Tema_1_2012

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 Tema 1 -Introdução
Heloisa Teixeira Firmo
hfirmo@poli.ufrj.br
2562-7991
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Bibliografia
 
Águas Doces no Brasil Org e coord Aldo Rebouças (vários autores), 2006
Usinas Hidrelétricas, Gerhard P. Schreiber
http://www.fcth.br/public/material.html
Manuais ELB (Inventário, PCH, Viabilidade)
Site da Eletrobras, do MME, do NOS, site ABRH.
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 Tema 1 -Introdução/Histórico
Heloisa Teixeira Firmo
hfirmo@poli.ufrj.br
2562-7991
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Bibliografia
 
Águas Doces no Brasil Org e coord Aldo Rebouças (vários autores), 2006
Usinas Hidrelétricas, Gerhard P. Schreiber
http://www.fcth.br/public/material.html
Manuais ELB (Inventário, PCH, Viabilidade)
Site da Eletrobras, do MME, do ONS (site ABRH)
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No século XVIII o uso das rodas d´água atingiu o seu ápice quando, só na Inglaterra, havia mais de 10 mil unidades.
A potência de uma roda d´água era de 0,1 MW, cerca de mil vezes menor do que uma típica turbina de hidrelétrica nos dias de hoje.
A roda d´água foi o primeiro engenho capaz de realizar trabalho a partir da queda d´água, transformando energia hidráulica em energia mecânica.
Introdução/Histórico
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No final do século XIX a roda d´água passou a ser substituída pelo conjunto turbina-gerador, que transforma energia hidráulica em energia elétrica.
Como a eletricidade pode ser transportada por fios condutores, passou a ser possível desfrutar dos benefícios produzidos por uma queda d´água em outros locais, afastados da queda d´água.
Introdução/Histórico
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No destino final, a eletricidade pode ser transformada em outras formas de energia, inclusive mecânica.
A transmissão de energia elétrica por grandes distâncias tornou-se viável técnica e economicamente no início do século XX, trazendo grande desenvolvimento de UHE´s , inclusive no Brasil.
Introdução/Histórico
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As UHE´s aproveitam a diferença de energia potencial existente entre o nível d´água de montante e o de jusante.
Quando a água cai do nível mais elevado para o menos elevado, dentro de um tubo, essa energia potencial é transformada em energia cinética e de pressão que, por sua vez, faz girar a turbina e, junto dela, o gerador.
O giro do gerador produz energia elétrica, que é proporcional ao produto da vazão turbinada pela altura de queda d´água.
Introdução/Histórico
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Por essa razão, rios caudalosos, como o Amazonas, mas sem queda d´água, ou rios com grande queda, mas com vazão intermitente, não são vocacionados para aproveitamento hidrelétrico.
Rios de montanha são caracterizados por pequena vazão e grande declividade. Em condições naturais, a energia potencial vai sendo dissipada em calor, pelo atrito, à medida que a água escoa.
Introdução/Histórico
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Para evitar esse desperdício, empreendem-se obras de engenharia para concentrar a diferença de nível de diversas cachoeiras e corredeiras em uma única queda.
No Brasil, a maior parte dos rios é de planalto ou de planície, quando os rios são caracterizados por grande vazão e baixa declividade. 
Nesses casos, a queda é criada pela construção de uma barragem.
Introdução/Histórico
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A vazão à jusante da barragem passa a variar menos depois da construção da barragem do que variava antes, porque o reservatório tende a encher na época das cheias, às vezes evitando inundações, e esvaziar em época de estiagem, às vezes evitando racionamentos. 
Por isso, é chamado reservatório de regularização.
Introdução/Histórico
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Como a flutuação de vazão em condições naturais raramente coincide com a flutuação da necessidade do uso da água, inclusive para a produção de energia elétrica, a regularização do rio, em geral, é extremamente benéfica.
Se o reservatório de regularização estiver cheio e a vazão afluente for maior do que a máxima vazão capaz de ser conduzida pelas turbinas, configura-se uma sobra de água, que deve ser escoada pelos vertedores.
Introdução/Histórico
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Existem, no Brasil, 31 reservatórios construídos pelo setor elétrico, com volume útil superior a 1 bilhão de m3.
O parque hidrelétrico brasileiro é um dos maiores do mundo.
Introdução/Histórico
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Energia produzidas nas UHE´s é renovável graças ao ciclo hidrológico.
As UHE´s não necessitam de combustível, pois são “movidas à água”. 
UHE: 
		Custo de O&M muito baixo. 
		Custo de investimento muito alto. 
UTE: 
	 Custo de O&M muito alto. 
		Custo de investimento muito baixo. 
Introdução/Histórico
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Usinas hidrelétricas: conjunto de dispositivos (obras, reservatório, equipamentos) que permitem transformar
energia hidráulica → energia mecânica → energia 								 elétrica
 circuito hidráulico de geração, principais estruturas : vertedouro , tomada d´água, barragens, canais de adução, condutos forçados, casa de força. 
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Brasil:
Com a criação do Ministério das Minas e Energia, em 1960, avança a estruturação do setor elétrico brasileiro.
Em 1962 é criada a ELETROBRAS.
Em 1968 é criado o Departamento Nacional de Águas e Energia Elétrica (DNAEE), sucessor, respectivamente, do DNPM/Serviço de Águas do Departamento Nacional de Produção Mineral e do Conselho Nacional de Águas e Energia Elétrica. 
Introdução/Histórico
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Brasil:
O DNAEE fica encarregado da gestão dos usos das águas e dos serviços de energia elétrica em âmbito federal até sua extinção, em 1997, com a estruturação da agência reguladora ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica) e da ANA (Agência Nacional de Águas).
Introdução/Histórico
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Brasil:
As primeiras preocupações com o meio ambiente surgem com a promulgação do Código Florestal – Lei nº 4.771, de 1965 – que cria as áreas de preservação permanente e, indiretamente, protege a vazão e a qualidade das águas ao determinar a preservação das florestas e das matas ciliares situadas ao longo dos cursos de água, nascentes, lagos, lagoas ou reservatórios. 
Introdução/Histórico
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Brasil:
Ambas visões, a ambiental e a econômica, passam a conviver de maneira mais próxima e a enfrentar o desafio da busca do equilíbrio entre os respectivos enfoques.
A Constituição de 1967 atribui ao governo federal duplo papel: de um lado, o de poder concedente e regulador; e de outro, o de investidor - empreendedor, portanto sujeito à própria regulação.
Introdução/Histórico
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Brasil:
O setor elétrico continuou em expansão com perfil estatizante até meados dos anos 90; o símbolo desse período é a Usina Hidrelétrica de Itaipu, projeto binacional que envolveu Brasil e Paraguai e se tornou a principal unidade geradora do sistema. 
Em pouco tempo, o Brasil viria a desenvolver um complexo sistema de produção, transmissão e distribuição de energia elétrica de fonte hídrica, que ocupa posição central na matriz energética do País.
Introdução/Histórico
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Brasil:
Apesar da predominância do uso das águas para a geração de eletricidade, tal opção gera benefícios inclusive para outros setores usuários, como a formação de recursos humanos capacitados, produção de conhecimentos científicos e tecnológicos (especialmente a sistematização de dados e informações hidrológicas sobre as principais bacias brasileiras) e a regulação de caudais e níveis de grandes rios, decorrente da instalação dos reservatórios das hidrelétricas.
Introdução/Histórico
http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/capacidadebrasil/capacidadebrasil.asp
Atualizado em 22/03/2012 (CGH Centrais Geradoras Hidrelétricas – até 1 MW)
Os valores de porcentagem são referentes a Potência Fiscalizada. A Potência Outorgada é igual a considerada no Ato de Outorga. A Potência Fiscalizada é igual a considerada a partir da operação comercial da primeira unidade geradora.
Empreendimentos em Operação
Tipo
Quantidade
Potência Outorgada (kW)
Potência Fiscalizada (kW)
%
CGH
372
218.126
215.305
0,18
EOL
73
1.575.738
1.471.192
1,26
PCH
423
3.933.709
3.889.007
3,32
UFV
8
5.494
1.494
0
UHE
180
78.715.663
78.277.779
66,83
UTE
1.529
32.861.698
31.276.224
26,70
UTN
2
1.990.000
2.007.000
1,71
Total
2.587
119.300.428
117.138.001
100
Legenda
CGH
Central Geradora Hidrelétrica
CGU
Central Geradora Undi-Elétrica
EOL
Central GeradoraEolielétrica
PCH
Pequena Central Hidrelétrica