Apostila_de_Sistema_de_Energia_I

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Sistemas De Energia I 
Samuel Tavares Anselmo 
Eletrotécnica 
 
 
Samuel Tavares Anselmo 
Sistemas De Energia I 
Criciúma 
Eletrotécnica 
 
 
 
 
SATC — Associação Beneficente da Indústria 
Carbonífera de Santa Catarina 
Presidente de Honra 
Ruy Hülse 
Diretor Executivo 
Fernando Luiz Zancan 
Diretor Administrativo Financeiro 
Marcio Zanuz 
Diretor 
Carlos Antônio Ferreira 
Coordenação Geral da Faculdade 
Jovani Castelan 
Coordenação do Colégio SATC 
Izes Ester Machado Belolli 
 
 
 
Coordenação do Centro Tecnológico SATC 
Luciano Dagostin Biléssimo 
Secretária Acadêmica 
Hilda Maria Furlan Ghisi Cruz 
Pesquisadora Institucional 
Kelli Savi da Silva 
Coordenador EaD 
Jaqueline Marcos Garcia de Godoi 
Coordenador do Curso 
Gilberto Fernandes da Silva 
 
Produção do Material Didático 
Equipe EaD. 
 
 
SUMÁRIO 
 
APRESENTAÇÃO .................................................................................................... 05 
 
UNIDADE 1: SISTEMA ELÉTRICO BRASILEIRO ................................................... 07 
TÓPICO 1: SISTEMA ELÉTRICO BRASILEIRO ...................................................... 08 
TÓPICO 2: ESTRUTURA DE UM SISTEMA ELÉTRICO DE POTÊNCIA (SEP) ..... 13 
TÓPICO 3: SISTEMA INTERLIGADO NACIONAL (SIN) ......................................... 16 
TÓPICO 4: AGENTES DO SETOR ELÉTRICO ........................................................ 19 
EXERCÍCIOS ............................................................................................................ 25 
CHECK LIST ............................................................................................................. 26 
 
UNIDADE 2: GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ................................................. 27 
TÓPICO 1: GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ................................................... 28 
TÓPICO 2: USINAS DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ............................... 32 
TÓPICO 3: FONTES ALTERNATIVAS PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA 
 .................................................................................................................................. 55 
EXERCÍCIO ............................................................................................................... 84 
CHECK LIST ............................................................................................................. 85 
 
UNIDADE 3: TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA......................................... 86 
TÓPICO 1: LINHAS AÉREAS DE TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ....... 87 
TÓPICO 2: LINHAS SUBTERRÂNEAS E MARÍTIMAS PARA TRANSMISSÃO DE 
ENERGIA ELÉTRICA ............................................................................................. 107 
TÓPICO 3: CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS DE LINHAS E CABOS ................. 111 
EXERCÍCIOS .......................................................................................................... 116 
CHECK LIST ........................................................................................................... 117 
 
UNIDADE 4: DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ....................................... 118 
TÓPICO 1: PRINCIPAIS CONCEITOS ASSOCIADOS AOS SISTEMAS DE 
DISTRIBUIÇÃO ....................................................................................................... 119 
TÓPICO 2: TENSÕES PADRONIZADAS PARA SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO 129 
TÓPICO 3: EQUIPAMENTOS E DISPOSITIVOS UTILIZADOS EM REDES DE 
DISTRIBUIÇÃO ...................................................................................................... 130 
EXERCÍCIOS .......................................................................................................... 159 
CHECK LIST .......................................................................................................... 160 
 
GABARITO COMENTADO .................................................................................... 161 
 
REFERÊNCIAS ...................................................................................................... 164 
5 
APRESENTAÇÃO 
 
 Bem-vindo(a) ao componente curricular Sistemas de Energia I, do curso de 
Eletrotécnica na modalidade a distância da SATC. 
Na Unidade 1 você irá aprender sobre a política da energia em nosso país. 
Na sequência, a Unidade 2, já mostra quais as gerações de energias disponíveis no 
mercado nacional e no mundo. Na Unidade 3 você estudará o significado de geração de 
energia, permitindo a mesmo ser transportada. E, por último, a Unidade 4 mostrará de 
que forma chega a energia em sua residência. 
A carga horária dessa disciplina é de 70 horas/aula, mas você poderá 
organizar seus momentos de estudos com autonomia, conforme os horários de sua 
preferência. No entanto, não esqueça que há um prazo limite para a conclusão desse 
processo. Então fique atento as datas para realizar as avaliações presenciais, as on line, 
publicadas pelos professores no Ambiente Virtual de Aprendizagem (AVA), e possíveis 
trabalhos solicitados pelo educador. 
Para o estudo dessa apostila você terá auxílio de alguns recursos 
pedagógicos que facilitarão o seu processo de aprendizagem. Perceba que a margem 
externa das páginas dos conteúdos são maiores. Elas servem tanto para você fazer 
anotações durante os seus estudos quanto para o professor incluir informações 
adicionais importantes. Esse material também dispõe de vários ícones de 
aprendizagem, os quais destacarão informações relevantes sobre os assuntos que 
você está estudando. Vejamos quais são eles e os seus respectivos significados: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
ÍCONES DE APRENDIZAGEM 
 
Indica a proposta de 
aprendizagem para cada 
unidade da apostila. 
 
Mostra quais conteúdos serão 
estudados em cada unidade 
da apostila. 
 
Apresenta exercícios 
sobre cada unidade. 
 
Apresenta os conteúdos mais 
relevantes que você deve ter 
aprendido em cada unidade. 
Se houver alguma dúvida 
sobre algum deles, você deve 
estudar mais antes de entrar 
nas outras unidades. 
 
Apresenta a fonte de 
pesquisa das figuras e as 
citações presentes na 
apostila. 
 
Traz perguntas que auxiliam 
você na reflexão sobre os 
conteúdos e no 
sequenciamento dos 
mesmos. 
 
Apresenta curiosidades e 
informações 
complementares sobre 
um conteúdo. 
 
Traz endereços da internet ou 
indicações de livros que 
possam complementar o seu 
estudo sobre os conteúdos. 
 
Lembre-se também de verificar diariamente se há publicações de aulas no 
Portal. É por meio delas que os professores passarão a você todas as orientações sobre 
a disciplina. 
Ainda é bom lembrar que além do auxílio do professor, você também poderá 
contar com o acompanhamento de nosso sistema de Tutoria. Você poderá entrar em 
contato sempre que sentir necessidade seja pelo email tutoria.eadedutec@satc.edu.br 
ou pelo telefone (48) 3431 – 7590/ 3431 – 7596. 
Bom estudo! 
mailto:tutoria.eadedutec@satc.edu.br
7 
UNIDADE 1 
SISTEMA ELÉTRICO BRASILEIRO 
 
 Objetivos de Aprendizagem 
 
Ao final desta unidade você deverá: 
 
 saber a história do Sistema Elétrico de Potência 
(SEP) brasileiro; 
 interpretar os gráficos e as figuras integrantes do 
SEP; 
 identificar as fontes primárias de energia; 
 explicar o que é o SEP. 
 
 Plano de Estudos 
 
Esta unidade está dividida em cinco tópicos, 
organizados de modo a facilitar sua compreensão dos conteúdos. 
 
TÓPICO 1: SISTEMA ELÉTRICO BRASILEIRO 
TÓPICO 2: ESTRUTURA DE UM SISTEMA ELÉTRICO DE 
POTÊNCIA (SEP) 
TÓPICO 3: SISTEMA INTERLIGADO NACIONAL (SIN) 
TÓPICO 4: AGENTES DO SETOR ELÉTRICO 
 
 
 
 
 
8 
TÓPICO 1 
SISTEMA ELÉTRICO BRASILEIRO 
 
Introdução 
 
Na história da sociedade, a energia elétrica desde 
quando descoberta sempre esteve em destaque, tendo em vista 
que ela está diretamente relacionada com a qualidade de vida e o 
progresso econômico. O fluxograma abaixo ilustra a importânciada eletricidade para a sociedade: 
 
 
 
A energia elétrica é uma das mais nobres formas de 
energia secundária. Ela possui a facilidade de geração, 
transporte, distribuição e utilização, os quais atribuem à ela a 
característica de universalização, disseminando o seu uso pela 
humanidade. Nos dias de hoje a eletricidade, assim como a 
alimentação e a moradia, devem ser considerados direitos 
humanos básicos. 
 
 
 
 
 
 Esta 
figura foi 
adaptada pelo 
redator. 
 
9 
Energia Elétrica 
 
A geração de energia elétrica no Brasil em centrais de 
serviço público e autoprodutores atingiu 570,0 TWh em 2013, 
resultado 3,2% superior ao de 2012. 
As centrais elétricas de serviço público, com 84,9% da 
geração total, permanecem como principais contribuintes. A 
principal fonte de geração de energia elétrica é a hidráulica, em-
bora tal fonte tenha apresentado uma redução de 5,9% em 
comparação com o ano anterior. 
A geração elétrica a partir de não renováveis 
representou 20,7% do total nacional, contra 15,5% em 2012. A 
geração de autoprodutores em 2013 participou com 15,1% do 
total produzido, considerando o agregado de todas as fontes 
utilizadas. 
Importações líquidas de 39,9 TWh, somadas à geração 
nacional, asseguraram uma oferta interna de energia elétrica de 
609,9 TWh, montante 2,9% superior a 2012. O consumo final foi 
de 516,3 TWh, um acréscimo de 3,6% em comparação com 2012. 
A figura a seguir apresenta a estrutura da oferta interna 
de eletricidade no Brasil, em 2013: 
 
 
 
O 
conteúdo deste Tópico 
foi baseado no site: 
http://www.iaea.org/ini
s/collection/NCLCollec
tionStore/_Public/45/0
86/45086013.pdf 
 
 
A figura abaixo foi 
retirada do site: 
https://ben.epe.gov.br/
downloads/Relatorio_
Final_BEN_2014.pdf 
 
 
Autoprodutor de energia 
elétrica - é a pessoa física ou 
jurídica ou empresas reunidas 
em consórcio que recebem 
concessão ou autorização 
para produzir energia elétrica 
destinada ao seu uso 
exclusivo. 
10 
Ainda é preciso destacar que o Brasil dispõe de uma 
matriz elétrica de origem predominantemente renovável, com 
destaque para a geração hidráulica que responde por 64,9% da 
oferta interna. As fontes renováveis representam 79,3% da oferta 
interna de eletricidade no Brasil, que é a resultante da soma dos 
montantes referentes à produção nacional mais as Importações, 
que são essencialmente de origem renovável. 
Visando o consumidor, o setor residencial já 
apresentou crescimento de 6,2%. No setor industrial registrou 
uma ligeira alta de 0,2% no consumo de energia elétrica ao ano 
anterior. Já os demais setores – público, agropecuário, comercial 
e transportes – quando analisados nos montantes apresentaram 
variação positiva de 4,8% em relação ao ano anterior. O setor 
energético cresceu 12,6%. 
Em 2013, a capacidade total instalada de geração de 
energia elétrica do Brasil (centrais de serviço público e 
autoprodutoras) alcançou 126.743 MW, acréscimo de 
aproximadamente 5,8 GW. 
Na expansão da capacidade instalada, as centrais 
hidráulicas contribuíram com 30%, enquanto as centrais térmicas 
responderam por 65% da capacidade adicionada. Por fim, as usi-
nas eólicas foram responsáveis pelos 5% restantes de aumento 
do grid nacional. 
 
Petróleo e Derivados 
 
A produção nacional de petróleo e óleo de xisto caiu 
2,4% em 2013, atingindo a média de 2,02 milhões de barris 
diários, dos quais 91,4% são de origem marítima. Em relação aos 
estados produtores, o Rio de Janeiro foi responsável pela maior 
parcela: 72,0% do montante anual. Já a produção terrestre, 
continua sendo liderada pelo Estado do Rio Grande do Norte, com 
29,9% do total onshore. 
11 
Pelo lado do consumo foi registrado crescimento de 
6,3% de óleo diesel e queda de 0,2% de gasolina automotiva. O 
setor de transporte respondeu por 82,9% do consumo final ener-
gético de óleo diesel. 
 
Gás Natural 
 
A média diária de produção do ano foi de 77,2 milhões 
de m³/dia e o volume de gás natural importado foi, em média, 46,5 
milhões de m³/dia. Com isso, a participação do gás natural na 
matriz energética nacional atingiu o patamar de 12,8%. 
Na geração térmica a gás natural (incluindo 
autoprodutores e usinas de serviço público) houve um acréscimo 
de 47,6%, atingindo o patamar de 69,0 TWh. Em 2013, o gás 
natural destinado à geração de energia elétrica alcançou na 
média 42,7 milhões m³/dia, representando um aumento de 57,8% 
ante 2012. 
 
Carvão Vapor e Carvão Metalúrgico 
 
Na geração elétrica, o carvão utilizado é o carvão 
vapor, predominantemente de origem nacional, cujos estados 
produtores são Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul. A 
demanda de carvão vapor para esse uso final aumentou em 
59,1% em 2013, em relação ao ano anterior. 
No caso do carvão metalúrgico, registrou-se uma 
queda de 3,0% no consumo do setor siderúrgico em 2013, em 
decorrência da redução da produção física de aço bruto no perío-
do (em torno de 1,3%). 
A tabela a seguir quantifica a produção de energia 
primária no decorrer dos anos: 
 
 O conteúdo 
deste título foi baseado 
no site: 
https://ben.epe.gov.br/d
ownloads/Relatorio_Fin
al_BEN_2014.pdf 
 
 
A tabela abaixo foi 
retirada do site: 
https://ben.epe.gov.br/ 
 
12 
 
 
Observe no gráfico abaixo a produção de energia 
primária: 
 
 
 Esta 
figura foi retirada 
do site: 
https://ben.epe.g
ov.br/ 
 
13 
TÓPICO 2 
 ESTRUTURA DE UM SISTEMA ELÉTRICO DE POTÊNCIA 
(SEP) 
 
Os sistemas elétricos são tipicamente divididos em 
segmentos, como: geração, transmissão, distribuição, utilização e 
comercialização. A oferta da energia elétrica aos seus usuários é 
realizada por intermédio da prestação de serviço público 
concedido para exploração à entidade privada ou governamental. 
As empresas que prestam serviço público de energia elétrica o 
fazem por meio da concessão ou permissão concedidos pelo 
poder público. 
As etapas de geração, transmissão e distribuição de 
energia elétrica são ilustradas na figura abaixo: 
 
 
 
A etapa de geração de energia elétrica com o uso da 
tensão elétrica alternada tem sua produção expressa por uma 
onda senoidal com frequência fixa e amplitude que varia conforme 
a modalidade do atendimento em Baixa Tensão (BT), Média 
Tensão (MT) ou Alta Tensão (AT). Essa onda senoidal propaga-
se pelo sistema elétrico mantendo a frequência constante e 
 Os Tópico 2 e 
3 desta Unidade foram 
baseados no site: 
http://www.ebah.com.br/co
ntent/ABAAAfDWwAB/gtde 
 
 
 
A figura abaixo foi retirada 
do site: 
http://www.eletrobras.com 
14 
modificando a amplitude à medida que trafegue por 
transformadores. Os consumidores conectam-se ao sistema 
elétrico e recebem o produto e o serviço de energia elétrica. 
A rede de transmissão é responsável por ligar as 
grandes usinas de geração às áreas de grande consumo. Em 
geral apenas poucos consumidores com um alto consumo de 
energia elétrica são conectados às redes de transmissão em que 
predomina a estrutura de linhas aéreas. 
 A segurança é um aspecto fundamental para as redes 
de transmissão. Qualquer falta neste nível pode levar a 
descontinuidade de suprimento para um grande número de 
consumidores. A energia elétrica é permanentemente monitorada 
e gerenciada por um centro de controle. O nível de tensão 
depende do país, mas normalmente está estabelecido entre 220 
kV e 765 kV. 
A rede de subtransmissão recebe energia da rede de 
transmissão com objetivo de transportar energia elétrica a 
pequenas cidades ou importantes consumidores industriais. O 
nível de tensão está entre 35 kV e 160 kV. Em geral, o arranjo das 
redes de subtransmissão é em anel para aumentar a segurança 
do sistema. A estrutura dessas redes é feita em geral por meio de 
linhas aéreas, por vezes cabos subterrâneos próximos a centros 
urbanos fazem parte da rede. 
As redes de distribuição alimentam consumidores 
industriais de médioe pequeno porte, consumidores comerciais e 
de serviços e consumidores residenciais. 
Os níveis de tensão de distribuição são assim 
classificados segundo a Programação da Distribuição (Prodist): 
 
 alta tensão de distribuição: tensão entre fases cujo 
valor eficaz é igual ou superior a 69 kV e inferior a 
230 kV; 
 média tensão de distribuição: tensão entre fases 
cujo valor eficaz é superior a 1 kV e inferior a 69 kV; 
 O parágrafo 
ao lado, que aborda a rede 
de subtransmissão, foi 
retirado do site: 
http://www.clubedaeletroni
ca.com.br/Eletricidade/PD
F/Livro%20GTD.pdf 
 
15 
 baixa tensão de distribuição: tensão entre fases cujo 
valor eficaz é igual ou inferior a 1 kV. 
 
De acordo com a Resolução Nº 456/2000 da ANEEL e 
o módulo 3 do Prodist, a tensão de fornecimento para a unidade 
consumidora se dará de acordo com a potência instalada: 
 
 tensão secundária de distribuição inferior a 2,3 kV: 
quando a carga instalada na unidade consumidora 
for igual ou inferior a 75 kW; 
 tensão primária de distribuição inferior a 69 kV: 
quando a carga instalada na unidade consumidora 
for superior a 75 kW e a demanda contratada ou 
estimada pelo interessado, para o fornecimento, for 
igual ou inferior a 2.500 kW; 
 tensão primária de distribuição igual ou superior a 69 
kV: quando a demanda contratada ou estimada pelo 
interessado, para o fornecimento, for superior a 
2.500 kW. 
 
As tensões de conexão padronizadas para AT e MT 
são: 138 kV (AT), 69 kV (AT), 34,5 kV (MT) e 13,8 kV (MT). O 
setor terciário, tais como hospitais, edifícios administrativos, 
pequenas indústrias, entre outros são os principais usuários da 
rede MT. 
A rede BT representa o nível final na estrutura de um 
sistema de potência. Um grande número de consumidores, setor 
residencial, é atendido pelas redes em BT. 
Observe a seguir as faixas de tensão do sistema 
elétrico: 
 
 A figura 
abaixo foi retirada 
do site: 
http://www.ons.org.b
r/conheca_sistema/
mapas_sin.aspx 
16 
 
 
TÓPICO 3 
SISTEMA INTERLIGADO NACIONAL (SIN) 
 
O parque gerador nacional é constituído, 
predominantemente, de centrais hidrelétricas de grande e médio 
porte, instaladas em diversas localidades do território nacional. 
Por outro lado, existe uma concentração de demanda em 
localidades industrializadas onde não se concentram as centrais 
geradoras. Essas características são imperativas para a 
implantação de um sistema de transmissão de longa distância. 
O mapa abaixo destaca o sistema de transmissão 
brasileiro: 
 
 
 A figura 
abaixo foi retirada 
do site: 
http://www.ons.org.b
r/conheca_sistema/
mapas_sin.aspx 
17 
 
 
Até 1999, o Brasil possuía vários sistemas elétricos 
desconectados, o que impossibilitava uma operação eficiente das 
bacias hidrográficas regionais e da transmissão de energia 
elétrica entre as principais usinas geradoras. Com o objetivo de 
ampliar a confiabilidade, aperfeiçoar os recursos energéticos e 
homogeneizar mercados foi criado o Sistema Interligado Nacional 
(SIN), o qual é responsável por mais de 95% do fornecimento 
nacional. Sua operação é coordenada e controlada pelo Operador 
Nacional do Sistema Elétrico (ONS). 
A operação nacional do sistema elétrico, por meio do 
ONS, concentra sua atuação sobre a rede de operação do 
sistema interligado nacional. A rede de operação é constituída 
pela rede básica, rede complementar e usinas submetidas ao 
despacho centralizado, sendo a rede complementar aquela 
situada fora dos limites da rede básica e cujos fenômenos têm 
influência significativa nesta. 
18 
O sistema interligado de eletrificação permite que as 
diferentes regiões permutem energia entre si quando uma delas 
apresenta queda no nível dos reservatórios. Como o regime de 
chuvas é diferente nas regiões Sul, Sudeste, Norte e Nordeste os 
grandes troncos (linhas de transmissão de mais alta tensão: 500 
kV ou 750 kV) possibilitam que os pontos com produção 
insuficiente de energia sejam abastecidos por centros de geração 
em situação favorável. 
Vantagens dos sistemas interligados: 
 
 aumento da estabilidade – o sistema torna-se mais 
robusto podendo absorver, sem perda de 
sincronismo, maiores impactos elétricos; 
 aumento da confiabilidade – permite a 
continuidade do serviço em decorrência da falha ou 
da manutenção de equipamento ou ainda devido às 
alternativas de rotas para fluxo da energia; 
 aumento da disponibilidade do sistema – a 
operação integrada acresce a disponibilidade de 
energia do parque gerador em relação ao que se 
teria se cada empresa operasse suas usinas 
isoladamente; 
 mais econômico – permite a troca de reservas que 
pode resultar em economia na capacidade de 
reservas dos sistemas. O intercâmbio de energia 
está baseado no pressuposto de que a demanda 
máxima dos sistemas envolvidos acontece em 
horários diferentes. O intercâmbio pode também ser 
motivado pela importação de energia de baixo custo 
de uma fonte geradora como, por exemplo, a 
energia hidroelétrica para outro sistema cuja fonte 
geradora apresenta custo mais elevado. 
 
Desvantagens dos sistemas interligados: 
19 
 o distúrbio em um sistema afeta os demais sistemas 
interligados; 
 a operação e a proteção tornam-se mais complexas. 
 
TÓPICO 4 
ESTRUTURA INSTITUCIONAL DO SETOR ELÉTRICO 
 
O governo brasileiro, por meio de leis aprovadas em 
2004, estabeleceu as diretrizes para o funcionamento do atual 
modelo do setor elétrico brasileiro, dando alguns importantes 
passos no sentido de tornar menos vulnerável o setor elétrico 
nacional. 
Os objetivos da criação do novo modelo, segundo o 
Ministério das Minas e Energia (MME), são assegurar a eficiência 
na operação e prestação do serviço aos Consumidores, garantir a 
modicidade tarifária e criar um ambiente regulatório estável que 
seja estímulo à concorrência, mostrando-se atrativo ao ingresso 
de novos investimentos privados no setor e que mantenha 
orientação para as funções de planejamento setorial de longo, 
médio e curto prazos. 
Esse novo modelo regulatório, definiu a criação de três 
novas instituições, de onde nasceu a Empresa de Pesquisa 
Energética (EPE), que retomou o planejamento do setor no longo 
prazo; o Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico (CMSE), 
responsável por avaliar permanentemente a segurança do 
suprimento de energia elétrica do país; e a Câmara de 
Comercialização de Energia Elétrica (CCEE), com a atribuição de 
organizar as atividades de comercialização de energia no país. 
Outras alterações importantes incluíram a definição do 
exercício do Poder Concedente ao Ministério de Minas e Energia 
e a ampliação da autonomia do Operador Nacional do Sistema 
Elétrico (ONS), entidade de direito privado sem fins lucrativos, 
responsável por coordenar e controlar a operação das instalações 
de geração e de transmissão do Sistema Interligado Nacional, 
 Este Tópico 
foi baseado no site: 
http://www.tractebelener
gia.com.br/wps/portal/in
ternet/negocios/conhec
a-o-mercado-de-
energia/estrutura-
institucional-do-setor-
eletrico 
20 
objetivando otimizar a geração conjunta do sistema hidrotérmico, 
visando à segurança energética e à minimização dos custos da 
energia elétrica para os Consumidores. 
A atuação da ANEEL, agência reguladora 
independente, foi priorizada nos seus diversos papéis, em 
especial os de regulação, de fiscalização e do estabelecimento 
das tarifas, de forma a preservar o equilíbrio econômico-financeiro 
dos agentes e proteger os consumidores quanto aos custos da 
energia fornecida. 
Destaca-se também, a importância do Conselho 
Nacional de Políticas Energéticas (CNPE), conselho 
interministerial consultivo da Presidência da República, que tem 
como principais atribuições a definição de diretrizes e a aprovação 
das políticas energéticas formuladas e propostas pelo Ministério 
de Minas e Energia. 
A atual estrutura de funcionamentodo setor elétrico foi 
concebida sob um ideal de equilíbrio institucional entre Agentes 
de Governo, Agentes Públicos e Privados. Observe no 
organograma a seguir: 
 
 
 Esta figura 
foi retirada do site 
http://www.aneel.gov.br/ 
21 
 Conselho Nacional De Política Energética 
(CNPE): é um órgão interministerial de 
assessoramento à presidência da república, tendo 
como principais atribuições formular políticas e 
diretrizes de energia e assegurar o suprimento de 
insumos energéticos as áreas mais remotas ou de 
difícil acesso. É também responsável por revisar 
periodicamente as matrizes energéticas aplicadas às 
diversas regiões do país, estabelecer diretrizes para 
programas específicos, como os de uso do gás 
natural, do álcool, de outras biomassas, do carvão e 
da energia termonuclear, além de estabelecer 
diretrizes para a importação e a exportação de 
petróleo e gás natural; 
 Ministério de Minas e Energia (MME): é o órgão do 
Governo Federal responsável pela condução das 
políticas energéticas do país. Suas principais 
obrigações incluem a formulação e a implementação 
de políticas para o setor energético, de acordo com 
as diretrizes definidas pelo CNPE. O MME é 
responsável por estabelecer o planejamento do setor 
energético nacional, monitorar a segurança do 
suprimento do setor elétrico brasileiro e definir ações 
preventivas para restauração da segurança de 
suprimento no caso de desequilíbrios conjunturais 
entre oferta e demanda de energia; 
 Empresa de Pesquisa Energética (EPE): instituída 
pela Lei nº 10.847/04 e criada pelo Decreto nº 
5.184/04, a EPE é uma empresa vinculada ao MME, 
cuja finalidade é prestar serviços na área de estudos 
e pesquisas destinadas a subsidiar o planejamento 
do setor energético. Suas principais atribuições 
incluem a realização de estudos e projeções da 
matriz energética brasileira, execução de estudos 
javascript:mostrar('div_1');
javascript:mostrar('div_2');
22 
que propiciem o planejamento integrado de recursos 
energéticos, desenvolvimento de estudos que 
propiciem o planejamento de expansão da geração e 
da transmissão de energia elétrica de curto, médio e 
longo prazos, realização de análises de viabilidade 
técnico-econômica e sócio-ambiental de usinas, bem 
como a obtenção da licença ambiental prévia para 
aproveitamentos hidrelétricos e de transmissão de 
energia elétrica; 
 Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico 
(CMSE): é um órgão criado no âmbito do MME, sob 
sua coordenação direta, com a função de 
acompanhar e avaliar a continuidade e a segurança 
do suprimento elétrico em todo o território nacional. 
Suas principais atribuições incluem: acompanhar o 
desenvolvimento das atividades de geração, 
transmissão, distribuição, comercialização, 
importação e exportação de energia elétrica; avaliar 
as condições de abastecimento e de atendimento; 
realizar periodicamente a análise integrada de 
segurança de abastecimento e de atendimento; 
identificar dificuldades e obstáculos que afetem a 
regularidade e a segurança de abastecimento e 
expansão do setor e elaborar propostas para ajustes 
e ações preventivas que possam restaurar a 
segurança no abastecimento e no atendimento 
elétrico; 
 Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL): foi 
instituída pela Lei nº 9.427/96 e constituída pelo 
Decreto nº 2.335/97, com as atribuições de regular e 
fiscalizar a produção, a transmissão, a distribuição e 
a comercialização de energia elétrica, zelando pela 
qualidade dos serviços prestados, pela 
universalização do atendimento e pelo 
javascript:mostrar('div_3');
javascript:mostrar('div_4');
23 
estabelecimento das tarifas para os consumidores 
finais, sempre preservando a viabilidade econômica 
e financeira dos agentes e da indústria. As 
alterações promovidas em 2004 pelo novo modelo 
do setor estabeleceram como responsabilidade da 
ANEEL, direta ou indiretamente, a promoção de 
licitações na modalidade de leilão para a contratação 
de energia elétrica pelos agentes de distribuição do 
Sistema Interligado Nacional (SIN); 
 Câmara de Comercialização de Energia Elétrica 
(CCEE): instituída pela Lei nº 10.848/04 e criada 
pelo Decreto nº 5.177/04, absorveu as funções do 
MAE e suas estruturas organizacionais e 
operacionais. Entre suas principais obrigações 
estão: a apuração do Preço de Liquidação de 
Diferenças (PLD), utilizado para valorar as 
transações realizadas no mercado de curto prazo; a 
realização da contabilização dos montantes de 
energia elétrica comercializados; a liquidação 
financeira dos valores decorrentes das operações de 
compra e venda de energia elétrica realizadas no 
mercado de curto prazo e a realização de leilões de 
compra e venda de energia no ACR, por delegação 
da ANEEL; 
 Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS): foi 
criado pela Lei nº 9.648, de 27 de maio de 1998 e 
regulamentado pelo Decreto nº 2.655, de 2 de julho 
de 1998, com as alterações do Decreto nº 5.081, de 
14 de maio de 2004 para operar, supervisionar e 
controlar a geração de energia elétrica no SIN e 
administrar a rede básica de transmissão de energia 
elétrica no Brasil. Ele tem como objetivo principal 
atender os requisitos de carga, otimizar custos e 
garantir a confiabilidade do sistema, definindo ainda 
javascript:mostrar('div_5');
javascript:mostrar('div_6');
24 
as condições de acesso à malha de transmissão em 
AT do país; 
 Eletrobrás: controla grande parte dos sistemas de 
geração e transmissão de energia elétrica do Brasil 
por intermédio de seis subsidiárias: Chesf, Furnas, 
Eletrosul, Eletronorte, CGTEE (Companhia de 
Geração Térmica de Energia Elétrica) e 
Eletronuclear. A empresa possui ainda 50% da Itaipu 
Binacional e também controla o Centro de Pesquisas 
de Energia Elétrica (Cepel), o maior de seu gênero 
no hemisfério Sul. A Eletrobrás dá suporte a 
programas estratégicos do governo federal, como o 
Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de 
Energia Elétrica (Proinfa), o Programa Nacional de 
Universalização do Acesso e Uso da Energia 
Elétrica (Luz para Todos) e o Programa Nacional de 
Conservação de Energia Elétrica (Procel). 
 
Encerramos o estudo da Unidade I da nossa apostila. É 
importante que você entenda bem esse conteúdo, saiba como é 
composto o Sistema Elétrico Brasileiro, pois isso lhe auxiliará na 
compreensão das outras unidades. 
25 
EXERCÍCIOS 
 
1. A energia elétrica é uma das mais nobres formas de energia 
secundária. Então, descreva qual a importância da eletricidade no 
seu dia a dia? 
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________ 
 
2. Qual a principal fonte de geração de energia elétrica, mesmo 
sabendo que ela tenha perdido percentuais em seu uso? 
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________ 
 
3. Os sistemas elétricos são tipicamente divididos em segmentos, 
informe quais são eles? 
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________ 
 
26 
 CHECK LIST 
 
Nesta unidade você pôde aprender: 
 
 a importância de uma estrutura organizacional, física 
e de energia para que tenhamos uma garantia de 
utilização frequente dos recursos energéticos; 
 identificar, por meio do SEP, o caminho da 
eletricidade até o consumo final. 
 
 
 
 
27 
UNIDADE 2 
GERAÇÃODE ENERGIA ELÉTRICA 
 
 Objetivos de Aprendizagem 
 
Ao final desta unidade você deverá: 
 
 explicar o processo de geração de energia elétrica; 
 saber a diferença de tranformação da energia por 
cada fonte estudada; 
 identificar as fontes ideais para serem implantadas 
em tempos presentes e futuros. 
 
 
 Plano de Estudos 
 
Esta unidade está dividida em três tópicos, organizados 
de modo a facilitar sua compreensão dos conteúdos. 
 
TÓPICO 1: GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA 
TÓPICO 2: USINAS DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA 
TÓPICO 3: FONTES ALTERNATIVAS PARA GERAÇÃO DE 
ENERGIA ELÉTRICA 
 
 
 
 
 
28 
TÓPICO 1 
GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA 
 
Introdução 
 
A geração de energia elétrica consiste no processo de 
transformação de diferentes fontes de energia primárias e 
secundárias em energia elétrica. 
A figura abaixo apresenta um quadro das principais 
fontes primárias e secundárias, exauríveis e renováveis, 
convencionais e alternativas, para geração de energia elétrica: 
 
 
É definida como fonte de energia não renovável aquela 
cuja velocidade de reposição natural é inferior à velocidade de 
sua utilização pela humanidade. 
Ela apresenta, portanto, uma característica exaurível 
(finita) de utilização. 
 Esta 
figura foi adaptada 
pelo redator. 
 Este título foi 
baseado no site: 
http://www.portal-
energia.com/fontes-de-
energia/#ixzz3TFfkVyen 
http://www.portal-energia.com/fontes-de-energia/#ixzz3TFfkVyen
http://www.portal-energia.com/fontes-de-energia/#ixzz3TFfkVyen
http://www.portal-energia.com/fontes-de-energia/#ixzz3TFfkVyen
29 
 o carvão mineral e os seus derivados, o petróleo e 
os seus derivados, o gás natural, o xisto, a turfa e o urânio. 
 
 
 
As fontes de energia renováveis são aquelas que a 
utilização é renovável e pode ser mantida e aproveitada ao longo 
do tempo sem possibilidade de esgotamento dessa mesma fonte. 
As fontes geotérmica, gravitacional e solar constituem a base das 
fontes renováveis de energia. 
 
 a energia solar, a hidráulica, a eólica, dos 
oceanos (onda, maré e correntes marítimas), o carvão vegetal, 
quando renovado por ações de reflorestamento, a biomassa 
(lenha, resíduos agrícola), o biocombustível (etanol, biodiesel e 
óleos vegetais), o biogás, a energia geotérmica, etc. Tais fontes 
renováveis convertem radiação solar a rotação da terra e a 
energia geotérmica em energia usável em um menor tempo. 
 
O sistema global de energia atual depende 
principalmente de hidrocarbonetos como óleo, gás e carvão, os 
quais juntos compreendem aproximadamente 81% dos recursos 
energéticos. A tradicional biomassa – como madeira e esterco – 
participa com 10% e a nuclear com 6%, enquanto todas as fontes 
renováveis contribuem com apenas 3%. Essas informações estão 
ilustradas na figura a seguir: 
As fontes não renováveis são resultados de um 
processo que leva milhões de anos para converter 
luz do sol em hidrocarbonetos. 
 
 Leia mais 
sobre este assunto no 
site: http://www.portal-
energia.com/fontes-de-
energia/#ixzz3TFfkVyen 
 
http://www.portal-energia.com/fontes-de-energia/#ixzz3TFfkVyen
http://www.portal-energia.com/fontes-de-energia/#ixzz3TFfkVyen
http://www.portal-energia.com/fontes-de-energia/#ixzz3TFfkVyen
30 
 
 
 
 
 
Estima-se que em 2050, acima de 60% da eletricidade 
será gerada por fontes renováveis. 
A energia hidráulica é praticamente destinada à 
produção de energia elétrica, assim como parcela expressiva dos 
combustíveis fósseis, como carvão e urânio e derivados agrícolas. 
As fontes fósseis, nuclear e hidráulica são capazes de produzir 
grandes quantidades de energia elétrica. Muitos sistemas 
elétricos contêm uma combinação desses três tipos principais de 
geração. 
A figura a seguir ilustra a conversão de fontes não 
renováveis em energia elétrica: 
 Esta 
figura foi adaptada 
pelo redator. 
Os recursos energéticos possuem uma trajetória que 
pode ser dividida em diferentes eras, tais como: 
desde a predominância da madeira, passando ao 
carvão, aos derivados de petróleo, em direção a uma 
menor predominância do carbono por meio do gás 
natural e fontes não fósseis. 
 
31 
 
 
No entanto, grande ênfase tem sido dada ao emprego 
de fontes renováveis por constituírem a forma de energia mais 
limpa, de menor impacto ambiental decorrente do processo de 
transformação. As fontes renováveis são aquelas que são 
continuamente disponíveis e sustentáveis ao meio ambiente. Em 
particular, os combustíveis renováveis não emitem gases de efeito 
estufa ou são emissores neutros ao longo do ciclo de vida. 
A figura abaixo ilustra a conversão de fontes 
renováveis em energia elétrica 
 
 
 As figuras 
desta página foram 
retiradas do site: 
http://www.ebah.com.br
/content/ABAAAfDYoA
E/apostila-gtd?part=2 
32 
TÓPICO 2 
USINAS DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA 
 
A produção de energia elétrica é caracterizada por 
processos do tipo: eletromecânico (hidráulico, térmico, eólico, 
marémotriz), fotovoltaico e químico. 
A Empresa de Pesquisa Energética (EPE) mostra em 
seu site que, pela abundância de grandes cursos d’água, 
espalhados por quase todo o território brasileiro, a fonte 
hidrelétrica está no topo da matriz elétrica brasileira. Políticas 
públicas implementadas nos últimos anos, no entanto, têm feito 
aumentar a participação de outras fontes nessa matriz. 
 
Geração Hidrelétrica 
 
A descoberta da eletricidade tornou-se sinônimo de 
crescimento econômico e praticidade, pois a quantidade de 
energia que se disponha significa uma nova era, o início do 
englobamento das máquinas e equipamentos, aumentando a 
produção. Dentre as diversas formas de produzir a energia 
elétrica, encontra-se o aproveitamento do fluxo da água e dos 
desníveis para formar a energia mecânica e, por conseguinte, 
a energia elétrica. 
 
Princípio de Funcionamento 
 
A produção de energia elétrica por recursos hídricos é 
dada pelas transformações de energia da mesma, as quais 
podem ser de forma natural ou artificial. Porém, a forma mais 
usual é a aplicação artificial com a implantação de grandes 
barragens. 
As usinas as hidroelétricas, ou hidrelétrica, são 
constituídas por barragem, reservatório, duto e casa de força. 
 O conteúdo 
deste tópico foi baseado 
nos sites: 
http://www.ccee.org.br/port
al/faces/pages_publico/ond
e-
atuamos/fontes?_afrLoop=
61225087618795#%40%3
F_afrLoop%3D612250876
18795%26_adf.ctrl-
state%3Dlv9nmvfl1_4 
 
http://www.ahefunil.com.br/
home/educacao-
ambiental/hidreletrica 
 
 
http://www.epe.gov.br/mercado/Paginas/Mercado_15.aspx
http://www.ahefunil.com.br/home/educacao-ambiental/hidreletrica
http://www.ahefunil.com.br/home/educacao-ambiental/hidreletrica
http://www.ahefunil.com.br/home/educacao-ambiental/hidreletrica
33 
Para que uma usina seja considerada de boa eficiência deve-se 
levar em consideração suas principais variáveis, como: altura de 
queda d’água, vazão, potência instaladas, entre outros. 
A formação de energia elétrica ocorre pela 
transformação de energia potencial gravitacional, esta pode ser 
definida como a interação de um determinado corpo e a Terra. De 
forma análoga ao levantar um copo a uma determinada altura, 
transfere-se a este corpo a energia potencial gravitacional. Da 
mesma forma pode-se aplicar aos reservatórios, em que são 
contidas as águas dos rios, transferindo a estes a energia 
potencial. 
Quando se abrem as comportas da barragem, a água, 
por meio de dutos, é levada até as lâminas da turbina fazendo-a 
girar. Acoplado a turbina está o rotor do gerador, ou seja, o 
gerador ligado à turbina transforma a energia mecânica em 
eletricidade. 
A figura abaixo mostra a composição de uma Usina 
Hidrelétrica: 
 
 
 
 A 
figura abaixo foi 
retirada do site: 
http://www.ceran.
com.br/session/vi
ewPage/pageId/
64/language/pt_
BR/ 
 
34 
São construídas tubulações que irão direcionaro fluido 
para as turbinas, as quais são denominadas dutos. À medida que 
esse fluido passa irá se impor a resistência causada pelas 
turbinas e com isso movimentá-las. As turbinas, por sua vez, terão 
movimentos diretamente relacionados com a velocidade com que 
o fluido move suas pás. 
O conjunto turbina-gerador gira a velocidades 
relativamente baixas, de 50 a 300 rpm, quando comparadas às 
turbinas a vapor. Após passar pela turbina, a água retorna para o 
rio. A oscilação gerada pela força da água será transferida as 
hastes, que estarão em conexão com o imã e, como no 
experimento feito por Oersted, o campo magnético irá criar uma 
corrente elétrica alternada, que será enviada para as linhas de 
transmissões. 
Observe na figura a seguir uma turbina hidráulica 
acoplada ao gerador: 
 
 
 
A quantidade de energia produzida é proporcional a: 
 
 vazão da água; 
 Esta figura 
foi retirada do site 
http://www.portalsaofra
ncisco.com.br/alfa/ener
gia-hidreletrica/energia-
hidreletrica.php 
 
Oersted: no ínicio do 
século XIX (em 1820) 
que o 
físico dinamarquês Hans 
Christian Oersted (1777-
1851) descobriu, através 
de um experimento que 
realizou, Experiência de 
Oersted, que um fio 
retílineo conduzindo 
corrente elétrica gera ao 
seu redor um campo de 
indução magnética. 
 
http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/energia-hidreletrica/energia-hidreletrica.php&ei=pH4AVbDFDZPIsQSdpIGoAg&bvm=bv.87611401,d.cWc&psig=AFQjCNGkN_UJNYKwePZiCrcyNMF8BRB7_w&ust=1426182079736053
http://www.infoescola.com/fisica/experiencia-de-oersted/
35 
 altura do nível do reservatório. 
 
A classificação de usinas quanto à capacidade de 
produção é apresentada na tabela a seguir: 
 
 
 
Conheça as Dez Maiores Usinas Hidrelétricas do Brasil 
 
1. Usina Hidrelétrica de Itaipu: 
 Estado: Paraná; 
 Rio: Paraná; 
 Capacidade: 14.000 MW. 
 
 
 
2. Usina Hidrelétrica de Belo Monte: 
 estado: Pará; 
 rio: Xingú; 
 capacidade: 11.233 MW. 
 As figuras 
deste título foram 
retiradas do site: 
Eletrobras.com 
 
 Esta tabela 
foi retirada do site: 
http://chp.com.br/site/in
dex.php/category/newsl
etter/#.VP4apiS5fIU 
 
http://chp.com.br/site/index.php/conheca-as-10-maiores-usinas-hidreletricas-do-brasil/
36 
 
 
3. Usina Hidrelétrica São Luíz do Tapajós: 
 estado: Pará; 
 rio: Tapajós; 
 capacidade: 8.381 MW. 
 
 
 
4. Usina Hidrelétrica de Tucuruí: 
 estado: Pará; 
 rio: Tocantins; 
 capacidade: 8.370 MW. 
37 
 
 
5. Usina Hidrelétrica de Santo Antônio: 
 estado: Rondônia; 
 rio: Madeira; 
 capacidade: 3.300 MW. 
 
 
 
6. Usina Hidrelétrica de Ilha Solteira: 
 estado: São Paulo; 
 rio: Paraná; 
 capacidade: 3.444 MW. 
38 
 
7. Usina Hidrelétrica de Jirau: 
 estado: Rondônia; 
 rio: Madeira; 
 capacidade: 3.300 MW. 
 
 
8. Usina Hidrelétrica de Xingó: 
 estados: Alagoas e Sergipe; 
 rio: São Francisco; 
 capacidade: 3.162 MW. 
39 
 
9. Usina Hidrelétrica de Paulo Afonso IV: 
 estado: Bahia; 
 rio: São Francisco; 
 capacidade: 2.462 MW. 
 
 
10. Usina Hidrelétrica Jatobá: 
 estado: Pará; 
 rio: Tapajós; 
 capacidade: 2.338 MW. 
 
40 
 
 
Os impactos da construção de reservatórios são 
relativamente bem documentados para muitas bacias 
hidrográficas. Esses impactos estão relacionados ao tamanho, ao 
volume, ao tempo de retenção do reservatório, a localização 
geográfica e a localização no curso do rio. Os principais impactos 
detectados são: 
 
 inundação de áreas agricultáveis; 
 perda de vegetação e da fauna terrestres; 
 interferência na migração dos peixes; 
 mudanças hidrológicas a jusante da represa; 
 alterações na fauna do rio; 
 interferências no transporte de sedimentos; 
 aumento da distribuição geográfica de doenças de 
veiculação hídrica; 
 perdas de heranças históricas e culturais, alterações 
em atividades econômicas e usos tradicionais da 
terra; 
 problemas de saúde pública devido à deterioração 
ambiental; 
 problemas geofísicos devido ao acumulo de água 
foram detectados em alguns reservatórios; 
41 
 perda da biodiversidade terrestre e aquática; 
 efeitos sociais por realocação. 
 
Nem todos os efeitos da construção dos reservatórios 
são negativos. Deve-se considerar também muitos efeitos 
positivos como: 
 
 produção de energia: hidroeletricidade; 
 retenção de água regionalmente; 
 aumento do potencial de água potável e de recursos 
hídricos reservados; 
 criação de possibilidades de recreação e turismo; 
 aumento do potencial de irrigação; 
 aumento e melhoria da navegação e do transporte; 
 aumento da produção de peixes e da possibilidade 
de aquicultura; 
 regulação do fluxo e inundações; 
 aumento das possibilidades de trabalho para a 
população local. 
 
Como usinas hidrelétricas utilizam a água como 
fonte primária, não existe custo, além de não ser poluente e ser 
renovável. Porém, o custo do capital para construção civil é alto, 
além do tempo de construção relativamente alto. 
 
Geração Termelétrica 
 
O que É? 
 
Energia termoelétrica é aquela gerada a partir da 
queima de combustíveis fósseis (diesel, carvão mineral, gás 
natural, gasolina, etc.) realizada nas usinas termoelétricas. Ela 
utiliza a energia obtida pela combustão de combustível fóssil e de 
42 
resíduos agroindustriais ou pela energia térmica liberada em 
reações nucleares 
 
Vantagens 
 
Em comparação com usinas hidrelétricas, as 
termelétricas são mais rápidas para se construir, podendo assim 
suprir carências de energia de forma mais rápida. Elas podem ser 
instaladas em locais próximos às regiões de consumo, reduzindo 
o custo com torres e linhas de transmissão. São alternativas para 
países que não possuem outros tipos de fontes de energia. 
 
Desvantagens 
 
Como são usados combustíveis fósseis para queimar e 
gerar energia há uma grande liberação de poluentes na 
atmosfera. Esses poluentes são responsáveis pela geração do 
efeito estufa e do aumento do aquecimento global. Portanto, esse 
tipo de energia é altamente prejudicial ao meio ambiente. 
Outra desvantagem das termelétricas é que o custo 
final desse tipo energia é mais elevado do que a gerada em 
hidrelétricas, em função do preço dos combustíveis fósseis. 
O sistema convencional das termelétricas consiste 
basicamente de uma caldeira, uma turbina a vapor, um 
condensador e um sistema de bombas. Na caldeira, que recebe o 
calor liberado pela combustão, a água passa do estado líquido 
para o gasoso (vapor) a uma pressão bem maior que a 
atmosférica. Quanto maior a temperatura desse vapor, maior a 
eficiência das turbinas. 
A figura abaixo mostra a estrutura de uma usina 
termelétrica: 
43 
 
 
Como Funciona a Usina Termelétrica via Carvão? 
 
A figura a seguir ilustra e descreve os principais pontos 
para o funcionamento de uma termelétrica, observe: 
 
 
 Estas 
figuras sobre usinas 
termelétricas foram 
retiradas do site: 
http://caroldaemon.
blogspot.com.br/201
3/09/como-
funciona-uma-
termoeletrica.html 
 
44 
Por mais sofisticadas que sejam as instalações das 
usinas termelétricas suas partes principais sempre serão uma 
caldeira, uma turbina, um gerador e um condensador, o esquema 
geral é ilustrado na figura acima. 
A água é transformada em vapor na caldeira 
normalmente pela queima de combustíveis fósseis ou em alguns 
casos pela energia liberada pela fissão nuclear e esse vapor, 
apesar de poder ser utilizado na temperatura na qual sai da 
caldeira, é passado em um equipamento chamado super 
aquecedor, que tem como função aumentar a temperatura para 
aumentar assim a eficácia da geração de energia elétrica. 
Em seguida o vapor é direcionado através das linhas 
para a turbina a vapor, que com sua rotação aciona o gerador que 
com a movimentaçãode imãs ocasionará a geração de corrente 
elétrica alternada. O vapor ao sair da turbina já estará quase 
retornando ao estado líquido, então ele é direcionado a um 
condensador que promove essa transformação e essa água 
depois de tratada pode ser reutilizada. 
 
 
 
 
 
 
Energia Termelétrica no Brasil 
 
Em função do grande potencial hídrico, o Brasil utiliza a 
energia termelétrica de forma estratégica. Esse uso ocorre 
quando há diminuição de água, provocada pela carência de 
chuvas, nas represas que abastecem as usinas hidrelétricas. 
As usinas termelétricas eram de grande utilidade logo no 
princípio do uso da energia elétrica, pois elas são capazes 
de produzir energia elétrica sem muitos gastos, o que era 
bastante interessante na época. Porém, essas usinas 
causam um impacto ambiental muito grande, pois com a 
queima de combustíveis fosseis aumenta a emissão de 
gases que aumentarão o efeito estufa e a chuva ácida. 
 
45 
 Existem em nosso país cerca de 50 usinas 
termelétricas espalhadas por vários estados. Todas essas usinas 
em funcionamento podem gerar cerca de 15 mil MW de energia 
(Megawatts), correspondendo a 7,5% de participação no sistema 
elétrico nacional. 
A tabela a seguir mostra a quantidade de usinas e o 
tipo de combustível fóssil em operação no Brasil atualmente: 
 
 
 
O carvão é a fonte energética mais usada no mundo 
para geração de energia elétrica por sua abundância, pela 
distribuição de jazidas no mundo e por suas vantagens 
econômicas. É também a fonte que mais contribui com emissões 
atmosféricas. 
Considerações sobre as usinas termelétricas a carvão 
mineral no Brasil: 
 
 opção natural na região Sul do país; 
 necessidade de equacionamento de problemas 
ambientais (cinzas e enxofre); 
 o Brasil possui reservas grandes, mas o carvão é de 
baixa qualidade. 
 
Na sequência, você pode observar uma foto da usina 
termelétrica a carvão Jorge Lacerda, localizada em Capivari de 
Baixo – SC: 
 
 As 
informações da 
tabela abaixo foram 
retiradas do site: 
aneel.gov.br 
46 
 
 
Nas usinas termelétricas a gás, a primeira etapa do 
processo consiste na mistura de ar comprimido com o gás natural 
a fim de se obter a combustão. O resultado é a emissão de gases 
em alta temperatura, que provocam o movimento das turbinas 
conectadas aos geradores de eletricidade. A energia térmica, 
portanto, transforma-se em mecânica e, em seguida, em elétrica. 
O interesse pelo gás natural está diretamente 
relacionado à busca de alternativas para o petróleo e a procura de 
fontes menos agressivas ao meio ambiente. Um exemplo é o 
próprio Brasil, cuja expansão acelerada do consumo está 
diretamente relacionada às importações da Bolívia, que desde os 
anos 80 está entre os países com maiores reservas da América 
Latina, junto à Argentina e a Venezuela. Essa importação foi 
proporcionada pelo início da operação do gasoduto Bolívia/Brasil 
em 1999. 
Abaixo podemos ver uma foto da construção do 
gasoduto Brasil-Bolívia: 
 
 Esta figura 
foi retirada do site: 
http://poloelectro.com.br/s
ite/noticia_interna.php?id
_noticia=90 
 
47 
 
 
Informações importantes que podemos destacar: 
 
 custos operacionais altos (custo do combustível); 
 maior risco cambial (gás importado); 
 geralmente localizadas próximas aos centros de 
consumo de energia elétrica. 
 
Usinas Nucleares 
 
A energia nuclear é uma fonte de geração de energia 
elétrica com muitas vantagens na atualidade, especialmente no 
que se refere às questões relacionadas ao aquecimento global, 
apesar de possuir, também, desvantagens relevantes. Malefícios 
que vem fazendo com que essa forma de energia tenha várias 
unidades desativadas ao longo do mundo, já que é uma fonte que 
manipula materiais radioativos. No Brasil, a energia nuclear é uma 
fonte de geração com pouca expressão na matriz energética do 
país, existindo apenas duas usinas em operação e uma em 
construção. 
 
Esta 
figura foi retirada do 
site: aneel.gov.br 
 
Parte do 
conteúdo referente a 
energia nuclear foi 
retirado dos sites: 
http://www.biodieselbr.co
m/energia/nuclear/energi
a-eletrica-nuclear.htm 
 
http://www.eletronuclear.
gov.br/AEmpresa/Central
Nuclear/Angra3.aspx 
 
 
http://www.biodieselbr.com/energia/nuclear/energia-eletrica-nuclear.htm
http://www.biodieselbr.com/energia/nuclear/energia-eletrica-nuclear.htm
http://www.biodieselbr.com/energia/nuclear/energia-eletrica-nuclear.htm
http://www.eletronuclear.gov.br/AEmpresa/CentralNuclear/Angra3.aspx
http://www.eletronuclear.gov.br/AEmpresa/CentralNuclear/Angra3.aspx
http://www.eletronuclear.gov.br/AEmpresa/CentralNuclear/Angra3.aspx
48 
Princípio de Funcionamento 
 
A energia nuclear está intimamente relacionada com a 
estrutura da matéria: os átomos, formados pelas partículas 
elementares (elétrons, prótons e nêutrons, como ilustrado na 
figura abaixo). Os elétrons possuem carga negativa, os prótons, 
carga positiva e os nêutrons não possuem carga. 
Veja abaixo o modelo planetário do átomo: 
 
 
 
Experiências empíricas ao longo da história mostraram 
que cargas iguais se repelem e cargas de sinais opostos se 
atraem. A força nuclear (também chamada de energia nuclear), 
impede que o núcleo do átomo se desintegre e faz com o mesmo 
concentre grande quantidade de energia. 
As usinas nucleares irão utilizar exatamente essa 
energia contida no núcleo de um átomo pesado, átomo que é 
formado por muitos prótons e nêutrons, para produzir energia 
elétrica. 
Essa última será obtida por meio do processo de fissão 
nuclear, no qual o núcleo do átomo é atingido por um nêutron, o 
que faz com que ele seja dividido em dois ou mais pedaços e 
libere energia, principalmente em forma de calor e radiação. 
Quando um núcleo de um átomo é quebrado os nêutrons, que são 
 Esta figura foi 
retirada do site: 
http://www.infoescola.com/q
uimica/atomo/ 
 
http://www.infoescola.com/wp-content/uploads/2010/08/atomo.jpg
49 
liberados juntamente com o calor e a radiação, são utilizados para 
dividir o núcleo de outros átomos, formando uma reação em 
cadeia. Outro processo para a obtenção da energia proveniente 
do núcleo é o de fusão nuclear, que é muito mais complexo e por 
isso não é utilizado nas usinas. 
Os elementos químicos mais utilizados para esse 
processo são o Urânio, o Plutônio e o Tório, que apresentam 
características favoráveis para a produção de energia. No caso do 
metal Urânio, antes de ser realmente utilizado, ele passa por um 
processo de enriquecimento, porque a maior parte do Urânio 
presente na natureza é “pobre” em termos energéticos e por isso 
não serviria para o processo de produção de energia. O Urânio 
encontrado na natureza com pouca energia é denominado de 
Urânio U-238. 
De uma maneira mais simples, podemos dizer que uma 
das principais utilizações da energia nuclear é a geração de 
energia elétrica. Usinas nucleares são usinas térmicas que usam 
o calor produzido na fissão para movimentar vapor de água, que, 
por sua vez, movimenta as turbinas em que se produz a 
eletricidade. Em um reator de potência do tipo PWR (termo, em 
inglês, para reator a água pressurizada), como os reatores 
utilizados no Brasil, o combustível é o urânio enriquecido cerca de 
3,5%. 
Isso significa que o urânio encontrado na natureza, que 
contém apenas 0,7% do isótopo 235U, deve ser processado 
(‘enriquecido’) para que essa proporção chegue a 3,5%). Em 
reatores de pesquisa ou de propulsão – estes últimos usados 
como fonte de energia de motores em submarinos e navios –, o 
enriquecimento pode variar bastante. Para a confecção de 
bombas nucleares, é necessário um enriquecimento superior a 
90%. 
O processo completo de obtenção do combustível 
nuclear é conhecido como ciclo do combustível e compreende 
diversas etapas: 
50 
 
1. extração do minério do solo; 
2. beneficiamento para separar o urânio de outros 
minérios;3. conversão em gás do produto do beneficiamento, o 
chamado yellow cake (ou ‘bolo amarelo’); 
4. enriquecimento do gás, no qual a proporção de 
235U é aumentada até o nível desejado; 
5. reconversão do gás de urânio enriquecido para o 
estado de pó; 
6. fabricação de pastilhas a partir da compactação do 
pó; 
7. e finalmente a montagem dos elementos 
combustíveis, quando se colocam as pastilhas em 
cilindros metálicos que irão formar os elementos 
combustíveis do núcleo do reator. 
 
Você sabia que: 
 
 atualmente, no mundo, estão em operação 440 
reatores nucleares voltados para a geração de 
energia em 31 países. Outros 33 estão em 
construção. Cerca de 17% da geração elétrica 
mundial é de origem nuclear, a mesma proporção do 
uso de energia hidrelétrica e de energia produzida 
por gás; 
 alguns países desenvolvidos têm seu abastecimento 
de energia elétrica com um alto percentual de 
geração nuclear. Entre eles, a França tem 78%, a 
Bélgica 57%, o Japão 39%, a Coréia do Sul 39%, a 
Alemanha 30%, a Suécia 46%, a Suíça 40%. 
Somente nos Estados Unidos, os 104 reatores em 
funcionamento, que geram 20% da eletricidade 
daquele país, produzem mais eletricidade que todo o 
51 
sistema brasileiro de geração elétrica. Além desses 
reatores, funcionam mais 284 reatores de pesquisa 
em 56 países, sem contar um número estimado de 
220 reatores de propulsão em navios e submarinos. 
 
A figura abaixo mostra o funcionamento de uma usina 
termonuclear: 
 
 
A instalação de usinas nucleares no Brasil foi decidida 
no final da década de 60. Com elas, o Governo Federal pretendia 
adquirir conhecimento sobre a nova tecnologia que se expandia 
rapidamente pelo mundo e, ao mesmo tempo, resolver um 
problema localizado: a necessidade de complementação térmica 
para o suprimento de eletricidade ao Rio de Janeiro. 
A Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto (CNAAA) 
conta com duas usinas em operação. A primeira é Angra 1, que 
entrou em operação comercial em 1985 e tem potência de 640 
 A figura 
abaixo foi retirada do 
site: 
http://geografianovest.
blogspot.com.br/2011_
03_01_archive.html 
 
http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=http://geografianovest.blogspot.com/2011_03_01_archive.html&ei=dpoAVd_ZB_O0sATlt4KoAw&bvm=bv.87920726,d.cWc&psig=AFQjCNHkttVsXgYLG6eIT8megUyhIKt1Nw&ust=1426189084120409
52 
megawatts. A outra é Angra 2, que começou a operar em 2001 e 
cuja potência é de 1.350 megawatts. Para os próximos anos, está 
prevista a entrada em operação de Angra 3, de 1.405 megawatts, 
que está com as obras a pleno vapor. A usina será uma réplica de 
Angra 2, mas incorporando os avanços tecnológicos 
desenvolvidos desde a construção da segunda usina do complexo 
de Angra. 
As usinas nucleares dão uma importante contribuição 
para a matriz elétrica brasileira. Juntas, geram o equivalente a um 
terço do consumo de energia elétrica do estado do Rio de Janeiro. 
Elas também representam 3% da geração nacional. 
Além disso, permitem que o Operador Nacional do 
Sistema Elétrico (ONS) – órgão responsável pela coordenação do 
Sistema Interligado Nacional (SIN) – regule o nível dos 
reservatórios das hidrelétricas que suprem quase 90% da 
eletricidade do país. 
Abaixo você pode ver uma foto da usina nuclear de 
Angra dos Reis – RJ: 
 
 
 
 A 
figura abaixo foi 
retirada do site: 
http://www.eletron
uclear.gov.br/AEm
presa/CentralNucl
ear/Angra2.aspx 
 
53 
Saiba Mais 
 
Angra 3 será a terceira usina da Central Nuclear 
Almirante Álvaro Alberto (CNAAA), localizada na praia de Itaorna, 
em Angra dos Reis (RJ). Quando entrar em operação comercial, 
em 2018, a nova unidade com potência de 1.405 megawatts, será 
capaz de gerar mais de 12 milhões de megawatts-hora por ano, 
energia suficiente para abastecer as cidades de Brasília e Belo 
Horizonte durante o mesmo período. Com Angra 3, a energia 
nuclear passará a gerar o equivalente a 50% do consumo do 
Estado do Rio de Janeiro. 
Angra 3 é irmã gêmea de Angra 2. Ambas contam com 
tecnologia alemã Siemens/KWU (hoje, Areva ANP). As etapas de 
construção da unidade incluem as obras civis, a montagem 
eletromecânica, o comissionamento de equipamentos e sistemas 
e os testes operacionais. 
Observe a seguir uma imagem da usina nuclear em Angra 3, em 
construção – RJ: 
 
 
 
 A 
figura abaixo foi 
retirada do site: 
http://www.eletron
uclear.gov.br/AEm
presa/CentralNucl
ear/Angra3.aspx 
 
54 
 
 
 
 
 
 
 
Ainda em relação às usinas nucleares podemos 
destacar: 
 
 alto investimento na construção; 
 custo de operação razoavelmente barato (urânio); 
 fonte energética de controle estatal; 
 problemas ambientais (destino dos resíduos 
radioativos), sociais e políticos; 
 a energia nuclear também não depende de fatores 
climáticos como a chuva, luz do sol e vento para 
produzir energia tal como a energia eólica necessita 
dos ventos, a solar da luz do sol e a hidrelétrica da 
chuva para encher os reservatórios; 
 uma usina de energia nuclear não necessita de uma 
área muito grande para construir suas instalações, o 
que acaba por se tornar uma vantagem muito 
grande em relação às hidrelétricas; 
 além disso, acidentes que podem ocorrer na usina, 
sejam por erros humanos ou provocados por 
catástrofes naturais como terremotos e tsunamis, 
acabam sempre por contaminar com radiação 
quilômetros de terras situados nas redondezas da 
usina, provocando como consequência a evacuação 
Curiosidade: a função do reator no processo é funcionar 
como uma central térmica, na qual o calor fornecido à 
água vem do urânio e não de um combustível fóssil como 
o carvão, por exemplo. Isso é uma vantagem da energia 
nuclear, pois a fissão do Urânio libera muito mais energia 
do que a queima do carvão. Para se ter uma ideia, 10 g 
de Urânio liberam energia equivalente a queima de 
1.200 kg de carvão ou 700 kg de óleo combustível. 
 
 
55 
de cidades inteiras que estejam próximas a usina e o 
surgimento de doenças graves como o câncer nas 
pessoas que entrarem em contato por muito tempo 
com a radiação. 
 
TÓPICO 3 
FONTES ALTERNATIVAS PARA GERAÇÃO DE ENERGIA 
ELÉTRICA 
 
A Energia Verde 
 
No final dos anos 90 foi construído o então chamado 
“mercado da energia verde” e ele está de modo crescente em 
vários países europeus. Ele é resultado do compromisso para 
redução das emissões de dióxido de carbono (CO2) assumido 
pelas nações desenvolvidas na assinatura do Protocolo de Kyoto 
e ratificado pelo Tratado em 2005. Ele favorece, portanto, a 
implementação de usinas abastecidas por fontes renováveis que 
permitem a “captura” – ou, em outras palavras, reduzem ao efeito 
estufa na atmosfera. 
As fontes de energia renovável são aquelas em que 
os recursos naturais utilizados são capazes de se regenerar, ou 
seja, são considerados inesgotáveis, diferente de fontes não 
renováveis como o petróleo. 
Os principais recursos naturais utilizados na obtenção 
de energia limpa são: 
 
 o sol: energia solar; 
 o vento: energia eólica; 
 os rios e as correntes de água doce: energia 
hidráulica; 
 as marés e os oceanos: energia mareomotriz e 
energia das ondas; 
 a matéria orgânica: biomassa; 
 O 
conteúdo 
referente a 
energia verde foi 
baseado no site: 
http://www.aneel.g
ov.br/arquivos/PD
F/atlas_par2_cap
5.pdf 
 
 
http://www.aneel.gov.br/arquivos/PDF/atlas_par2_cap5.pdf
http://www.aneel.gov.br/arquivos/PDF/atlas_par2_cap5.pdf
http://www.aneel.gov.br/arquivos/PDF/atlas_par2_cap5.pdf
http://www.aneel.gov.br/arquivos/PDF/atlas_par2_cap5.pdf
56 
 o calor da Terra: energia geotérmica. 
 
Consideramos também os combustíveis renováveis, 
os quais ganharam muito destaque nos últimos anos. 
Os combustíveis renováveis são aqueles que provem 
de matéria-prima renovável para a natureza, como a cana-de-
açúcar, utilizada para a fabricaçãodo álcool e também de vários 
outros vegetais, como a mamona e girassol utilizados para a 
fabricação do biodiesel ou outros óleos vegetais que podem ser 
usados diretamente em motores diesel com algumas adaptações. 
Na sequência, leia a notícia publicada pela ANEEL: 
 
ANEEL aprova regras para facilitar a geração de energia nas unidades 
consumidoras 
17/04/2012 
 
A diretoria da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) 
aprovou hoje (17/04) regras destinadas a reduzir barreiras para instalação de 
geração distribuída de pequeno porte, que incluem a microgeração, com até 
100 KW de potência, e a minigeração, de 100 KW a 1 MW. A norma cria o 
Sistema de Compensação de Energia, que permite ao consumidor instalar 
pequenos geradores em sua unidade consumidora e trocar energia com a 
distribuidora local. A regra é válida para geradores que utilizem fontes 
incentivadas de energia (hídrica, solar, biomassa, eólica e cogeração 
qualificada). 
Pelo sistema, a unidade geradora instalada em uma residência, 
por exemplo, produzirá energia e o que não for consumido será injetado no 
sistema da distribuidora, que utilizará o crédito para abater o consumo dos 
meses subsequentes. Os créditos poderão ser utilizados em um prazo de 36 
meses e as informações estarão na fatura do consumidor, a fim de que ele 
saiba o saldo de energia e tenha o controle sobre a sua fatura. 
Os órgãos públicos e as empresas com filiais que optarem por 
participar do sistema de compensação também poderão utilizar o excedente 
produzido em uma de suas instalações para reduzir a fatura de outra unidade. 
 
Medição 
 
O consumidor que instalar micro ou minigeração distribuída será 
responsável inicialmente pelos custos de adequação do sistema de medição 
 Esta 
notícia foi retirada 
do site: 
http://www.aneel.g
ov.br/aplicacoes/n
oticias/Output_Not
icias.cfm?Identida
de=5457&id_area
=90 
 
 
http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/noticias/Output_Noticias.cfm?Identidade=5457&id_area=90
http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/noticias/Output_Noticias.cfm?Identidade=5457&id_area=90
http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/noticias/Output_Noticias.cfm?Identidade=5457&id_area=90
http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/noticias/Output_Noticias.cfm?Identidade=5457&id_area=90
http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/noticias/Output_Noticias.cfm?Identidade=5457&id_area=90
http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/noticias/Output_Noticias.cfm?Identidade=5457&id_area=90
57 
necessário para implantar o sistema de compensação. Após a adaptação, a 
própria distribuidora será responsável pela manutenção, incluindo os custos de 
eventual substituição. 
 Além disso, as distribuidoras terão até 240 dias após a publicação 
da resolução para elaborar ou revisar normas técnicas para tratar do acesso 
desses pequenos geradores, tendo como referência a regulamentação vigente, 
as normas brasileiras e, de forma complementar, as normas internacionais. 
 
Vantagens 
 
A geração de energia elétrica próxima ao local de consumo ou na 
própria instalação consumidora, chamada de “geração distribuída”, pode trazer 
uma série de vantagens sobre a geração centralizada tradicional, como, por 
exemplo, economia dos investimentos em transmissão, redução das perdas 
nas redes e melhoria da qualidade do serviço de energia elétrica. 
Como a regra é direcionada a geradores que utilizem fontes 
renováveis de energia, a agência espera oferecer melhores condições para o 
desenvolvimento sustentável do setor elétrico brasileiro, com aproveitamento 
adequado dos recursos naturais e utilização eficiente das redes elétricas. 
O assunto foi amplamente discutido com a sociedade em uma 
consulta e uma audiência pública. A audiência ficou aberta no período de 
08/08/2011 a 14/10/2011 e, ao todo, foram recebidas 403 contribuições de 
agentes do setor, universidades, fabricantes, associações, consultores, 
estudantes e políticos. 
 
 
Veremos a seguir algumas formas eficientes de 
energias renováveis e que poderão ser utilizadas em micro, 
pequeno, médio e grande porte. 
No grupo chamado “fontes alternativas” estão 
abrigados o vento (energia eólica), o sol (energia solar), o mar, a 
energia geotérmica (calor existente no interior da Terra), o esgoto, 
o lixo, os dejetos animais, entre outros. De modo comum, elas 
têm o fato de serem renováveis e, portanto, corretas do ponto de 
vista ambiental. Permitem não só a diversificação, mas também a 
“limpeza” da matriz energética local ao reduzir a dependência dos 
combustíveis fósseis, como carvão e petróleo, cuja utilização é 
responsável pela emissão de grande parte dos gases que 
58 
provocam o efeito estufa. Sendo também que podem operar como 
fontes complementares a grandes usinas hidrelétricas, cujos 
principais potenciais já foram quase integralmente aproveitados 
nos países desenvolvidos. 
 
Geração Eólica 
 
Denomina-se energia eólica a energia cinética contida 
nas massas de ar em movimento (vento). Seu aproveitamento 
ocorre por meio da conversão da energia cinética de translação 
em energia cinética de rotação, com o emprego de turbinas 
eólicas, também denominadas aerogeradores, para a geração de 
eletricidade, ou cataventos (e moinhos), para trabalhos mecânicos 
com bombeamento d’água. 
Na Holanda, entre os séculos XVII a XIX, o uso de 
moinhos de vento em grande escala esteve amplamente 
relacionado com a drenagem de terras cobertas pelas águas. A 
área de Beemster Polder, que ficava três metros abaixo do nível 
do mar, foi drenada por 26 moinhos de vento de até 50 HP cada, 
entre os anos de 1608 e 1612. Mais tarde, a região de Schermer 
Polder também foi drenada por 36 moinhos de vento durante 
quatro anos, a uma vazão total de 1.000 m3/min.(SHEPHERD, 
1994). Os moinhos de vento na Holanda tiveram uma grande 
variedade de aplicações. 
Abaixo você observa um moinho de vento típico da 
Holanda: 
 
 O conteúdo 
sobre energia eólica foi 
baseado no site: 
http://www.energiareno
vavel.org/index.php?opt
ion=com_content&task
=view&id=52&Itemid=1
36 
http://www.cresesb.cep
el.br/index.php?section
=com_content&cid=tuto
rial_eolica 
 
 
http://www.energiarenovavel.org/index.php?option=com_content&task=view&id=52&Itemid=136
http://www.energiarenovavel.org/index.php?option=com_content&task=view&id=52&Itemid=136
http://www.energiarenovavel.org/index.php?option=com_content&task=view&id=52&Itemid=136
http://www.energiarenovavel.org/index.php?option=com_content&task=view&id=52&Itemid=136
http://www.energiarenovavel.org/index.php?option=com_content&task=view&id=52&Itemid=136
http://www.cresesb.cepel.br/index.php?section=com_content&cid=tutorial_eolica
http://www.cresesb.cepel.br/index.php?section=com_content&cid=tutorial_eolica
http://www.cresesb.cepel.br/index.php?section=com_content&cid=tutorial_eolica
http://www.cresesb.cepel.br/index.php?section=com_content&cid=tutorial_eolica
59 
 
 
A primeira turbina eólica comercial ligada à rede 
elétrica pública foi instalada em 1976, na Dinamarca. Atualmente, 
existem mais de 30 mil turbinas eólicas em operação no mundo. 
Em 1991, a Associação Europeia de Energia Eólica estabeleceu 
como metas a instalação de 4.000 MW de energia eólica na 
Europa até o ano 2000 e 11.500 MW até o ano 2005. 
 
 
 
Para que a energia eólica seja considerada 
tecnicamente aproveitável, é necessário que sua densidade seja 
maior ou igual a 500 W/m2, a uma altura de 50 m, o que requer 
uma velocidade mínima do vento de 7 a 8 m/s (GRUBB; MEYER, 
1993). 
Segundo a Organização Mundial de Meteorologia, em 
apenas 13% da superfície terrestre o vento apresenta velocidade 
média igual ou superior a 7 m/s, a uma altura de 50 m. Essa 
 Esta 
figura foi retirada 
do site: 
http://www.cresesb
.cepel.br/index.php
?section=com_con
tent&cid=tutorial_e
olica 
 
Atualmente esses valores já foram superados 
conforme vocês verão no longo do contexto. 
 
60 
proporção varia muito entre regiões e continentes, chegando a32% na Europa Ocidental, como indicado na tabela abaixo: 
 
 
 
O perfil do crescimento da energia eólica na década de 
90 indica perspectivas promissoras para o crescimento da 
indústria eólica mundial para as próximas décadas. Mesmo 
considerando-se uma desaceleração no aumento da potência 
instalada nos últimos anos, a procura por novos mercados e o 
desenvolvimento de aerogeradores de maior porte mostram boas 
perspectivas para um crescimento mais sustentável e não tão 
acelerado para a próxima década. 
A tabela abaixo mostra a capacidade instalada de 
geração eólica em MW por país: 
 
 
 
 
 A 
tabela acima foi 
retirada do site 
http://www.aneel.
gov.br/aplicacoes
/atlas/pdf/06-
Energia_Eolica(3
).pdf 
 
 “Brasil 
ultrapassa Alemanha 
em expansão de 
energia eólica em 
2015”. Quer saber mais 
sobre o assunto acesse: 
http://www.pac.gov.br/no
ticia/22d0c0bd 
 
 
http://www.pac.gov.br/noticia/22d0c0bd
http://www.pac.gov.br/noticia/22d0c0bd
61 
 
 
62 
Considerando que a energia eólica provém da radiação 
solar uma vez que os ventos são gerados pelo aquecimento 
não uniforme da superfície terrestre. Uma estimativa da 
energia total disponível dos ventos ao redor do planeta pode ser 
feita a partir da hipótese de que, aproximadamente, 2% da 
energia solar absorvida pela Terra é convertida em energia 
cinética dos ventos. Este percentual, embora pareça pequeno, 
representa centenas de vezes a potência anual instalada nas 
centrais elétricas do mundo. 
As regiões tropicais, que recebem os raios solares 
quase que perpendicularmente, são mais aquecidas do que as 
regiões polares. O deslocamento de massas de ar determina a 
formação dos ventos. 
 
Curiosidade 
 
Existem locais no globo terrestre nos quais os ventos 
jamais cessam de “soprar”, pois os mecanismos que os produzem 
(aquecimento no equador e resfriamento nos polos) estão sempre 
presentes na natureza. São chamados de ventos planetários ou 
constantes, e podem ser classificados em: 
 
 alísios: ventos que sopram dos trópicos para o 
equador, em baixas altitudes; 
 contra-alísios: ventos que sopram do equador para 
os pólos, em altas altitudes; 
 ventos do oeste: ventos que sopram dos trópicos 
para os pólos; 
 polares: ventos frios que sopram dos pólos para as 
zonas temperadas. 
 
A figura abaixo mostra a formação dos ventos devido 
ao deslocamento das massas de ar: 
 
63 
 
 
Observe a seguir o cálculo do potencial eólico 
brasileiro: 
 
 
 A figura ao 
lado foi retirada do Atlas 
Eólico do Brasil, 1998. 
E a tabela abaixo foi 
retirada do site: 
http://www.cresesb.cepel
.br/index.php?section=co
m_content&lang=pt&cid=
261 
 
 
64 
Tipos de Aerogeradores para Geração de Energia Elétrica 
 
Rotores de Eixo Vertical 
 
Em geral, os rotores de eixo vertical têm a vantagem de 
não necessitarem de mecanismos de acompanhamento para 
variações da direção do vento, o que reduz a complexidade do 
projeto e os esforços devido às forças de Coriolis. 
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 
constituem-se de lâminas curvas (duas ou três) de perfil 
aerodinâmico, atadas pelas duas pontas ao eixo vertical. A seguir 
temos um aerogerador experimental de eixo vertical (SANDIA, 
2006): 
 
 
 
Rotores de Eixo Horizontal 
 
Os rotores de eixo horizontal são os mais comuns e grande parte 
da experiência mundial está voltada para a sua utilização. Eles 
são movidos por forças aerodinâmicas chamadas de forças de 
sustentação (lift) e forças de arrasto (drag). Na sequência temos 
um aerogerador de eixo horizontal: 
 
 Esta figura 
foi retirada do site: 
http://www.cresesb.cep
el.br/index.php?section
=com_content&lang=pt
&cid=231 
 
65 
 
 
Componentes de um Aerogerador de Eixo Horizontal 
 
Estes aerogeradores são diferenciados pelo tamanho e 
formato da nacele, pela presença ou não de uma caixa 
multiplicadora e pelo tipo de gerador utilizado (convencional ou 
multipolos). A seguir são apresentados os principais componentes 
do aerogerador que são, de uma forma geral, a torre, a nacele e o 
rotor. Observe: 
 
 
 As figuras de 
aerogeradores horizontais 
foram retiradas do site: 
http://www.cresesb.cepel.b
r/index.php?section=com_
content&lang=pt&cid=231 
 
66 
Nacele 
 
É a carcaça montada sobre a torre, onde se situam o 
gerador, a caixa de engrenagens (quando utilizada), todo o 
sistema de controle, medição do vento e motores para rotação do 
sistema para o melhor posicionamento em relação ao vento. 
A figura a seguir mostra a vista do interior da nacele de 
um aerogerador utilizando um gerador convencional: 
 
 
 
Já a próxima figura mostra a vista do interior da nacele 
de um aerogerador utilizando um gerador multipolos: 
 
67 
 
 
Pás, Cubo e Eixo 
 
A figura a seguir apresenta o princípio de geração 
eólica: 
 
 
68 
Os parques eólicos Osório, Sangradouro e dos Índios, 
que compõem o empreendimento de Osório, possuem, 
individualmente, 25 turbinas com potência de 2 MW (o que totaliza 
a potência de 50 MW por parque), 70 metros de diâmetro e 100 
de altura. Os projetos construídos anteriormente foram, no 
entanto, todos de pequeno porte e experimentais. 
A foto abaixo mostra o parque eólico de Osório – RS: 
 
 
 
E, na sequência, observe o potencial eólico brasileiro 
destacado no mapa a seguir: 
 
 A figura 
abaixo foi retirada do 
site: 
http://www.cresesb.cep
el.br/download/casasol
ar/casasolar2013.pdf 
 
69 
 
 
Geração Solar ou Fotovoltaica 
 
A energia solar chega a Terra nas formas térmica e 
luminosa. Segundo o estudo constante do Plano Nacional de 
Energia 2030, produzido pela Empresa de Pesquisa Energética, 
sua irradiação por ano na superfície da Terra é suficiente para 
atender milhares de vezes o consumo anual de energia do 
mundo. 
O que tradicionalmente é mais generalizado é o uso da 
energia solar para obtenção de energia térmica. Esta aplicação 
destina-se a atender setores diversos, que vão da indústria, em 
processos que requerem temperaturas elevadas (por exemplo, 
secagem de grãos na agricultura) ao residencial, para 
aquecimento de água. 
A tabela a seguir mostra os países líderes em geração 
fotovoltaica de eletricidade: 
 
 O conteúdo 
sobre geração solar ou 
fotovoltaica foi baseado 
no site: 
http://www.aneel.gov.br/a
rquivos/PDF/atlas_par2_
cap5.pdf 
70 
 
 
 
Ao passar pela atmosfera terrestre, a maior parte da 
energia solar manifesta-se sob a forma de luz visível de raios 
infravermelhos e de raios ultravioleta. É possível captar essa luz e 
transformá-la em alguma forma de energia utilizada pelo homem: 
térmica ou elétrica. São os equipamentos utilizados nessa 
captação que determina qual será o tipo de energia a ser obtida. 
Se for utilizada uma superfície escura para a captação, 
a energia solar será transformada em calor. Se utilizadas células 
fotovoltaicas (painéis fotovoltaicos), o resultado será a 
eletricidade. 
A figura abaixo mostra o sistema fotovoltaico de 
geração de eletricidade: 
 
 
 
 Esta figura 
foi retirada do site: 
aneel.org.br 
 Esta figura 
foi adaptada pelo 
redator. 
71 
 
 Efeito fotovoltaico – conversão direta de energia 
luminosa (fótons) em energia elétrica; 
 Célula fotovoltaica – construída a partir de uma 
junção p-n de material semicondutor, tem a 
propriedade de implementar o efeito fotovoltaico. 
 
No sistema fotovoltaico, a transformação da radiação 
solar em eletricidade é direta. Para tanto, é necessário adaptar 
um material semicondutor (geralmente o silício) para que, na 
medida em que este é estimulado pela radiação, permita o fluxo 
eletrônico (partículas positivas e negativas). Quando a luz do sol 
atinge o semicondutor na região dessa