FETC_Aula5

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Fontes de Energia e Tecnologia de Conversão
Prof. Augusto Brasil
Hidroeletricidade 
HIDRELÉTRICAS
Energia Hidráulica
•Rodas d’água
•Maré (altura e fluxo)
•Ondas
•Térmicas oceânicas
•...
Energia Hidráulica
1
saientra
gz
V
hmgz
V
hmWQ
dt
dE

























22
22

mHh
PUH
/
 
2 2
2
1
2
22
























 gz
V
m
Pv
dt
dm
gz
V
m
Pv
dt
dm
dt
dE
2
2
1
2
22
























 gz
VP
gz
VP
dm
dE

Bernoulli
- PERDAS
Energia Hidráulica
1
2
2
2
1
2
22
























 gz
VP
gz
VP
dm
dE

Bernoulli
Se não houvesse perda entre 1 e 2:
























 2
2
22
1
2
11
21
22
z
g
V
g
P
z
g
V
g
P
mgEE 
h
2
221
2
1
mVmghEE 
Energia Hidráulica
A energia hidráulica disponível em uma barragem é:
mghE 
h
A potência será, portanto:
 mv
gh
t
m
t
E



Onde m/t é vazão mássica e v/t a vazão volumétrica de água
gh
t
v
W


Energia Hidráulica
A potência hidráulica disponível em uma barragem é:
ghvW 
A potência elétrica gerada em uma barragem pode ser escrita:
ghvkWe 
Onde k é uma constante entre 0 e 1 que depende da eficiência do processo
Energia Hidráulica
A energia hidráulica disponível em um fluxo de água é:
2
2
1
mVE 
A potência será, portanto:
 mv
V
t
m
t
E



2
2
1
Onde m/t é vazão mássica e v/t a vazão volumétrica de água
2
2
1
V
t
v
W


Energia Hidráulica
A potência hidráulica disponível em um fluxo de água é:
 VAv
AVVvW
.
2
1
2
1 32



 
A potência elétrica gerada a partir de um fluxo de água pode ser escrita:
32 AVkVvkWe   
Onde k é uma constante entre 0 e 1 que depende da eficiência do processo
Turbinas hidráulicas
Classificação:
• Turbinas de ação, ou de impulsão: PELTON, TURGO, BANKI
• Turbinas de reação: FRANCIS, KAPLAN,
Turbinas de ação
PELTON
TURGO
BANKI
Turbinas de ação
PELTON
Turbinas de ação
TURGO
Turbinas de ação
BANKI
Turbinas de reação
KAPLAN
Turbinas de reação
FRANCIS
ghvWe 
ghvWe 
ENERGIA EÓLICA
Área = 
4
2D

D
Energia Cinética = 
22
2
1
2
1
Vvmv 
D

V
m

v
Energia
tempo 3
2
22
42
1
2
1
2
1
v
D
Avvv
t
V  
D
 Av
t
V
Q 
v
Energia
tempo 3
2
22
42
1
2
1
2
1
v
D
Avvv
t
V  
D
v
Potência
3
2
3
42
1
2
1
v
D
Av
 
Potência
m2 32
1
v
• Para uma queda d’água de 15 m e vazão de 0,2 m3/s, deseja-se 
utilizar um sistema cuja eficiência (ou constante da potência hidráulica 
disponível) é de 78%. Qual a potência a ser gerada?
• Para um córrego d’água de 1,5 m/s de velocidade e vazão de 2 m3/s, 
deseja-se utilizar um sistema cuja eficiência (ou constante da potência 
hidráulica disponível) é de 87%. Qual a potência a ser gerada?