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Geração, transmissão e 
distribuição de energia elétrica
Geração de energia elétrica
Usinas Hidroelétricas
Bloco 1
Leandro José Cesini da Silva
Geração Hidroelétrica no Brasil
Figura 1 – Potencial hidroelétrico
Fonte: EPE (2021a, [n. p.]). 
• 108 GW de potência em 
operação/construção.
• 68 GW em usinas 
inventariadas.
• Potencial de 176 GW, 
segundo Plano Nacional de 
Energia 2050.
• Maior parte dos projetos 
inventariados estão nas 
regiões hidrográficas da 
Amazônia e Tocantins-
Araguaia. 
Tipos de usinas hidroelétricas
Fio d’água:
• Operam com base no fluxo de água dos rios.
• Não possuem reservatórios.
• Dependem da natureza a sua performance.
• Exemplo: Belo Monte.
Com reservatórios:
• Controle de sua operação.
• Menos dependente da natureza.
• Exemplo: Itaipu.
Tipos de turbinas
• Alta eficiência.
• Encontrada em unidades de 
até 200 MW.
• Mais adequada em usinas 
com altas quedas d’água 
(250m a 2500m).
• Utilizada em relevos 
acidentados e locais 
montanhosos.
• Alta velocidade de saída da 
água (150 m/s a 180 m/s) 
causa problemas de erosão.
Figura 2 – Turbina Pelton
Fonte: Satakorn/ iStock.com.
Tipos de turbinas
Figura 3 – Turbina Francis
Fonte: Sergei Ginak/ iStock.com.
• Melhor empregadas em 
quedas d’água entre 40 m e 
400m.
• Potência de até 1 GW.
• Utilizada também em 
estações de bombeamento 
de água.
• São comuns em grandes 
usinas, como: Itaipu, 
Tucuruí, Belo Monte e Três 
Gargantas na China.
Tipos de turbinas
Figura 4 – Turbina Kaplan
Fonte: kateafter/ iStock.com.
• Adequada para elevado 
escoamento e pequenas 
quedas (20m a 50m).
• Faixa de potência de 30 
MW a 250 MW.
• Usinas de Jirau e Santo 
Antônio, no Rio Madeira, 
utilizam esse tipo de 
turbina.
Geração de energia elétrica
Usinas Termoelétricas
Bloco 2
Leandro José Cesini da Silva
Oferta de energia elétrica no Brasil
Hidráulica
65,2%
Biomassa
9,1%
Eólica
8,8%
Gás Natural
8,3%
Carvão
3,1%
Nuclear
2,2%
Solar
1,7%
Derivados Petróleo
1,6%
Figura 4 – Geração de energia elétrica por fonte em 2020 
Fonte: EPE (2021b, [n. p.]). 
Cogeração de energia elétrica
• A cogeração produz simultaneamente calor e trabalho, por meio de 
uma única fonte ou combustível (biomassa, gás natural etc.).
• É mais barato investir em termoelétricas de cogeração do que em 
hidroelétricas.
• Redução das perdas de transmissão e distribuição.
• Tempo de entrada em operação reduzido.
• Reduzido impacto ambiental.
• Instalação pode ser modular.
• Tipos de cogeração:
• Com turbinas a vapor.
• Com turbinas a gás natural.
• Com ciclo combinado.
• Com ciclo de absorção.
Geração termonuclear
Figura 5 – Esquema de uma usina 
termonuclear 
Fonte: colematt/ iStock.com.
• Combustíveis nucleares 
possuem maior densidade 
energética 10g de urânio-235 
equivale a 1200kg de carvão 
mineral.
• Geração de calor dada pela 
fissão nuclear em cadeia.
• Urânio é agrupado no interior 
do reator, por meio de varetas 
de combustível.
• Um feixe de varetas forma o 
elemento combustível.
• Tubos guia, geralmente, de 
cádmio, fazem parte do feixe 
de varetas e funcionam como 
inibidores da reação.
Geração geotérmica
Figura 6 – Esquema de usina 
geotérmica 
Fonte: alejomiranda/ iStock.com.
• Aproveita o calor proveniente 
do interior da Terra.
• Corresponde por apenas 
0,02% da demanda anual de 
energia no mundo.
• Utilizada pela primeira vez na 
Itália, em 1904.
• Aproveitamento de água ou 
vapor em reservatórios 
subterrâneos.
• Geralmente, encontradas em 
regiões vulcânicas na orla do 
Pacífico.
Geração de energia elétrica
Usinas Eólicas
Bloco 3
Leandro José Cesini da Silva
Eólicas no Brasil
Figura 7 – Potencial eólico onshore por estado
Fonte: EPE (2021a, [n. p.]). 
Eólicas no Brasil
Figura 8 – Potencial eólico offshore
Fonte: EPE (2021a, [n. p.]). 
Batimetria é a medição da profundidade dos oceanos.
Número de pás do rotor
• Três pás:
• Configuração mais utilizada comercialmente.
• Proporciona menor esforço mecânico.
• Menor emissão de ruído.
• Duas pás:
• Menor custo decorrente da redução de uma pá.
• Maior esforço mecânico.
• Pode assumir maior relevância em unidades offshore, já que 
o ruído não possui muita relevância como em onshore.
• Uma pá:
• Configuração pouco utilizada.
• Maior nível de emissão de ruídos.
• Apresenta grandes oscilações de conjugado.
Limitação do nível de potência
• Controle de passo: 
• Utiliza o deslocamento 
angular das pás em torno 
do eixo longitudinal.
• Potência do rotor 
permanece constante 
após atingir sua potência 
nominal.
• Maior influência sobre a 
operação da turbina.
• Maior complexidade 
técnica e de manutenção.
Figura 9 – Curva controle de passo
Fonte: Borges Neto (2012, p. 112).
Limitação do nível de potência
• Controle estol: 
• Utilizada em unidades 
eólicas de pequeno porte.
• Para velocidades do vento 
acima da nominal, cria-se 
um escoamento 
turbulento.
• Consequentes perdas 
aerodinâmicas e limitação 
da potência extraída.
Figura 10 – Curva controle estol
Fonte: Borges Neto (2012, p. 113).
Teoria em Prática
Bloco 4
Leandro José Cesini da Silva
Reflita sobre a seguinte situação
• Você é o responsável pela gestão de energia elétrica de sua 
empresa. Devido ao processo produtivo utilizar uma 
quantidade expressiva de calor para realizar a secagem do 
produto e vapor para aquecimento de insumos necessários 
à produção, as despesas com a compra de combustível 
(biomassa) é exorbitante. Além disso, sua empresa possui 
um alto consumo de energia elétrica. 
• Nesse caso, qual alternativa você poderia propor para que 
o uso de energéticos pudesse ser eficiente e menos 
oneroso, levando em consideração o intuito da empresa 
em investir em geração de eletricidade própria, inexistente 
atualmente?
Norte para a resolução
Figura 11 – Cogeração
Fonte: elaborada pelo autor.
• A cogeração é uma 
alternativa para a solução.
• Aproveita-se o potencial 
térmico já existente com a 
queima da biomassa.
• Direciona parte do calor para 
a geração de vapor em uma 
turbina e consequente 
geração de eletricidade.
• Necessário verificar as 
adaptações e incrementos ao 
projeto original da empresa 
para queima de biomassa e 
geração de vapor.
Cogeração
Queima da 
biomassa
Eletricidade
Vapor para o 
processo
Calor para o 
processo de 
secagem
Calor
Dicas do(a) Professor(a)
Bloco 5
Leandro José Cesini da Silva
Prezado aluno, as indicações a seguir podem estar disponíveis 
em algum dos parceiros da nossa Biblioteca Virtual (faça o login
através do seu AVA). Algumas indicações também podem estar 
disponíveis em sites acadêmicos como o Scielo, repositórios de 
instituições públicas, órgãos públicos, anais de eventos 
científicos ou periódicos científicos, acessíveis pela internet.
Isso não significa que o protagonismo da sua jornada de 
autodesenvolvimento deva mudar de foco. Reconhecemos que 
você é a autoridade máxima da sua própria vida e deve, 
portanto, assumir uma postura autônoma nos estudos e na 
construção da sua carreira profissional. 
Por isso, te convidamos a explorar todas as possibilidades da 
nossa Biblioteca Virtual e além! Sucesso!
Leitura Fundamental
Indicação de leitura 1
O Plano Nacional de Energia Elétrica 2050, elaborado pela 
Empresa de Pesquisa Energética, dá um panorama sobre a 
estratégia de longo prazo para o setor energético brasileiro. 
Neste contexto, é importante você entender como a maior 
inserção do gás natural na matriz elétrica brasileira pode 
alterar o cenário atual e os desafios que essa fonte poderá 
enfrentar no futuro.
Referência:
EPE. Panorama Nacional de Energia Elétrica 2050, p. 179-186, 2021.
Indicação de leitura 2
As Pequenas Centrais Hidroelétricas vem ganhando cada vez 
mais espaço na matriz elétrica brasileira. É importante você 
entender a história desse tipo de usina no Brasil, bem como 
sua importância nos dias atuais, devido ao seu baixo impacto 
ambiental.
Referência:
PINTO, M. de O.Energia elétrica: geração transmissão e sistemas interligados. 1. 
ed. ,p. 44-45. Rio de Janeiro: LTC, 2018.
Dica do(a) Professor(a)
Se você quiser acompanhar como anda a geração de 
eletricidade em tempo real no Brasil, basta acessar a página 
do Operador Nacional do Sistema (ONS). Lá, é possível 
acompanhar a geração hidráulica, solar, eólica, nuclear e 
térmica de todo o país.
Referências
EPE. Panorama Nacional de Energia Elétrica 2050, 2021a.
EPE. Balanço Energético Nacional – Relatório síntese 2021|Ano base 2020, 2021b.
BORGES NETO, M. R.; CARVALHO, P. C. M. Geração de energia elétrica: 
fundamentos. 1. ed. São Paulo: Érica, 2012.
Bons estudos!