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.
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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:
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:
Barreira ou represa - a maioria das usinas hidroeléctricas utiliza uma barreira que armazena a 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:
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:
Refêrencias:
Compilado por:
Emméry Macedo
Com o problema do baixo nível da água em tempo seco, seria oportuno pensar-se em construir uma central hidroeléctrica reversível na bacia do rio kwanza… Capanda outra vez em restrições e o povo sempre as escuras… Bath County - A maior central hidroeléctrica reversível do mundo.
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