Tema_1_2012

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DisciplinaAproveitamentos Hidreletricos34 materiais53 seguidores
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SOL
Central Geradora Solar Fotovotaica
UFV
Usina Fotovoltaica
UHE
Usina Hidrelétrica de Energia
UTE
Usina Termelétrica de Energia
UTN
Usina Termonuclear
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Brasil:
A energia elétrica é o serviço público de mais amplo alcance social no país, atendendo cerca de 92% dos domicílios.
Introdução/Histórico
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Potência e energia
Heloisa Teixeira Firmo
hfirmo@poli.ufrj.br
2562-7991
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Usinas hidrelétricas: conjunto de dispositivos (obras, reservatório, equipamentos) que permitem transformar
energia hidráulica \u2192 energia mecânica \u2192 energia 								 elétrica
 circuito hidráulico de geração, principais estruturas : barragem, vertedouro , tomada d´água, barragens, canais de adução, condutos forçados, casa de força. 
Potência e energia
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A barragem cria diferença de nível entre o espelho de água do reservatório (montante) e o canal de fuga (jusante). Ela forma um reservatório onde a água, constantemente renovada, é captada para a produção de energia elétrica.
Potência e energia
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Um determinado volume de água caindo de uma certa altura produz o trabalho teórico de:
		Tt = \u1b3V H (em tm) 
Onde \u1b3 é o peso específico da água (t/m3); V é o volume em m3 e H é a queda bruta em m.
A potência teórica é de 
		Pt = Q H (em tm/s) 
onde Q é igual à descarga, em m3/s.
A unidade de potência é :
	1 tm/s = 9,81 kw = 13,33 cv 
Potência e energia
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Sendo \u3b7 o fator de rendimento da turbina e do gerador, Hl a queda líquida (bruta menos perdas) nos órgãos de adução , então a potência efetiva é:
		Pe = 9,81 . \u3b7 . Q . Hl (em kw)
Para cálculos preliminares, pode-se adotar:
		 \u3b7t = 0,90
		 \u3b7g = 0,95
		 \u3b7total = 0,855
Potência e energia
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	Se em cada conjunto turbina-gerador passa a vazão q, \u201ccaindo\u201d de uma altura h, produz-se a potência efetiva igual a :
Pe = 9,81 . \u3b7 . Q . Hl (em kw)
Potência e energia
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Então:
Pe = 8,3 . Q . Hl (em kw)
Energia = \u222b Pe dt
Potência e energia
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http://www.fcth.br/Cursos/cursos/phd5706/capacidade_de_reservatorios.pdf
Potência e energia
http://www.facens.br/alunos/material/Pedrazzi0038/pedrazzi_cap12.pdf
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O intervalo de tempo compreendido entre os instantes correspondentes aos pontos C e E chama-se período crítico.
As ordenadas DG representam os máximos déficits de água durante os períodos críticos.
O maior valor da ordenada GD no diagrama de Rippl corresponde ao volume útil do reservatório para atender ao abastecimento de água.
Potência e energia
http://www.ons.org.br/ons/sin/index.htm
www.ana.gov.br/AcoesAdministrativas/CDOC/ doc_Palestras/Usos%20Multiplos%20de%20Reservatorios.pdf 
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UHE Machadinho (1.140 MW)
www.machadinho.com.br
A Usina Hidrelétrica Machadinho está localizada no Rio Pelotas a 1,2 km a jusante da foz do Rio Inhandava, entre os municípios de Piratuba/SC e Maximiliano de Almeida/RS.
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Marcos contratuais principais
Etapas
Licitação
Mar/97
Contrato
Nov/97
Programa
Super Meta
Jan/00
Mobilização/Canteiro/Acampamento
set/97
mar/98
mar/98
Desvio do Rio
out/00
out/99
out/99
Início enchimento do reservatório
fev/03
mar/02
set/01
Geração comercial da unidade 1
set/03
ago/02
jan/02
Geração comercial da unidade 2
dez/03
dez/02
abr/02
Geração comercial da unidade 3
mar/04
abr/03
jul/02
UHE Machadinho (1.140 MW)
www.machadinho.com.br
                                                                                                                                
         
        
         
         
         
         
         
        
         
Clique nas legendas para ver as fotos do local indicado
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Vista geral por jusante 
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Vista geral da estrada sobre a Barragem Principal 
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Vista geral do Canteiro de obras 
 
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Vista geral da estrada interestadual sobre a Barragem Principal 
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Vista geral da Casa de Força e Edifício de Comando 
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Torres da saída de linha 
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Vista geral das Unidades Geradoras 1 a 3 
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Vista por montante da Tomada d'água e Vertedouro 
 
Primeira abertura das comportas do Vertedouro - 02/10/01 
 
Primeira abertura das comportas do Vertedouro - 02/10/01 
 
Primeira abertura das comportas do Vertedouro - 02/10/01 
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Fases de estudo de um 
Aproveitamento Hidrelétrico
Diversas fases: desde inventário até projeto executivo;
Estudos energéticos na fase de Inventário.
Objetivo: avaliação das possibilidades de geração de cada aproveitamento inventariado e dos seus benefícios energéticos para o sistema de referência considerado, visando o pré-dimensionamento das principais características dos conjuntos turbinas-geradores e avaliações de competitividade econômica de aproveitamentos ou de alternativas de divisão de queda como um todo;
Após essa estimativa inicial, detalhar e rever de acordo com cálculos mais precisos de perdas de carga.
Fonte: Manual Inventário ELB
\u21d0
Fonte: Manual Inventário ELB
\u21d0
Fonte: Manual Inventário ELB
\u21d0
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Então:
Pe = 8,3 . Q . Hl (em kw)
Energia = \u222b Pe dt
Período Crítico \u2013 período em que os reservatórios do sistema partindo cheios e sem reenchimentos totais intermediários sejam deplecionados ao máximo (de uma usina/ do sistema). Atualmente, corresponde ao intervalo entre junho de 1949 a novembro de 1956. 
Energia Firme \u2013 A energia média gerada por cada usina hidrelétrica durante o período crítico é chamada de energia firme ou carga crítica do sistema. 
Estudos energéticos de 
aproveitamentos hidrelétricos
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Efi -  nos estudos preliminares, energia firme do aproveitamento i, em MW médios ;
Hlmi-  queda líquida média do aproveitamento i, em m;
Qlmi-  descarga líquida média do período crítico do aproveitamento i, em m3/s; e
0,0088-  coeficiente correspondente ao produto da massa específica da água (1000 kg/m3), pelos rendimentos da turbina (0,93) e do gerador (0,97), pela aceleração da gravidade (9,81 m/s2) e pelo fator 10-6 que permite expressar a energia em MW médios.
Estudos energéticos de 
aproveitamentos hidrelétricos
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Para a determinação dos valores de Hlmi e Qlmi é necessário conhecer, para cada aproveitamento, os parâmetros:
NAmax Normal, NA Normal jus, Hb máx, Hb mín, Depleção máx, Vol útil, MA médio, Hl máx. méd, mín.
 
Estudos energéticos de 
aproveitamentos hidrelétricos
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A regularização da vazão média é inviável, pois sempre há perdas por evaporação ou extravasamentos.
Além disso, há restrições não técnicas à altura da barragem ( financeiras, econômicas, sociais, legais, políticas e ambientais).
Chama-se grau de regularização a relação entre a vazão regularizada e a vazão média da bacia.
		GR = Qregularizada/ Qmédia
Estudos energéticos de 
aproveitamentos hidrelétricos
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http://www.fcth.br/Cursos/cursos/phd5706/capacidade_de_reservatorios.pdf
Estudos energéticos de 
aproveitamentos hidrelétricos
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Descarga líquida média do período crítico (Qlmi): corresponde a soma das às vazões naturais afluentes no local do aproveitamento durante o período crítico do sistema de referência + volumes úteis dos reservatórios no local e a montante \u2013 evaporações - volumes de espera para controle de cheias correspondentes ao início do período crítico - vazões retiradas para outros usos de água no local e a montante 
Estudos energéticos de 
aproveitamentos hidrelétricos
Qlmi
descarga líquida média do período crítico do sistema de referência no local do aproveitamento i, em m3/s;
Qni
média durante o período crítico do sistema de referência das vazões naturais no local do aproveitamento i, em m3/s;
Qri
média durante o período crítico do sistema de referência da soma das retiradas para outros usos no local e à montante do aproveitamento i, em m3/s;
T
número de segundos do período crítico do sistema de referência do sistema;
Vuk
volume útil do aproveitamento k, em m3;
Vespk
volume de espera no início do período crítico no aproveitamento k, em m3;
Evapk
Evaporação líquida do aproveitamento k durante o período crítico, em m;
Amedk
área do reservatório no aproveitamento