RELATORIO DE ELETRICIDADE .

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CENTRO UNIVERSITÁRIO FACVEST 
DISCIPLINA: ELETRICIDADE
VISITA TÉCNICA NA USINA HIDROELÉTRICA DE PERIMBÓ
 
 
 
ACADÊMICO: 
PROFESSORA: 
CURSO: ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
 
 
LAGES/SC
07/10/2017
1. Significado de Usina
A usina pode ser entendida com um estabelecimento industrial com máquinas aonde é capaz de transformar matéria prima em um produto final, existem diversos tipos de usinas dente elas as usinas hidroelétricas.
As usinas que geram energia, também chamada de central elétrica ou estação geradora é um conjunto de obras e equipamentos destinados à geração de energia elétrica. Por sua vez essa energia e gerada pela transformação de diversas fontes de energias.
Dentre as usinas que empregam fontes de energia renováveis são as usinas hidroelétricas, as usinas solares, as usinas eólicas, a usina de biomassa, e a usina das marés.
Também existem as usinas que utilizam fontes de energias não renováveis, como usinas termoelétricas e a usina nuclear.
1.2 Surgimento das hidroelétricas
Os povos da antiguidade utilizavam da água em movimento para gerar energia. Gregos e Romanos utilizavam a roda-d’água para girar maquinários, a mesma, também era conhecida na China e na Europa, onde era muito utilizada em moinhos de água. As Usinas Hidrelétricas surgiram aproximadamente no final do séc. XIX, essas usinas de pequeno porte, que forneciam energia para fazendas e pequenos domínios. Em 1878, a residência do inventor Lord Armstrong, em Northumberland, foi a primeira casa a ser alimentada por uma usina elétrica. Alguns anos depois, em Michigan, foi conectado uma turbina de água a um dínamo Brush, criando energia para iluminar teatros e fachadas de lojas. Em 1881, um moinho de farinha foi conectado a outro dínamo Brush, fornecendo iluminação para a rua Niagara Falls, em New York. 
A primeira Usina Hidrelétrica foi aberta no rio Fox, em Appleton, Wisconsin em 1882. Um proprietário de moinhos de papel, ligou uma turbina de água a um gerador de energia. Esta, produziu cerca de 12,5 quilowatts de eletricidade, que alimentou os dois moinhos de papel e a casa do proprietário. Em 1886, uma usina maior substituiu a usina original, e produziu energia o suficiente para alimentar os bondes elétricos de Appleton. 
A energia elétrica foi cada vez mais utilizada e a criação de usinas cresceu rapidamente e foram abertas por todo o mundo. No início do século XX houve um aumento de barragens de rios para fins de produção de energia, mas foi após a Segunda Grande Guerra que houve um incremento das hidrelétricas como elemento do processo de industrialização das economias, que se apropriam dos rios, suas cachoeiras e corredeiras para gerar energia.
2.Primeira hidrelétrica do Brasil 
Há 124 anos as águas do Rio Paraibuna, na Zona da Mata, moviam as turbinas da primeira usina hidrelétrica do país, ponto de partida para o Brasil se tornar um gigante no setor.
 Graças a vontade do mineiro Bernardo Mascarenhas com o objetivo de ampliar a produção de tecidos, buscou por fonte alternativas e uma delas seria a implantação de uma usina hidroelétrica, então ele resolveu apostar na energia dos rios para instalar a usina hidroelétrica.
Os primeiros watts/hora de energia hidrelétrica gerados na América Latina foram possíveis graças às águas do Rio Paraibuna, que atravessa a Zona da Mata mineira e deságua no litoral fluminense. 
Essa usina foi criada a mais de 120 anos, quando as turbinas importadas dos Estados Unidos giravam pela primeira vez na Usina de Marmelos, em Juiz de Fora, ocorreu de forma inédita no país a transformação da energia mecânica em elétrica. Foi o salto inicial para que o Brasil se tornasse um dos maiores produtores de energia hidrelétrica do planeta. Cinco anos antes, as águas do Ribeirão do Inferno, em Diamantina, já tinham sido usadas para gerar energia, mas ela ficou restrita ao uso de mineração de diamantes, sem grandes registros. A usina levantada às margens do Paraibuna acelerou o processo de desenvolvimento da técnica no Brasil, que passou a olhar para seus rios como fonte de uma riqueza.	
3. Energia Hidrelétrica
A energia hidrelétrica nada mais é do que a obtenção de energia elétrica através do aproveitamento do potencial hidráulico de um rio. Para que isso seja realizado é necessária a construção de usinas em rios que possuam grande volume de água e que apresentem correnteza em seu curso.
A força da água em movimento é conhecida como energia potencial, essa água passa por tubulações da usina com muita força e velocidade, realizando a movimentação das turbinas. Nesse processo, ocorre a transformação de energia potencial em energia mecânica. As turbinas por sua vez estão em movimento estão conectadas a um gerador, que é responsável pela transformação da energia mecânica em energia elétrica.
A eficiência das usinas hidroelétricas e muito alta em torno de 65,2%, porém os custos para implantar e as manutenções são caros. Hoje em dia as usinas hidrelétricas são responsáveis por aproximadamente 18% da produção de energia elétrica no mundo. Esses dados só não são maiores pelo fato de poucos países apresentarem as condições naturais para a instalação de usinas hidrelétricas. Apesar de ser uma fonte de energia renovável e não emitir poluentes, a energia hidrelétrica não está isenta de impactos ambientais e sociais.
4.Turbina Pelton 
É caracterizada por um rotor com pás com formato de conchas e por uma tubulação aonde fornece a alimentação da turbina que possui um ou mais ejetores. O eixo desse tipo de turbina pode ser na horizontal ou na vertical. Essa turbina foi desenvolvida para trabalhar em altas quedas entre 200 metros até 1.100 metros e com pouca vazão. A imagem a seguir mostra claramente a turbina Pelton, com suas conchas com uma espécie de faca no meio para cortar os jatos de agua assim eles se distribuindo pela concha todas. 
 
Figura 1:turbina Pelton desmonada.
5. Usina de Perimbó
No dia 07 de outubro de 2017 realizamos a visita técnica na usina hidroelétrica de Perimbó situada no interior da cidade de Petrolândia em Santa Catarina orientados pela professora Franciele Lima de Sá, onde ela com o auxílio do Sr. Eng. Antonio Carlos Küll nos explicaram o funcionamento da usina.
Lá tivemos a oportunidade de conhecer de perto como é todo o processo desde a represa. Também vimos como funciona o sistema de vertedouro que serve para liberar a quantidade de água excedente, além disso fizemos uma caminhada sendo assim possível ver o canal por onde passa a água para em seguida, descer pelos canos e chegar a turbina. Lá dentro da usina então vimos a transformação da energia potencial mecânica se transformando em energia potencial elétrica que é utilizada pela fábrica da Klabin.
Essa usina foi construída praticamente braçal, ela começou a operar em 1953 eles não sabem quantos anos levou para finalizar toda a sua construção. Essa usina conta com todos equipamentos importados da Alemanha, a turbina e uma turbina Pelton ela funciona por pressão, nessa usina tem 230 metros de caimento que gera 23 kgf de forca nos ejetores da turbina tem um ejetor na vertical e um na horizontal. Para gerar toda essa pressão de água o sistema conta com um conduto forcado que começa com 110mm termina com 800 mm, ele foi construído quando era a antiga papal Itajaí eles fizeram essa usina e levaram uma linha de transição lá pra Otacílio Costa, sendo que essa energia alimentava a fábrica e as casas dos funcionários, pois na região não havia energia naquela época, o resto era só no lampião à querosene.
 	Essa usina se encaixa como uma PCH, ou seja, uma usina de pequeno porte, capaz de gerar 2500 kva 1800kw de potência em 50 Hz, o regulador da turbina é feito através de uma bomba hidráulica que controla a velocidade da turbina para manter a frequência, ela fornece uma tensão onde sai em 6300 volts que é elevada a 44000 mil volts que trabalha em paralelo com dois tubos geradores em 50 Hz. Eles fazem manutenção uma vez por ano nas escovas e noscomponentes em geral da usina só não abrem a 10 anos a turbina. O gerador é um gerador antigo ainda com escovas, por sua vez ele gera uma manutenção em suas escovas que são desgastadas pelo uso. Essa usina conta com um sistema de proteção dentre eles com disjuntores reles de sobre tensão para evitar maiores problemas.
Durante essa visita eles nos mostraram como funciona o regulador de tensão, sendo ainda um sistema mecânico controla em 6.300 volts que se abaixar ele manda a excitatriz excitar, se aumentar ele manda diminuir a excitação que é uma parte girante que entra dentro do gerador fazendo o campo magnético que gera energia elétrica.
O sistema é bem arcaico pois ela é antiga, nessa usina é possível ver tudo como funciona, foi possível colocar a mão no gerador e ver de perto todo o funcionamento, nas grandes usinas não é possível ver isso.
A escavação da comporta de entrada de água foi escavado 16 metros tudo a mão com carinho de mão eles fizeram uma transposição do rio palheiro daí eles fizeram um canal e transpuseram a água a rio moro abaixo a tubulação foi toda soldada com maçarico os canos são todos de chapa de material calandrado a tubulação foi levada com juntas de bois pois não tinha com o que levar. A usina começou a operar em 1953 logo que ela foi construída ela foi soterrada pois veio um grande volume de agua e cobriu toda a usina, mas depois foi descoberta. A usina possui dois reservatórios, o lago superior mante o nível do debaixo, os dois lagos têm uma extensão de mais o menos 10 km.
Essa usina foi muito bem planejada pois quando eles precisam fazer manutenções ela conta com um gerador de 230 kva para manter a energia ali na usina. 
A turbina consome um total de mil litros de agua por segundo, que é capaz de gerar toda essa energia. O engenheiro que nos acompanhou durante toda a visita, contou em detalhes sobre um projeto de ampliação, que ainda está em estudos assim seria capaz de aumentar em 500 kw a capacidade de geração de energia, ela passaria de 1800 kw para 2300 kw, a princípio eles estão ainda estudando essa possibilidade.
A manutenção das turbinas e feito com solda de inox e depois com uma retifica e deixa bem-feita a concha da turbina de novo.
As imagens abaixo ajudam a entender melhor o funcionamento de uma usina hidroelétrica. Na figura dois temos a turbina e o gerador, também é possível observar o local por aonde entra a agua na turbina. Já na três a imagem e na parte externa da usina aonde fica o transformador elevador que eleva a tensão para 44000 volts.
Figura 2:Turbina e gerador de energia elétrica.
Figura 3:Transformador elevador
6.Conclusão 
 Satisfatoriamente atingimos os objetivos, além de conhecer um pouco mais sobre as turbinas, aprendemos a importância desses conhecimentos para a engenharia mecânica, além disso foi possível integrar a parte elétrica da usina com a matéria de eletricidade. 
Conseguimos ver a importância de as engenharias andarem juntas não só nas usinas, mas também em outras áreas, pois precisamos de vários conhecimentos ou melhor várias áreas para elaborar um projeto de tamanha grandeza como essa PCH que é considerada de pequeno porte.
6.Bibliografia 
Disponível em: https://www.significados.com.br/usina/ Acesso em: 15/10/2017 as 23:58 horas.
Disponível em: https://pt.slideshare.net/DaianneNunesMoraes/histrico-das-hidreltricas-no-brasil-e-no-mundo Acesso em: 16/10/2017 as 22:21 horas.
Disponível em: https://www.em.com.br/app/noticia/gerais/2013/05/18/interna_gerais,389704/primeira-hidreletrica-do-pais-foi-construida-em-minas-ha-mais-de-100-anos.shtml Acesso em 20/10/2017 as 13:00 horas.
Disponível em: http://brasilescola.uol.com.br/geografia/energia-hidreletrica.htm Acesso em: 21/10/2017 as 15:54 horas.