06 - SISTEMA ELTRICO BRASILEIRO I

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ELETRICIDADE APLICADA 
 
CAPÍTULO II 
 
 SISTEMA ELÉTRICO 
BRASILEIRO 
 
PROFESSOR: SÉRGIO QUEIROZ DE ALMEIDA 
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ELETRICIDADE APLICADA – PROF. SÉRGIO QUEIROZ 
 CAPÍTULO II – SISTEMA ELÉTRICO BRASILEIRO 
 2.1 Principais Técnicas de Geração de Energia 
 2.1.1 Usinas Termoelétricas (Ex. Juiz de Fora) 
 
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ELETRICIDADE APLICADA – PROF. SÉRGIO QUEIROZ 
 CAPÍTULO II – SISTEMA ELÉTRICO BRASILEIRO 
 2.1 Principais Técnicas de Geração de Energia 
 2.1.1 Usinas Termoelétricas (Ex. Juiz de Fora) 
 Termelétrica é uma instalação industrial usada para 
geração de energia elétrica a partir 
da energia liberada em forma de calor, normalmente 
por meio da combustão de algum tipo 
de combustível renovável ou não renovável. 
Chamam-se termoelétricas por que são constituídas 
de 2 partes, uma térmica onde se produz muito vapor 
a altíssima pressão e outra elétrica onde se produz a 
eletricidade. 
 
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 A energia elétrica é produzida por um gerador. O 
gerador possui um eixo que é movido por uma 
turbina. A turbina é movida por um jato de vapor sob 
forte pressão. Depois do uso, o vapor é condensado e 
retornado para a caldeira. 
 Geralmente funciona com algum tipo de combustível 
fóssil como gasolina, petróleo, gás natural ou carvão. 
Essa energia é transportada por linhas de alta tensão 
aos centros de consumo. Uma das vantagens desse 
tipo de instalação é a possibilidade de localização 
próxima aos centros consumidores, diminuindo a 
extensão das linhas de transmissão, minimizando as 
perdas de energia que podem chegar até a 16%. 
 
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 TIPOS: 
 Há vários tipos de usinas termoelétricas, sendo que 
os processos de produção de energia são 
praticamente iguais porém com combustíveis 
diferentes. Alguns exemplos são: 
 Usina a óleo combustível; 
 Usina a gás: usa gás natural como o combustível para 
alimentar uma turbina de gás; 
 Usina a carvão; 
 Usina nuclear. 
 
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 Impacto Ambiental: 
 Como vários tipos de geração de energia, a 
termoeletricidade também causa impactos ambientais. 
Contribuem para o aquecimento global através 
do Efeito estufa e da chuva ácida. 
 A queima de gás natural lança na atmosfera grandes 
quantidades de oxidantes e redutores, que se entrar 
em contato com o ser humano, pode acarretar 
doenças como diarreia; além de ser um combustível 
fóssil que não se recupera. O Brasil lança por ano 4,5 
milhões de toneladas de carbono na atmosfera, com o 
incremento na construção de usinas termelétricas 
esse indicador chegará a 16 milhões. 
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 2.1.2 Usina Nuclear (Angra I e II e Angra III - 2014) 
 
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 2.1.2 Usina Nuclear (Angra I e II e Angra III - 2014) 
 Produzir eletricidade a partir de energia nuclear, que 
se caracteriza pelo uso de materiais radioativo que 
através de uma reação nuclear produzem calor. As 
centrais nucleares usam este calor para gerar vapor, 
que é usado para girar turbinas e produzir energia 
elétrica. (é uma termoelétrica) 
 As centrais nucleares apresentam um ou 
mais reatores, que são compartimentos impermeáveis 
à radiação, em cujo interior estão colocados barras ou 
outras configurações geométricas de minerais com 
algum elemento radioativo (em geral o urânio). 
 
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 No processo de decomposição radioativa, estabelece-
se uma reação em cadeia que é sustentada e 
moderada mediante o uso de elementos auxiliares, 
dependendo do tipo de tecnologia empregada. 
 Impacto Ambiental: 
 Não gera o efeito estufa, mas a geração de rejeito 
radioativo de usinas nucleares representa um 
problema pois os elementos contidos no combustível 
queimado, principalmente os produtos de fissão, 
demoram um tempo muito longo para decaírem em 
outros elementos e apresentam alta radioatividade, 
portanto é necessário que eles fiquem confinados. 
 
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 2.1.3 Usinas Eólicas 
 
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 2.1.3 Usinas Eólicas 
 
USINA RIO DO FOGO - RN 
USINA DE OSÓRIOS - RS 
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 2.1.3 Usinas Eólicas 
 Um parque eólico ou usina eólica é um espaço, 
terrestre ou marítimo, onde estão concentrados 
vários aerogeradores destinados a 
transformar energia eólica em energia elétrica. 
 Atualmente há 45 usinas eólicas em operação no 
Brasil, e que somam 794.334 kW de potência 
instalada. Isso representa aproximadamente 0,7% da 
matriz de energia elétrica brasileira. 
 O PROINFA. O Programa de Incentivo às Fontes 
Alternativas de Energia Elétrica (Proinfa), descrito no 
Decreto nº 5.025, de 2004. 
 
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 2.1.3 Usinas Eólicas 
 Impacto Ambiental: 
 Para a construção desses parques é necessário, 
dependendo do entendimento do orgão ambiental 
estadual, a realização de EIA/RIMA (Estudo e 
Relatório de Impacto Ambiental) pois a sua má 
localização pode causar impactos negativos como a 
morte de aves e a poluição sonora, já que as hélices 
produzem um zumbido constante. Os fabricantes, no 
entanto, alegam que os modelos mais recentes não 
geram mais ruído que o próprio vento que faz girar as 
turbinas, por não usarem mais engrenagens no 
acoplamento entre a turbina e o gerador. 
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 2.1.4 Usinas Hidroelétricas 
 
 
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 2.1.4 Usinas Hidroelétricas 
 
 
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 2.1.4 Usinas Hidroelétricas 
 Uma usina hidrelétrica ou central hidroelétrica é 
um complexo arquitetônico, um conjunto de obras e 
de equipamentos, que tem por finalidade 
produzir energia elétrica através do aproveitamento 
do potencial hidráulico existente em um rio. 
 Dentre os países que usam essa forma de se obter 
energia, o Brasil se encontra apenas atrás 
do Canadá e dos Estados Unidos, sendo, portanto, o 
terceiro maior do mundo em potencial hidrelétrico. 
 
 
 
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 2.1.4 Usinas Hidroelétricas 
 O cálculo da potência instalada de uma usina é 
efetuado através de estudos de hidro-energéticos que 
são realizados por engenheiros civis, mecânicos e 
eletricistas. 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. 
 
 
 
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 2.1.4 Usinas Hidroelétricas 
 Um sistema elétrico de energia é constituído por uma 
rede interligada por linhas de transmissão 
(transporte). Nessa rede estão ligadas as cargas 
(pontos de consumo de energia) e os geradores 
(pontos de produção de energia). Uma central 
hidrelétrica é uma instalação ligada à rede de 
transporte que injeta uma porção da energia solicitada 
pelas cargas. 
 
 
 
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 2.1.4 Usinas Hidroelétricas 
 A Usina Hidrelétrica de Itaipu (em guarani: Itaipu, 
em espanhol: Itaipú) é uma usina binacional 
localizada no Rio Paraná, na fronteira 
entre Brasil e Paraguai. Construídapor ambos os 
países no período de 1975 a 1982, Itaipu é, hoje, a 
maior usina geradora de energia do mundo. 
 
 
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 2.1.4 Usinas Hidroelétricas – Impacto Ambiental 
 Alagamento das áreas vizinhas, aumento no nível 
dos rios, em algumas vezes pode mudar o curso do 
rio represado, podendo, ou não, prejudicar a fauna e 
a flora da região. Todavia, é ainda um tipo de energia 
mais barata do que outras como a energia nuclear e 
menos agressiva ambientalmente do que a 
do petróleo ou a do carvão, por exemplo. A viabilidade 
técnica de cada caso deve ser analisada 
individualmente por especialistas em engenharia 
ambiental e especialista em engenharia hidráulica. 
 
 
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 2.1.4 Usinas Hidroelétricas – ITAIPU 
 
 
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 No Brasil, dentre as fontes primárias e secundárias 
de energia a fonte hidráulica é a que mais contribui 
para produção de energia elétrica (74,9%) estando 
os locais produtores em regiões quase sempre 
distantes dos centros consumidores. Com isso são 
necessárias grandes extensões de linhas de 
transmissão e instalações para repartir e distribuir a 
energia nos centros de consumo. 
 
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 Energia elétrica no Brasil em 2010: 
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 A Figura a seguir mostra o cenário da geração global 
de energia. No mundo, cerca de 87% de toda a 
energia é gerada por combustíveis fósseis, dos quais 
33,1% provém do petróleo, 27% advém do carvão 
mineral, 21,1% do gás natural e 5,8% do urânio. O 
restante 12,9% provem de fontes renováveis, como 
hidro e biomassa (inclui eólica, solar e geotérmica). 
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ELETRICIDADE APLICADA – PROF. SÉRGIO QUEIROZ 
 Cenário mundial de oferta de energia em 2008 
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 Cenário mundial de oferta de energia em 2008 
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ELETRICIDADE APLICADA – PROF. SÉRGIO QUEIROZ 
 EXERCÍCIO RESOLVIDO 
 Constrói-se uma usina hidroelétrica aproveitando uma queda-
d’água de altura h = 10 m e de vazão Z = 1,0.10² m³/s. São 
dados a densidade da água d = 1,0.10³ kg/m3 e a aceleração 
da gravidade: g = 10 m/s². Qual a potência teórica dessa usina. 
 PROCEDIMENTO 
 I) Dados: 
 h = 10 m g = 10 m/s² 
 Z = 1,0.10² m³/s (tempo→ t = 1 s, e volume→V= 1,0.10² m³) 
 d = 1,0.10³ Kg/m3 
 II) Determine a massa: utilizando: d= m/v . 
 III) Calcule o trabalho e a potência. 
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 EXERCÍCIO RESOLVIDO 
H=10m Z=102 m3/s 
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 EXERCÍCIO RESOLVIDO 
 Constrói-se uma usina hidroelétrica aproveitando uma queda-
d’água de altura h = 10 m e de vazão Z = 1,0.10² m³/s. São 
dados a densidade da água d = 1,0.10³ kg/m3 e a aceleração 
da gravidade: g = 10 m/s². Qual a potência teórica dessa usina. 
 II) d=m/v → 1,0.10³ kg/m3 =m/1,0.102 m3 → m = 1,0.105 kg. 
 III) t = mgh → t = 1,0.105 kg. 10 m/s². 10 m → t = 1,0.107 J 
 
 
 
 
 Itaipu 14.000MW 
WPot
s
J
Pot
t
Pot 7
7
10.0,1
1
10.0,1
MWPot
t
Pot 0,10