Como funciona uma hidroelétrica?

Question

eu sei que a força das águas movem as turbinas e tal. mas eu não entendo como essa força é transformada em energia elétrica?

Answer 1

A geração de energia elétrica através de energia cinética (seja a força motriz proveniente do deslocamento de água, vento etc..) é possível porque um condutor elétrico (fio) quando percorrido por um campo magnético (como um ímã preso a um eixo e posto a girar pela força das águas) gera uma corrente elétrica em seus terminais. Quando cessa esse movimento, cessa, também a corrente elétrica devido à estabilização dos elétrons dos átomos do condutor (fio).

O oposto também é verdadeiro. Quando uma corrente elétrica percorre um condutor, esta gera um campo magnético. Pode-se fazer um eletro-ímã enrolando-se um fio em uma peça de ferro e aplicando-se uma corrente elétrica em seus terminais. Pegue agora esse dispositivo, coloque um voltímetro ligado aos seus terminais, movimente um ímã próximo a peça de ferro e verá que o voltímetro dará indicação de surgimento de tensão elétrica.

Um abraço do Jacaré.

Answer 2

Definição

Uma usina hidrelétrica pode ser definida como um conjunto de obras e equipamentos cuja finalidade é a geração de energia elétrica, através de aproveitamento do potencial hidráulico existente em um rio.

O potencial hidráulico é proporcionado pela vazão hidráulica e pela concentração dos desníveis existentes ao longo do curso de um rio. Isto pode se dar:

de forma natural, quando o desnível está concentrado numa cachoeira;
através de uma barragem, quando pequenos desníveis são concentrados na altura da barragem;
através de desvio do rio de seu leito natural, concentrando-se os pequenos desníveis nesse desvio.
Basicamente, uma usina hidrelétrica compõe-se das seguintes partes:

barragem;
sistemas de captação e adução de água;
casa de força;
sistema de restituição de água ao leito natural do rio.
Cada parte se constitui em um conjunto de obras e instalações projetadas harmoniosamente para operar, com eficiência, em conjunto.

Como Funciona

A água captada no lago formado pela barragem é conduzida até a casa de força através de canais, túneis e/ou condutos metálicos. Após passar pela turbina hidráulica, na casa de força, a água é restituída ao leito natural do rio, através do canal de fuga.

Dessa forma, a potência hidráulica é transformada em potência mecânica quando a água passa pela turbina, fazendo com que esta gire, e, no gerador - que também gira acoplado mecanicamente à turbina - a potência mecânica é transformada em potência elétrica.

A energia assim gerada é levada através de cabos ou barras condutoras dos terminais do gerador até o transformador elevador, onde tem sua tensão (voltagem) elevada para adequada condução, através de linhas de transmissão, até os centros de consumo.

Daí, através de transformadores abaixadores, a energia tem sua tensão levada a níveis adequados para utilização pelos consumidores.






Vantagens

A maior vantagem das usinas hidrelétricas é a transformação limpa do recurso energético natural. Não há resíduos poluentes e há baixo custo da geração de energia, já que o principal insumo energético, a água do rio, está inserida à usina.

Além da geração de energia elétrica, o aproveitamento hidrelétrico proporciona outros usos tais como irrigação, navegação e amortecimentos de cheias.

Fonte: Centrais Elétricas Brasileiras S.A - ELETROBRÁS












Situada no rio Paraná, a usina hidrelétrica Ilha Solteira - a maior da CESP - com 3.230.000 KW de potência final, compõe com a Usina Engº Souza Dias(Jupiá) o Complexo Hidrelétrico Engº Francisco Lima de Souza Dias Filho(Urubupungá), o sexto maior do mundo(4.641.200 KW de capacidade instalada).
Iniciada em maio de 1965, a construção de Ilha Solteira representou um grande desafio para seus empreendedores, dados os inúmeros problemas operacionais e tecnológicos determinados pelo arrojo do projeto e pelas dimensões da obra.
Foi em Ilha Solteira que a engenharia nacional incorporou experiência e tecnologias que hoje continuam a ser usadas e desenvolvidas nas obras de grande porte, a começar pelo planejamento acurado da infra-estrutura de logística e canteiro, que permitiram a quebra d evários recordes de produção.
particularmente se destacam a refrigeração do concreto, que permite a concretagem contínua de grandes volumes com economia de cimento, a produção seriada de pré-moldados e vários outros aspectos.
São também exemplos, a adoção de comportas flutuantes e o desvio de curso do rio Paraná, realizado diretamente pela Casa de Força, um feito relevante na história da engenharia hidráulica brasileira.
Para alojar um contingente de 15.000 pessoas, foi planejado e instalado um núcleo residencial urbanizado, desenvolvido segundo os princípios da "cidade linear".
Essa comunidade que por volta de 1972 contava com 3.500 casas, foi dotada de toda a infra-estrutura: rede de água e esgotos, luz elétrica, galerias de águas pluviais, pavimentação e telefonia.
A partir de 1992, Ilha Solteira foi emancipada, contando com 100% de serviços públicos e uma dinâmica vida econômica.
Em Ilha Solteira estão sediados o Setor de Ensaios e Inspeções e o Centro de Treinamento, que se dedica a formar os recursos humanos da CESP, bem como de empresas congêneres, nacionais e estrangeiras.


FICHA TÉCNICA
Localização: Rio: Paraná - Municípios: Ilha Solteira(SP), Selvíria(MS)
Início - Obras civis: 05/1965
Entrada em operação - Primeiro grupo: 18/07/1973
Término - Último grupo: 28/12/1978
Reservatório - Área(Km2): 1.195,00 - Volume útil: 12.828,00 -Volume total: 21.060,00
Níveis de operação - Máximo maximorum(m): 328,40 - Nomal(m): 328,00 - Mínimo(m): 323,00
Barragem - Tipo: terra/concreto - Coroamento - Comprimento(m): 6.100,00 - Cota(m): 332,00
Turbina - Tipo: Francis - Quantidade: 20 - Potência nominal a 80ºC(kW): 161.500 - Potência total a 80ºC(kW): 3.230.000 - Queda bruta nominal(m): 46,00
Vertedouro - Tipo: superfície - Número de vãos: 19 - Descarga total(m3/s): 38.300,00
Volumes totais - Aterros e enrocamentos(m3): 22.589.620 - Escavação(m3): 7.488.000 - Concreto(m3): 3.686.500







Como é o funcionamento de uma Usina Hidro-Elétrica.





As Usinas hidroelétricas são constituídas de 2 partes. Uma onde fica o gerador e que é encarregado de produção da energia elétrica. Outra onde fica a turbina e que é movida pela água.

O custo de produção do kilowatt é o menor do que todas as outras formas de produção de energia elétrica. A razão é muito simples: a matéria prima é a água que cai de graça do céu.

Outra grande vantagem, além do custo, é que não existe nenhum tipo de poluição. O cenário mundial, o Brasil ocupa uma posição privilegiada: É o único país do mundo que domina a tecnologia de produção de energia hidroelétrica e reuni condições geo-climáticas para a instalação de Usinas Hidráulicas. Talvez seja essa a razão de tantas iniciativas oriundas dos países desenvolvidos contra a construção de usinas hidráulicas no Brasil.

De toda energia elétrica produzida na Brasil, quase 97% é produzida em usinas hidráulicas. De todas as formas de produção de energia, a energia hidroelétrica é a mais limpa, não polui o ar e é ecologicamente correta.

De todas as formas de produção de energia EM GRANDE ESCALA, a hidroelétrica é a única totalmente renovável e que não produz nenhuma poluição atmosférica.







Chamam-se hidroelétricas por que são constituídas de 2 partes, uma hidráulica onde se armazena água para os períodos de estiagem (períodos sem chuva) e outra elétrica onde se produz a eletricidade.




1
A Energia Elétrica é produzida por um Gerador, na Casa de Força.

2
O Gerador possui um eixo que é movido por uma Turbina.

3
A Turbina é movida por um Jato de Água. Depois do uso, a água continua o seu percurso rio abaixo.

4
A água fica armazenada em um Reservatório para ser usada nos períodos de estiagem. Quando o reservatório já está cheio, o excesso de água é jogada fora através do vertedouro.







Um dos efeitos colaterais da construção de uma usina hidroelétrica é a Regularização da Vazão do Rio. Isto quer dizer que o rio passa a ter água o ano todo e nas épocas de chuva não provoca inundações e enchentes.

Para poder dispor de água (matéria prima da usina hidroelétrica) mesmo nos períodos de estiagem (meses secos entre maio e novembro), é construído um reservatório de acumulação onde a água do verão (meses com muita água) é guardada até a chegada do inverno.

O reservatório propicia a preservação da fauna e da flora. Nos meses de estiagem é muito comum alguns rios ficarem secos, destruindo totalmente a sua fauna e flora. O reservatório propicia também o desenvolvimento da piscicultura garantindo a sobrevivência dos profissionais da pesca. Por fim, o reservatório é um ótimo local para o nosso lazer.

O tamanho (capacidade) do reservatório é calculado de forma muito criteriosa (os estudos levam em consideração 10.000 anos de chuvas) para que mesmo nos períodos de grande estiagem o reservatório não chegue ao mínimo.




http://www.rc.unesp.br/pef/2003_projetos/Ludimila/Ludimila05_hidreletrica.htm (veja as figuras numeradas nesse site)

http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-17592003000300011


http://www.feiradeciencias.com.br/sala12/12_T05.asp
Veja aí e boa sorte!!!

Answer 3

Voce quer saber como funciona um gerador (alternador) e não uma usina hidroelétrica, pelo que podemos entender do complemento da sua pergunta.

A maioria dos geradores em Usinas Hidroelétricas é constituido por um rotor e um estator. O rotor é um imã enorme, que é tocado pela turbina. O estator (parte fixa do gerador) é composto por bobinas às quais estão ligados os consumidores (motores, cargas resistivas, etc.)

O giro do rotor induz uma tensão no estator (condutores em movimento relativo em relação a um campo magnético).

Esta tensão provoca a circulação de corrente no circuito do estator (alimenta os consumidores), o que "freia" (lei de Lenz) o movimento de giro do rotor. Desta forma, a energia cinética do rotor (que é proveniente da turbina) é convertida em energia elétrica, que por sua vez é convertida em energia mecanica (motores) ou térmica (cargas resistivas) pelos consumidores.

A descrição acima é bastante simplificada, somente para tentar passar para voce o conceito do funcionamento de um gerador.

Answer 4

A água é canalizada em um duto que move as pás de um gerador. Esse gerador gira um poderoso imã entre enrolamentos de fios. A variação do campo magnético gerado por essa rotação induz corrente elétrica nos enrolamentos.

Answer 5

Funciona à base de água.