A Hidroeléctrica de Cahora Bassa (HCB), S. A. é uma empresa moçambicana de capital maioritariamente nacional.
A HCB S.A foi constituída a 24 de Junho de 1975, nos termos do protocolo concluído, entre a Frente de Libertação de Moçambique e o Governo Português.
Este empreendimento situa-se em Songo, Distrito de Cahora Bassa, Província de Tete.
A albufeira é um grande lago artificial com uma área de 2900 km², um comprimento máximo de 270 km e largura máxima de 30km, sendo a sua capacidade útil de 52 km².
A barragem está implantada numa estreita garganta do rio, com vertentes verticais na parte superior e em forma de V na parte inferior. O seu corpo é de betão, do tipo abóbada de dupla curvatura e tem:
171 metros (m) de altura a partir das fundações;
303 m de comprimento no coroamento;
21,5 m de espessura máxima nas fundações;
5 m de espessura mínima no coroamento.
A central é uma enorme caverna escavada na rocha, com 220 m de comprimento, 29 m de largura e 57 m de altura, situada na margem sul do rio. Possui órgãos de segurança da estrutura da barragem compostos por oito descarregadores de fundo e um de superfície, com a capacidade máxima de descarga de cerca de 14.000 m³/s.
É no interior desta caverna que estão instalados cinco grupo geradores, cada um destes é formado por uma turbina tipo Francis de 415 MW.
A rotação dos grupos geradores faz-se à velocidade nominal de 107,11 rpm, a que corresponde a frequência eléctrica de 50 Hz usada na rede eléctrica moçambicana.
Cahora Bassa com os seus 5 grupos geradores e um caudal máximo turbinado de 2.250 m³/s é actualmente o maior produtor de electricidade em Moçambique. Com capacidade superior a 2000 MW abastece Moçambique (perto de 250 MW), África do Sul (1100 MW) e Zimbabwe (400 MW). Decorrem negociações para o abastecimento de energia eléctrica de Cahora Bassa para o Malawi.
As subestações do Songo (em Moçambique) e de Apollo (na África do Sul) estão ligadas por duas linhas aéreas de transporte, monopolares de alta tensão ( HVDC), cobrindo uma distância de 1.400 km, sendo 900 km em território moçambicano, ao longo da fronteira com o Zimbabwe.
As torres que suspendem os condutores são do tipo piramidal com altura normal de 49 metros, tendo sido implantadas cerca de 6.400 torres.
Para o fornecimento de energia ao Centro e Norte de Moçambique estão instaladas duas linhas de transporte de energia ligando a subestação do Songo à subestação de Matambo, próximo da cidade de Tete. Da subestação de Matambo sai, entre outras, uma linha de transporte que alimenta a subestação de Chibata, próximo da Cidade de Chimoio.
A Hidroeléctrica de Cahora Bassa é na verdade um motivo de orgulho do sector eléctrico Moçambicano.
Recentemente instalamos um novo gerador alugado as Jembas para fornecer energia ao hospital. Os dois geradores têm a mesma capacidade de 1MVA. Contudo, quando ligamos o novo gerador começamos a ter problemas no sistema de distribuição com os quadros a dispararem os disjuntores diferenciais. Já analisamos os circuitos e tudo parece conforme. Não verificamos nenhuma falha a terra. Contudo, o mesmo não acontece com o antigo gerador. Queira por favor providenciar algum conselho nesse sentido.
1 – Por incrível que pareça os disjuntores diferenciais não accionam somente quando existe uma fuga a terra mas sim quando existe qualquer desequilíbrio entre as fases e o neutro.
2 – Tendo em conta que o sistema de distribuição da instalação é o mesmo não convém alterar a sua configuração.
3 – Verifique o sistema da instalação do antigo gerador incluindo o tipo de aterramento. Não esqueça de verificar o tipo de ligação que é feita com o neutro do gerador. Os dois geradores devem estar ligados com o mesmo tipo ou sistema de aterramento.
4 – Verifique se os sistemas de aterramento dos geradores estão interligados. Devemos sempre manter os geradores a um mesmo potencial eléctrico.
5 – Verifique se o neutro do novo gerador está ligado a terra. Se não estiver, deverá ligá-lo a terra, pois daqui devem estar a resultar os desequilíbrios de fases na rede. Portanto, me parece que existe uma situação de neutro flutuante causado pelo segundo gerador. Normalmente os geradores são fornecidos com um neutro flutuante, que deve ser adequado a instalação a ser conectado.
Quando o ponto estrela de uma carga desequilibrada não é ligado ao ponto estrela da fonte de tensão (Transformador ou Gerador), então as voltagens das fases não permanecem equilibradas ou seja não são iguais mas, variam de acordo as suas cargas. Essa variação cria um neutro flutuante, o que faz com que os disjuntores diferenciais accionam por desequilíbrio de carga e não por uma falha a terra.
Portanto, deverá fazer os devidos ajustes de maneira a evitar um neutro flutuante ou seja deve manter o neutro do sistema eléctrico e da fonte a um mesmo potencial.
Penso que isso não é solução para um País onde grande parte da população é maioritariamente pobre. Porquê gastar dinheiro com programas não sustentáveis quando podíamos investir o mesmo dinheiro para aumentarmos os níveis de produção e distribuição de energia? Campanhas de racionalização energética e tecnologias económicas são sempre bem-vindas, mas não de substituição de lâmpadas ou aparelhos eléctricos com fundos públicos.
Quem garante a continuidade do fornecimento de tais aparelhos e lâmpadas económicas a população? Eis a questão. Preferes comprar uma lâmpada incandescente a 50Kz ou uma económica a 200kz, quando a prior já se sabe que ela estará apagada devido aos cortes da EDEL.
Quando se tem um fornecimento de energia regular e uma tarifa sobre o consumo real doméstico, a população racionalmente opta por usar lâmpadas e aparelhos económicos evitando o pagamento de facturas com altos níveis de consumo energético.
O que é uma central ou usina hidroeléctrica reversível? Antes de falarmos de usinas reversíveis, vamos fazer uma rápida abordagem sobre o funcionamento de uma usina hidroeléctrica convencional.
As usinas hidroeléctricas utilizam a energia da água, convertendo-a em electricidade através de uma mecânica elementar. Na verdade, as usinas hidroeléctricas são baseadas em um conceito simples: A água represada possui energia potêncial gravitacional que se converte em energia cinética. Essa energia cinética é transferida às turbinas, que movimentam o gerador; O gerador gera energia eléctrica que é transformada e transportada por linhas de transmissão e distribuição para os respectivos consumidores. Durante a transmissão, parte dessa energia é absorvida sob a forma de calor que aquece a linha de transmissão. Para chegar ao usuário final, a energia eléctrica passa novamente por transformadores de acordo o desenho das linhas de distribuição. Finalmente ao chegar ao usuário ele pode transformá-la em outras formas de energia, como por exemplo energia sonora, ao ligar um aparelho de som, transformá-la em energia luminosa, quando acendemos uma lâmpada, ou mecânica ao acionar-se um motor eléctrico. Veja em menos de 1 minuto esse video ilustrativo:
Aqui estão os componentes básicos de uma usina hidroeléctrica convencional (ver foto em anexo):
Barreira ou represa - a maioria das usinas hidroeléctricas utiliza uma barreira que armazenaa água e cria um grande reservatório
Canal - os portões ou comportas da barreira se abrem e a água flui por gravidade através do duto que vai para a turbina.
Turbina - a água atinge as grandes lâminas da turbina, fazendo-as girar. A turbina é acoplada a um gerador localizado acima dela. O tipo mais comum de turbinas para as usinas hidroeléctricas é a Francis, que se parece com um grande disco com lâminas curvas
Geradores - as lâminas da turbina giram e movimentam uma série de ímanes dentro do gerador. Os ímanes gigantes geram um fluxo magnético rotativo, produzindo deste modo a corrente alternada (AC).
Transformador - o transformador dentro da casa de força converte a voltagem de baixa tensão gerada em alta tensão. A energia gerada é depois transmitida e distribuida aos consumidores através das linhas de transmissão e subestações eléctricas
Linhas de transmissão - Quatro linhas saem de cada usina de energia: As três fases de energia, que são produzidas simultaneamente, mais um linha do neutro ou terra comum para as três fases
Fluxo de saída - A água usada passa por algumas tubulações e volta para o rio;
Eixo entre a turbina e o gerador
Armazenamento bombeado (ou reversível)
A maioria das usinas hidroeléctricas funciona da maneira descrita anteriormente. Entretanto, existe outro tipo de usina hidroeléctrica chamada hidroeléctrica de armazenamento bombeado. Em uma usina hidroeléctrica convencional, a água do reservatório passa pela usina, sai e volta para o rio.
Uma usina de armazenamento bombeado tem dois reservatórios:
Reservatório superior - como uma usina hidroeléctrica convencional, uma barreira cria o reservatório. A água neste reservatório passa pela usina hidroeléctrica para criar electricidade;
Reservatório inferior - a água que sai da usina hidroeléctrica vai para um reservatório inferior em vez de voltar para o rio;
Utilizando uma turbina reversível, a usina pode bombear a água de volta para o reservatório superior. Isto é feito nos horários fora de pico. Em resumo, o segundo reservatório preenche o reservatório superior. Ao bombear a água de volta para o reservatório superior, a usina tem mais água para gerar electricidade durante os horários de pico de consumo.
Um exemplo de central hidroeléctrica reversível é Bath County - a maior central hidroeléctrica reversível do Mundo.
Bath County - O rejuvenescimento do gigante silencioso
Durante quase 20 anos, a usina hidroeléctrica reversível de Bath County, no estado da Virgínia, nos EUA, foi a maior usina de sua categoria. Para preparar esse "gigante silencioso" para o futuro, a Voith modernizou as seis turbinas da usina em 2009. Com o significativo aumento em sua capacidade máxima, possibilitado pela modernização, Bath County retornou ao topo na lista das usinas reversíveis mais potentes do mundo.
A maior parte do complexo, com quase 20 andares de altura, encontra-se oculta sob a superfície da água. Isso deu à usina o apelido de "gigante silencioso". Em horários de ponta, quando cerca de 500.000 domicílios e empresas na Virgínia estão consumindo energia, as comportas se abrem para as tubulações subterrâneas provenientes do reservatório superior, e mais de 850 metros cúbicos de água por segundo fluem através das seis turbinas instaladas na parte inferior do edifício.
Novas turbinas-bombas para uma maior potência
As turbinas-bombas da usina estiveram em operação durante quase duas décadas. Em 2003, a Voith foi contratada para modernizar a usina. Por um lado, o objectivo era assegurar que a planta pudesse continuar a ser operada rentavelmente. Por outro lado, desejava-se aumentar a eficiência das turbinas. Para preparar a usina para o futuro, os especialistas da Voith analisaram o seu potencial de otimização realizando testes sofisticados e simulações por computador. Rapidamente ficou claro que a substituição do sistema de ventilação e de resfriamento, bem como um novo projecto do enrolamento do estator, permitiriam alcançar um grau de eficiência significativamente maior.
De volta ao 1º lugar na classificação de potência
O novo conceito dos enrolamentos dos estatores alterou a transposição original de 360 graus para 540 graus. Esse desenho construtivo aumentou a capacidade máxima das turbinas para 530 megawatts – um aumento de aproximadamente 25 por cento. A recuperação da usina de Bath County foi concluída em seis anos. Actualmente, a usina hidroeléctrica reversível continua sendo um fornecedor de energia eficiente e confiável. Com uma potência total superior a 2.700 megawatts desde a sua modernização, Bath County mais uma vez se tornou a usina hidroeléctrica reversível mais potente do mundo.
Actualmente, as centrais reversíveis vão tomando diferentes configurações, dependendo da necessidade energética e do fornecimento de água nas regiões onde são edificadas.
veja o video (em inglês) sobre o projecto Bath County:
Cientistas americanos desenvolveram novas células solares que durante o dia geram eletricidade e produzem hidrogénio. Esta inovação é possível devido a dois novos tipos de nanocristais que substituem as moléculas orgânicas tradicionais dos painéis solares.
Uma equipa de investigadores da Bowling Green State University, nos Estados Unidos, desenvolveu células solares que produzem eletricidade e hidrogénio.
Num video publicado no Journal of Visualized Experiments (JoVE), a equipa responsável pelo projecto explica o processo que envolve a substituição das tradicionais moléculas orgânicas existentes nos painéis solares por nanocristais feitos com seleneto de zinco, sulfeto de cádmio e um catalisador de platina.
Um nanocristal em forma de bastão, composto por sulfeto de cádmio, produz hidrogénio a partir da água, através de uma reação conhecida como fotocatálise. O segundo nanocristal, constituído por camadas de seleneto de zinco, é fotovoltaico e gera electricidade.
Com esta dupla capacidade, o painel para além de fornecer energia durante o dia também produz hidrogénio que alimentará uma célula de combustível à noite. A combinação destes dois nanocristais permite o fornecimento de energia limpa durante 24 horas por dia. Estes painéis são também mais resistentes e duráveis. “São menos suscetíveis ao calor e radiação ultravioleta e também não sofrem os problemas de degradação que afetam os seus similares orgânicos.” Os cientistas estimam que durem mais que os 20 anos de vida dos painéis solares convencionais.
Gostaria de saber qual a necessidade energética da cidade de Luanda, é que na tua entrevista à revista Economia & Mercado (E&M) estimaste-a em 400 MW mas no teu mais recente artigo, "ENERGIA PARA TODOS EM 5 ANOS - UMA FALSA PROMESSA ELEITORAL", em que citas o ex governador de Luanda para área económica o valor avançado é de 700 MW.
Qual, em tua opinião, é o valor que mais se aproxima da realidade?
Resposta:
1 – Para situar alguns leitores vou descrever o parágrafo em relação a primeira observação: "A barragem hidroeléctrica de Capanda é a maior unidade de produção de electricidade existente actualmente no país, com 520 Megawatts (MW) de capacidade instalada. Capanda fornece energia eléctrica a Luanda, que recebe a maior parte da produção em cerca de 280MW contra os 400MW de potência necessária para alimentar a capital do Pais”.Fim de citação. http://angolapowerservices.blogspot.com/2012/07/entrevista-completa-revista-economia.html
Note que eu faço referência aos 400MW como sendo a potência necessária, e não suficiente. Portanto, os 400MW representam a demanda energética da cidade de Luanda sobre o sistema de produção e distribuição de energia, as vezes também considerado como pico da carga ou demanda máxima. Esta demanda varia de acordo com a carga total connectada ao sistema eléctrico ou com o seu factor de carga.
A cidade de Luanda tem o seu fornecimento normal de energia, quando o seu consumo ou demanda situa-se abaixo da sua capacidade de produção ou distribuição disponível. Quando o sistema de produção e distribuição não é capaz ou suficiente para satisfazer a demanda da rede eléctrica, diz-se que existe um défict energético.
O défict energético obriga a EDEL ou a ENE a fazer restrições no fornecimento de energia a muitos consumidores. Isto normalmente acontece quando os niveis de produção de energia estão longe de satisfazer a carga eléctrica da cidade. A existência do déficit energético remete-nos a segunda observação contida no seguinte parágrafo:
“Luanda precisa de 700 megawatts (MW), de acordo com o ex-governador de Luanda para a área económica, Miguel Catraio, a exploração de energia até este ano era feita com um déficit de 47%, ou seja em Luanda, em média, está diariamente disponível, no período das 8 horas a meia-noite, 310 megawatts. A situação agrava-se a partir da meia-noite, período em que estão disponíveis apenas 247 megawatts, sendo que no resto do país a situação é pior” Fim de citação. http://angolapowerservices.blogspot.com/2012/08/energia-para-todos-em-5-anos-uma-falsa.html)
Como se pode observar, o Sr. Miguel Catraio fazia menção ao déficit de energia eléctrica, e considerava que para suprir esse déficit seria necessário fornecer a cidade cerca de 700MW.
2 - Qual, em tua opinião, é o valor que mais se aproxima da realidade?
Para uma análise qualitativa precisaria de alguns dados estatísticos sobre o sistema de distribuição geral da cidade de Luanda, actuais niveis de consumo nas zonas periféricas, bairros sub-urbanos, novas centralidades e zonas habitacionais, sistemas de iluminação pública, zonas ou bairros sem rede de distribuição eléctrica e a demanda do sector industrial. Infelizmente, esses dados dificilmente estão disponíveis para o cidadão comum consultar.
Contudo, se olharmos para os programas de desenvolvimento urbano e industrial da cidade de Luanda, podemos facilmente concluir que 700MW de energia serão insuficientes para o fornecimento de energia qualitativa para o consumo doméstico, iluminação pública e zonas industriais. Lembre-se que Luanda já teve, segundo dados da EDEL estimados pela área de comercialização e distribuição, uma demanda energética na ordem dos 540MW em Abril de 2011 contra os 480MW disponiveis, representando neste caso um déficit de 60MW. Portanto, não estamos muito longe da cifra dos 700MW.
Consultoria e Prestação Serviços powered by Emméry Macedo - Engenheiro Eletrotécnico, BTECH, BEST CUM LAUDE, pela Durban University of Technology (DUT), Galardoado pelo Institute of Professional Engineering Technologists (IPET), Pos-Graduado em Gestão de Projectos pela Universidade de Liverpool; Bacharel em Ciências Matemáticas pela Faculdade de Ciências da Universidade Agostinho Neto de Angola, Professor de Matemática e Física pelo IMNE- Garcia Neto, Professor de Electrόnica de Potência da Universidade Metodista, membro do IET - Institution of Engineering and Technology MIET nº 91651226, membro da Ordem dos Engenheiros de Angola OEA nº 2924, com certificação em ETAP, SKM, HV Switching, SAEP, etc...
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