Sistemas de Geração de Energia Elétrica Final

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Brasília-DF. 
SiStemaS de Geração de enerGia elétrica
Elaboração
Felipe Andery Reis
Produção
Equipe Técnica de Avaliação, Revisão Linguística e Editoração
Sumário
APrESEntAção ................................................................................................................................. 4
orgAnizAção do CAdErno dE EStudoS E PESquiSA .................................................................... 5
introdução.................................................................................................................................... 7
unidAdE i
Introdução ....................................................................................................................................... 9
CAPÍtuLo 1 
HIstórIa da geração de energIa elétrIca ......................................................................... 9
CAPÍtuLo 2
sIstemas de geração de energIa elétrIca no BrasIl ...................................................... 21
unidAdE ii
Fontes de geração de energIa ..................................................................................................... 32
CAPÍtuLo 1 
Fontes de geração de energIa ........................................................................................ 32
unidAdE iii
sIstemas HíBrIdos de energIa .......................................................................................................... 94
CAPÍtuLo 1
sIstemas HíBrIdos de energIa ............................................................................................. 94
unidAdE iV
Impactos amBIentaIs e sustentaBIlIdade ....................................................................................... 108
CAPÍtuLo 1
Impactos amBIentaIs e sustentaBIlIdade .......................................................................... 108
rEfErênCiAS ................................................................................................................................ 120
4
Apresentação
Caro aluno
A proposta editorial deste Caderno de Estudos e Pesquisa reúne elementos que se 
entendem necessários para o desenvolvimento do estudo com segurança e qualidade. 
Caracteriza-se pela atualidade, dinâmica e pertinência de seu conteúdo, bem como pela 
interatividade e modernidade de sua estrutura formal, adequadas à metodologia da 
Educação a Distância – EaD.
Pretende-se, com este material, levá-lo à reflexão e à compreensão da pluralidade 
dos conhecimentos a serem oferecidos, possibilitando-lhe ampliar conceitos 
específicos da área e atuar de forma competente e conscienciosa, como convém 
ao profissional que busca a formação continuada para vencer os desafios que a 
evolução científico-tecnológica impõe ao mundo contemporâneo.
Elaborou-se a presente publicação com a intenção de torná-la subsídio valioso, de modo 
a facilitar sua caminhada na trajetória a ser percorrida tanto na vida pessoal quanto na 
profissional. Utilize-a como instrumento para seu sucesso na carreira.
Conselho Editorial
5
organização do Caderno 
de Estudos e Pesquisa
Para facilitar seu estudo, os conteúdos são organizados em unidades, subdivididas em 
capítulos, de forma didática, objetiva e coerente. Eles serão abordados por meio de textos 
básicos, com questões para reflexão, entre outros recursos editoriais que visam tornar 
sua leitura mais agradável. Ao final, serão indicadas, também, fontes de consulta para 
aprofundar seus estudos com leituras e pesquisas complementares.
A seguir, apresentamos uma breve descrição dos ícones utilizados na organização dos 
Cadernos de Estudos e Pesquisa.
Provocação
Textos que buscam instigar o aluno a refletir sobre determinado assunto antes 
mesmo de iniciar sua leitura ou após algum trecho pertinente para o autor 
conteudista.
Para refletir
Questões inseridas no decorrer do estudo a fim de que o aluno faça uma pausa e reflita 
sobre o conteúdo estudado ou temas que o ajudem em seu raciocínio. É importante 
que ele verifique seus conhecimentos, suas experiências e seus sentimentos. As 
reflexões são o ponto de partida para a construção de suas conclusões.
Sugestão de estudo complementar
Sugestões de leituras adicionais, filmes e sites para aprofundamento do estudo, 
discussões em fóruns ou encontros presenciais quando for o caso.
Atenção
Chamadas para alertar detalhes/tópicos importantes que contribuam para a 
síntese/conclusão do assunto abordado.
6
Saiba mais
Informações complementares para elucidar a construção das sínteses/conclusões 
sobre o assunto abordado.
Sintetizando
Trecho que busca resumir informações relevantes do conteúdo, facilitando o 
entendimento pelo aluno sobre trechos mais complexos.
Para (não) finalizar
Texto integrador, ao final do módulo, que motiva o aluno a continuar a aprendizagem 
ou estimula ponderações complementares sobre o módulo estudado.
7
introdução
O Brasil possui um potencial energético com aproximadamente 8,5 milhões de 
quilômetros quadrados e 7 mil quilômetros de litoral. Os potenciais hidráulicos, a 
irradiação solar, a biomassa e a força dos ventos são em grande quantidade, mantendo 
a autossuficiência energética do país em relação às reservas de combustíveis fosseis 
limitadas.
Hoje, as duas principais fontes energéticas, hidráulica e petróleo, têm sido muito 
aproveitadas. Cerca de 90% do fornecimento de energia elétrica do país tem origem da 
geração hidráulica, sendo que o petróleo representa mais de 30% da matriz energética 
do Brasil. 
Considerando a importância das fontes hidráulicas e de petróleo, a atual situação do 
setor elétrico brasileiro, o crescimento da demanda energética, a diminuição de oferta 
de energia e as restrições em investimentos financeiros e ambientais à expansão do 
sistema de geração de energia, os profissionais do setor elétrico identificaram que no 
futuro será necessário maior aproveitamento das fontes alternativas de geração de 
energia.
É bem claro para o Brasil a diferença entre a oferta existente na matriz de energia e o 
aumento da demanda pela sociedade brasileira, oriundos dos centros urbanos e das 
regiões do interior, em fase de desenvolvimento, em que as atuais formas de suprimento 
energético não atendem às condições socioeconômicas da maior parte da população.
Na atual situação energética do país, ações de planejamento e regulação de oferta devem 
estimular outras formas de suprimento energético, tornando-se compatíveis com as 
matrizes energéticas e as necessidades socioeconômicas das cidades e do interior. 
É importante que cada fonte ou recurso de geração de energia seja bem aproveitado, 
visando obter o máximo de benefícios fornecidos e minimizando os impactos negativos 
ao meio ambiente e à sociedade.
A atual estrutura do setor elétrico no Brasil, além das ações governamentais e diretrizes 
nacionais, garante o funcionamento básico do mercado energético, em que as regras 
de fornecimento e os mecanismos de regulação, baseados em dados pesquisados e 
informações consistentes proporcionam a atuação dos agentes reguladores do setor. 
Novas tecnologias são desenvolvidas e implementadas para melhoria e interação desta 
gestão.
8
Como base de informação e norteador para aplicação das políticas e diretrizes, a Agência 
Nacional de Energia Elétrica, a ANEEL, disponibiliza aos profissionais, agentes do 
setor e a toda a sociedade dados e informações sobre fontes e tecnologias de geração 
de energia elétrica, investimentos e empreendimentos de geração e transmissão, assim 
como aspectos socioeconômicos de interesse do setor elétrico brasileiro.
[SAIBA MAIS]
Para maiores informações sobre o sistema de geração de energia elétrica no 
Brasil visite a página da Agência Nacional de Energia Elétrica, ANEEL, disponível 
em: <http://www.aneel.gov.br/>.objetivos
 » História e sistemas de geração de energia elétrica no Brasil.
 » Conhecer quais são as fontes de geração de energia renováveis e não 
renováveis no Brasil.
 » Tipos e utilização de sistemas híbridos de energia no Brasil.
 » Impactos ambientais e sustentabilidade decorrente do sistema de geração 
de energia elétrica no Brasil.
9
unidAdE iintrodução
CAPÍtuLo 1 
História da geração de energia elétrica
História da geração de energia elétrica no 
Brasil
Para entender um pouco sobre a geração da energia elétrica no Brasil, um resumo da 
história será ilustrado, no qual serão entendidas as diversas fases de desenvolvimento 
do parque energético do Brasil, considerando o período, as necessidades e a fonte 
energética envolvida em cada época.
Primeira fase – 1879 a 1889
A primeira ação do governo em relação à implementação do serviço público de energia 
elétrica no Brasil foi no período imperial. D. Pedro II, em 1879, concedeu a Thomas 
Alva Edison a oportunidade de instalar sua invenção no país utilizando equipamentos 
e estrutura necessária, destinados à utilização da eletricidade na iluminação pública. 
A seguinte sequência histórica representa a evolução da geração de energia elétrica no 
Brasil:
 » 1879: D. Pedro II concedeu a Thomas Alva Edison a implantação de 
serviço de iluminação pública.
 » 1879: Inauguração da primeira “iluminação pública” permanente da 
Estação Central da Estrada de Ferro D. Pedro II, na cidade do Rio de 
Janeiro. A energia elétrica era gerada por um dínamo acionado por 
locomóveis.
10
UNIDADE I │ INtroDUção
Figura 1. geração de eletricidade por locomóvel. 
Fonte: adIB (2007). disponível em: <http://www.carlosadib.com.br/elet_locom%20-%20demei%20-%20z.jpg>. acesso em: 
13/11/2017.
 » 1881: a primeira iluminação pública “externa” foi instalada, em um 
trecho do Jardim do Campo da Aclamação, atual Praça da República, Rio 
de Janeiro.
 » 1883: operação da primeira Usina Hidrelétrica do Brasil, localizada em 
Ribeirão do Inferno, afluente do Rio Jequitinhonha, onde foi destinada 
ao fornecimento de energia elétrica e força motriz a serviços de mineração 
em Diamantina/MG.
 » 1883: D. Pedro II inaugurou o primeiro serviço público municipal de 
iluminação pública do Brasil e da América do Sul, na cidade de Campos, 
norte do Estado do Rio de Janeiro, com 39 lâmpadas, por meio da 
primeira usina termelétrica, movida a vapor proveniente de caldeira a 
lenha, com capacidade de 52 kW. 
 » 1885: operação da Usina Hidrelétrica da Companhia Fiação e Tecidos 
São Silvestre, Viçosa/MG, em regime de autoprodução.
 » 1887: vários empreendimentos de usinas de energia elétrica foram 
implementados neste período.
 » 1888: criação da Companhia Mineira de Eletricidade com o objetivo 
de fornecer iluminação pública e particular a Juiz de Fora/MG e força 
motriz a sua fábrica e a outras da região.
 » 1889: operação da Usina Hidrelétrica Marmelos-Zero, a primeira de 
maior porte do Brasil com 250 kW de potência, iniciou operação em 1889, 
expandida para 375 kW em 1892, usina esta da Companhia Mineira de 
Eletricidade, de propriedade do industrial Bernardo Mascarenhas.
11
Introdução │ unIdAdE I
Segunda fase – 1892 a 1934
A partir desta fase, continuaram os investimentos em geração de eletricidade e foram 
observadas as primeiras ações estruturais, a formação de concessionárias nacionais e 
estrangeiras.
Os principais eventos desta fase foram: 
 » 1892: inauguração da primeira linha de bondes elétricos de caráter 
permanente no Rio de Janeiro, pela Companhia Ferro-Caril do Jardim 
Botânico.
Figura 2. largo de são Francisco – rio de Janeiro – 1895 usina termoelétrica para iluminação pública.
Fonte: <http://3.bp.blogspot.com/_ggumppxndka/sw1ofvoJr_I/aaaaaaaaaBm/Ir-HYwcnelu/s1600/mferrez+largo+de+s%c3%a
3o+Francisco+de+paul.jpg>. acesso em: 13/11/2017.
 » 1899: constituição em Toronto/Canadá da The São Paulo Tramway 
Railway, Light and Power Company Limited, para atender a primeira 
linha paulistana de bondes elétricos. Marca o início de investimento 
estrangeiro no Brasil, com os capitais canadenses.
 » 1903 e 1904: publicação, respectivamente, da primeira lei sobre energia 
elétrica, Lei no 1.145, de 31 de dezembro de 1903, e do primeiro Decreto no 
5.704, de 10 de dezembro de 1904, para regulamentar, em termos gerais, 
a concessão, o aproveitamento da energia hidráulica dos rios brasileiros 
para fins de serviços públicos.
 » 1904: criação da The Rio de Janeiro Tramway, Light and Power 
Company Limited, com a finalidade da exploração de todos os serviços 
urbanos de utilidades públicas (bondes e ônibus, iluminação pública, 
produção e distribuição de eletricidade, gás canalizado e telefonia).
12
UNIDADE I │ INtroDUção
 » 1908: operação da Usina de Fontes Velha, da Light, cuja potência atingiu 
24.000 kW (24 MW) em 1909, o que significou 20% da potência instalada 
naquela época no Brasil.
 » 1909: criação da Companhia Brasileira de Energia Elétrica (CBEE).
 » 1912: criação da Companhia Paulista de Força e Luz (CPFL) e da Brazilian 
Traction Light and Power, que unificou as empresas do Grupo LIGHT. 
 » 1913: operação da Usina Hidrelétrica Delmiro Gouveia, primeira do 
Nordeste, construída para aproveitar o potencial da Cachoeira de Paulo 
Afonso no Rio São Francisco.
 » 1927: início das atividades da American and Foreign Power Company 
(AMFORP), subsidiária da Bond and Share Co., a qual adquiriu várias 
pequenas empresas no interior do Estado de São Paulo, São Gonçalo/RJ, 
Petrópolis/RJ e Pelotas/RS.
 » 1933: criação da Divisão de Águas vinculada ao Ministério da Agricultura, 
denominada Serviço de Águas.
 » 1934: promulgação do Decreto no 24.643, de 10 de julho de 1934, o 
chamado de Código de Águas, o qual se constitui em marco regulatório 
muito importante. 
terceira fase – 1939 a 1957
 » 1939: criação do Conselho Nacional de Águas e Energia Elétrica 
(CNAEE), até a criação do Ministério de Minas e Energia (MME) e da 
Centrais Elétricas Brasileiras S.A. (ELETROBRÁS), no início da década 
de 1960.
 » 1945: criação da Companhia Hidroelétrica do São Francisco (CHESF), 
com o objetivo de realizar o aproveitamento do potencial hidráulico da 
cachoeira de Paulo Afonso.
 » 1950: elaboração do Plano de Eletrificação de Minas Gerais, desenvolvido 
pela Companhia Brasileira de Engenharia (CBE), o qual teve como 
resultado a organização da Centrais Elétricas de Minas Gerais S.A. 
(CEMIG), depois denominada Companhia Energética de Minas Gerais 
(CEMIG), criada em 1952.
13
Introdução │ unIdAdE I
 » 1953: criação, em função do Plano de Eletrificação do Estado de São 
Paulo, das Usinas Elétricas do Paranapanema S.A. (USELPA), da Usina 
Hidrelétrica Lucas Nogueira Garcez (70 MW) e da Usina Hidrelétrica 
Jurumirim (97,7 MW); da Companhia Hidrelétrica do Rio Pardo 
(CHERP), em 1955, responsável pela construção da Usina Hidrelétrica 
Armando de Salles Oliveira Limoeiro (32 MW) e da Usina Hidrelétrica 
Euclides da Cunha (108,8 MW) e da Centrais Elétricas do Urubupungá 
S.A. (CELUSA), que iniciou os projetos da Usina Hidrelétrica Eng. Souza 
Dias (1.551,2 MW) e da Usina Hidrelétrica de Ilha Solteira (3.444 MW). 
 » 1953 a 1956: criação da Companhia Paranaense de Energia Elétrica 
(COPEL) e da Espírito Santo Centrais Elétricas S.A. (ESCELSA). No Rio 
Grande do Sul, a Comissão Estadual de Energia Elétrica (CEEE) procedeu 
à expansão do parque gerador, dando continuidade à execução do Plano 
de Eletrificação e construindo a Usina Hidrelétrica Passo do Inferno, a 
Usina Hidrelétrica Canastra e a Usina Termelétrica Candiota.
 » 1954: criação da Empresa Fluminense de Energia Elétrica (EFE).
 » 1955: criação da Centrais Elétricas de Santa Catarina S.A. (CELESC) e da 
Centrais Elétricas de Goiás S.A. (CELG).
 » 1956: criação da Companhiade Eletricidade do Amapá (CEA) e da 
Centrais Elétricas Matogrossenses S.A. (CEMAT).
 » 1957: criação da Central Elétrica de Furnas S.A. denominada 
posteriormente Furnas Centrais Elétricas S.A. (FURNAS), com o objetivo 
expresso de aproveitar o potencial hidrelétrico do Rio Grande para 
solucionar a crise de energia na Região Sudeste.
quarta fase – 1957 a 1986
A quarta fase foi iniciada por um importante marco regulatório, seguido de incremento 
do processo de estatização. Os principais eventos dessa fase são vistos a seguir.
 » 1957: publicação do Decreto no 41.019, de 26 de fevereiro de 1957, o qual 
estabeleceu o Regulamento dos Serviços de Energia Elétrica. 
 » 1958: criação da Companhia Energética do Maranhão (CEMAR).
 » 1960: criação do Ministério de Minas e Energia (MME) pela Lei no 3.782, 
de 22 de julho de 1960.
14
UNIDADE I │ INtroDUção
 » 1960: criação da Companhia Hidrelétrica do Vale do Rio Paraíba 
(CHEVAP), com o objetivo de promover a construção da Usina 
Hidrelétrica Funil.
 » 1960: criação da Companhia de Eletricidade do Estado da Bahia 
(COELBA), da Empresa Energética de Sergipe S.A. (ENERGIPE) e da 
Companhia Energética de Alagoas (CEAL).
 » 1961: criação da Centrais Elétricas Brasileiras S. A. (ELETROBRÁS).
 » 1962 a 1986: criação de empresas estatais com áreas de concessão 
delimitadas, na maior parte das empresas, pelos limites dos estados, com 
controle acionário dos governos estaduais, entre elas: 
 › Companhia Energética do Piauí (CEPISA) (1962). 
 › Centrais Elétricas do Pará (CELPA) (1962). 
 › Companhia Energética do Rio Grande do Norte (COSERN) (1962). 
 › Companhia Energética do Amazonas (CEAM) (1963). 
 › Sociedade Anônima de Eletrificação da Paraíba (SAELPA) (1964). 
 › Centrais Elétricas de São Paulo (CESP) (1966). 
 › Companhia de Eletricidade de Brasília (CEB) (1968). 
 › Companhia Energética de Pernambuco (CELPE) (1969). 
 › Centrais Elétricas de Rondônia (CERON) (1969). 
 › Companhia Energética de Roraima (CER) (1969). 
 › Companhia de Eletricidade do Acre (ELETROACRE) (1965). 
 › Companhia Energética do Ceará (COELCE) (1971). 
 › Empresa Energética de Mato Grosso do Sul S.A. (ENERSUL) (1979).
 › Companhia de Energia Elétrica do Estado do Tocantins (CELTINS) 
(1986) (FUSP, 2006).
15
Introdução │ unIdAdE I
fatos relevantes
 » 1964: organização da ELETROBRÁS, que passou a atuar como empresa 
holding das concessionárias públicas de energia elétrica do governo 
federal e, ainda, no planejamento setorial, voltando suas atividades 
para a expansão do sistema elétrico brasileiro, com estudos e projetos 
e construção de usinas e linhas de transmissão. 
 » 1965: criação do Departamento Nacional de Águas e Energia Elétrica 
(DNAEE) com a missão de realizar estudos hidrológicos, fiscalização, 
dar concessões e controlar os aproveitamentos das águas e dos 
serviços de eletricidade. Em 1964 foi feita uma reavaliação dos ativos e 
estabelecida sua permanente atualização pela correção monetária, ao 
mesmo tempo em que era assegurada a rentabilidade de 10% a 12% 
ao ano;
O setor elétrico expandia-se com o aumento da participação do poder público, 
constituindo novas empresas e tornando-se acionista de concessionárias, 
verificando-se também a criação, pelos governos estaduais, das suas empresas 
e autarquias. 
A ELETROBRÁS foi criada 1962 para assumir o papel de empresa holding, 
gerenciando vultosos recursos, e assumiu a responsabilidade pelo planejamento, 
coordenação da construção, ampliação e operação dos sistemas de geração, 
transmissão e distribuição de energia elétrica. Apesar do crescimento da 
participação estatal na indústria de energia elétrica, até o fim dessa fase foi 
observada a predominância do capital estrangeiro nas empresas. 
quinta fase – 1968 a 2001
No início da quinta fase, foram observadas a aceleração do processo de estatização, 
seguido de um modelo centralizado com tarifas equalizadas, e remuneração limitada. 
Ao final dessa fase, o Brasil experimentou um novo processo de desestatização (ou 
privatização) restando apenas seis concessionárias distribuidoras sob domínio de 
capital dos estados a seguir: 
 » CEB (DF).
 » CELG (GO). 
16
UNIDADE I │ INtroDUção
 » CEMIG (MG). 
 » COPEL (PR).
 » CELESC (SC).
 » CEEE (RS). 
A criação da Agência Nacional de Energia Elétrica, ANEEL, se destacou ao final, em 
substituição ao Departamento Nacional de Águas e Energia Elétrica, DNAEE, além dos 
seguintes demais eventos: 
 » 1968 a 1972: formação do sistema de empresas controladas atuantes 
em âmbito regional responsáveis pela geração em grosso e pela operação 
do sistema hidrelétrico interligado.
 » 1978: publicação da Portaria DNAEE no 46, de 17 de abril de 1978, 
que estabeleceu as disposições relativas à continuidade de serviço no 
fornecimento de energia elétrica e da Portaria DNAEE no 47, de 17 de abril 
de 1978, que determinou critérios quanto às tensões de fornecimento. 
 » 1979: aquisição, pelo governo federal, das empresas do Grupo LIGHT, 
fato que originou a Light Serviços de Eletricidade, subsidiária no Rio de 
Janeiro e Eletricidade de São Paulo (ELETROPAULO), está controlada 
pelo Governo do Estado de São Paulo.
 » 1984 a 1985: operação de grandes hidrelétricas em função do crescimento 
vertiginoso do consumo anual de energia elétrica, na qual se destacaram 
as seguintes usinas:
 › Usina Hidrelétrica de Tucuruí (6.495 MW), pela ELETRONORTE 
(1973).
 › Usina Hidrelétrica Itaipu (14.000 MW), por intermédio da Itaipu 
Binacional (1973).
 › Usina Termo Nuclear Angra I (1985), em parceria com a Alemanha.
 » 1996: criação da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), por 
meio da Lei no 9.427, de 26 de dezembro de 1996 (FUSP, 2006).
 » 2001: publicação da Resolução ANEEL no 505, de 26 de novembro de 
2001, que estabeleceu as disposições relativas à conformidade dos níveis 
de tensão de energia elétrica em regime permanente. 
17
Introdução │ unIdAdE I
nacionalização e centralização das usinas 
hidrelétricas do Brasil
O desenvolvimento econômico foi acelerado, especialmente entre 1968 e 1974, com 
índices de crescimento de 11%, com importantes investimentos no setor de infraestrutura.
O processo de nacionalização foi implementado com a aquisição pelo Governo Federal, 
das empresas do Grupo AMFORP, passando a Companhia Auxiliar de Empresas Elétricas 
(CAEEB), que já atuava como empresa de serviços na centralização e na supervisão das 
operações administrativas, de engenharia, jurídicas e contábeis das concessionárias da 
AMFORP, a gerir as concessionárias filiadas. Em 1968 as antigas empresas da AMFORP 
foram incorporadas, em sua maioria, às concessionárias públicas estaduais.
Em 1970, com a criação de ITAIPU, estabeleceu-se uma hierarquia funcional com 
concessionárias federais sendo supridoras regionais, concessionárias estaduais sendo 
supridoras de área e outras concessionárias estaduais e empresas privadas sendo 
responsáveis pela distribuição de energia elétrica, caracterizando o início do processo 
de centralização. 
Com a criação da Centrais Elétricas de São Paulo S.A. (CESP), após denominada 
Companhia Energética de São Paulo (CESP), foram executados importantes projetos 
hidrelétricos, como: 
 » Usina Hidrelétrica Barra Bonita (140,76 MW).
 » Usina Hidrelétrica Ministro Álvaro de Souza Lima (143,1 MW).
 » Usina Hidrelétrica Mário Lopes Leão (264 MW).
 » Usina Hidrelétrica Xavantes (414 MW).
 » Usina Hidrelétrica Rosana (376,2 MW). 
 » Usina Hidrelétrica Senador José Ermírio de Moraes (1.396,2 MW), entre 
outros.
A CEMIG desenvolveu similares iniciativas em Minas Gerais, sendo necessário destacar 
a execução dos projetos da:
 » Usina Hidrelétrica Jaguará (424 MW).
 » Usina Hidrelétrica Volta Grande (380 MW).UsinaHidrelétrica São Simão 
(1.710 MW). 
18
UNIDADE I │ INtroDUção
 » Usina Hidrelétrica Emborcação (1.192 MW).
 » Usina Hidrelétrica Nova Ponte (510 MW). 
No Paraná, verificou-se a construção da:
 » Usina Hidrelétrica Gov. Bento Munhoz da Rocha Neto (1.676 MW.)
 » Usina Hidrelétrica Gov. Parigot de Souza (252 MW), da COPEL. 
E a execução dos projetos da:
 » Usina Hidrelétrica Itaúba (512,4 MW).
 » Usina Hidrelétrica Passo Real (158 MW), da CEEE, no Rio Grande do Sul.
A partir de 1971, a centralização foi intensificada pela ELETROBRÁS de todos os 
recursos do Fundo Global de Reversão. 
fatos relevantes – equalização tarifária e 
regulação do setor energético no Brasil
Em 1974, foi introduzida a equalização tarifária em todo o território nacional, 
acompanhada da câmara de compensação intrassetorial (RENCOR), que 
repassava o excedente de receita de algumas empresas para outras deficitárias. 
O modelo setorial pautado pela organização do sistema ELETROBRÁS garantiu 
a expansão expressiva dos segmentos de geração e transmissão de energia 
elétrica ao longo dos anos 1960 e 1970, tendência que viria a ser revertida, na 
década de 1980, tanto como reflexo das mudanças nas regras dos merca dos 
financeiros internacionais, como dos obstáculos à continuidade da captação 
interna de recursos. 
A partir dos anos 1980, o modelo começou a mostrar suas deficiências repercutindo 
negativamente na situação econômico-financeira das concessionárias, sendo 
ameaçada a sobrevivência da maioria delas. 
O Brasil passou a experimentar nova onda de privatização a partir de 1992, 
quando foi proposto o Plano Nacional de Desestatização (PND) do governo de 
Fernando Collor de Mello (1990-1992), tendo sido definida como prioridade a 
venda das distribuidoras, facilitada no período de 1992 a 1994, por meio da Lei 
no 8.631/1993 e implementada no período do governo seguinte.
19
Introdução │ unIdAdE I
Com a criação da Agência Nacional de Energia Elétrica, ANEEL, organizada como 
autarquia especial vinculada ao Ministério de Minas e Energia e que sucedeu o 
antigo Departamento Nacional de Águas e Energia Elétrica – DNAEE, ela passou 
a atuar, de forma mais forte nos setores de concessão, regulação, mediação e 
ainda na fiscalização dos serviços concedidos. 
As atribuições da Agência Nacional de Energia Elétrica, ANEEL, são: 
 » Regular e fiscalizar a geração, a transmissão, a distribuição e a 
comercialização da energia elétrica. 
 » Mediar os conflitos de interesses entre os agentes do setor elétrico e 
entre estes e os consumidores. 
 » Conceder, permitir e autorizar instalações e serviços de energia. 
 » Garantir tarifas justas. 
 » Zelar pela qualidade do serviço. 
 » Exigir investimentos; estimular a competição entre os operadores e 
assegurar a universalização dos serviços. 
Para conhecer maiores informações sobre a história da geração de eletricidade no 
Brasil, visite o site Memória da Eletricidade em: <http://memoriadaeletricidade.
com.br>.
Com base nos dados do capítulo 1, verifique as questões a seguir.
 » Quando e como surgiu a geração de eletricidade no Brasil? Qual 
tipo de equipamento foi utilizado inicialmente para esta geração de 
eletricidade?
O primeiro ato e a preocupação do governo com a implementação do serviço 
público de energia elétrica no Brasil foi no período imperial. D. Pedro II, em 
1879, concedeu a Thomas Alva Edison a oportunidade de instalar no país 
seus equipamentos e processos de sua invenção, destinados à utilização da 
eletricidade na iluminação pública. A energia elétrica era gerada por um dínamo 
acionado por locomóveis.
 » Qual foi a primeira usina hidrelétrica construída no Brasil?
20
UNIDADE I │ INtroDUção
Em 1883, iniciou-se a operação da primeira Usina Hidrelétrica do Brasil, 
localizada em Ribeirão do Inferno, afluente do Rio Jequitinhonha, destinada ao 
fornecimento de força motriz a serviços de mineração em Diamantina/MG.
 » Qual objetivo principal do Brasil em investir, na segunda fase, na 
geração de energia?
A partir da segunda fase, continuam os investimentos em geração de eletricidade 
e observam-se as primeiras ações estruturais, a formação de concessionárias 
nacionais e estrangeiras.
 » Em que período foi criado a ELETROBRAS?
Criação do Conselho Nacional de Águas e Energia Elétrica (CNAEE), até a criação 
do Ministério de Minas e Energia (MME) e da Centrais Elétricas Brasileiras S.A. 
(ELETROBRÁS), no início da década de 1960.
 » O sistema elétrico do Brasil entrou em crise e os racionamentos 
elétricos eram constantes, quando e por que ocorreu este fato?
No período imediato ao pós-guerra (Segunda Guerra Mundial), a produção 
no Brasil já não acompanhava a demanda por eletricidade. O sistema elétrico 
entrou em crise, os racionamentos eram constantes, cresceu a participação da 
autoprodução. 
Tornou-se necessária ações do governo visando à capitalização do setor, sendo 
então instituído o Fundo Federal de Eletrificação e criado o Imposto Único sobre 
Energia Elétrica – IUEE, ambos por meio da Lei no 2.308, de 31 de agosto de 1954. 
21
CAPÍtuLo 2
Sistemas de geração de energia 
elétrica no Brasil
Sistemas de geração de energia elétrica no 
Brasil
No Brasil, a geração e a distribuição de energia elétrica são formadas por uma rede 
complexa de geradores e transmissores, que possuem a finalidade de conduzir a 
energia elétrica desde o local de sua geração até o local onde será consumida. Esse 
sistema possui vários elementos conectados, como unidades geradoras, vias de 
transmissão e distribuição e os consumidores finais da energia elétrica, de forma 
integrada ou não.
Há alguns anos, no período de desenvolvimento das indústrias, as linhas de 
transmissão e distribuições de energia eram isoladas e atendiam especialmente às 
necessidades locais. A região mais interligada neste período de desenvolvimento era 
a região Sudeste.
Como o aumento de demanda de energia elétrica, proveniente dos centros urbanos 
e industriais das regiões sul e sudeste, houve um incentivo para a integração do 
sistema de energia no país. Nesta oportunidade, o maior potencial de geração foi 
considerado a fonte de geração de energia hidroelétrica, mesmo ela não sendo 
próxima aos locais de maior consumo. A figura 3 apresenta um diagrama que 
exemplifica como é gerada, transmitida e distribuída a energia elétrica entre os 
meios geradores e consumidores.
22
UNIDADE I │ INtroDUção
Figura 3. produção, transmissão e geração de energia elétrica.
Fonte: <http://s3.static.brasilescola.uol.com.br/img/2016/09/rede_distribuicao_energia.jpg>. acesso em: 13/11/2017.
A distribuição de energia no Brasil envolve alguns processos, entre eles os processos 
de produção, transmissão e distribuição de energia elétrica até o consumidor final. 
As empresas responsáveis por distribuir energia elétrica, sejam elas públicas ou 
privadas, são responsáveis pelos processos de geração, transmissão e entrega da 
energia. Para isto, são utilizados equipamentos como fio condutores, transformadores 
e equipamentos de medição, controle e proteção das redes elétricas. 
Com o objetivo principal de chegar às residências e empresas de todos os consumidores 
finais, o sistema de distribuição é considerado muito mais amplo e ramificado que o 
sistema de transmissão. As redes de distribuição são compostas por linhas de alta, 
média e baixa tensão. 
A potência da energia distribuída e entregue pode ser dividida em redes elétricas 
primárias e secundárias. Nas redes elétricas primárias, as redes de distribuição são 
de média tensão e atendem a médias e grandes empresas, inclusive indústrias. Nas 
redes elétricas secundárias, as redes de distribuição são de baixa tensão e atendemresidências, pequenos estabelecimentos e iluminação pública.
Atualmente no Brasil, há cerca de 80 milhões de unidades consumidoras (correspondente 
a um único consumidor e se refere ao ponto de entrega de energia com medição 
23
Introdução │ unIdAdE I
individualizada). A maior parte das UCs, totalizando 85%, são unidades residenciais, 
porém, a indústria é responsável por 35% do consumo de energia elétrica no país.
Mercado consumidor de energia elétrica
Para melhor visualização e percepção da atual situação do mercado consumidor de 
energia elétrica do Brasil, as tabelas 1, 2 e 3 ilustram o resumo dos dados fornecidos 
pelo Ministério das Minas e Energia.
tabela 1. consumo de energia elétrica no Brasil estratificado por classe. 
Acumulado 12 meses
Dez/16 
GWh
Evolução mensal 
(Dez/16/Nov/16)
Evolução anual 
(Dez/16/Dez/15)
Jan/15-Dez/15 
(GWh)
Jan/16-Dez/16 
(GWh)
Evolução
Residencial 11.358 2,0% 2,6% 131.024 132.893 1,4%
Industrial 13.453 -2,8% 0,9% 168.859 164.034 -2,9%
Comercial 7.562 2,5% -3,3% 90.416 88.185 -2,5%
Rural 2.249 -0,3% 5,8% 25.844 26.795 3,7%
Demais 
classes*
4.095 1,3% -2,4% 48.259 48.094 -0,3%
Perdas 10.165 20,3% -6,1% 107.455 111.629 3,9%
Total 48.882 3,8% -1,0% 571.856 571.630 0,0%
* em demais classes estão consideradas poder público, iluminação pública, serviço público e consumo próprio das 
distribuidoras. dados contabilizados até dezembro de 2016.
Fonte: Boletim mensal de monitoramento do sistema elétrico brasileiro – janeiro 2017. disponível em: <http://www.mme.gov.
br/documents/10584/4475726/Boletim+de+monitoramento+do+sistema+el%c3%a9trico+-+Janeiro-2017.pdf/18c00330-
e3d9-4534-a9f1-73af3e989604>. acesso em: 13/11/2017.
tabela 2. consumo médio de energia elétrica por classe de consumo.
Valor mensal Acumulado 12 meses
Dez/16 kWh/
NU
Evolução 
mensal 
(Dez/16/
Nov/16)
Evolução 
anual 
(Dez/16/
Dez/15)
Jan/15-Dez/15 
(kWh/NU)
Jan/16-Dez/16 
(kWh/NU)
Evolução
Consumo 
médio 
residencial
164 1,7% 0,3% 161 160 -0,9%
Consumo 
médio 
industrial
25.053 -2,6% 3,1% 25.657 25.456 -0,8%
Consumo 
médio 
comercial
1.323 2,3% -3,8% 1.324 1.285 -3,0%
Consumo 
médio rural
507 -0,4% 4,3% 493 504 2,2%
24
UNIDADE I │ INtroDUção
Valor mensal Acumulado 12 meses
Dez/16 kWh/
NU
Evolução 
mensal 
(Dez/16/
Nov/16)
Evolução 
anual 
(Dez/16/
Dez/15)
Jan/15-Dez/15 
(kWh/NU)
Jan/16-Dez/16 
(kWh/NU)
Evolução
Consumo 
médio demais 
classes *
5.309 1,1% -4,2% 5.311 5.196 -2,2%
Consumo 
médio total
480 -0,1% -1,6% 490 475 -3,0%
* em demais classes estão consideradas poder público, Iluminação pública, serviço público e consumo próprio das 
distribuidoras. dados contabilizados até dezembro de 2016.
Fonte: Boletim mensal de monitoramento do sistema elétrico brasileiro – janeiro 2017. disponível em: <http://www.mme.gov.
br/documents/10584/4475726/Boletim+de+monitoramento+do+sistema+el%c3%a9trico+-+Janeiro-2017.pdf/18c00330-
e3d9-4534-a9f1-73af3e989604>. acesso em: 13/11/2017.
tabela 3. unidades consumidoras de eletricidade no Brasil – estratificação por classes. 
Número de Unidades Consumidoras
Período
Evolução
Dez/15 Dez/16
Residencial (NUCR) 67.679.371 69.278.134 2,4%
Industrial (NUCI) 548.456 536.979 -2,1%
Comercial (NUCC) 5.688.987 5.717.721 0,5%
Rural (NUCR) 4.369.678 4.433.111 1,5%
Demais classes* 757.274 771.394 1,9%
Total (NUCT) 79.043.766 80.737.339 2,1%
* em demais classes estão consideradas poder público, Iluminação pública, serviço público e consumo próprio das 
distribuidoras.
Fonte: Boletim mensal de monitoramento do sistema elétrico brasileiro – janeiro 2017. disponível em: <http://www.mme.gov.
br/documents/10584/4475726/Boletim+de+monitoramento+do+sistema+el%c3%a9trico+-+Janeiro-2017.pdf/18c00330-
e3d9-4534-a9f1-73af3e989604>. acesso em: 13/11/2017.
Para maiores informações sobre o boletim mensal de monitoramento do 
sistema elétrico brasileiro de janeiro 2017, visite o seguinte documento 
da página do Ministério de Minas e Energia: <http://www.mme.gov.br/
documents/10584/4475726/Boletim+de+Monitoramento+do+Sistema+El%C3
%A9trico+-+Janeiro-2017.pdf/18c00330-e3d9-4534-a9f1-73af3e989604>.
As redes de transmissão e distribuição de energia no Brasil seguiram a trajetória histórica 
dos processos de urbanização e industrialização. Na Figura 4 é ilustrado o mapa atual 
do sistema de transmissão, com os principais sistemas interligados no Brasil.
25
Introdução │ unIdAdE I
Figura 4. sistema elétrico nacional Interligado. 
Fonte: aBradee (20170. disponível em: <http://www.abradee.com.br/images/artigos/mapa%20sin%20-%20horizonte%202015.
png>. acesso em: 13/11/2017.
Os grandes centros urbanos e as regiões industriais do Brasil são considerados os 
maiores consumidores de energia elétrica. Desta forma, a infraestrutura das redes de 
transmissão e distribuição foram direcionadas para esses espaços.
Sistema interligado nacional – Sin 
Segundo a (ONS, 2017), o sistema de geração e transmissão de energia elétrica do 
Brasil é considerado um sistema hidro-termo-eólico de grande porte, predominando 
26
UNIDADE I │ INtroDUção
as usinas hidrelétricas e com múltiplos proprietários. O Sistema Interligado Nacional 
(SIN) é composto pelos seguintes subsistemas: Sul, Sudeste/Centro-Oeste, Nordeste 
e a maior parte da região Norte. A interligação dos sistemas elétricos, por meio da 
malha de transmissão, favorece a transferência de energia entre os subsistemas, além 
de permitir a obtenção de ganhos sinérgicos e explorar a diversidade entre os regimes 
hidrológicos das bacias. 
A integração dos recursos de geração e transmissão permite o atendimento ao mercado 
com segurança e economicidade. A figura 5 ilustra a sala de controle do Centro Nacional 
de Operação do Sistema (CNOS).
Figura 5. sala de controle do centro nacional de operação do sistema (cnos).
Fonte: ons (2017). disponível em: <http://www.ons.org.br/images/educativo/galeria_fotos/sala%20de%20controle%20do%20
cnos_Brasilia.jpg>. acesso em: 13/11/2017. 
Usinas hidrelétricas compõem a capacidade instalada de geração do SIN que são 
distribuídas em dezesseis bacias hidrográficas de diferentes regiões do Brasil. 
A instalação de usinas eólicas nos últimos anos, principalmente nas regiões Nordeste e 
Sul, apresentou um forte crescimento, aumentando a importância deste tipo de geração 
para o atendimento do mercado. 
As usinas térmicas, geralmente localizadas próximas dos principais centros de carga, 
desempenham um importante papel estratégico, pois contribuem para a segurança do 
SIN. Elas são despachadas em função das condições hidrológicas vigentes, em que são 
permitidas a gestão dos estoques de água armazenada nos reservatórios das usinas 
hidrelétricas assegurando assim o atendimento futuro. Os sistemas de transmissão 
27
Introdução │ unIdAdE I
possibilitam o suprimento do mercado consumidor e integram as diferentes fontes de 
geração de energia. 
Sendo a maior parte da capacidade de geração no Brasil oriundas da hidrelétrica, 
os montantes gerados nacionalmente dependem do regime de chuvas nas bacias 
hidrográficas, que variam entre as regiões do Brasil.
O fornecimento de energia ficou mais eficiente e menos sujeito às possíveis restrições 
de oferta regionais devido a interligação elétrica das usinas, por meio do Sistema 
Interligado Nacional. A energia gerada em uma região com grande quantidade de água 
pode ser redirecionada de forma a equilibrar o sistema como um todo. A operação 
do SIN é centralizada, garantindo que as decisões de despacho das usinas geradoras 
sejam tomadas de tal forma a contemplar as necessidades nacionais de abastecimento 
de energia. A minimização dos custos futuros associados à eventual falta de energia é 
um dos critérios da operaçãocentralizada, o que pode provocar significativos prejuízos 
para o país.
Como instrumentos de manobra para o gerenciamento da falta de energia, são também 
utilizadas usinas termoelétricas (ou termelétricas), pois estas não dependem de regimes 
sazonais para a produção de energia elétrica. Desta forma, o despacho de uma usina 
termelétrica hoje em dia pode ajudar na economia de água no futuro, considerando 
que dentro de um cenário de escassez, pode resultar em menores riscos de déficit para 
o setor.
Sistema interligado nacional e o mercado 
brasileiro
Em março de 2013, a capacidade instalada da matriz de energia elétrica do Brasil 
alcançou 122,9 mil megawatts (MW), uma potência 64,3% maior do que os 74,8 mil 
MW instalados em dezembro de 2001. Considerado este um aumento significativo, o 
Sistema Interligado Nacional (SIN) exige uma coordenação sistêmica para garantir que 
a energia gerada pelos 2.800 empreendimentos em operação chegue ao consumidor 
com segurança, garantindo o suprimento de forma contínua e com qualidade, além dos 
preços acessíveis para todos.
Essa coordenação é feita pelo Operador Nacional do Sistema (ONS), cuja função é 
controlar a operação eletro-energética das instalações de geração e de transmissão 
de energia elétrica do Sistema Interligado Nacional, no qual predomina a fonte 
hidrelétrica.
28
UNIDADE I │ INtroDUção
Para operar o SIN, o ONS conta com cinco Centros de Operação espalhados pelo país 
(como visto na seção anterior, a figura 5 ilustra um Centro Nacional de Operação do 
Sistema) que realizam a coordenação, supervisão e o controle da operação de toda a 
matriz de energia elétrica do Brasil. No ano, esses centros controlam mais de 49 mil 
intervenções e recebem, a cada 4 segundos, mais de 40 mil registros de medidas, além 
de gravar mais de 10 milhões de registros por dia. Eles também têm à disposição 761 
instruções de operação e 1.040 diagramas atualizados.
Apenas 2,2% da geração de eletricidade do país ainda se encontra fora do SIN, em 
pequenos sistemas elétricos dimensionados para o atendimento de necessidades 
localizadas, conhecidos como Sistemas Isolados, que se encontram, principalmente, na 
região amazônica. Atualmente, o SIN atende 98% do mercado brasileiro. 
Para maiores informações sobre o diagrama esquemático, operação, gestão e 
distribuição das usinas hidrelétricas do Brasil pelo SIN, visite o seguinte mapa 
de distribuição na página da ONS: <http://www.ons.org.br/images/conheca_
sistema/mapas_g/Hidrel%C3%A9tricas2013-2017_Mai2013.png>.
Matriz mais limpa
Baseando-se nas pesquisas realizadas pela Empresa de Pesquisa Energética (EPE), 
o governo do Brasil precisará contratar 52 giga watts (GW) de potência instalada 
para o SIN até o ano de 2021, dado o crescimento da atividade econômica do País. 
As projeções levam em consideração uma expansão média anual do PIB (Produto Interno 
Bruto) de 4,7% nos próximos dez anos. A ideia é que a maior parte das contratações seja 
feita apenas de fontes renováveis, como as hidrelétricas, eólicas e termelétricas que 
são baseadas em biomassa, soluções ambientalmente vantajosas para o país. Com essa 
nova expansão, o total do Sistema Interligado Nacional passará dos atuais 122,9 mil 
MW para 174,2 mil MW nos próximos dez anos. 
Hidrelétricas de grande porte como as de Santo Antônio, Jirau e Belo Monte estão em 
andamento. Quando a usina de Belo Monte estiver concluída, será a terceira maior do 
mundo. Esses projetos continuarão a manter o Brasil como o maior mercado mundial 
de energias renováveis. 
As usinas hidrelétricas em operação respondiam por 68,9% da matriz de energia elétrica 
brasileira, em março de 2013. A segunda maior fonte é a termoelétrica, responsável 
por 29,4% da capacidade instalada, incluindo a fonte nuclear (1,6%). Outra fonte 
participante da matriz de energia elétrica é a eólica (1,7%).
29
Introdução │ unIdAdE I
importância das fontes alternativas na matriz 
elétrica nacional
A matriz energética no Brasil possui grande participação de fontes renováveis, o que 
contribui para que as emissões do setor energético sejam relativamente baixas quando 
comparadas as dos países desenvolvidos. Contudo, o crescimento previsto deste setor 
pode aumentar significativamente as emissões do país. 
O uso racional da energia elétrica, o crescente aumento da demanda energética e a 
preocupação com as questões ambientais tem norteado a procura por uma maior 
eficiência da atual matriz energética brasileira. Neste cenário, a busca por fontes 
alternativas de energia integradas à rede possibilita o desenvolvimento de todas as 
regiões do país, provoca um menor impacto ambiental possível.
Nas últimas décadas, o aumento do consumo energético no Brasil tem originado um 
impacto negativo sobre o ambiente, o que contribui para a implementação de novas 
estratégias energéticas e ambientais. A utilização racional dos recursos naturais para 
satisfazer as necessidades humanas atuais, sem comprometer os recursos para as 
gerações futuras, são preocupações da sustentabilidade ambiental.
Os aproveitamentos do sol, a utilização do vento para conversão em energia, são 
formas que tendem a minimizar a emissão de poluentes na atmosfera, uma vez que não 
requerem processos de combustão.
Para conhecer mais sobre o sistema de geração de energia elétrica no Brasil, 
consulte:
 » RIBEIRO, Amarolina. Distribuição de energia elétrica no Brasil. Brasil 
Escola. Disponível em: <http://brasilescola.uol.com.br/geografia/
distribuicao-energia-eletrica-no-brasil.htm>. Acesso em: 23 de julho 
de 2017. 
 » ONS. Operador Nacional do Sistema Elétrico. Sistema Interligado 
Nacional. Disponível em: <http://www.ons.org.br/conheca_
sistema/o_que_e_sin.aspx>. Acesso em: 23 de julho de 2017.
Atualmente, considerando todas as fontes e a importação de outros países, a matriz de 
energia elétrica brasileira é apresentada na tabela 4. 
30
UNIDADE I │ INtroDUção
tabela 4. relação de matriz de energia elétrica do Brasil.
Fonte Capacidade Instalada Total
Origem Fonte Nível 1
Fonte Nível 
2
N° de 
Usinas
(KW ) %
N° de 
Usinas
(KW ) %
Biomassa
Agroindustriais
Bagaço de 
Cana-de-
Açúcar
397 11.047.910 6,8328 415 415 415
Biogás-AGR 3 1.822 0,0011 3 3 3
Capim Elefante 3 65.700 0,0406 86 86 86
Casca de Arroz 12 45.333 0,0280 13 13 13
Biocombustíveis 
líquidos
Etanol 1 320 0,0001 17 17 17
Floresta
Óleos vegetais 2 4.350 0,0026 451 451 451
Carvão Vegetal 7 41.197 0,0254 22 22 22
Gás de Alto 
Forno - 
Biomassa
10 114.265 0,0706 163 163 163
Lenha 3 15.650 0,0096 1 1 1
Licor Negro 17 2.273.036 1,4058 2206 2206 2206
Resíduos 
Florestais
49 385.100 0,2381 1266 1266 1266
Resíduos animais Biogás - RA 13 4.439 0,0027 2 2 2
Resíduos sólidos 
urbanos
Biogás - RU 16 120.384 0,0744 51 51 51
Carvão - RU 1 2.700 0,0016 11.160.765 11.160.765 11.160.765
Eólica Cinética do vento Cinética do vento 451 10.943.243 6,7681 4.670 4.670 4.670
Fóssil
Carvão mineral
Calor de 
Processo - CM
1 24.400 0,0150 2.829.248 2.829.248 2.829.248
Carvão Mineral 12 3.317.465 2,0517 4.439 4.439 4.439
Gás de Alto 
Forno - CM
9 390.130 0,2412 123.084 123.084 123.084
Gás Natural
Calor de 
Processo - GN
1 40.000 0,0247 10.943.243 10.943.243 10.943.243
Gás Natural 162 12.977.729 8,0263 3.731.995 3.731.995 3.731.995
Outros Fósseis
Calor de 
Processo - OF
1 147.300 0,0911 13.017.729 13.017.729 13.017.729
Petróleo
Gás de 
Refinaria
6 315.560 0,1951 147.300 147.300 147.300
Óleo 
Combustível
73 4.058.051 2,5098 10.024.775 10.024.775 10.024.775
Óleo Diesel 2109 4.670.836 2,8887 99.368.727 99.368.727 99.368.727
Outros 
Energéticos de 
Petróleo
18 980.328 0,6063 1.990.000 1.990.000 1.990.000
Hídrica Potencial hidráulico
Potencial 
hidráulico1266 99.368.727 61,457 172.234 172.234 172.234
Nuclear Urânio Urânio 2 1.990.000 1,2307 6,9026 6,9026 6,9026
Solar Radiação solar Radiação solar 51 172.234 0,1065 0,0028 0,0028 0,0028
Importação
Paraguai 5.650.000 3,4943
5,0529
Argentina 2.250.000 1,3915
Venezuela 200.000 0,1236
Uruguai 70.000 0,0432
Total 4696 161.688.209 100 4696 161.688.209 100
Fonte: aneel. disponível em: <http://www2.aneel.gov.br/aplicacoes/capacidadebrasil/operacaocapacidadeBrasil.cfm>. 
acesso em: 14/11/2017.
31
Introdução │ unIdAdE I
Com base nos dados do capítulo 2, verifique as questões a seguir.
 » Como é formada a rede de geração e distribuição de energia elétrica 
no Brasil? 
É constituída por uma rede complexa de geradores e transmissores, com 
a finalidade conduzir a energia elétrica desde o local de sua geração até o 
lugar onde será consumida. Esse sistema conecta unidades geradoras, vias de 
transmissão e distribuição e seus consumidores finais da energia elétrica, de 
forma integrada ou não.
 » Qual estimativa atual da formação de unidades consumidores de 
energia elétrica no Brasil?
Atualmente no Brasil, cerca de 80 milhões de Unidades Consumidoras 
(correspondente a um único consumidor e se refere ao ponto de entrega de 
energia com medição individualizada). A maior parte das UCs, totalizando 85%, 
são unidades residenciais, porém, a indústria é responsável por 35% do consumo 
de energia elétrica no país.
 » Como são classificadas as unidades consumidoras de energia no Brasil?
Residencial, industrial, comercial, rural e demais classes.
 » O que é e qual atuação do SIN no Brasil?
O Sistema Interligado Nacional (SIN) é composto pelos seguintes subsistemas: 
Sul, Sudeste/Centro-Oeste, Nordeste e a maior parte da região Norte. 
A interligação dos sistemas elétricos, por meio da malha de transmissão, favorece 
a transferência de energia entre os subsistemas, além de permitir a obtenção 
de ganhos sinérgicos e explorar a diversidade entre os regimes hidrológicos 
das bacias. A integração dos recursos de geração e transmissão permite o 
atendimento ao mercado com segurança e economicidade.
32
unidAdE ii
fontES dE 
gErAção dE 
EnErgiA
CAPÍtuLo 1 
fontes de geração de energia
fontes de geração de energia
As fontes de energia são recursos que podem ser oriundos da natureza ou não, e são 
utilizados pela sociedade e pelo homem, para a geração de algum tipo de energia. 
A energia gerada é utilizada para diversos fins, com o objetivo de fornecer resultados de 
trabalho, como exemplo, o deslocamento de veículos, a geração de calor ou produção 
de eletricidade. É uma área de grande relevância e estratégica no cenário geográfico 
e político do mundo. O desenvolvimento dos países depende de uma infraestrutura 
energética capaz de suprir as demandas de sua população e de suas atividades 
econômicas. 
As fontes de energia também são consideradas uma questão de conservação ambiental, 
pois graves impactos sobre a natureza podem ser ocasionados dependendo das 
formas de utilização dos diferentes recursos. Os meios de transporte, de comunicação, 
iluminação, além das residências, indústrias, comércios em geral, e vários campos da 
sociedade, dependem totalmente da disponibilidade de energia. 
Com o crescimento socioeconômico de diversos países, a procura por recursos para 
a geração de energia cresce a cada ano, aumentando também o caráter estratégico e 
até disputas internacionais em busca desses recursos. As fontes de energia podem ser 
classificadas de diferentes formas, de acordo com a capacidade natural de reposição 
de seus recursos. As fontes renováveis e as fontes não renováveis fazem parte desta 
classificação. 
33
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
Para maiores informações sobre fontes de energia renováveis e não renováveis, 
visite o seguinte mapa de interação e utilização de fontes de energia na página 
Portal Energia: <https://www.portal-energia.com/wp-content/uploadsthumbs/
ciclo-da-energia.jpg>.
Microgeração 
O fornecimento de energia elétrica pode causar consideráveis danos ambientais, desde 
seu processo de geração até a sua distribuição. Quanto maior for o sistema elétrico, ou 
seja, quanto maior for o trajeto entre geração e o consumo da energia, maiores poderão 
ser os impactos em razão da presença de construções e equipamentos de transmissão e 
distribuição, além de acrescentar uma perda extra de potência ao sistema. 
Quando um fluxo de potência percorre um meio, parte dessa energia é convertida 
em perdas de diferentes naturezas. Dessa maneira, a geração distribuída tem se 
tornado uma ferramenta na melhoria da eficiência e confiabilidade global do sistema 
elétrico nacional, além de ser uma ferramenta de sustentabilidade. A modalidade de 
microgeração foi criada como medida de ampliação da geração distribuída e incentivo 
à utilização de fontes renováveis de energia elétrica. Desta forma, surge então a 
necessidade de viabilizar essa modalidade da produção de energia elétrica em pequena 
escala, de analisar os impactos ambientais e os impactos sobre os níveis de qualidade e 
confiabilidade do sistema elétrico e dos usuários a ele conectados. 
Conceito de micro geração
A micro geração surge junto com o conceito de geração distribuída. A geração distribuída 
pode ser entendida como a instalação de pequena unidade de geração junto à rede de 
distribuição ou consumidor. No Brasil, a potência máxima de 30 MW é a mais utilizada 
para definir geração distribuída. 
Uma das vantagens desse tipo de geração é o aumento da confiabilidade do sistema 
elétrico, considerando a diminuição das perdas nas redes, de transmissão, aumento da 
disponibilidade de energia, além da diminuição da emissão de gases na atmosfera e o 
aproveitamento de recursos naturais e sistemas de cogeração. 
A micro geração distribuída é considerada toda central geradora de energia elétrica com 
potência instalada menor ou igual a 100 kW. Esse nível de potência varia de país para 
país, de acordo com a regulação local. As fontes das micro centrais devem ser baseadas 
em energia hidráulica, solar, eólica, biomassa ou cogeração qualificada, conforme 
34
UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
regulamentação da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), conectada na rede 
de distribuição por meio de instalações de unidades consumidoras e não despachadas 
pela ONS.
É importante diferenciar uma central geradora de energia elétrica, com potência instalada 
superior a 100 kW e menor ou igual a 1 MW para fontes (mini geração distribuída) com 
fontes baseadas em energia hidráulica, solar, eólica, biomassa ou cogeração qualificada 
(micro centrais distribuídas) conforme regulamentação da ANEEL, conectada na rede 
de distribuição por meio de instalações de unidades consumidoras. Desta forma, a 
classificação da geração distribuída então diferencia o micro gerador, com potência de 
até 100 kW, o mini gerador, com potência de até 1MW, e a geração distribuída com 
potência de até 30MW. 
O micro gerador de energia é considerado um consumidor e produtor de energia elétrica 
no Brasil. A energia é gerada para consumo próprio e seu excedente é vendido para a 
rede elétrica. Esse consumidor pode ser residencial ou comercial. 
Os sistemas de micro geração podem possuir uma única fonte, ou combinar duas ou 
mais fontes renováveis, desde que não seja excedido o limite de produção. 
São consideradas fontes apropriadas para micro geração, a energia solar fotovoltaica, 
micro geradores eólicos, microturbinas hidráulicas, biomassa e células a combustível. 
No Reino Unido, a classificação de micro geração é diferente do sistema brasileiro, que 
considera a micro geração as unidades de geração que utilizam unicamente a biomassa, 
biocombustíveis, células a combustível,células fotovoltaicas, recursos hídricos e energia 
eólica para geração de eletricidade e produção de calor com capacidade máxima de 50 
kW para eletricidade e 45kW para calor. 
fontes renováveis
As fontes renováveis de energia são aquelas que possuem a capacidade de reposição 
naturalmente, porém, algum dia elas podem se esgotar. Algumas destas fontes, como 
o vento, chuva, marés, ondas, geotérmicas e a luz solar, são permanentes, mas outras, 
como a água, biomassa e hidrogênio podem acabar, dependendo da maneira como elas 
são utilizadas. Nem toda fonte renovável de energia está livre da emissão de poluentes 
ou de impactos ambientais em larga escala. 
É importante destacar que nem todo recurso natural é renovável, ou seja, são retirados 
da natureza, porém existem em quantidade limitada. Alguns destes recursos são o 
urânio, o carvão e o petróleo. No ano de 2008, cerca de 19% do consumo mundial de 
35
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
energia veio de fontes renováveis, sendo 13% provenientes da tradicional biomassa 
(usada principalmente para aquecimento), e 3,2% a partir da hidroeletricidade.
Outras fontes de energias renováveis que constituem pequenas hidrelétricas, biomassa, 
eólica, solar, geotérmica e biocombustíveis, representaram outros 2,7% e este percentual 
está crescendo muito rapidamente. A proporção das energias renováveis na geração de 
eletricidade é de cerca de 18%, com 15% da eletricidade global vindo de hidrelétricas e 
3% de novas energias renováveis.
Algumas fontes de energia renováveis e seus funcionamentos serão descritos a seguir. 
Energia eólica
A conversão de energia cinética em energia mecânica vem sendo utilizada pela 
humanidade há mais de 3.000 anos. Os moinhos de vento tinham diferentes funções, 
como o bombeamento de água para irrigação das plantações, sendo muito importantes 
na agricultura.
O vento é um recurso energético inesgotável pela natureza e, portanto, considerado 
renovável. Em algumas regiões do mundo, a sua frequência e intensidade são 
suficientes para a geração de eletricidade por meio de equipamentos aero geradores. 
Estes equipamentos se movimentam pelas pás das hélices, movendo assim turbinas e 
geradores que convertem a energia mecânica produzida pelo vento em energia elétrica.
A utilização desse tipo de energia para a produção de eletricidade iniciou-se na década 
de 1980, na Dinamarca. Desde 1990, o setor de energia eólica vem apresentando um 
crescimento acelerado em todo o mundo. A figura 6 ilustra um exemplo de geração de 
energia eólica.
Figura 6. energia eólica. 
Fonte: mundo educação. disponível em: <http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/upload/conteudo_legenda/3f37ca20c96ec
8aac1780e7350b9558c.jpg>.
36
UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
fundamentos da energia eólica
Alguns elementos que fazem parte do sistema de energia eólica serão descritos a seguir.
tipos de aero geradores
rotores de eixo vertical
Os rotores de eixo vertical possuem a vantagem de não necessitarem de meios de 
acompanhamento para variações da direção do vento, reduzindo assim a complexidade 
do projeto e os esforços devido às forças de Coriolis. Eles também podem ser movidos 
por forças de sustentação (lift) e por forças de arrasto (drag). Os principais tipos de 
rotores de eixo vertical são: Darrieus, Savonius e turbinas com torre de vórtices. 
Os rotores do tipo Darrieus são movidos por forças de sustentação e são constituídos 
por lâminas curvas de perfil aerodinâmico, atadas pelas duas pontas ao eixo vertical. 
A figura 7 ilustra um aero gerador de eixo vertical.
Figura 7. aero gerador experimental de eixo vertical.
Fonte: cresesB. disponível em: <http://www.cresesb.cepel.br/images/tutorial_eolica/image029.jpg>.
rotores de eixo horizontal
Os rotores de eixo horizontal são os mais comuns. Eles são movidos pelas forças de 
sustentação e forças de arrasto. Um corpo que impede o movimento do vento sofre a ação 
de forças que atuam perpendicularmente ao escoamento (forças de sustentação) e de 
forças que atuam na direção do escoamento (forças de arrasto). Ambas são proporcionais 
ao quadrado da velocidade relativa do vento e as forças de sustentação dependem da 
37
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
geometria do corpo e do ângulo de ataque (que é formado entre a velocidade relativa do 
vento e o eixo do corpo).
Os rotores que giram predominantemente sob o efeito de forças de sustentação 
permitem liberar muito mais potência do que aqueles que giram sob efeito de forças de 
arrasto, para uma mesma velocidade de vento.
Os rotores de eixo horizontal ao longo do vento (convencionais) são movidos por forças 
de sustentação e devem possuir mecanismos capazes de permitir que o disco varrido 
pelas pás esteja sempre em posição perpendicular ao vento. Estes rotores podem ser 
constituídos de uma pá e contrapeso, duas pás, três pás ou múltiplas pás (multivane 
fans). As pás podem ter as mais variadas formas e empregar os mais variados materiais. 
Em geral, utilizam-se pás rígidas de madeira, alumínio ou fibra de vidro reforçada.
Sobre a posição do rotor em relação à torre, o disco varrido pelas pás pode estar a jusante 
do vento (down wind) ou a montante do vento (up wind). Quando o disco varrido pelas 
pás está jusante ao do vento, a sombra da torre provoca vibrações nas pás. Quando o 
disco está montante do vento, a sombra das pás provoca esforços vibratórios na torre. 
Os sistemas a montante do vento necessitam de mecanismos de orientação do rotor 
com o fluxo de vento, enquanto nos sistemas a jusante do vento, a orientação é realizada 
automaticamente. Os rotores mais utilizados para geração de energia elétrica são os de 
eixo horizontal do tipo hélice, que são normalmente compostos de 3 pás ou, em alguns 
casos, quando as velocidades médias são muito altas e há possibilidade de geração de 
maior ruído acústico, 1 ou 2 pás. A figura 8 ilustra os componentes de um aero gerador 
de eixo horizontal. 
a. Componentes de um aero gerador de eixo horizontal:
 › Pás + Rotor.
 › Transmissão Mecânica.
 › Gerador Elétrico (Conversor).
 › Sistema de Controle e freio.
 › Sistema Estrutural – torre. 
 › Sistema de refrigeração.
 › Sistema de monitoramento.
 › Controle.
38
UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
 › Proteção.
 › Nacele.
 › Torre.
Figura 8. componentes de um aero gerador de eixo horizontal.
Fonte: <http://s3.amazonaws.com/magoo/aBaaaauYgaI-7.jpg>. acesso em: 14/11/2017.
Algumas opções de configuração relacionadas ao projeto de uma turbina e que são 
escolhidas conforme estudos técnicos e econômicos são listadas a seguir.
 » Número de pás do rotor.
 » Orientação do rotor com relação à torre.
 » Material em que são feitas as pás, método de construção, perfil do 
aerofólio.
 » Projeto do cubo: rígido, flexível, em balanço.
39
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
 » Controle do torque aerodinâmico: estol e controle de passo.
 » Velocidade do rotor: fixa ou variável.
 » Orientação do rotor com relação à direção do vento: livre ou mecanismo 
ativo.
 » Gerador elétrico: síncrono ou assíncrono (gaiola de esquilo ou rotor 
bobinado).
 » Multiplicação de velocidade do rotor: com caixa de engrenagem (eixo 
paralelo ou planetário), sem caixa de engrenagem (acoplamento direto 
do gerador elétrico ao eixo de baixa rotação).
Para maiores informações sobre princípio de funcionamento do aero gerador, 
visite o seguinte site: <https://evolucaoenergiaeolica.files.wordpress.
com/2012/06/aerogeradores.gif>.
b. Considerações sobre especificação do aero gerador:
 › Rotor eólico: pás, cubo do aero gerador, mecanismos de controle de 
passo.
 › Pás:
 · Aspectos considerados no projeto: aerodinâmico, estrutural.
 · Fatores que influenciam no projeto aerodinâmico: potência e 
velocidadenominal.
31
2
=Pm pAv Cp
Onde: 
Pm = Torque (T) (Newton-metro) x Velocidade angular (w)
Razão de velocidade de ponta de pá:
1
RRV
V
ω
λ = = 
Solidez = área sólida das pás (S) / pela área formada pela rotação das pás.
c. Aerofólio.
d. Número de pás.
40
UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
É vantagem ter um número menor de pás em função da técnica empregada atualmente 
na fabricação das pás, tendo em vista que o custo da turbina eólica fica reduzido. 
Em comparação de desempenho entre as turbinas de uma, duas e três pás, a turbina de 
três pás possui uma maior eficiência.
Razões para obter maior estabilidade:
 » O momento polar de inércia é constante em relação ao movimento de 
guinada do rotor.
 » Possui uma menor velocidade rotacional para uma mesma produção de 
energia.
 » Menor ruído.
 » Atualmente, as turbinas de três pás são as mais usadas pois possuem o 
sistema menos complexo para absorver os impactos das cargas do rotor 
com a turbina.
e. Controle de potência do rotor:
Em relação ao controle de potência do rotor, o método emprega o controle (estol ou 
controle de passo) e tem um efeito significante no projeto das pás no que diz respeito à 
escolha do aerofólio.
f. Orientação do rotor:
A orientação do rotor em relação à torre tem efeito na geometria das pás de forma 
secundária, relacionada à inclinação das pás em relação ao plano de rotação.
Outros aspectos relativos ao projeto das pás:
 » Conexão ao cubo.
 » Proteção contra descargas atmosféricas.
 » Sistema de aquecimento.
g. Fatores restritivos ao projeto da torre:
 › Estético.
 › Econômico.
 › Aerodinâmico.
41
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
 › Estrutural – posicionamento das pás – fadiga.
 › Regime esperado de vento – fatores climáticos.
 › Facilidade de acesso.
 › Disponibilidade de equipamento para transporte e içamento.
h. Sistema integrado à rede elétrica.
Figura 9. sistema integrado a rede elétrica.
grupo eólico com gerador com: (a) rotor bobinado; (b) rotor de ímãs permanentes. (carvalho, 2006)
Fonte: neves (2014). 
Ampliação da produção de energia eólica no Brasil
No ano de 2016, foi apurado pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) uma 
expansão de 2.491 MW, e a Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE) 
42
UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
também registrou um aumento de 53,4% em relação ao ano de 2015. Desta forma, 
confirma-se a liderança do Brasil na produção dessa energia renovável.
A geração dessa fonte renovável tem uma tendência em aumentar nos próximos anos, 
inclusive, baratear o custo da geração de energia no país. Atualmente, mais de 7% de 
toda a energia produzida no Brasil é de energia eólica. Considerando que a energia 
eólica é mais barata em comparação com a energia gerada em usinas hidrelétricas, ela 
possui uma tendência de crescimento muito grande.
Para saber mais sobre a ampliação da energia eólica no Brasil, acesse o vídeo: 
Brasil amplia produção de energia eólica. Disponível em: <https://youtu.be/
efoodYAdbvA>. Acesso em: 27 de jul. 2017.
nordeste na liderança de geração de energia eólica
Na região Nordeste atualmente 50% da energia gerada é eólica, e a tendência é que 
isso cresça. A região é beneficiada por temporadas de ventos fortes, desta forma, ela 
continua sendo o maior polo brasileiro de geração de energia eólica. O Rio Grande do 
Norte foi o principal estado gerador no Brasil no ano de 2016. As usinas potiguares 
produziram 1.206 MW médios no período, representando um aumento de 50% em 
relação ao ano de 2015. 
Em razão do alto custo de seus equipamentos, atualmente a energia eólica não é tão 
utilizada no mundo. Alguns países como Estados Unidos, China e Alemanha já adotaram 
substancialmente esse recurso. A principal vantagem deste tipo de geração de energia 
é a não emissão de poluentes na atmosfera e os baixos impactos ambientais. A fgura 25 
ilustra os dados da energia eólica no Brasil. 
Para maiores informações sobre a capacidade de energia eólica no Brasil, visite 
o seguinte site: <http://www.brasil.gov.br/infraestrutura/2017/03/brasil-e-o-
maior-gerador-de-energia-eolica-da-america-latina>.
Energia solar
Uma outra fonte de energia renovável é a energia solar. Ela aproveita a luz do sol para 
a geração de eletricidade e também para o aquecimento da água. Este tipo de energia 
é uma boa opção na busca por alternativas que impactam menos o meio ambiente, 
pois consiste numa fonte energética renovável e limpa, pois não emite poluentes. 
Normalmente, ela é utilizada em locais mais isolados, secos e ensolarados. 
43
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
Duas formas de aproveitamento da energia solar são existentes, sendo a fotovoltaica e 
a térmica. Para energia solar fotovoltaica, são utilizadas células específicas que lançam 
mão do chamado “efeito fotoelétrico” para a produção de eletricidade. Para energia 
solar térmica, o aquecimento da água é utilizado tanto para uso direto quanto para a 
geração de vapor. Este atuará em processos de ativação de geradores de energia, mas 
também podem ser utilizados também outros tipos de líquidos.
A energia solar ainda não é muito utilizada mundialmente devido ao seu alto custo. 
Aos poucos seu aproveitamento vem crescendo com a instalação de placas em 
residências, indústrias e grandes empreendimentos e também na construção de usinas 
solares voltadas para a geração de energia elétrica. 
A obtenção da energia solar pode ocorrer pela forma direta e indireta. Pela forma direta, 
a energia é obtida por meio de células fotovoltaicas, utilizando geralmente material base 
silício. Quando a luz solar atinge as células, ela é diretamente convertida em eletricidade. 
O efeito fotovoltaico ocorre quando fótons incidem sobre os átomos, proporcionando 
a emissão de elétrons, que gera corrente elétrica. Os preços destas células são bem 
elevados. Pela forma indireta, a energia é obtida pela construção de usinas em áreas 
de grande insolação, pois como a energia solar atinge a Terra de forma tão difusa, ela 
requer captação em grandes áreas. Nestas áreas, são distribuídos centenas de coletores 
solares conforme ilustrado na figura 10.
Figura 10. painel fotovoltaico.
Fonte: <http://www.brasil.gov.br/infraestrutura/2016/01/brasil-estara-entre-os-20-paises-com-maior-geracao-solar-em-2018/
solarpowerplantserpac.jpg/@@images/618e1b80-3c8b-4d86-a6a7-fc669baed123.jpeg>. acesso em: 14/11/2017.
Alguns países utilizam bastante este tipo de energia. Por exemplo, em Israel, 
aproximadamente 70% das residências possuem coletores solares. Outros países adeptos 
à utilização da energia solar são Estados Unidos, Alemanha, Japão e Indonésia. Já no 
44
UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
Brasil, a utilização de energia solar está aumentando significativamente, principalmente 
pela utilização do coletor solar destinado ao aquecimento de água.
Como foi observado, a energia solar possui aspectos bastante positivos em relação à sua 
abundância, e pelo fato de ser renovável e limpa. Porém, ela ainda é pouco utilizada, 
pois os custos para a obtenção são muito elevados, não sendo viável economicamente. 
Para baratear os custos de instalação e aumentar a eficiência, necessita-se de pesquisas 
e maior desenvolvimento tecnológico.
Componentes de um sistema fotovoltaico
Existem dois tipos básicos de sistemas fotovoltaicos: os sistemas isolados (Off-grid) e 
os conectados à rede (Grid-tie).
A instalação dos sistemas isolados é realizada em locais remotos ou onde há um custo 
elevado para se conectar à rede elétrica. Já os sistemas conectados à rede, substituem 
ou complementam a energia elétrica convencional disponível na rede elétrica. A fgura 
11 ilustra um sistema de energia fotovoltaico utilizado em uma residência.
Figura11. sistema de energia solar fotovoltaica.
Fonte: <https://www.neosolar.com.br/images/saiba-mais/energia_solar_fotovoltaica-off-grid.jpg>. acesso em: 14/11/2017.
De acordo com a figura 11, um sistema fotovoltaico é composto por quatro componentes 
básicos: 
 » Painéis solares – painéis responsáveis por transformar energia solar 
em eletricidade.
45
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
 » Controladores de carga – responsáveis por evitar sobrecargas ou 
descargas exageradas na bateria, aumentando sua vida útil e desempenho.
 » Inversores – responsáveis por transformar a corrente contínua (CC) 
das baterias em corrente alternada (AC), ou outra tensão desejada.
 » Baterias – as baterias armazenam a energia elétrica para que o sistema 
possa ser utilizado quando não há sol.
Convém destacar que um sistema isolado necessita de baterias e controladores de carga, 
já um sistema conectado à rede funciona somente com painéis e inversores, pois não 
precisam armazenar energia.
irradiação solar
A constante solar, que corresponde ao valor de 1367 W/m2, é conhecida como a 
densidade média anual do fluxo energético proveniente da radiação solar. Ela é medida 
no plano perpendicular em relação a direção de propagação dos raios solares no topo 
da atmosfera.
Cerca de 54% da irradiação solar que incide no topo da atmosfera é refletida em torno 
de 7% e absorvida em torno de 47% pela superfície terrestre. Os demais 46% são 
absorvidos ou refletidos diretamente pela atmosfera. A potência total disponibilizada 
pelo sol a Terra é cerca de 94 mil TW que chegam efetivamente a superfície terrestre. 
A figura 12 exemplifica a distribuição de irradiação solar sobre a superfície da Terra.
Figura 12. distribuição de irradiação solar sobre a superfície da terra.
Fonte: manual de engenharia para sistemas fotovoltaicos – João tavares pinho / marcos antônio galdino – cepel dte – 
cresesB.
46
UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
Brasil estará entre os 20 países com maior geração 
solar em 2018
No ano de 2014, houve a primeira contratação de energia solar de geração pública 
centralizada, e, no ano de 2015, mais dois leilões ocorreram, totalizando 2.653 MW. 
A potência instalada de geração de energia solar fotovoltaica contabilizada no final do 
ano de 2014 foi de 180 Gigawatts, sendo 40,2 Gigawatts a mais que o ano de 2013. 
No ano de 2018, o Brasil deverá estar entre os 20 países com maior geração de energia 
solar, considerando-se a potência já contratada e a escala da expansão dos demais 
países. O Plano Decenal de Expansão de Energia (PDE 2024) estima que a capacidade 
instalada de geração solar chegue a 8.300 MW em 2024, sendo 7.000 MW geração 
descentralizada e 1.300 MW distribuída. A proporção de geração solar deve chegar a 
1% do total.
Estudos para o planejamento do setor elétrico em 2050 estimam que 18% dos domicílios 
no Brasil contarão com geração fotovoltaica (8,6 TWh) ou 13% da demanda total de 
eletricidade residencial.
Para saber mais sobre a energia solar no Brasil, veja os vídeos abaixo: 
Maior parque de energia solar do Brasil entra em funcionamento no oeste 
baiano. Disponível em: <http://g1.globo.com/bahia/jornal-da-manha/videos/v/
maior-parque-de-energia-solar-do-brasil-entra-em-funcionamento-no-oeste-
baiano/5919557/>. Acesso em: 27 de jul. 2017.
Cidades e Soluções: As novas tecnologias sobre energia solar no Brasil. Disponível 
em: <http://g1.globo.com/globo-news/cidades-e-solucoes/videos/v/cidades-
e-solucoes-as-novas-tecnologias-sobre-energia-solar-no-brasil/5189597/>. 
Acesso em: 27 de jul. 2017.
Reportagem do Fantástico sobre a Energia Solar Fotovoltaica no Brasil. Disponível 
em: <https://www.youtube.com/watch?v=2jkyJoi-DZU>. Acesso em: 27 de jul. 
2017.
Energia hidrelétrica
O aproveitamento hidráulico da água dos rios para a movimentar as turbinas de 
eletricidade corresponde a energia hidrelétrica (ou hidroelétrica). Chamamos de energia 
potencial o nome dado a força da água em movimento. Essa água passa por tubulações 
da usina com grande força e velocidade, e realiza a movimentação das turbinas. 
47
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
Nesse processo, ocorre a transformação de energia potencial (provida da água) em 
energia mecânica (produzida pelo movimento das turbinas). Em um gerador estão 
conectadas as turbinas em movimento, sendo responsável pela transformação da 
energia mecânica em energia elétrica. A figura 13 ilustra a usina hidroelétrica de Itaipu.
Figura 13. usina hidroelétrica de Itaipu.
Fonte: Brasil escola. disponível em: <http://brasilescola.uol.com.br/upload/e/energia%20hidreletrica2.jpg>. acesso em: 
14/11/2017.
Pelo fato de o Brasil ter um grande potencial que corresponde a quantidade de rios 
propícios para a geração de hidroeletricidade, essa é a principal fonte de energia 
elétrica do país, ao lado das termoelétricas. Nas usinas hidroelétricas, são construídas 
barragens no leito do rio para o manter a água (represa) que será utilizada no processo 
de geração de eletricidade. A construção destas barragens em rios que apresentem 
desníveis em seus terrenos, são mais aconselháveis, pois tem por objetivo diminuir 
a superfície inundada. Desta forma, a instalação dessas usinas em rios de planalto 
é recomendada, sendo também possível em rios de planícies, porém com impactos 
ambientais maiores.
No ano de 2014, a eficiência energética das hidrelétricas foi muito alta, em torno de 
65,2%. O investimento inicial e os custos de manutenção são elevados, porém, o custo 
do combustível (que é a própria água) é nulo.
geração de energia elétrica a partir de usina hidrelétrica
A formação do sistema de geração de energia elétrica a partir da estrutura de uma usina 
hidrelétrica será detalhada a seguir.
48
UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
a. Princípio de funcionamento:
Considere o seguinte cálculo de potência:
P = m.g.HQ
Onde:
HQ = queda bruta
m = massa que cai/seg
g = aceleração da gravidade
Se a água que cai se origina de um rio com velocidade v’, considere:
P = m.g.H + 1/2 m.v’2
Onde:
1/2 m.v’2 em geral pode ser desprezada pois v’ é muita pequena.
Figura 14. conceito de queda d’água.
Fonte: <http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/discovirtual/galerias/imagem/0000003523/md.0000039126.png>. acesso 
em: 14/11/2017.
49
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
b. Produção de energia em relação a vazão da água:
Troca-se m/seg por Q (vazão) => m3/s
Onde:
ρ = m/Q
Q é o volume de água que escoa por segundo através do tubo (vazão)
P = g.H.Q
Onde:
g é aceleração da gravidade (9,81m/s2)
ρ = 1.000 kg/m3
Potência = 9,81 H. Q (kW), sendo H = metros e Q = m3/s
3
t g HPg g. .10 . . . .Q.h [kW]
−= ρ η η η
Figura 15. conceito de função de produção de energia em relação a vazão da água.
Fonte: próprio autor.
50
UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
c. Quanto à potência 
Classificação das hidroelétricas quanto à potência.
 » Micro: P < 100 kw
 » Mini: 100 < P < 1.000 kw
 » Pequenas: 1.000 < P < 30.000 kw
 » Médias: 30.000 < P < 150.000 kw
 » Grandes: P > 150.000 kw
d. Quanto à altura de queda d’água
Classificação das hidroelétricas quanto à altura de queda d’água.
 » Baixíssima: H < 10 metros.
 » Baixa: 10 < H < 50 metros.
 » Média: 50 < H < 250 metros.
 » Alta: H < 250 metros.
e. Quanto à forma de captação da água:
Classificação das hidroelétricas quanto à forma de captação de água.
 » Leito de rio ou de barramento.
 » Desvio ou em derivação.
f. Pontos a serem analisados para a instalação de uma central hidrelétrica
 › Potência mecânico – hidráulica disponível.
 › Potência utilizável.
 › Possibilidade de transporte dos componentes ao parque gerador.
 › Custo das obras civis.
 › Custos dos