos países da UE foi incluido na apresentação. mostrando que pequenas usinas hidroelétricas geram 46,000 GWh de energia elétrica e tem 13,000 MW de capacidade instalada nos EU-27, suficientes para abastecer mais de 13 milhões de lares. Itália, França, Espanha Alemanha e Áustria sendo líderes. [4] Considerando que na Áustria 9 % da demanda energética do país é obtido em PCHs que abastecem 1,7 milhões (50%) de lares com eletricidade, foi este país focalizado na apresentação, pois é líder em aproveitamento de energia hidráulica, uma opção limpa e não poluente em uso há décadas. Pequenas usinas hidroelétricas proporcionam vantagens econômicas e ecológicas pois não geram CO2 e ainda permitem uma redução equivalente a 4,1 milhões de toneladas de emissão desse gas se comparado com geração a partir de combustíveis fósseis. A diversificação do abastecimento de energia agrega segurança ao sistema e cria empregos na construção, ampliação ou modernização das pequenas centrais. As características, vantagens e limitações de vários tipos de turbinas utilizados nas PCHs estão descritos. Turbinas tipo Kaplan, Francis, Pelton, Banki(de fluxo transversal) roscas helicoidais e rodas de água são mostrados. [5] A conversão da energia hidráulica em elétrica por meio de geradores foi também descrito. A energia elétrica gerada é enviada ao painel de comando que regula a velocidade eletronicamente. A conexão a uma rede (grid) de geradores é possibilitada depois que valores de tensão, corrente, frequência, potência ativa/reativa e o fator de potência são comutados no painel de comando onde a carga principal e a secundária é harmonizada, dissipando eventual energia excedente. [6] Imagens de vários equipamentos são mostrados, inclusive minigeradores até 350 W. [7] A limitação principal das PCHs foi mencionado. A variação do fluxo sazonal recomenda a interligação com outras fontes geradoras tais como eólica, fotovoltaica e grandes usinas hidroelétricas ou térmicas. Chama atenção o fato de que apenas o rebombeamento em usinas hidroelétricas especialmente adaptadas é considerado uma forma viável de armazenamento de energia. Foram mostrados exemplos desse tipo de usinas. [8] [9] O quadro abaixo apresenta a distribuição de energia durante um dia. A área verde mostra a energia consumida para o rebombeamento, já a curva vermelha indica a energia gerada.
Conclusão
A apresentação em powerpoint disponíbilizado pelo autor permite conhecer a situação em países utilizadores de PCHs e servir de referência para eventual implantação de pequenas usinas hidroelétricas no Brasil.
Referências
[1]Jahresbericht 31.12.2009 Erhebung des Kleinwasserkraftpotentials in der Schweiz Eidgenössisches Departement für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation UVEK Bundesamt für Energie BFE L:\7. Projects\C. Europe\ch. Switzerland\2231. BfE Forschungsprogramm Wasserkraft\06. Reports & Presentations\Jahresberichte \Forschungsprojekte\2009\BFE_Jahresbericht2009-WaterGisWeb.doc
[2]https://en.wikipedia.org/wiki/Pumped-storage_hydroelectricity
[3] "<a href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pumpspeicherkraftwerk_engl.png#/media/File:Pumpspeicherkraftwerk_engl.png">Pumpspeicherkraftwerk engl</a>". Licensed under <a href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/" title="Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0">CC BY-SA 3.0</a> via <a href="https://commons.wikimedia.org/wiki/">Commons</a>.
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