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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ – UTFPR
CURSO SUPERIOR DE ENGENHARIA INDUSTRIAL ELÉTRICA - ELETROTÉCNICA
DISCIPLINA DE MATERIAIS E EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS
RENATA FRANCIANE DE OLIVEIRA
USINAS
Curitiba
2008
SUMÁRIO
1. SIMBOLOGIA.....................................................................................................2
2. DEFINIÇÃO.........................................................................................................4
3. FUNÇÃO.............................................................................................................5
4. APLICAÇÃO.......................................................................................................7
5. TERMINOLOGIA..............................................................................................16
6. CLASSIFICAÇÃO.............................................................................................21
7. CONSTITUIÇÃO...............................................................................................25
8. FUNCIONAMENTO..........................................................................................34
9. ESPECIFICAÇÃO.............................................................................................42
10.ENSAIOS..........................................................................................................52
11.INSTALAÇÃO...................................................................................................53
12.MANUTENÇÃO................................................................................................57
13.NORMAS..........................................................................................................58
14.PREÇOS...........................................................................................................60
15.ANEXOS...........................................................................................................63
16.FONTES DE CONSULTA.................................................................................64
i
1. SIMBOLOGIA
A simbologia para usinas geradoras possui representações para usinas
de concessionária própria e usinas compartilhadas, se dá de acordo com a
norma técnica SB-112. Para cada tipo de fonte energética, há um símbolo
diferente, e todos são listados a seguir.
Tabela 1.1 – Simbologias de Usinas geradoras
Tipo da Usina Simbologia para Usina
de concessionária
própria
Simbologia para Usina
compartilhada
Hidrelétrica
Hidrelétrica (Forma
alternativa)
Termelétrica
Nuclear
2
Solar
Eólica
Usina de produção
combinada de calor e
eletricidade
3
2. DEFINIÇÃO
Usinas geradoras de energia podem ser definidas como um conjunto
industrial de obras e equipamentos que têm por finalidade a geração de
energia elétrica, através de aproveitamento do potencial energético de qualquer
fonte energética. São também chamadas de estações geradoras.
4
3. FUNÇÃO
Usinas geradoras de energia elétrica, como o próprio nome já diz, visam
à geração de energia elétrica. O que as usinas fazem para gerar a energia sob
a forma elétrica, é a transformação de energias existentes em outras formas,
tais como a queima de combustíveis, transformando energia térmica em
elétrica, ou a utilização do potencial dos rios, nas hidrelétricas, que transforma
energia mecânica em energia elétrica.
É essencial conhecer os recursos naturais de cada região para
determinar qual será o tipo de usina que pode ser instalado para melhor
aproveitar os potenciais energéticos daquela região.
A seguir, listamos os potenciais energéticos conhecidos que podem ser
transformados em energia elétrica, e tipo da usina que deve ser instalada para
aproveitar este potencial.
5
Tabela 3.1 – Potenciais energéticos e tipo de usina relacionada
Potencial Energético Tipo de Usina Geradora
Água Fluvial Usina Hidrelétrica
Raios Solares Usina Solar
Vento Usina Eólica
Queima de combustíveis
fósseis
Usina Termelétrica
Fissão e fusão nuclear Usina Nuclear
Nascentes Hidrotermais Usina Geotérmica
Gravitacional Usina Maremotriz
Queima de resíduos Usina de Biomassa
6
4. APLICAÇÃO
A aplicação de uma usina geradora de energia depende das condições
geográficas e ambientas de determinadas regiões. Primeiramente, é
necessário verificar os possíveis potenciais energéticos da região, pois cada
ambiente possui potenciais diferentes em níveis diferentes. A partir disso,
procura-se instalar o tipo de usine que aproveite o potencial energético de
maior qualidade que a região em questão possui. Em seguida, verificam-se as
condições geográficas e ambientais para a construção da usina. Cada usina
necessita de condições especiais para o seu funcionamento adequado. A
seguir, descrevemos algumas dessas condições para tipos diferentes de
usinas.
4.1. Usina Hidroelétrica ou Usina Hidrelétrica:
Figura 4.1 – Usina Hidrelétrica de Tucuruí.
7
Usinas hidrelétricas devem ser construídas onde exista um grande
potencial energético por meio de água fluvial. Regiões onde exista rios largos e
com desníveis consideráveis são regiões promissoras para a instalação de
uma usina hidrelétrica.
Geralmente onde regiões que atendem essas características são
localizadas distantes dos centros consumidores de energia.
Para a construção de uma usina deste tipo, é necessário muito espaço
físico. Além do espaço físico é preciso observar os impactos ambientas que a
construção da mesma irá ocasionar, pois é necessária a instalação de um
reservatório extenso de água. Essa construção desse reservatório e o
funcionamento em si da própria usina pode causar os seguintes impactos
ambientas:
- Inundações em áreas extensas de produção de alimentos e florestas;
- Alterações fortes no ambiente e com isso prejudicar a fauna e a flores da
região. Como exemplo, podemos citar a interferência na migração e
reprodução de peixes e devastação da mata ciliar;
- Alterar o funcionamento dos rios;
- Gerar resíduos nas atividades de manutenção dos equipamentos da usina;
Toda a construção e planejamento da usina devem ser feito em conjunto
com engenheiros ambientais para não prejudicar a flora e a fauna local. Os
prejuízos do mal planejamento podem ser não somente para o meio ambiente,
mas como até mesmo, resíduos do ambiente atrapalhar o funcionamento das
turbinas, comprometendo assim a geração da energia.
8
4.2. Usina Solar:
Figura 4.2 – Usina de Sempa, em Portugal.
A transformação da energia solar em energia elétrica é com certeza a
melhor opção de geração de energia no que diz respeito a impactos
ambientais, pois esta não causa nenhum impacto ao meio ambiente. O
potencial energético via raios solares, é também o mais abundante, pois o Sol
irradia sobre a Terra anualmente algo equivalente a 10 mil vezes a energia
consumida pela população mundial no mesmo período.
O aproveitamento da energia solar tem ocorrido em baixa escala, pois o
custo de produção dos painéis é elevado. Futuramente, com o investimento
9
adequado, as usinas solares poderão substituir outros tipos de usinas que
causam um alto impacto ambiental.
A instalação deste tipo de usina normalmente é feita em regiões com
baixa taxa de nebulosidade, onde na maior parte do ano, os dias são
ensolarados. É interessante também fazer a instalações em regiões com baixa
umidade relativa do ar e clima mais seco, pois assim, não há também um
grande índice de pluviosidade, obtendo melhores resultados na geração.
A instalação consiste basicamente na instalação de painéis fotovoltaicos,
por isso, regiões planas e elevadas são preferenciais.
Ironicamente, regiões onde possivelmente ocorreria um melhor
aproveitamento da energia solar, que são as regiões próximas da linha do
Equador, não há uma utilização abundante do potencial da energia solar. Isso
ocorre, pois o custo dos painéis fotovoltaicos são muito caros, e as regiões
localizadas nesta faixa do globo são, em sua grande maioria, regiões
subdesenvolvidas, e não possuem condições de implantarem este tipo de
estação geradora.
4.3. Usina Eólica:
10
Figura 4.3 – Usina Eólica da Prainha, Ceará.
A instalação deste tipo de usina requer estudos específicos sobre as
condições climáticas. É necessário todo um estudo sobre o deslocamento das
massas de ar durante o ano devido ao posicionamento do sol, e estudos sobre
o relevo e a interferência que o mesmo cause na freqüência, velocidade e
direção dos ventos.
É importante que esses ventos não possuam variações bruscas em
velocidade e freqüência para não danificar os equipamentos.
As regiões para realizar a instalação deste tipo de usina necessitam de
muito espaço físico, e juntamente com a alta taxa de ruído produzida pelas
hélices, fazem com que a instalação seja feita em regiões deslocadas dos
centros consumidores.
11
Apesar de ser uma fonte de energia limpa, não é muito utilizada pois
requer um investimento financeiro imenso, pois o custo de um captador de
vento é gigantesco. Para efeitos de comparação, para gerar a mesma
quantidade de energia que uma usina hidrelétrica, o custo é 65% maior para
esta energia ser gerada em uma usina eólica.
4.4. Usina Termoelétrica ou Termelétrica
12
Figura 4.4 – Usina termoelétrica Piratininga ou Fernando Gasparian.
Geralmente funciona com algum tipo de combustível fóssil como
petróleo, gás natural ou carvão, por isso existe uma grande preocupação
ambiental quando é instalada uma usina deste tipo. Dentre os problemas
ambientais resultantes, podemos citar:
- Emissão de gases que contribuem para o efeito estufa, tais como o dióxido de
carbono;
13
- No caso das usinas térmicas a carvão e óleo, também há emissão de óxidos
de enxofre e nitrogênio, que se liberados na atmosfera podem ocasionar
chuvas ácidas prejudiciais à agricultura e florestas.
- Geram resíduos nas atividades de manutenção de seus equipamentos.
- Poluição atmosférica em gerral, o que indiretamente gera chuva ácida,
problemas respiratórios em seres vivos, entre outros.
É uma fonte nao renovável de energia, e muito cara, pois exige constante
compra de matéria-prima (combustível) para realizar a transformação em
energia elétrica.
Porém, há a vantagem de poder ser instalada próximo aos centros
consumidores, pois não é necessário muito espaço físico e não há problemas
de ruídos. Com isso, há uma economia no valor a ser gasto para realizar a
transmissão da energia para o consumo, e a redução de até 16% nas perdas
ao longo das linhas de transmissão, pelo caminho até o centro consumidor ser
mais curto.
14
4.5. Usina Nuclear
Figura 4.5 – Usina Nuclear de Kashiwazaki, no Japão.
Se caracterizam pelo uso de materiais radioactivos que através de uma
reação nuclear produzem calor, que mais tarde será transformado em energia
elétrica. O fato de utilizar materiais radioativos, e com isso, sinônimo de perigo
para a saúde e constituição de todos os seres vivos, é necessário medidas de
cautela.
É uma fonte de energia extremamente limpa, e ao contrário do que muitos
pensam, é extremamente segura. Dentro de uma usina nuclear, há um rígido
controle sobre este material radioativo, além de é claro, de equipamentos e
técnologias muito avançadas para manter a segurança.
O único perigo que este tipo de usina representa é a falha durante alguma
opreção, ou no controle das reações nucleares. Apesar de falhas serem
15
extremamente raras, ao ocorrer, as consequências são desastrosas. Exemplos
claros dos danos causados por radiação de vazamentos por falta de controle
em estação geradora de energia nuclear, é o caso de Chernobyl.
As usinas nucleares podem ser instaladas próximo aos centros
consumidores, e produzem uma grande quantidade de energia. Os resíduos
produzidos devem ser isolados em barris de chumbo e concreto para não
ocorrer vazamentos dos resíduos e da radiação.
16
5. TERMINOLOGIA
Os termos técnicos listados foram encontrados na NBR 5460 – Sistemas
Elétricos de Potência – Terminologia.
5.1 Ajustador do limite:
Dispositivo que permite variar os limites da faixa de regulação de carga
especificada para a usina;
5.2 Capacidade:
Quantidade de energia elétrica que pode ser gerado, num intervalo de
tempo especificado e em condições especificadas.
5.3 Casa de máquinas:
Edifício onde são instaladas as unidades geradoras de uma usina;
5.4 Controlador-mestre:
Dispositivo que, de uma posição central, determina as ações corretivas a
serem executadas por uma ou mais usinas, em reposta ao erro de
controle de área;
5.5 Equipamento de operação conjunta (das unidades):
Equipamento que ajusta a potência ativa de todas as unidades
geradoras de uma usina, ligadas em operação conjunta;
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5.6 Esquema mímico:
Esquema unifilar de um sistema ou parte de um sistema elétrico,
desenhado em painel, constituído de símbolos que, atuados manual ou
automaticamente, mostram o estado atualizado em que se encontram as
linhas e equipamentos. Um esquema mímico pode incorporar chaves de
comando, para acionar os dispositivos de manobra das linhas e
equipamentos;
5.7 Faixa de regulação:
Intervalo de variação de potencia, dentro do qual uma usina participa do
controle suplementar;
5.8 Fiação:
Conjunto dos condutores e suas ligações que interliga e alimenta os
dispositivos de controle, proteção e supervisão de uma subestação ou
usina.
5.9 Mesa de controle:
Estrutura com uma face plana horizontal ou ligeiramente inclinada, na
qual são instalados os dispositivos necessários ao controle e/ou à
supervisão de uma subestação ou usina. A mesa de controle é
comumente completada, na parte posterior, por uma superfície plana
vertical, com a mesma finalidade anterior;
18
5.10 Motor primário:
Máquina motriz que aciona um gerador elétrico;
5.11 Operação conjunta das unidades:
Operação de uma usina como se fosse constituída por uma única
unidade geradora;
5.12 Painel de controle:
Estrutura com uma face plana vertical, na qual são instalados os
dispositivos necessários ao controle e/ou à supervisão de uma
subestação ou usina. O painel de controle é comumente associado a
uma mesa de controle, formando um conjunto unitário;
5.13 Participação da usina:
Parâmetro que define a porcentagem da contribuição de uma usina,
para o controle suplementar da área;
5.14 Ponto-base de usina:
Valor de geração definido por um programa de despacho econômico, ou
por algum outro critério operativo, e correspondente a um determinado
valor de geração total da área;
5.15 Potencia final:
Soma das potências instaladas de todo grupo de geradores da usina.
19
5.16 Produtividade:
É a soma de toda produção gerada pelo grupo de geradores.
5.17 Sala de controle:
Sala na qual são instalados as mesas e os painéis de controle de uma
subestação ou usina;
5.18 Sala de relés:
Sala na qual são instalados, de maneira centralizada, os equipamentos
de proteção e de automatização de uma subestação ou usina
5.19 Sistema de geração:
Conjunto dos meios de geração de energia elétrica de um sistema.
Podem ser considerados subconjuntos definidos dentro do sistema, por
exemplo, "sistema de geração térmica";
5.20 Transformador de serviços auxiliares:
Transformador destinado a alimentar os circuitos auxiliares de uma
subestação ou usina;
5.21 Unidade geradora:
Associação de máquinas girantes destinada a converter energia
mecânica ou térmica em energia elétrica.
20
5.22 Unidade hidrelétrica:
Unidade geradora constituída por uma turbina hidráulica, acoplada
mecanicamente a um gerador elétrico.
5.23 Unidade termelétrica:
Unidade geradora constituída por maquina motriz térmica, acoplada
mecanicamente a um gerador elétrico.
21
6. CLASSIFICAÇÃO
Normalmente as usinas são classificadas de acordo com o tipo de
energia que é transformada em energia elétrica.
6.1 Energia Potencial Gravitacional.
São as estações geradoras que aproveitam à energia potencial
gravitacional da água convertendo essa energia em energia elétrica,
quando a água é represada, a energia potencial dela aumenta, pois a altura
que a água está armazenada aumenta. Também por esses motivos que
elas são instaladas em quedas da água.
22
Figura 6.1 – Esquema da energia potencial gravitacional da água.
6.2 Energia Solar.
São usinas que aproveitam a radiação do Sol para gerar energia elétrica,
esse aproveitamento pode ser através do calor, no caso das usinas termo
solares, ou através do efeito fotoelétrico da luz, no caso das usinas
fotovoltaicas.
Figura 6.2 – Usina Solar PS10, na Espanha.
6.3 Energia Eólica.
23
São usinas geradoras que utiliza a energia mecânica dos ventos para
movimentar suas hélices.
Figura 6.3 – Hélices movimentadas pela ação do vento, energia eólica.
6.4 Energia Térmica.
São usinas que utilizam do calor para gerar energia elétrica, esse calor
é, normalmente, proveniente da queima de combustíveis fosseis.
6.5 Energia Nuclear.
São estações geradoras que aproveitam a energia da fissão de núcleos
de elementos radioativos, normalmente urânio, para gerar energia elétrica.
6.6 Energia Geotérmica.
24
São usinas que geram energia elétrica aproveitando as altas
temperaturas das camadas inferiores à crosta terrestre.
Figura 6.6 – Os gêiseres, exemplo de energia geotérmica aproveitada
pelas usinas.
6.7 Energia Maremotriz.
São usinas que aproveitam a energia do movimento das águas do mar
devido ao fenômeno das marés.
6.8 Energia da Biomassa.
São usinas geradoras que aproveitam do gás metano para gerar
energia, esse gás metano é proveniente da decomposição de matéria
orgânica.
25
7. CONSTITUIÇÃO
Como citado anteriormente, os potenciais energéticos são aproveitados
com métodos específicos por tipos de usinas específicas. Para aproveitar
adequadamente o potencial energético de maior qualidade que uma região
oferece, são necessários diferentes equipamentos e métodos. Com isso, a
constituição de cada tipo de estação geradora é diferente. Fato que nos leva a
abordar separadamente a constituição de cada uma delas.
7.1. Usina Hidrelétrica.
As usinas hidrelétricas são basicamente constituídas de um reservatório,
barragem, uma porta de controle, conduto forçado, vertedouro, turbina e
gerador.
- Reservatório: é o lugar onde a água fica represada, forma-se uma lagoa
antes da barragem.
- Barragem: grande estrutura construída para acumular a água que chega
do rio, normalmente é construída com alvenaria ou concreto.
- Porta de controle: equipamento responsável pelo controle do volume da
água que passa pelo conduto e vai para o a turbina.
- Conduto forçado: são canalizações onde a água escoa sob pressão
diferente da atmosférica.
26
- Vertedouro: faz o controle do nível da água na barragem, para evitar
excesso de água no reservatório durante as cheias do rio. Pode ter ou não
comporta.
- Turbina: transforma a energia da água em energia mecânica, ou seja, a
turbina gira quando a água passa por suas pás.
- Gerador: equipamento que transforma a energia mecânica da turbina em
energia elétrica.
Nas hidrelétricas existem também as casa de máquinas onde abriga as
turbinas, os geradores e outros equipamentos.
Figura 7.1 – Alguns componentes de uma usina hidrelétrica.
27
7.2. Usina Solar.
7.2.1. Usina Termo Solar.
As usinas termo solares são basicamente constituídas de um sistema de
espelhos, um receptor, tubos, reservatório, turbina e gerador.
- Sistema de espelhos: são vários espelhos organizados parabolicamente,
com a intenção de direcionar os raios solares para o receptor.
- Receptor: localizado no foco do sistema de espelhos, recebe a radiação
solar refletida, responsável por aquecer o óleo ou o sal liquefeito.
- Tubos: tipo de receptor que conduz o óleo ou o sal liquefeito.
- Reservatório: armazena água responsável por esfriar o óleo ou o sal
liquefeito.
- Turbina: aproveita a energia mecânica do vapor que sai do fluido aquecido
pela usina.
- Gerador: transforma a energia mecânica adquirida pela turbina em energia
elétrica.
28
Figura 7.2.1 – Esquema ilustrativo de espelhos refletores e o receptor tipo
tubo.
7.2.2. Usina Fotovoltaica.
São usinas basicamente constituídas por painéis fotovoltaicos, baterias,
inversor de corrente.
- Painéis fotovoltaicos: captam a energia luminosa do Sol e transforma-a em
energia elétrica.
- Baterias: armazenam a energia elétrica captada, para abastecer as
instalações em períodos noturnos ou de baixa intensidade luminosa.
- Inversor de corrente: transforma a corrente contínua produzida pelos
painéis ou proveniente da bateria em corrente alternada.
29
Figura 7.2.2 – Painel fotovoltaico.
7.3. Usina Eólica.
São constituídas por equipamentos denominados aerogeradores, que
são constituídos por hélices, gerador, freio a disco, sistema de
engrenagens, torre de sustentação, sistema de controle e sistema de
armazenamento.
- Hélices: formada por um rotor e, normalmente, duas ou três pás,
constituídas de fibras de vidro e de carbono, é responsável por captar a
energia do vento, que a faz girar em torno de seu próprio eixo.
- Gerador: equipamento acoplado ao sistema de hélices que transforma a
energia mecânica em energia elétrica.
- Freio a disco: responsável por manter a velocidade da hélice baixa quando
os ventos ultrapassam certa velocidade.
- Sistema de engrenagens: conhecido por multiplicador, serve para
multiplicar a velocidade que o rotor transmite ao gerador.
30
- Torre de sustentação: estrutura que sustenta os cata-ventos em elevadas
altitudes.
- Sistema de controle: responsável pelo controle de giro, pelo sensor
de vento e outros fatores.
- Sistema de armazenamento: baterias que armazenam a energia
elétrica gerada e inversores que transforma a corrente das baterias.
Figura 7.3 – Componentes de um aerogerador.
7.4. Usina Termelétrica.
31
São basicamente constituídas por uma caldeira, chaminé, turbina,
condensador, gerador e bombas de água.
- Caldeira: responsável pelo aquecimento da água, normalmente a água é
aquecida pela queima de combustíveis fosseis.
- Chaminé: libera os gases produzidos pela queima dos combustíveis.
- Turbina: aproveita a energia do vapor da água que gira suas pás,
recebendo energia mecânica.
- Condensador: responsável por condensar o vapor da água que
movimentou a turbina, fazendo-o voltar ao seu estado inicial.
- Gerador: transforma a energia mecânica da turbina em energia elétrica.
- Bombas de água: responsáveis pela movimentação da água por todo o
sistema gerador.
Figura 7.4 – Componentes de uma termoelétrica.
32
7.5. Usina Nuclear.
São constituídas por reator, condensador, turbina a vapor, gerador e
vaso de contenção.
- Reator: local onde ocorre a reação nuclear no elemento.
- Condensador: condensa o vapor depois de mover a turbina.
- Turbina a vapor: equipamento que recebe energia mecânica do vapor.
- Gerador: transforma a energia mecânica da turbina em energia elétrica.
- Vaso de Contenção: abriga o reator, normalmente feito de aço.
33
Figura 7.5 – Componentes de uma usina nuclear.
7.6. Usina Geotérmica.
São basicamente constituídas por um furo de reinjeção, furo de
produção, vaporizador, turbina, refrigerador e o gerador ou alternador.
- Furo de reinjeção: espaço no qual a água é injetada no sistema gerador.
- Furo de produção: espaço aonde a água é devolvida para a terra.
- Vaporizador: lugar onde o vapor da água passa e a água quente entra em
contato com a água refrigerada.
- Turbina: aproveita a energia mecânica do vapor da água.
- Refrigerador: refrigera a água quente, devolvendo essa água mais fria ao
sistema.
- Alternador ou gerador: aproveita a energia da turbina e transforma em
energia elétrica.
7.7. Usina Maremotriz.
Constituída principalmente por turbina e gerador, às vezes por uma
barragem e um reservatório.
- Turbina: movimentada pela energia da água.
34
- Gerador: transforma a energia mecânica da turbina em energia elétrica.
8. FUNCIONAMENTO
A seguir, é explicado o funcionamento de cada um dos tipos de usinas
geradoras:
8.1. Usina Hidrelétrica:
Para ocorrer a transformação da energia mecânica da água, que irá
movimentar as turbinas, em energia elétrica é necessário existir um desnível
hidráulico natural ou criado por uma barragem, para captação e condução da
água à turbina, situada sempre em nível tão baixo quanto possível em relação
a captação.
Uma usina hidrelétrica é composta de reservatório, da casa de força e da
subestação elevadora. O reservatório é formado pelo represamento das águas
do rio, por meio da construção de uma barragem.
Na barragem é construído o vertedor da usina, por onde sai o excesso de
água do reservatório na época das chuvas. A casa de força é o local onde são
instalados os equipamentos que vão produzir a energia. Na subestação
elevadora são instalados os transformadores elevadores onde a energia
elétrica tem suas características transformadas para melhor transportá-la
através das linhas de transmissão. A produção de energia elétrica ocorre em
várias etapas.
Primeiramente, capta-se água em um reservatório. Então, ela é conduzida
sob pressão por tubulações forçadas até a casa de máquinas, onde estão
instaladas as turbinas e os geradores. A turbina, sucessora das antigas rodas
35
d’água, é formada por um rotor ligado a um eixo. A pressão da água sobre as
pás do rotor da turbina produz um movimento giratório do eixo da turbina,
transformando a energia hidráulica em um trabalho mecânico, que por sua vez
aciona o gerador. O gerador é um equipamento composto por um eletroímã e
por um fio bobinado. O movimento do eixo da turbina produz um campo
eletromagnético dentro do gerador, provocando o aparecimento de uma
corrente elétrica.
Figura 8.1 – Represa Grand Coulee, no estado americano Washington.
8.2. Usina Solar:
Existem dois tipos de usinas solares, as fotovoltaicas e as termosolares.
A seguir, o funcionamento de cada uma delas:
8.2.1 Usina Solar Fotovoltaica:
36
Para ocorrer a transformação da energia solar em energia elétrica, é
necessário a utilização de um equipamento chamado Painel Fotovoltaico. Os
raios do sol, ao atingirem o este painel produzem eletricidade, sob a forma de
corrente contínua, similar às das pilhas e baterias automotivas. Esta energia
pode ser acumulada em baterias e utilizada à noite ou em longos períodos de
mau tempo. Inversores são necessários para converter essa energia elétrica de
corrente contínua em corrente alternada, possibilitando a utilização direta em
uma residência.
8.2.2 Usina Solar Termoelétrica:
37
O principio de funcionamento dessas usinas é o aquecimento de água a
partir da reflexão da luz solar em canos ocos com fluidos circulando em seu
interior, provocando o aquecimento da mesma. Baseia-se na utilização dos
coletores de focalização central ou linear. Esses coletores são dispositivos com
formato cilíndrico e superfície com seção parabólica. Têm por objetivo
refletir sobre uma superfície tubular chamada absorvedor, situada ao longo
da linha focal da parábola, toda a radiação solar incidente.
Essa radiação concentrada sobre o absorvedor provoca um grande
aumento da temperatura em um fluido contido no interior desse tubo,
sendo esse calor, então, usado em um ciclo termodinâmico para a
Este fluido é bombeado em um circuito fechado, e após ser aquecido
pela radiação solar refletidas pelos espelhos, é direcionado a um trocador de
calor no qual contém água. Após a troca de calor, o fluido térmico retorna
para o ciclo de aquecimento. Na troca de calor é gerado vapor e esse é
responsável por movimentar uma turbina, que está acoplada no eixo de um
gerador, responsável pela transformação da energia mecânica em elétrica.
8.3. Usina Eólica:
Para ocorrer a geração de energia elétrica, é utilizado nessas usinas
equipamentos que realizam a conversão da energia cinética dos ventos em
energia elétrica. A incidência dos ventos nos rotores, ou hélices, provoca
rotação nas pás do aerogerador, que converte a energia cinética dos ventos
em potência mecânica rotacional no eixo do rotor. Essa potência mecânica é
então transmitida ao gerador, que através de uma processo de conversão
eletro-mecânica, produz uma potência elétrica de saída.
As pás dos aerogeradores são dispositivos aerodinâmicos com perfis
especialmente desenvolvidos, e seu formato equivale às asas dos aviões, e
que funcionam pelo princípio físico da sustentação.
38
A potência mecânica extraída do vento pela turbina eólica depende de
vários fatores. Mas tratando-se de estudos elétricos o modelo geralmente
apresentado nas literaturas é simplificado pelas equações a seguir:
Onde:
cp – coeficiente de potência da turbina eólica;
λ – razão entre a velocidade tangencial da ponta da pá e a velocidade
do vento incidente (tip speed ratio);
ωwt – velocidade angular da turbina eólica (rad/s);
R – raio da turbina eólica (m);
ρ – densidade do ar (Kg/m3);
A – área varrida pelo rotor da turbina eólica (m2);
vw – velocidade do vento incidente na turbina eólica (m/s);
8.4. Usina Termelétrica:
Geralmente funciona com algum tipo de combustível fóssil como
petróleo, gás natural ou carvão, que é queimado na câmara de combustão
juntamente com o ar que aumenta sua pressão, pressão esta aumentada
através de um compressor axial anteposto a camara. Com grande pressão,
temos maior temperatura. Essa união é transporata à turbina, sendo
transformada em potência de eixo, realizando torque na turbina. Os gases
provenientes da turbina, ou seja, os gases de exaustão, são direcionados a
39
uma caldeira de recuperação de calor que pode ser aquatubular ou
flamotubular.
Em se tratando da aquatubular: a água passa por dentro das serpentinas
da caldeira. passando por vários estágios:
- Evaporador
- Economizador
- Superaquecedor
Em todos os estágios, há uma troca de calor com os gases de exaustão,
criando assim uma grande massa de vapor que então será direcionada a uma
turbina à aapor. Essa água pode provir de um rio, lago ou mar, dependendo da
localização da usina.
O vapor movimentará as pás de uma turbina e cada turbina é conectada
a um gerador de eletricidade. O vapor é resfriado em um condensador, a partir
de um circuito de água de refrigeração, e não entra em contato direto com o
vapor que será convertido outra vez em água, que volta aos tubos da caldeira,
dando início a um novo ciclo.
8.5. Usina Nuclear:
Nas usinas nucleares, é utilizado o que chamamos de fissão nuclear para
produzir energia térmica em elementos químicos, geralmente o urânio. O
urânio usado em usinas nucleares não é o natural, sendo obtido a partir dele
pelo processo de enriquecimento. Na natureza existem vários tipos de urânio,
chamados isótopos, que diferem apenas pelo número de nêutrons existentes
no núcleo. O urânio mais comum na natureza é o urânio-238. O processo de
enriquecimento consiste em adicionar urânio-235, obtendo-se uma mistura dos
dois isótopos, cuja proporção depende da aplicação.
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Isto é feito porque o urânio-235 (U-235) é altamente fissionável, enquanto o
urânio-238 (U-238) é bem mais estável, o que permite controlar a energia
produzida na reação em cadeia através da proporção entre eles. Usinas
nucleares usam uma proporção de 3% de U-235 e 97% de U-238.
O núcleo de um reator consiste de um conjunto de vários tubos longos com
pastilhas de dióxido de urânio, substância que contém átomos de urânio. No
urânio ocorre uma reação em cadeia causada pelas fissões do urânio-235
dentro dos reatores. O que acontece dentro dos reatores é o bombardeamento
dos átomos de urânio com nêutrons, transformando assim o urânio-235 em
urânio-236, que instável. Ele então divide-se, liberando energia, que é
absorvida pelo material do reator na forma de calor.
A energia nuclear contida nos núcleos atômicos é transformada em energia
térmica. Água é usada para refrigerar o reator nuclear que chegam a
320 ºC.
Como em qualquer usina termoelétrica, o calor é usado para vaporizar
água. O vapor é forçado a passar pelas pás de uma turbina e a girá-la - a
energia térmica é transformada em energia mecânica de rotação. O eixo da
turbina comunica-se com um gerador, que transforma a energia mecânica em
energia elétrica.
8.6. Usina Geotérmica:
O funcionamento de uma usina geotérmica consiste em injetar água até
uma camada profunda da crosta terrestre, fazendo o líquido voltar aquecido em
velocidade suficiente para mover turbinas. Também são aproveitados gêiseres
naturais que brotam na superfície ou são feitas perfurações até as "caldeiras
naturais" subterrâneas.
Há 3 tipos de fontes energéticas que podem ser aproveitadas por esse tipo
de estação geradora. São elas:
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- Rocha seca quente:
É quando são perfurados dois poços vizinhos de modo que eles alcancem
uma camada de rocha quente. Em um dos poços é injetada água, ela se
aquece na rocha e é expelida pelo outro poço, onde há uma usina geotérmica
instalada
- Rocha úmida quente
Também é possível perfurar um poço para que ele alcance uma "caldeira"
naturalmente formada, ou seja, um depósito de água aquecido pelo calor
terrestre. A partir daí, energia elétrica é gerada como em todos os outros
casos.
- Vapor seco
Em casos raríssimos pode ser encontrado o que os cientistas chamam de
fonte de "vapor seco", em que a pressão é alta o suficiente para movimentar as
turbinas da usina com excepcional força, sendo assim uma fonte eficiente na
geração de eletricidade.
8.7 Usina Maremotriz:
Em qualquer lugar do planeta, a superfície do oceano oscila entre pontos
altos e baixo, chamados marés. Isso ocorre a cada 12h e 25min. As marés são
originadas pela atração gravitacional exercida pela lua, por isso é denominado
potencial energético gravitacional o potencial energético das ondas
marítimicas. Essas marés representam uma tentadora fonte energética. Em
conjunto, a temperatura dos oceanos, as ondas e as marés poderiam
proporcionar muito mais energia do que a humanidade seria capaz de gastar,
mas seria necessário um investimento tecnológico muito grande para tal.
A energia das marés é obtida de modo semelhante ao da energia
hidrelétrica. Constrói-se uma barragem, formando-se um reservatório junto ao
mar. Quando a maré é alta, a água enche o reservatório, passando através da
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turbina hidráulica, tipo bulbo, e produzindo energia elétrica. Na maré baixa, o
reservatório é esvaziado e a água que sai do reservatório passa novamente
através da turbina, em sentido contrário, produzindo a energia elétrica.
8.8 Usina Biomassa:
O princípio de funcionamento é praticamente o mesmo de uma usina
termelétrica. A biomassa (casca de arroz, cavaco de madeira, produtos e
resíduos agrícolas, resíduos florestais, resíduos pecuários, lixo) é queimada na
caldeira, aumentando a temperatura da água até a formação de vapor que,
conduzido até a turbina, a faz girar. A turbina a vapor está acoplada a um
alternador que, girando seu rotor imerso, gera um campo magnético que, por
sua vez, gera corrente elétrica.
9. ESPECIFICAÇÃO
As especificações devem ser feitas de acordo com o tipo dos
equipamentos e construções que serão utilizados na geração de energia. São
estes: Barragem, Turbinas, Reatores e Geradores.
9.1 Barragem
Barragem é uma barreira artificial, feita em cursos de água para a
retenção de grandes quantidades de água.
9.1.1 Tipos de Barragem
9.1.1.1 Barragem de betão
As barragens de betão feitas em vales apertas pois a resistência do betão
tem algumas limitações relativamente ao comprimento da barragem. Apesar de
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muito resistentes, estas barragens são também muito vulneráveis a certos tipos
de situações. Se houver algum erro de projecção e a barragem fender pode ter
consequências catastróficas. Já numa situação de galgamento pela água da
albufeira não é tão prejudicial. Podemos definir dois tipos de barragem de
betão tendo a forma como são construídas:
Barragem de gravidade
Barragem em arco
9.1.1.2 Barragem de aterro
Uma barragem de aterro é, como o próprio nome indica, um aterro, ou seja,
é uma barreira de terra e/ou rocha que funciona de modo a reter a água. Ao
contrário de uma barragem de betão, uma barragem de aterro não suporta bem
o galgamento pela água e pode mesmo ter efeitos catastróficos. Já no caso de
fendilhação, a barragem de aterro fica mais estável que uma de betão.
Podemos definir três grandes grupos de barragens de aterro tendo em
conta o material de que são feitas:
Barragem de terra
Barragem de enrocamento
Barragem de terra-enrocamento
9.2 Turbina
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Turbina é um equipamento construído para captar e converter energia
mecânica e térmica contida em um fluido, em trabalho de eixo. Os principais
tipos encontrados são:
9.2.1 Tipos de Turbina
9.2.1.1 Turbina Hidráulica
As turbinas hidráulicas são projetadas para transformar a energia
hidráulica (a energia de pressão e a energia cinética) de um fluxo de água, em
energia mecânica. Atualmente são mais encontradas em usinas hidrelétricas.
São dividas em:
- Turbina Pelton
São adequadas para operar entre quedas de 350 m até 1100 m, sendo por
isto muito mais comuns em países montanhosos.
Este modelo de turbina opera com velocidades de rotação maiores que os
outros, e tem o rotor de característica bastante distintas. Um dos maiores
problemas destas turbinas, devido à alta velocidade com que a água se choca
com o rotor, é a erosão provocada pelo efeito abrasivo da areia misturada com
a água, comum em rios de montanhas. As turbinas pelton, devido a
possibilidade de acionamento independente nos diferentes bocais, tem uma
curva geral de eficiência plana, que lhe garante boa performance em diversas
condições de operação.
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Figura 9.2.1.1 – Turbina hidráulica Pelton.
- Turbina Francis
São adequadas para operar entre quedas de 40 m até 400 m. A Usina
hidrelétrica de Itaipu assim como a Usina hidrelétrica de Tucuruí, Furnas e
outras no Brasil funcionam com turbinas tipo Francis com cerca de 100 m de
queda d' água.
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Figura 9.2.1.2 – Turbina Francis.
- Turbina Kaplan
São adequadas para operar entre quedas até 60 m. A única diferença entre
as turbinas Kaplan e a Francis é o rotor. Este assemelha-se a um propulsor de
navio (similar a uma hélice). Um servomotor montado normalmente dentro do
cubo do rotor, é responsável pela variação do ângulo de inclinação das pás. O
óleo é injetado por um sistema de bombeamento localizado fora da turbina, e
conduzido até o rotor por um conjunto de tubulações rotativas que passam por
dentro do eixo.
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As Kaplans também apresentam uma curva de rendimento "plana"
garantindo bom rendimento em uma ampla faixa de operação. A usina
hidroelétrica de Três Marias funciona com turbina Kaplan.
- Turbina Bulbo
Operam em quedas abaixo de 20 m.
Basicamente trata-se de uma unidade geradora composta de uma turbina
Kaplan e um gerador envolto por uma cápsula. A cápsula por sua vez fica
imersa no fluxo d'água (imerso na água), isto acarreta em um equipamento que
exige uma vedação mais precisa o que impacta em um espaço menor para
acesso de manutenção.
9.2.1.2 Turbina à Vapor
É um equipamento transforma potencial energético sob a forma de calor
energia mecânica. Essa energia mecânica pode ser utilizada para mover
equipamentos e quando acoplado um gerador a turbina à vapor, se obtêm a
transformação da energia mecânica em energia elétrica.
Pode ser dividida em 3 tipos com relação à sua construção:
Turbinas de ação
Turbinas de reação
Turbinas de ação e reação
9.2.1.3 Turbina Eólica
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Equipamento que possui a função de canalizar a energia potencial dos
ventos e transformâ-la em energia mecânica, mais tarde transformada em
energia elétrica. São também chamados aerogeradores.
Os aerogeradores podem ser divididos segundo o tipo de rotor:
- Rotores de eixo vertical
Os rotores de eixo vertical são geralmente mais baratos que os de eixo
horizontal, pois o gerador não gira seguindo a direção do vento, apenas o rotor
gira enquanto o gerador fica fixo. No entanto os rotores verticais são menos
eficientes que os horizontais.
- Rotores de eixo horizontal
Os rotores de eixo horizontal são os mais conhecidos e os mais utilizados
por ter uma eficiência maior a dos rotores de eixo vertical. O seu maior custo é
compensado pela sua eficiência fazendo destes os mais utilizados para
geração de energia em larga escala.
9.2.1.4 Turbina a gás
O termo Turbina a gás é usualmente empregado em referência a um
conjunto de três equipamentos: compressor, câmara de combustão e turbina
Dedicadas à geração de energia elétrica, também são chamadas de
turbogeradores.
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A palavra gás não se refere à queima de gases combustíveis, mas, sim
ao fluido de trabalho da turbina, que é neste caso a mistura de gases resultante
da combustão. O combustível em si pode ser gasoso, como gás natural, gás
liquefeito de petróleo (GLP), gás de síntese ou líquido, como querosene, óleo
diesel e até mesmo óleos mais pesados.
São divididas em duas principais categorias:
- Pesadas
Desenvolvidas especificamente para a geração de energia elétrica ou
propulsão naval.
- Aeroderivativas
Desenvolvidas a partir de projetos anteriores dedicados a aplicações
aeronáuticas.
9.3 Tipos de Reatrores
- AGRCR
é a sigla para Advanced Gas Cooled Reactor.Ou seja, trata-se de reator
nuclear avançado resfriado a gás.
- BWR
é a sigla para "Boiling Water Reactor". Traduzindo é a sigla de Reator
de água fervente. É um tipo de reator nuclear que usa a água que ferve, para
impulsionar diretamente a turbina e gerar eletricidade.
- Magnox
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é um reator nuclear que começou a gerar eletricidade comercialmente,
na Inglaterra nos anos 1950. Este tipo de reator usa grafite como moderador,
gás carbônico (CO2) como refrigerante e urânio natural, como combustível
nuclear. Por ser simples e barato de construir, este reator foi copiado pela
Coréia do Norte, em seu programa de produção de energia.
- PWR
A sigla significa: "Pressurized Water Reactor". Além de ser o mais usado
reator para usinas atômicas no mundo, este tipo de reator é também o mais
usado em navios e submarinos nucleares.
O princípio de funcionamento deste reator é baseado no fato da água
sob altas pressões, mantém-se líquida. O combustível nuclear fica nesta água
quentíssima e sob alta pressão. Através de um trocador de calor, ocorre a
transmissão de calor para a água que vai para uma turbina, onde produz
eletricidade.
- RBMK
O nome significa Reactor Bolshoy Moshchnosty Kanalny (reator high-
power de canaleta) e é um reator pressurizado da água com canaletas
individuais de combustível e usa a água ordinária como seu refrigerador e
grafite como seu moderator.
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9.4 Tipos de Geradores
Gerador é um dispositivo utilizado para a conversão da energia mecânica,
química ou outra forma de energia em energia elétrica.
Tipos de geradores que convertem energia mecânica em elétrica:
o Gerador Síncrono
Geradores síncronos são utilizados em todas as usinas hidrelétricas
e termelétricas.
O nome Síncrono se deve ao fato de esta máquina operar com uma
velocidade de rotação constante sincronizada com a freqüência da
tensão elétrica alternada aplicada nos terminais da mesma.
o Gerador Assíncrono
Este tipo de motor quando acionado por uma turbina e operando com
uma rotação acima da síncrona pode gerar potencia ativa e entrega-la
ao sistema onde está conectado.
o Gerador de Corrente contínua
Energia mecânica é fornecida ao eixo, e então armazenada no
campo magnético da máquina para ser transmitida para alimentar
alguma carga conectada à máquina
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Tipo de gerador que converte energia química em elétrica:
o Célula de Combustível
Basicamente uma bateria em que é consumido um combustível e
é liberada energia.
o Pilhas
É um dispositivo que utiliza reações de óxido-redução para
converter energia química em energia elétrica. A reação química
utilizada será sempre espontânea.
Tipo de gerador que converte diretamente a energia luminosa do
Sol em elétrica:
o Geradores fotovoltáicos
São tambem chamados de painéis fotovoltaicos.
53
10.ENSAIOS
Não existem ensaios normatizados específicos para usinas geradoras de
energia elétrica. O que pode ser realizado com relação a ensaios em uma
estação geradora seria realizar separadamente em cada um de seus
componentes dentro da usina, como geradores e turbinas, os ensaios
correspondentes a cada um desses equipamentos.
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11. INSTALAÇÃO
A instalação de grandes usinas é muito complexa e trabalhosa, por
isso pode demorar anos desde o começo da instalação até a sua
conclusão. Vários fatores devem ser analisados para que a instalação seja
possível, como a localidade, o impacto ambiental, a distancia da usina até o
consumidor, a viabilidade econômica e outros fatores.
Para ser permitida a instalação de uma usina elétrica é preciso da
aprovação de algumas entidades, para que o impacto ambiental não seja
desastroso a região onde a usina vai ser implantada. Na atualidade o fator
impacto ambiental vem sendo muito valorizado também por causa das
mudanças que estão ocorrendo no mundo devido à poluição, por isso a
busca da geração de energia elétrica por fontes renováveis vem
aumentando.
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Figura 11.1 – Trabalhadores na construção de Itaipu.
Um exemplo de impacto ambiental foi o encobrimento das Sete
Quedas na cidade de Foz do Iguaçu, no Paraná, devido à instalação da
usina hidrelétrica de Itaipu.
A instalação da Itaipu começou em 1974, logo no início das obras,
foram construídas moradias para abrigar os trabalhadores, o que se
transformou mais tarde na cidade de Foz do Iguaçu, que chegou a ter cerca
de 100 mil habitantes dez anos. Essa instalação passou por várias fases,
primeiro a escolha do local a ser implantada a usina, mais foi escavado um
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desvio temporário para o rio Paraná correr durante as obras, depois foi
construída a imensa barragem, após a concretagem da barragem, foi
preciso transportar as peças dos fabricantes até a usina e depois sua
instalação, depois foi preciso de uma operação para salvar toda a fauna que
vivia na região que ia ser alagada por causa da barragem, e finalmente em
1982 foi concluída a instalação da Itaipu. Portanto a instalação da usina
hidrelétrica de Itaipu demorou 8 anos e chegou a empregar 100 mil
trabalhadores direta ou indiretamente.
Figura 11.2 – Transporte de peças inteiras da usina de Itaipu.
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Figura 11.3 – Etapas da instalação de aerogeradores no Parque eólico de
Osório, no Rio Grande do Sul.
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12. MANUTENÇÃO
Da mesma forma que os ensaios, não há manutenção para a usina
geradora como um todo, mas sim para os equipamentos constituintes da
mesma.
Em uma usina hidrelétrica, por exemplo, a manutenção pode ser realizada
nas turbinas. Por estarem recebendo uma força gigantesca devido à queda
constante e violenta da água, ocorre um desgaste erosivo muito grande da
mesma. A manutenção ali realizada por ser feita anexando materiais novos às
pás da turbina, visando devolver o formato original da mesma, corrigindo
buracos e rachaduras.
Em usinas nucleares, pode ser realizada uma manutenção nos reatores,
pois os mesmos estão sujeitos a reações nucleares que liberam uma grande
quantidade de calor, podendo danificar a integridade do mesmo, evitando
assim acidentes. Com equipamentos sofisticados, são realizados testes de
estanqueidade nas paredes dos reatores para garantir que não haja possíveis
vazamentos.
Outro exemplo de manutenção, seria nas usinas solares. A manutenção é
realizada nos componentes como painéis solares, onde é feita uma vistoria
visual nos mesmos, verificando se os mesmos não estão cobertos por
impurezas, o que reduziria a capacidade de absorção da luz solar.
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13. NORMAS
Por serem estruturas normalmente de grande porte e formadas por um
sistema de vários equipamentos, as usinas possuem uma série de normas
em relação aos seus equipamentos, seu projeto civil, arquitetônico,
mecânico, elétrico entre outros. Por isso foi listado apenas algumas normas
que dizem respeito à parte elétrica e enérgica envolvida nos diferentes tipos
de usinas, são elas:
NBR10280 - Determinação de parâmetros básicos de turbinas hidráulicas
para pequenas centrais hidrelétricas (PCH).
NBR9969 - Turbinas hidráulicas para pequenas centrais hidrelétricas.
NBR10840 - Máquinas elétricas girantes - Turbomáquinas síncronas.
NBR5457 – Máquinas girantes.
NM120 - Tubos de aço-carbono e aço-carbono manganês soldados por
resistência elétrica para caldeiras.
NBR6412 - Turbinas hidráulicas - Recepção de modelos.
NBR6445 - Turbinas hidráulicas, turbinas-bombas e bombas de
acumulação.
NBR5456 – Eletricidade geral.
NBR14801 - Medição de vazão de gás em condutos fechados -
Medidores tipo turbina - Classificação e ensaios complementares.
60
CB159 - Mancais de deslizamento para turbinas hidráulicas, turbinas-
bombas e bombas de acumulação.
NBR10131 - Bombas hidráulicas de fluxo.
NBR10344 - Sistemas de manuseio e armazenamento de elementos
combustíveis em instalações nucleares.
NBR10556 - Monitoração de efluentes líquidos radioativos
provenientes de centrais nucleoelétricas.
NBR9309 - Sistema de registros de garantia da qualidade para
usinas nucleoelétricas.
NBRISO16528-1 - Caldeiras e vasos de pressão Parte 1: Requisitos
de desempenho.
NBR5458 – Transformador de potencia.
NBRISO16528-2 - Caldeiras e vasos de pressão Parte 2: Procedimentos
para atendimento integral da ABNT NBR ISO 16528-1.
NBR227 - Caldeiras estacionarias - código para projeto e construção.
NBR9331 – Eletrônica de potencia.
NBR11704 - Sistemas fotovoltaicos – Classificação.
NBR11879 - Dispositivos fotovoltaicos - Simulador solar - Requisitos de
desempenho.
NBR12137 - Módulos fotovoltaicos - Ensaios mecânicos e ambientais.
NBR14298 - Sistemas fotovoltaicos - Banco de baterias –
Dimensionamento.
NBR10185 - Reservatórios térmicos para líquidos destinados a sistemas de
energia solar - Determinação de desempenho térmico.
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14. PREÇOS
Os preços das usinas variam de acordo com o tipo de usina, potencia
gerada, materiais e equipamentos utilizados, a mão de obra empregada, a
localização da usina e uma série de outros fatores.
No caso da usina hidrelétrica de Itaipu que gera aproximadamente 14
MWh foi gasto cerca de 16 bilhões de dólares, ou seja, são quase mil
dólares por megawatt hora gerado. Esse investimento se deu por conta, em
grande parte, do Brasil, com uma ajuda do Paraguai, por ser uma usina
Binacional, que como não tinha dinheiro na época, assinou um acordo para
pagar a dívida com a energia gerada ao longo do tempo.
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Figura 14.1 – Usina hidrelétrica de Itaipu.
Quanto a usina eólica o Parque Eólico de Osório também localizado
no Brasil, no estado do Rio Grande do Sul, é composto por 75 torres de
aerogeradores, o parque tem capacidade instalada estimada em 150 MW e
esse empreendimento envolveu um aporte de setecentos e setenta milhões
de reais.
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Figura 14.2 – Parque eólico de Osório.
Uma usina elétrica com técnica fotovoltaica localizada na Alemanha,
em Hemau, na Baviera tem total de 32.740 coletores solares, compostos de
células fotovoltaicas, somando a capacidade de produção de eletricidade
em cerca de 0,5 MWh. O projeto custou um total de 18,4 milhões de euros.
Um fato interessante é que a Lei das Energias Renováveis obriga empresas
distribuidoras de energia elétrica a comprar essa energia gerada em Hemau
por um preço fixo de 45,7 centavos de euro por quilowatt hora num período
de 20 anos.
Uma grande vantagem das usinas nucleares é o preço da energia
que ela gera, pois são valores próximos ao preço da energia gerada em
usinas térmicas que é considerado um dos mais baixos, entre 3,5 a 4
centavos o KWh. Quanto à construção das usinas nucleares, temos no
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Brasil duas usinas prontas e uma em fase de instalação, que são usinas
Angra 1, 2 e 3, as três localizadas em Angra do Reis.
No caso da Angra 1 ela está ativada desde 1985 e tem capacidade
de gerar 350 MW, foram gastos 1,3 bilhões de reais na sua instalação. A
usina Angra 2 está em funcionamento desde 2001 e tem capacidade de
gerar 1.350 MW, o seu custo é de aproximadamente 5 bilhões de reais e a
usina Angra 3 tem sua conclusão prevista para 2011 e também terá a
capacidade de gerar 1.350 MW, mas o seu custo é de 8,8 bilhões de reais,
superior a Angra 2 devido as várias exigências feitas pelo IBAMA para a
licença ser feita.
Figura 14.3 – Usinas nucleares Angra 1 (cilíndrica) e Angra 2 (meia-lua).
15. ANEXOS
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Estão anexos ao CD contendo os arquivos do trabalho.
16. FONTES DE CONSULTA
66
SITES:
http://ciencia.hsw.uol.com.br/geradores-van-de-graaff2.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Gerador
http://pt.wikipedia.org/wiki/Usina_hidrel%C3%A9trica
http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_maremotriz
http://www.mundovestibular.com.br/articles/701/1/USINA-HIDRELETRICA/
Paacutegina1.html
http://www.ebanataw.com.br/roberto/energia/ener12.htm
http://www.avimach.com.br/diesel/aplicacoes3.html
http://pt.wikipedia.org/wiki/Usina_solar
http://www.cepa.if.usp.br/energia/energia2000/turmaA/grupo6/usina_solar.htm
http://pt.shvoong.com/humanities/1797855-usina-termo-solar-ser%C3%A1-
maior/
http://www.ambientebrasil.com.br/composer.php3?base=./energia/
index.html&conteudo=./energia/termeletrica.html
www.abntnet.com.br
http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?
artigo=010115021114
http://www.brasilescola.com/geografia/energia-nuclear.htm
http://www.brasilescola.com/fisica/fissao-nuclear.htm
http://www.biodieselbr.com/energia/nuclear/fissao-nuclear.htm
NORMAS:
67
NBR 5460 – Sistemas Elétricos de Potência – Terminologia.
68