TRABALHO SOBRE HIDREELETRICA

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FACULDADE ESTÁCIO DE CURITIBA
ENGENHARIA ELÉTRICA – GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
USINA HIDRELÉTRICA 
Curitiba
 2017
ALUNO : ----------------------------
USINA HIDRELÉTRICA 
Este trabalho apresentada à Faculdade Estácio de Curitiba, como requisito de avaliação parcial da disciplina de geração de energia elétrica do curso de bacharelado em engenharia elétrica, realizada pelo aluno Thiago Terencio de Menezes Santos, sob a orientação da Prof. Msc. Fabrício.
CURITIBA
2017
USINA HIDRELÉTRICA
Uma usina hidrelétrica ou central hidrelétrica é um complexo arquitetônico, um conjunto de obras e de equipamentos, que tem por finalidade transformar a energia de um rio em energia elétrica. Os cálculos da potência instalada de uma usina são efetuados através de estudos energéticos que são realizados por engenheiros mecânicos, eletricistas e civis. A energia hidráulica é convertida em energia mecânica por meio de uma turbina hidráulica, que por sua vez é convertida em energia elétrica por meio de um gerador, sendo a energia elétrica transmitida para uma ou mais linhas de transmissão que é interligada à rede de distribuição.
O potencial hidráulico é proporcionado pela vazão hidráulica e pela concentração dos desníveis existentes ao longo do curso de um rio. As principais variáveis utilizadas na classificação de uma usina hidrelétrica são:
altura da queda d’água;
vazão;
Capacidade ou potência instalada;
tipo de turbina empregada;
localização;
tipo de barragem e reservatório.
Todas estas variáveis são fatores interdependentes, sendo assim, a altura da queda d’água e a vazão dependem do local de construção e determinará qual será a capacidade instalada - que, por sua vez, determina o tipo de turbina, barragem e reservatório.
Tipos de reservatórios:
Existem dois tipos de reservatórios:
Acumulação: Geralmente localizados na cabeceira dos rios, em locais de altas quedas d’água, dado o seu grande porte permitem o acúmulo de grande quantidade de água e funcionam como estoques a serem utilizados em períodos de estiagem. Além disso, como estão localizados a montante das demais hidrelétricas, regulam a vazão da água que irá fluir para elas, de forma a permitir a operação integrada do conjunto de usinas.
Fio d’água: As unidades a fio d’água geram energia com o fluxo de água do rio, ou seja, pela vazão com mínimo ou nenhum acúmulo do recurso hídrico.
Funcionamento de uma hidrelétrica
Uma usina hidrelétrica é basicamente composta pelos seguintes itens: 
Barragem;
Sistema de captação e adução da água;
Casa de força;
Sistema de restituição de água ao leito do rio.
O diagrama abaixo ilustra todo o processo de uma usina hidrelétrica, desde a captação, geração, até o consumo:
Reservatório onde a água que será utilizada fica armazenada.
Comporta irá deixar a água de o reservatório fluir pelos dutos, impedir ou controlar a vazão necessária. 
Barragem serve para armazenar a água do reservatório. 
Conduto forçado é uma espécie de cano na qual a água fluirá para poder girar a turbina. 
Turbina hidráulica é o equipamento que iniciará uma energia mecânica provinda da força das águas que movimentará a turbina e fará com que o gerador gere a energia elétrica. 
Gerador é uma máquina de vital importância neste processo que produzirá a energia elétrica através da energia mecânica das turbinas que entrarão em rotação pela energia cinética das águas. 
Canal de fuga é o local de saída da água após movimentar as turbinas.
Transformador elevador irá captar a energia elétrica gerada pelo gerador e elevar sua tensão para adequada condução.
Linha de transmissão é onde será feito o transporte da energia elétrica produzida pela usina hidrelétrica. 
Subestação abaixadora irá rebaixar a tensão de acordo com a necessidade para transportá-las aos grandes centros urbanos.
Rede de distribuição é por onde a energia elétrica será distribuída as cidades. 
Transformador abaixador irá diminuir a tensão vinda da subestação abaixadora pela rede de distribuição, deixando a tensão na faixa correta para o consumo dos moradores. Numa residência (127V, 220V) ou numa empresa (380V) por exemplo. 
Medidor é o primeiro local de uma residência ou empresa por onde a energia elétrica entra, pois o medidor que irá controlar a quantidade de energia elétrica utilizada. 
Consumidor final, enfim, depois de todo este processo a energia elétrica chega em nossas tomadas para podermos ligar a TV, o computador, tomar banho com a água quente, acender luminárias de um empresa, acionar motores de indução trifásicos por exemplo, etc.
O uso da força das águas para gerar energia é bastante antigo e começou com a utilização das chamadas “noras”, ou rodas d’água do tipo horizontal, que através da ação direta de uma queda d’água produz energia mecânica e são usadas desde o século I a.C.. A partir do século XVIII, com o surgimento de tecnologias como o motor, o dínamo, a lâmpada e a turbina hidráulica, foi possível converter a energia mecânica em eletricidade
Mas o acionamento do primeiro sistema de conversão de hidroenergia em energia elétrica do mundo ocorreria somente em 1897 quando entrou em funcionamento a hidrelétrica de “Niágara Falls” (EUA) idealizada por Nikola Tesla com o apoio da Westinghouse. De lá para cá o modelo é praticamente o mesmo, com mudanças apenas nas tecnologias que permitem maior eficiência e confiabilidade do sistema.
Cerca de 20% da energia elétrica gerada no mundo todo é proveniente de hidrelétricas. Em números aproximados, só no Brasil, a energia hidrelétrica é responsável por 75 milhões de KW. São 158 usinas em funcionamento, outras 9 usinas estão em construção e existem 26 outorgadas (com permissão para serem construídas).
Usina hidrelétrica de Itaipu, maior usina hidrelétrica das Américas
Essas usinas necessitam de grandes obras e equipamentos para que possa produzir energia elétrica aproveitando o potencial hidráulico latente num rio. Como se trata de uma obra muito complexa que envolve vários cálculos, a viabilidade técnica de cada usina deve ser avaliada de modo particular. Portanto, é uma instalação ligada à rede de transporte que distribui uma quantidade de energia solicitada pelas cargas. Note ainda que, a utilização da energia hidráulica é bastante antiga e foi utilizada primeiramente em quedas d’água e produz energia mecânica em moinhos desde o século I a.C.