Projeto Aproveitamento Hidrelétrico - Sistemas Hidroelétricos

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Universidade de Brasília – UnB
Faculdade UnB Gama – FGA
Engenharia de Energia
Projeto de Aproveitamento Hidráulico
Autor: Paulo Henrique Alves dos Reis
Orientador: Prof. Dr. Luciano Gonçalves Noleto
Brasília, DF
2018
Paulo Henrique Alves dos Reis
Projeto de Aproveitamento Hidráulico
Universidade de Brasília – UnB
Faculdade UnB Gama – FGA
Orientador: Prof. Dr. Luciano Gonçalves Noleto
Brasília, DF
2018
Lista de ilustrações
Figura 1 – Esquema de uma usina hidrelétrica. Fonte: Adaptado de ANEEL (2008). 6
Figura 2 – Modelo de um aproveitamento hidrelétrico. . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Figura 3 – Fluviograma dos anos de 1931 a 2013. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Figura 4 – Médias de vazão mensais de Janeiro a Dezembro. . . . . . . . . . . . . 10
Figura 5 – Curva de Permanência do rio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Figura 6 – Curva de Potência do rio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Figura 7 – Fluviogramas da primeira e segunda década. . . . . . . . . . . . . . . . 13
Figura 8 – Fluviogramas da terceira a décima década. . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Figura 9 – Desenho esquemático de uma planta hidrelétrica. Fonte:(SCHERER,
2012). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Lista de tabelas
Tabela 1 – Características das Turbinas. Fonte:(MIRANDA, 2009). . . . . . . . . 16
Sumário
1 INTRODUÇÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.1 Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2 METODOLOGIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3 APROVEITAMENTO HIDRELÉTRICO . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.0.1 Premissas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.0.2 Sistema Hidromecânico Equivalente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.0.3 A Energia Específica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.0.4 A Energia e Potência Hidráulica Máxima Teórica Média . . . . . . . . . . . 9
3.0.5 O Trabalho Específico e Salto Energético . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.0.6 Curvas de Duração de Vazão e Potência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.0.7 Classificação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.0.8 A Potência Instalada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.0.9 O Arranjo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4 CONCLUSÕES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
REFERÊNCIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
ANEXOS 20
ANEXO A – ANOTAÇÃO DE RESPONSABILIDADE TÉCNICA
(ART) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
5
1 Introdução
A água é o recurso natural mais abundante na Terra recobrindo a maior parte de
sua superfície, ela é uma fonte de energia renovável que através das centrais hidrelétricas
transformam a energia contida na água em energia elétrica. A energia hidrelétrica é aquela
obtida pelo aproveitamento do fluxo das águas em uma usina hidrelétrica sob a forma de
energia potencial em um reservatório por meio da construção de uma barragem ou desvio
do rio (ANEEL, 2008).
A capacidade de geração de energia está diretamente ligada ao desenvolvimento
de uma sociedade, quanto maior a capacidade de geração maior o desenvolvimento social,
econômico e tecnológico. No Brasil o acesso a energia elétrica não está presente em todos
os lugares, de acordo com o CENSO 2010, na região Norte 24% das pessoas ainda não
possuem acesso à eletricidade (OLIVEIRA, 2014).
Um dos fatores que afetam a capacidade de produção das hidrelétricas é a dificul-
dade dos rios em manterem os reservatórios cheios nos períodos de estiagem, além disso
existe uma demanda por energia crescente da população. Diante da demanda crescente
por eletricidade e a consequente necessidade de oferta, o estudo da viabilidade de empre-
endimentos hidrelétricos se mostra fundamental importância para o atendimento do setor
energético.
Segundo o Banco de Informações de Geração (BIG), da ANEEL, o Brasil em
Novembro de 2008 conta com 1768 usinas em operação correspondendo a 104.816 MW de
potência instalada onde desse total 159 são hidrelétricas (ANEEL, 2008). A capacidade de
produção de energia elétrica no Brasil é composta em sua grande maioria de hidrelétricas
possuindo maior representatividade na matriz energética (MONTEIRO, 2014).
O processo de conversão de energia ocorre basicamente da seguinte forma: a energia
da água contida em uma barragem é convertida em energia mecânica por meio de turbinas
hidráulicas que giram pelo movimento da água que passa por um duto, que por sua vez
acionam um gerador que converte a rotação em energia elétrica. A figura 1 mostra um
desenho esquemático de uma usina hidrelétrica.
6
Canal
Duto
Casa de 
força
Gerador
Turbina
Rio
Linhas de transmissão
de energia
Reservatório
Fluxo 
de água
Reservatório
Casa de Força
Linha de Transmissão de Energia
Fluxo 
de água
Figura 1 – Esquema de uma usina hidrelétrica. Fonte: Adaptado de ANEEL (2008).
A energia elétrica produzida na casa de máquinas é enviada para um transformador
de alta tensão que transmite a energia para outras localidades por meio das linhas de
transmissão. A água após passar pela turbina é levada para o curso natural do rio pelo
canal de fuga.
1.1 Objetivos
Este trabalho tem por objetivo principal o projeto de um aproveitamento hidráulico
de um rio não especificado. Os objetivos específicos consistem em:
◇ Caracterizar estatisticamente o regime hídrico do rio por meio de dados prévios e
estudos hidrológicos;
◇ Definir os valores de energias, alturas de queda, vazões e potências;
◇ Definir o tipo de central e arranjo;
◇ Apresentar o desenho esquemático do sistema hidromecânico equivalente.
2 Metodologia
O projeto de aproveitamento hidrelétrico neste trabalho irá se desenvolver por meio
de cálculos para determinar a energia hidráulica disponível no local tendo como principais
parâmetros a queda (H): a energia cedida à água à montante da turbina, a vazão (Q): a
Capítulo 3. Aproveitamento Hidrelétrico 7
quantidade de volume ou massa que escoa em um período de tempo e potência (W): a
quantidade de energia por unidade de tempo.
3 Aproveitamento Hidrelétrico
Este capítulo tem o objetivo de mostrar como será realizado os cálculos necessários
para um aproveitamento hidrelétrico.
3.0.1 Premissas
A modelagem e caracterização de um aproveitamento hidrelétrico parte de dados
pré-existentes, tecnologias disponíveis, características singulares do local, requisitos am-
bientais, etc. Neste trabalho foram obtidos os dados de vazão de um rio do ano de 1931 a
2013, a altura de cota de 55 m e a perda de carga de 0,15 m. Estes dados serão utilizados
para a modelagem subsequente.
3.0.2 Sistema Hidromecânico Equivalente
Um rio como se conhece poussui características extremamente complicadas quando
se pensa em representá-lo por meio equações. Seja pelo seu comprimento que atravessa os
estados, o caminho curvilíneo, vazões e áreas que variam ao longo do percurso, todas essas
características não necessitam de grande precisão em se tratando de usinas hidrelétricas,
por isso são transformadas no que é chamado de modelo matemático. Esse modelo traz
uma representação ou interpretação simplificada de um ou mais fenômenos físicos de forma
a evitar cálculos complexos e ainda representar tais fenômenos de forma aceitável.
TH GE
Q
Q
NJ
NM
Q
Q
1
2
Pel
PePi
P
HB
Z1
Z2
Figura 2 – Modelo de um aproveitamento hidrelétrico.
Capítulo 3. Aproveitamento Hidrelétrico 8
De acordo com a figura 2, o modelo simplificado de um aproveitamento hidrelétrico
de um rio resulta em um sistema de dois reservatórios conectados por um duto, onde
um está a montante e outro a jusante. As variáveis presentes na figura são os níveis a
montante (NM) e a jusante (NJ), a diferença entre eles sendo a queda bruta (HB), a
turbina hidráulica (TH), o grupo gerador (GE), e ainda:◁ Q é a Vazão;
◁ P é a Potência Disponível;
◁ Pi é a Potência Interna/
◁ Pe é a Potência no Eixo;
◁ Pel é a Potência Elétrica.
3.0.3 A Energia Específica
Para efeitos de simplificação assume-se que a vazão a montante e a jusante são
iguais. Segundo Noleto (2018) a energia específica hidráulica transformada em trabalho
(𝐸) é dada pela equação:
𝐸 = 𝑝
𝛾
+ 𝑢
2
2𝑔 + 𝑍 [𝑚] (3.1)
𝐸1 − 𝐸2 =
𝑝1 − 𝑝2
𝛾
+ 𝑢
2
1 − 𝑢22
2𝑔 + 𝑍1 − 𝑍2 [𝑚] (3.2)
Onde:
* 𝜌 é a massa específica da água;
* 𝛾 é o peso específico da água;
* 𝑢 é a velocidade;
* 𝑍 é a altura de elevação.
Para que a energia seja máxima é necessário ter:
𝑝1
𝛾
= 𝑝2
𝛾
; 𝑢2 = 0; 𝑍2 = 0; (3.3)
Capítulo 3. Aproveitamento Hidrelétrico 9
Dado que 𝑢1 é a velocidade logo na saída do reservatório 1 a montante, tem-se
que ela é muito pequena e influencia muito pouco no incremento de energia cinética no
cálculo da energia e por isso pode ser desprezada, dessa forma temos:
𝐸1 − 𝐸2 = 𝑍1 [𝑚] (3.4)
𝐸1 − 𝐸2 = 55 𝑚 (3.5)
3.0.4 A Energia e Potência Hidráulica Máxima Teórica Média
A energia ainda pode ser calculada usando o conceio de potência máxima teória
média dada pela equação:
𝑃𝑇 𝑚á𝑥 = 𝑔 · �̄�𝑁𝐹 · 𝐻𝑁𝐹 [𝑘𝑊 ] (3.6)
Logo a energia é dada por:
𝐸𝑇 𝑚á𝑥 = 𝑔 · �̄�𝑁𝐹 · 𝐻𝑁𝐹 · 𝑡 [𝑘𝑊ℎ] (3.7)
Onde:
* �̄�𝑁𝐹 é a vazão da nascente a fós;
* �̄�𝑁𝐹 é a elevação da nascente a fós;
* 𝑡 é o tempo.
Para o cálculo da 𝐸𝑇 𝑚á𝑥 é preciso encontrar primeiro a �̄�𝑁𝐹 que pode ser obtida
pelos gráficos fluiviométricos do rio. A figura 3 mostra o fluviograma do rio de estudo
mostrando como a vazão varia em função dos meses ao longo de vários anos. Por meio
dos dados de vazão foi possível determinar os pontos onde a vazão é máxima com 𝑄 =
4334 𝑚3/𝑠 e mínima com 𝑄 = 227 𝑚3/𝑠 em toda a história do rio. Os pontos de máxima
e mínima vazão podem ser observados também no gráfico fluviométrico do rio.
Capítulo 3. Aproveitamento Hidrelétrico 10
Tempo (Meses)
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
V
a
zã
o
 (
m
³/
s)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
Figura 3 – Fluviograma dos anos de 1931 a 2013.
A figura 4 mostra uma média mensal de vazão ao longo dos anos, dessa forma é
possível perceber os meses de maior e menor vazão mensal que variam principalmente
em função do regime hidrológico do rio. A máxima vazão ocorre no mês de Janeiro com
𝑄 = 2045 𝑚3/𝑠 e a mínima no mês de Agosto com 𝑄 = 480 𝑚3/𝑠. Da mesma forma
percebe-se que o período de cheia correspondente a faixa que vai dos meses de Dezembro
a Março e o período de estiagem correspondente a faixa que vai dos meses de Abril a
Novembro.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Meses
0
500
1000
1500
2000
2500
V
a
zã
o
 M
é
d
ia
 M
e
n
sa
l (
m
³/
s)
Figura 4 – Médias de vazão mensais de Janeiro a Dezembro.
Como pode ser observado na figura 4, a vazão máxima ocorre no mês de Janeiro
e a mínima no mês de Agosto, fazendo a média dos valores de todos os meses chega-se à
Capítulo 3. Aproveitamento Hidrelétrico 11
vazão média mesal de todo o tempo registrado como aproximadamente 𝑄 = 1068 𝑚3/𝑠.
Esta vazão será considerada como vazão média de longo prazo.
Por não se tratar de um caso ideal é preciso considerar as perdas nos cálculos,
dado pela subtração da perda de carga na altura da cota, assim:
𝐻 = 55 − 0, 15 = 54, 85 𝑚 (3.8)
Voltando para o cálculo da energia define-se que �̄�𝑁𝐹 será igual a vazão média de
longo prazo, dessa forma pode-se calcular a potência e a energia como:
𝑃𝑇 𝑚á𝑥 = 9, 81 · 1068 · 54, 85 = 574.667 𝑘𝑊 (3.9)
Para um tempo de 24 ℎ temos:
𝐸𝑇 𝑚á𝑥 = 9, 81 · 1068 · 54, 85 · 24 = 13.792.028 𝑘𝑊ℎ (3.10)
3.0.5 O Trabalho Específico e Salto Energético
A potência bruta se refere a uma potência desconsiderando as perdas, ela pode ser
calculada pela seguinte equação:
𝑃𝑏 = 𝜌𝑄𝑔𝐻𝑏 (3.11)
𝑃𝑏 = 1000 · 1068 · 9, 81 · 55 = 576.239 𝑘𝑊 (3.12)
O trabalho máximo específico disponível (𝑌 ), que também é denomidado de salto
energético, segundo Noleto (2018) é dado pela equação:
𝑌 = 𝑝1
𝜌
+ 𝑣
2
1 − 𝑣22
2𝑔 + 𝑔𝑍1 [𝐽/𝑘𝑔] (3.13)
onde:
* 𝑝1 é a pressão estática na entrada da turbina;
* 𝑣1 é a velocidade do escoamento na entrada da turbina;
* 𝑣2 é a velocidade do escoamento na saída da turbina;
* 𝑍1 é a altura de elevação na entrada da turbina.
Capítulo 3. Aproveitamento Hidrelétrico 12
De acordo com Noleto (2018) "o trabalho específico se relaciona com a queda
disponível através da seguinte relação nas equações 3.14 e 3.15".
𝑌 = 𝑔𝐻 = 𝑝1
𝜌
+ 𝑣
2
1 − 𝑣22
2 + 𝑔𝑍1 [𝐽/𝑘𝑔] (3.14)
𝐻 = 𝑝1
𝛾
+ 𝑣
2
1 − 𝑣22
2𝑔 + 𝑍1 [𝑚] (3.15)
logo o salto energético se torna:
𝑌 = 9, 81 · 55 = 539 𝐽/𝑘𝑔 (3.16)
3.0.6 Curvas de Duração de Vazão e Potência
A figura 5 mostra a curva de permanência do rio que consiste na probabilidade de
uma determinada vazão ser igualada ou superada.
Frequência de Incidência(%)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
V
a
zã
o
 (
m
³/
s)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
Figura 5 – Curva de Permanência do rio.
A vazão firme (𝑄95%)corresponde a uma vazão que possui 95% de incidência, ou
seja, 95% do valor mínimo de vazão. Assim a vazão mínima obtida pelos dados de vazão
ou visualizada pelo gráfico da figura 3 é de 𝑄 = 227 𝑚3/𝑠, logo a vazão firme é de
aproximadamente 𝑄95% = 216 𝑚3/𝑠.
A curva de duração de potência mostra de forma semelhante à curva de permanên-
cia a probabilidade de uma determinada potência ser igualada ou superada. Essa potência
é calculada pela equação 3.17 descrita a seguir:
𝑃 = 𝜂𝛾𝑄𝐻 (3.17)
Capítulo 3. Aproveitamento Hidrelétrico 13
A figura 5 mostra a curva de potência para o rio em análise considerando o peso
específico da água em 1000 𝑁/𝑚3, altura de queda de 54, 85 𝑚 e um rendimento total de
90%.
Frequência de Incidência(%)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
P
ot
ên
ci
a 
(W
)
×10 8
0
0.5
1
1.5
2
2.5
Figura 6 – Curva de Potência do rio.
Pelo mesmo conceito de vazão firme, a potência firme obtida pelos cáculos de
potência ou visualizada no gráfico da figura 6 é de 𝑃95% = 10.674.675 𝑊 .
As figuras 7 e 8 mostram os gráficos fluviométricos em décadas.
Tempo (Meses)
0 20 40 60 80 100 120
V
a
zã
o
 (
m
³/
s)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
(a) Fluviograma de 1931 a 1940.
Tempo (Meses)
0 20 40 60 80 100 120
V
a
zã
o
 (
m
³/
s)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
(b) Fluviograma 1941 a 1950.
Figura 7 – Fluviogramas da primeira e segunda década.
Capítulo 3. Aproveitamento Hidrelétrico 14
Tempo (Meses)
0 20 40 60 80 100 120
V
a
zã
o
 (
m
³/
s)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
(a) Fluviograma de 1951 a 1960.
Tempo (Meses)
0 20 40 60 80 100 120
V
a
zã
o
 (
m
³/
s)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
(b) Fluviograma 1961 a 1970.
Tempo (Meses)
0 20 40 60 80 100 120
V
a
zã
o
 (
m
³/
s)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
(c) Fluviograma de 1971 a 1980.
Tempo (Meses)
0 20 40 60 80 100 120
V
a
zã
o
 (
m
³/
s)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
(d) Fluviograma 1981 a 1990.
Tempo (Meses)
0 20 40 60 80 100 120
V
a
zã
o
 (
m
³/
s)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
(e) Fluviograma de 1991 a 2000.
Tempo (Meses)
0 20 40 60 80 100 120 140 160
V
a
zã
o
 (
m
³/
s)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
(f) Fluviograma 2001 a 2013.
Figura 8 – Fluviogramas da terceira a décima década.
De acordo com as figuras 7 e 8 o comportamento do rio possui uma razoável
similaridade a cada década que se passa, sendo que os picos de maiores e menores vazões
acontecem em valores próximos.
Capítulo 3. Aproveitamento Hidrelétrico 15
3.0.7 Classificação
A classificação das usinas hidrelétricas pode ser feita por meio de variáveis inde-
pendentes como altura da queda d’água, vazão, capacidade ou potência instalada, tipo de
turbina empregada, localização, tipo de barragem e reservatório (ANEEL, 2008).
Segundoa ANEEL (2008) a clasificação das usinas hidrelétricas quanto a potência
instalada é feita da seguinte forma:
→˓ Centrais Geradoras Hidrelétricas com até 1 MW;
→˓ Pequenas Centrais Hidrelétricas entre 1 MW e 30 MW;
→˓ Usina Hidrelétrica de Energia com mais de 30 MW;
De acordo com a resolução 652 da ANEEL, publicada no diário oficial da união em
10/12/2003 classifica as usinas hidrelétricas quanto a potência de aproveitamento como:
→˓ Centrais hidrelétricas com potência de aproveitamento menor ou igual a 1000 KW:
Minicentral hidrelétrica;
→˓ Centrais hidrelétricas com potência de aproveitamento maior ou igual a 30 MW:
Grande central hidrelétrica;
→˓ Centrais hidrelétricas com potência de aproveitamento entre 1000 KW e 30 MW,
destinado à produção independente, autoprodução ou autônoma: Pequena central
hidrelétrica;
3.0.8 A Potência Instalada
Segundo Noleto (2018), "define-se potência instalada como a potência registrada
nas placas de identificação do gerador". Ela representa a potência que a usina deve fornecer
e pode ser calculada pela equação a seguir:
𝑃𝑖 = 9, 81𝜂𝑡𝜂𝑔𝑄𝑝𝐻𝑙 [𝑘𝑊 ] (3.18)
Onde:
⋆ 𝜂𝑡 é o rendimento da turbina;
⋆ 𝜂𝑔 é o rendimento do gerador;
Capítulo 3. Aproveitamento Hidrelétrico 16
⋆ 𝑄𝑝 é a vazão de projeto;
⋆ 𝐻𝑙 é a queda líquida.
Segundo Caus e Michels (2014), as turbinas Kaplan e principalmente as Francis
são as mais usadas no Brasil devido serem mais apropriadas ao rios Brasileiros em virtude
das terras planas em sem grandes alturas.
Tabela 1 – Características das Turbinas. Fonte:(MIRANDA, 2009).
Tipo Queda d’água Vazão de água Performance
Peltron Alta Alta Aproxim. 90%
Francis Alta e Média Alta e Média Até 96%
Kaplan Média e Baixa Alta e Média Até 95%
Tendo em mente que o projeto em questão trata-se de uma média queda (55 m),
visando a máxima conversão de energia e ainda considerando as informações da Tabela 1
para a turbina Francis, define-se que o rendimento da turbina será de 96%.
A potência do gerador pode ser definida de acordo com Júnior (2000) por meio
dos catálogos e manuais dos fabricantes como valores constantes em que:
→ Para geradores síncronos 𝜂𝑔 = 0, 75 a 0, 94 aumentando com a potência.
→ Para geradores assíncronos 𝜂𝑔 = 0, 68 a 0, 9 aumentando com a potência.
Dessa forma considerando a máxima transformação de energia e o uso de um gera-
dor síncrono define-se a potência do gerador em 94%. Segundo Noleto (2018), "o parâmetro
usado para determinação da vazão firme é buscar vazões de projeto correspondentes a uma
duração entre 30% e 40%", dessa forma como pode ser visto no gráfico da figura 5 que a
vazão média de longo prazo corresponde a esse valor. Logo tomando a 𝑄𝑝 igual a vazão
média de longo prazo a potência instalada é calculada como:
𝑃𝑖 = 9, 81 · 0, 96 · 0, 94 · 1068 · 54, 85 = 518.580 𝑘𝑊 (3.19)
Dada a classificação das usinas hidrelétricas tem-se que a usina a ser construída
por meio do rio em questão considerando a potência instalada de 518, 58 𝑀𝑊 é uma
Usina Hidrelétrica de Energia (UHE), ou seja, uma grande central hidrelétrica.
17
3.0.9 O Arranjo
As centrais hidrelétricas podem ser classificadas de acordo com seu tipo de arranjo,
podendo ser:
≻ Centrais hidrelétricas de desvio;
≻ Centrais hidrelétricas de derivação;
≻ Centrais hidrelétricas de represamento;
Dada as condições de vazão do rio tem-se que o tipo de arranjo ideal é o de
represamento pois garante maior aproveitamento da energia disponível. Este arranjo é
típico das grandes centrais hidrelétricas e consiste em uma barragem em um trecho do rio
onde uma casa de máquinas é conectada a ela por meio de um conduto forçado. A figura
9 mostra o desenho esquemático desse arranjo.
44 
 
 
 
Figura 9 – Desenho esquemático de uma planta hidrelétrica. Fonte:(SCHERER, 2012).
4 Conclusões
Sendo assim, por meio das informaçoes de vazões, queda e perda de carga foi possí-
vel realizar os estudos hidrológicos do rio e obter os valores de vazões, alturas e potências
necessárias para a caracterização e dimensionamento iniciais de uma usina hidrelérica.
Capítulo 4. Conclusões 18
Por meio dos gráficos fluviométricos identificou-se o período crítico (período de
estiagem) que vai dos meses de Abril a Novembro e o período úmido que vai dos meses
de Dezembro a Março. Definir esses períodos permite conhecer intervalos de confiança e
críticos de forma a tomar medidas para garantir o fornecimento de energia. O comporta-
mento de decaimento relativamente grande da curva de permanência mostra que a bacia
que alimenta o rio não é muito grande e por isso não possui uma grande regularização.
Para um projeto de aproveitamento, o melhor procedimento é fazer a potência
instalada ficar o mais perto possível da energia máxima. Neste trabalho a potência
instalada foi de 𝑃𝑖 = 518, 58 𝑀𝑊 e a potência hidráulica máxima teórica média de
𝑃𝑇 𝑚á𝑥 = 574, 667 𝑀𝑊 . A potência 𝑃𝑇 𝑚á𝑥 fornece a maior energia em um dado intervalo
de tempo, dessa forma como pode ser observado os valores das duas potências ficaram
relativamente próximas, garantindo que o aproveitamento é maior.
Considerando toda a história do rio tem-se que a vazão máxima registrada foi de
𝑄 = 4334 𝑚3/𝑠, em contrapartida a vazão máxima considerando as médias mensais foi de
𝑄 = 2045 𝑚3/𝑠, com isso o projeto da usina tende a utilizar para o dimensionamento a
vazão de 𝑄 = 2045 𝑚3/𝑠 que é mais regular, no entanto, o sistema deve prover meios para
que uma vazão de 𝑄 = 4334 𝑚3/𝑠 já ocorrida no rio não possa prejudicar ou danificar a
usina.
19
Referências
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<http://www2.aneel.gov.br/arquivos/pdf/atlas3ed.pdf>. Citado 4 vezes nas páginas 2,
5, 6 e 15.
CAUS, T. R.; MICHELS, A. Energia hidrelétrica: Eficiência na geração. 2014. Citado
na página 16.
JúNIOR, A. G. de M. A Turbina de Fluxo Cruzado (Michell - Banki) Como Opção Para
Centrais Hidráulicas de Pequeno Porte. Tese (Doutorado) — Universidade de São Paulo,
São Paulo, 2000. Citado na página 16.
MIRANDA, R. L. Regulação Técnica Para Se Obter Melhor Eficiência Na Motorização
De Pequenas Centrais Hidreletricas No Brasil. Tese (Doutorado) — Universidade de
Salvador, Salvador, 2009. Citado 2 vezes nas páginas 3 e 16.
MONTEIRO, M. M. ConcepÇÃo de modelo teÓrico sobre armazenamento hidrÁulico.
2014. Citado na página 5.
NOLETO, L. G. Sistema hidrelétricos-notas de aula. Março 2018. Citado 5 vezes nas
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OLIVEIRA, D. dos S. Avaliação experimental em modelo reduzido da turbina hidráulica
indalma. 2014. Citado na página 5.
SCHERER, L. G. MODELAGEM E CONTROLE DE UMA MICRO CENTRAL
HIDRELÉTRICA COM UTILIZAÇÃO DE GERADOR DE INDUÇÃO AUTO-
EXCITADO. Dissertação (Mestrado) — Universidade Federal de Santa Maria, Santa
Maria, Janeiro 2012. Citado 2 vezes nas páginas 2 e 17.
http://www2.aneel.gov.br/arquivos/pdf/atlas3ed.pdf
Anexos
21
ANEXO A. Anotação de Responsabilidade Técnica (ART) 22
ANEXO A – Anotação de Responsabilidade
Técnica (ART)
CREA-DF ART Nº 9999999
Conselho Regional de Engenharia e Arquitetura 01. ART Vinculada
Anotação de Responsabilidade Técnica 02. ART Substituida
Lei Federal 6496/77 1ª VIA - CREA 03. ART Co-Resp
Profissional Contratado
04. Nome 05. Título de formação profissional 06. Nº Carteira CREA
Paulo Henrique Alves dos Reis Engenheiro de Energia 12345-6
Empresa Contratada, se houver
07. Razão Social 08. Nº registro CREA
Contratante / Proprietário
09. Nome ou razão social 10. CPF ou CNPJ 11. Telefone do contratante/proprietário
Luciano Gonçalves Noleto 012.345.678-99 (61) 3107-8901
12. Endereço do contratante/proprietário para correspondência Cidade / Estado CEP
Setor Leste Projeção A - Gama Leste Brasília/DF 72444-240
Localização da Obra/Serviço
13. Logradouro - Nº - complemento Lote / Quadra
Setor Leste Projeção A - Gama Leste
Bairro Cidade / Estado CEP
Gama Leste Brasília/DF 72444-240
Caracterização do trabalho contratado Dimensões, valores contratuais e vigência14. Atividade Técnica - Quadro 1 Cód 19. Dimensão-1 (área, volume, quantidade ... )
Estudo/Planejamento/Projeto 2 Potência Instalada = 518,580 MW
15. Tipo de Contrato - Quadro 2 Cód 20. Dimensão-2 (nº de pav, nº de mudas, nº de postes, etc ... )
Empreitada 2
16. Área de competência - Quadro 3 Cód 21. Valor da Obra , Serviço ou Honorários ( V.instruções )
Eletromecânica 2500 A Determinar
17. Tipo de Obra - Quadro 4 Cód 22. Data de início da obra ou de vigência do contrato
Usinas Hidroelétricas 25 01/08/2018
18. Projetos e Serviços contratados - Quadro 5 (v.folheto de instruções) Cód 23. Data da conclusão prevista ou do encerramento do contrato
Projeto de Aproveitamento Hidráulico de Hidrelétrica 130 01/08/2020
 24. Uso do CREA
 Entidade de Classe Taxa a pagar
25. Cód - Quadro 6 26. R$
 Informações Complementares - se necessário use o verso
27. Descrição Auxiliar da Obra/Serviço - Objeto do contrato, dimensões, localização, etc .
Os serviços consistem no estudo/planejamento/projeto de um aproveitamento hidráulico de um rio utilizando dados de vazões. Para isso serão realizadas as atividades de: Caracterizar
estatisticamente o regime hídrico do rio; Definir os valores de energias, alturas e quedas, vazões e potências; Definir o tipo de arranjo; Apresentar o desenho esquemático do sistema
hidromecânico equivalente; Determinar e definir as características construtivas da usina.
Assinaturas Autenticação Mecânica
28. Contratante/Proprietário 29. Profissional Responsável
1ª VIA DEVERÁ SER RETIDA PELO CAIXA PARA ENVIO AO CREA
--- Ticket destacável -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Cedente: CREA-DF CNPJ 76639384/0001-59 ART Nº 9999999
 Vencimento 30. Valor da taxa a pagar - R$
 Instruções: Na apresentação
1. Autenticar todas as vias.
2. Não receber sem as assinaturas nos campos 26 e 27. 31. Sacado (Profissional/Empresa)
 
Autenticação Mecânica
CÓDIGO DE BARRAS PADRÃO FEBRABAN
FICHA DE CAIXA
00000.00000 00000.00000 00000.00000 0 00000000000000
	Folha de rosto
	Lista de ilustrações
	Lista de tabelas
	Sumário
	Introdução
	Objetivos
	Metodologia
	Aproveitamento Hidrelétrico
	Premissas
	Sistema Hidromecânico Equivalente
	A Energia Específica
	A Energia e Potência Hidráulica Máxima Teórica Média
	O Trabalho Específico e Salto Energético
	Curvas de Duração de Vazão e Potência
	Classificação
	A Potência Instalada
	O Arranjo
	Conclusões
	Referências
	Anexos
	Anotação de Responsabilidade Técnica (ART)