TÓPICOS
1. Sistema de Geração de Energia - CHESF
2.
Grandezas
características das turbinas CHESF
3.
Capacidade
atual de geração elétrica do Brasil
4. PRINCIPAIS CAUSAS QUE LEVARAM AO APAGÃO EM 2001
5.
VANTAGENS E
DESVANTAGENS DAS FONTES DE ENERGIA TRADICIONAIS E ALTERNATIVOS
6.
Objetivo
e constituição de um sistema de regularização de velocidade de uma turbina
hidráulica
7.
Tipos
de regularização de turbinas hidráulicas
8.
Regulador
de força centrífugo (pêndulo de Watt)
9.
Itaipu
X Três Gargantas
10. Pedra do Cavalo X Itapebi
1.
Sistema de Geração
de Energia - CHESF
A Chesf possui atualmente uma capacidade de geração de
energia de 10.705 megawatts, sendo 10.271 megawatts de origem hidráulica, 432
megawatts de origem termelétrica e 1,2 quilowatts de origem eólica. É a
companhia com o maior parque gerador do País.
Após 50 anos, a Hidro Elétrica do São Francisco - CHESF é
uma das maiores e mais importantes empresas do setor elétrico brasileiro. É
responsável pela produção, transporte e comercialização de energia elétrica
para oito estados nordestinos - Alagoas, Bahia, Ceará, Paraíba, Pernambuco,
Piauí, Rio Grande do Norte e Sergipe. Sua área de abrangência é de 1,2 milhão
de quilômetros quadrados, o equivalente a 14,3% do território brasileiro,
beneficiando mais de 40 milhões de habitantes.
Desde o início, a CHESF tem um papel de extrema
relevância no desenvolvimento da região Nordeste. Ela foi criada pelo
Decreto-Lei 8.031 de 3 de outubro de 1945 como uma sociedade de economia mista
ligada ao Ministério da Agricultura e teve suas atividades iniciadas,
efetivamente, em 15 de março de 1948.
Sua criação foi baseada na carência de energia elétrica
da região Nordeste, que passou a ser suprida com o aproveitamento do potencial
hidrelétrico do rio São Francisco. Seu idealizador foi o engenheiro agrônomo
Apolônio Sales,Ministro da Agricultura no governo Getúlio Vargas.
Na área de geração térmica, a Chesf conta com as usinas
de Camaçari I, de 290 mil kW, na Bahia, e Bongi, de 142.500 kW de potência, em
Pernambuco, que operam em ciclo aberto. A Camaçari I está equipada com cinco
turbinas a gás de 58 kW, podendo utilizar óleo residual ou óleo combustível. A
usina do Bongi, que foi montada na década de 70, conta com cinco turbinas a gás
de 28.500 kW que utilizam óleo diesel.
O Governo Federal, com o apoio dos estados e em parceria
com as concessionárias de energia e empresários privados já instalaram no
Nordeste três usinas termelétricas: uma em Pernambuco, com 260 MW, uma na
Bahia, com 270 MW e uma no Ceará, com 240 MW. As novas usinas garantem energia
para o Nordeste e reduzem a dependência atual da energia gerada pelas
hidrelétricas, que sofrem os efeitos dos ciclos naturais.
Resumindo, o sistema de geração da CHESF possui:
• Capacidade de geração de 45.320 Gigawatts-hora (15)
• Capacidade instalada de 10.704 Megawatts (18)
• 14 hidrelétricas;
• 2 termelétricas;
• 1 unidade eólica;
• Outras unidades menores
TABELA 1 – OUTRAS UNIDADES
Usinas Hidrelétricas
|
Ano
|
Nº de Unidades
|
Pot. Instalada (MW)
|
Total (MW)
|
Piloto
|
1949
|
1
|
2.000
|
2.000
|
Paulo Afonso I
|
1954
|
3
|
60.000
|
180.000
|
Curemas
|
1957
|
2
|
1.760
|
3.520
|
Paulo Afonso IIA
|
1961
|
3
|
75.000
|
225.000
|
Funil
|
1962
|
3
|
10.000
|
30.000
|
Araras
|
1967
|
2
|
2.000
|
4.000
|
Paulo Afonso IIB
|
1967
|
3
|
85.000
|
255.000
|
Boa Esperança
|
1970
|
2
|
54.000
|
108.000
|
Paulo Afonso III
|
1971
|
4
|
216.000
|
864.000
|
Apolônio Sales (Moxotó)
|
1977
|
4
|
110.000
|
440.000
|
Pedra
|
1978
|
1
|
23.000
|
23.000
|
Paulo Afonso IV
|
1979
|
6
|
410.000
|
2.460.000
|
Sobradinho
|
1979
|
6
|
175.000
|
1.050.000
|
Luiz Gonzaga
|
1988
|
6
|
250.000
|
1.500.000
|
Boa Esperança (ampliação)
|
1990
|
2
|
63.000
|
126.000
|
Xingó
|
1994
|
6
|
500.000
|
3.000.000
|
Termelétricas
|
Ano
|
Nº de Unidades
|
Pot. Instalada (MW)
|
Total (MW)
|
Camaçari I
|
1979
|
5
|
58.000
|
290.000
|
Bongi
|
1977
|
5
|
28.500
|
142.500
|
Eólica
|
Ano
|
Nº de Unidades
|
Pot. Instalada (MW)
|
Total (MW)
|
Mucuripe
|
1996
|
4
|
300
|
1.200
|
Outras
|
340
|
|||
Total
|
-
|
68
|
-
|
10.704.560
|
2. Grandezas características das
turbinas CHESF
As
principais grandezas pode ser observadas na tabela 2.
TABELA 2 – GRANDEZAS CARACTERÍSTICAS
DAS TURBINAS

3. Capacidade atual de geração
elétrica do Brasil
O Brasil possui no
total 1.399 empreendimentos em operação , gerando 90.793.454 kW de potência.
Está prevista para os próximos anos uma adição de 34.161.189 kW na capacidade
de geração do País, proveniente dos 69 empreendimentos atualmente em construção
e mais 526 outorgadas.
O gráfico abaixo ilustra a geração de energia no Brasil:
![]() |
||||
Tipo
|
Quantidade
|
Potência Outorgada
(kW)
|
Potência
Fiscalizada (kW)
|
%
|
170
|
89.209
|
88.554
|
0,10
|
|
11
|
31.075
|
28.625
|
0,03
|
|
250
|
1.247.900
|
1.215.625
|
1,34
|
|
1
|
20
|
20
|
0
|
|
144
|
70.256.234
|
67.882.069
|
74,77
|
|
821
|
24.720.622
|
19.571.561
|
21,56
|
|
2
|
2.007.000
|
2.007.000
|
2,21
|
|
1.399
|
98.352.060
|
90.793.454
|
100
|
Os
valores de porcentagem são referentes a Potência Fiscalizada. A Potência
Outorgada é igual a considerada no Ato de Outorga. A Potência Fiscalizada é
igual a considerada a partir da operação comercial da primeira unidade
geradora.
Legenda
|
|
CGH
|
Central Geradora Hidrelétrica
|
EOL
|
Central Geradora Eolielétrica
|
PCH
|
Pequena Central Hidrelétrica
|
SOL
|
Central Geradora Solar Fotovoltaica
|
UHE
|
Usina Hidrelétrica de Energia
|
UTE
|
Usina Termelétrica de Energia
|
UTN
|
Usina Termonuclear
|
4. PRINCIPAIS CAUSAS QUE LEVARAM AO APAGÃO EM 2001
4.1.
Causas Naturais da Crise de Energia
No Brasil, 87% da eletricidade é de origem hidroelétrica e depende da boa
vontade de São Pedro. O resto é produzido pelas centrais termelétricas (10%) e
pelos reatores das centrais nucleares de Angra dos Reis (2%). O país tem pouco
carvão, e o que tem é de má qualidade. Também não controla tecnologia de ponta
para a produção de energia nuclear. O óleo combustível sempre foi muito caro.
Mesmo para o país com o maior potencial hídrico do mundo, depender de uma única
fonte na produção de energia é um risco enorme.
O Instituto
Nacional de Meteorologia informa que na região de Furnas, por exemplo, o índice
de chuvas é o pior dos últimos 20 anos e, já em março, o instituto avisava que
era improvável que as chuvas de abril e maio fossem suficientes para encher os
reservatórios que abastecem as hidrelétricas do Sudeste, Centro-Oeste e
Nordeste.
4.2.
Causas Estruturais da Crise de Energia
A redução
nos investimentos é uma
importante causa. Nos últimos anos, os investimentos em geração no Brasil não
acompanharam o crescimento da demanda. A Cemig, no entanto, preocupada com o
abastecimento de seu mercado, deu prioridade para a ampliação de seu parque de
geração. No momento, a Cemig é a única empresa a fazer grandes investimentos em
geração. Cerca de 2,3 bilhões de reais estão sendo aplicados, em parceria com a
iniciativa privada, na construção de 8 usinas hidrelétricas e 1 térmica. Também
está trabalhando na ampliação e conversão da Usina Térmica de Igarapé, que
deixa de operar com óleo para produzir energia a partir de gás natural.
4.3.
Causas Conjunturais da Crise de
Energia
Outro
problema, além da falta de investimentos, é a falta de integração que existe
entre as diversas usinas. Enquanto as hidrelétricas do Sudeste enfrentam os
níveis mais baixos de abastecimento desde que foram construídas, sobra água e
energia no Sul e no Norte, onde as usinas estão, em média, com altos níveis de
abastecimento. A falta de linhas de transmissão de alta capacidade impede a
transmissão de energia entre estas regiões e, até por isso, excluiu, pelo menos
até setembro, as duas regiões do racionamento, que será adotado no Sudeste,
Centro-Oeste e Nordeste.
É importante
você saber que a energia produzida em um local pode ser transportada a outro
local e isso é feito por meio de linhas de transmissão que funcionam como
verdadeiras estradas para a eletricidade. No Brasil, nem todas as regiões estão
interligadas, o que impossibilita um tráfego contínuo entre todas as regiões,
como é o caso das regiões Norte e Nordeste, que não estão ligadas às demais. Em
relação à Região Sul, o problema é outro. Embora esteja ligada ao Sudeste e ao
Centro-Oeste, o sistema de transmissão limita o transporte da energia excedente
gerada no Sul.
4.4.
Causas Políticas da Crise de Energia
Claro que as chuvas são um fator importante em
relação a crise energética, mas o governo tem uma grande parcela de
responsabilidade, após muitas discussões, o governo decidiu reparar seu erro
impondo que o consumidor precisa reduzir 20% da energia e ainda pagará mais
caro pelo aparelho eletrônico que estiver plugado na parede.
O recado dado pelo governo que quer persuadir o Brasil com esta maneira de reparar seu erro, tem o seguinte teor: ou se corta com o apoio da população 20% do consumo com eletricidade em casa ou o governo é quem vai cortar a Luz.
O recado dado pelo governo que quer persuadir o Brasil com esta maneira de reparar seu erro, tem o seguinte teor: ou se corta com o apoio da população 20% do consumo com eletricidade em casa ou o governo é quem vai cortar a Luz.
Obras de
infra-estrutura para o setor elétrico exigem muito investimento, coisa que o
governo brasileiro não fez. O governo sentiu-se desobrigado de investir porque
as empresas de energia elétrica, antes estatais, foram incluídas no plano de
desestatização. Já foram privatizadas grandes empresas de geração e de
distribuição de energia elétrica, como a Light, no Rio, a Eletrosul, hoje
Gerasul, na região Sul, a Eletropaulo e as companhias elétricas desmembradas da
Cesp, em São Paulo. Mas a iniciativa privada não fez investimentos significativos
na ampliação do sistema de geração e distribuição
4.5.
Causas Econômicas da Crise de Energia
O Brasil é um país em desenvolvimento e no último ano registrou um
crescimento de 4,5%. Mas o crescimento da capacidade de geração não foi
proporcional. Isso significa que o Brasil precisa e gasta cada vez mais
energia, mas a produção não cresce no mesmo ritmo, aumentando os riscos de
faltar energia.
5. VANTAGENS E DESVANTAGENS DAS FONTES DE ENERGIA
TRADICIONAIS E ALTERNATIVAS
TRADICIONAIS
|
Vantagens
|
Desvantagens
|
Hidroeletricidade
|
Não
emite poluentes. A produção é controlada. Não influencia no efeito estufa.
|
Inundação
de grandes áreas, deslocamento de populações. A construção dessas usinas
também é cara e demorada.
|
Carvão
mineral
|
Domínio
da tecnologia de aproveitamento. Facilidade de transporte e distribuição.
|
Influencia
na formação da chuva ácida devido à liberação de poluentes como dióxido de
carbono (CO2) e enxofre (SO2) e óxidos de nitrogênio durante a combustão.
|
Petróleo
|
Domínio
da tecnologia para exploração e refino. Facilidade de transporte e
distribuição.
|
É
um recurso esgotável. Libera dióxido de carbono na atmosfera, poluindo o
ambiente e colaborando para o aumento da temperatura.
|
Gás
Natural
|
Pode
ser utilizado nas formas gasosa e líquida; existe um grande número de
reservas.
|
É
um recurso esgotável.
A construção de gasodutos e metaneiros (navios especiais) para o transporte e distribuição requer altos investimentos. Influencia na formação de chuva ácida e na alteração climática. |
Nuclear
|
As
usinas podem ser instaladas em locais próximos aos centros de consumo. Não
emite poluentes que influem sobre o efeito estufa.
|
Não
há tecnologia para tratar o lixo nuclear. A construção dessas usinas é cara e
demorada. Há riscos de contaminação nuclear.
|
ALTERNATIVAS
|
Vantagens
|
Desvantagens
|
Eólica
|
Grande
potencial para geração de energia elétrica. Não influi no efeito estufa. Não
ocupa áreas de produção agrícola.
|
Exige
investimentos para transmissão da energia gerada. Produz poluição sonora.
Interfere nas transmissões de rádio e TV.
|
Solar
|
Não
é poluente. Não influi no efeito estufa. Não precisa de turbinas ou geradores
para a produção de energia elétrica.
|
Exige
investimentos iniciais de relativa monta para o seu aproveitamento.
|
Biomassa
|
É
fonte renovável. Sua ação sobre o efeito estufa pode ser equilibrada: o gás
carbônico liberado durante a queima é absorvido no ciclo de produção.
|
Exige
investimentos iniciais para o seu aproveitamento.
|
6. Objetivo e constituição de um
sistema de regularização de velocidade de uma turbina hidráulica
O objetivo da regularização do movimento das
turbinas hidráulicas é manter a velocidade
(conseqüentemente a potência motora)
constante ou dentro de um pequeno intervalo apropriado através de dispositivos
automatizados, regularizando a freqüência da corrente elétrica gerada pela
turbina. Isso reestabelecer o regime de equilíbrio dinâmico médio quando a
potência útil sofrer variação. Essa variação é uma conseqüência da demanda da
rede consumidora de energia elétrica para a qual o alternador acionado pela
turbina fornece energia. As variações podem chegar até a situação extrema de
rejeição total da carga elétrica, motivada por problema na rede, o que conduz o
desligamento dos disjuntores do banco de transformadores alimentados pelo alternador
acoplado à turbina (ou por grupo de turbo-geradores).
Este sistema de regularização é constituído
por:
·
Taquímetro (regulador) - dispositivo automático responsável por receptar o sinal
(aparecimento de uma aceleração angular) do desequilíbrio dinâmico e enviar o
comunicado ao órgão operador.
·
Órgão operador - atua na admissão da água na turbina hidráulica após receber o
sinal enviado pelo taquímetro. O órgão operador nas turbinas Pelton é o bocal
injetor, já nas turbinas Francis e Kaplan é o distribuidor de pás.
·
Sistema de transmissão - transmitir a deformação do pêndulo (ou regulador eletrônico) ao distribuidor.
·
Compensador - faz a velocidade retornar ao mesmo valor.
·
Aparelho de estatismo - distribui a carga entre diversos grupos de turbinas em paralelo.
7. Tipos de regularização de
turbinas hidráulicas
Os reguladores de turbinas hidráulicas estão
divididos basicamente em dois grupos: o de ação direta e o de ação indireta. A
regularização por ação direta somente foi empregada em turbinas de pequeno
porte como as Benoit-Fourneyron, usadas nos anos de 1920 a 1926. No que tange o
de ação indireta tem-se os reguladores automáticos mecânicos que estão, por sua
vez, divididos em três grupos:
·
Reguladores de força centrífuga, taquímetros ou cônicos, que é o
clássico pêndulo de Watt : detalhado no quesito seguinte.
·
Reguladores de inércia acelerométricos ou planos: nestes aparelhos
a deformação é obtida pela ação da força de inércia de suas peças. As forças
centrífugas geradas pela rotação do aparelho agem simetricamente sobre
elementos rígidos que resistem as suas ações sem deformação aparente.
·
Regulador de Vollet - Riva. Possui dois tipos de funcionamento:
·
Funcionamento acelerométrico: quando ocorre desequilíbrio
dinâmico, surge no eixo uma aceleração angular. Um volante fixado ao eixo,
devido a sua inércia, tende a girar com a velocidade inicial, atrasando-se em
relação ao eixo. Assim, havendo aceleração no eixo, o distribuidor é acionado
de modo a reduzir a admissão.
·
Funcionamento taquimétrico: funciona basicamente pela ação da
força centrifuga, que age sobre o mecanismo de transmissão que comanda o servo
mecanismo, fechando o distribuidor.
8. Regulador de força centrífugo
(pêndulo de Watt)
O pêndulo de Watt é constituído de um eixo
vertical onde estão articuladas duas hastes que suportam esferas nas suas
extremidades livres, formando a parte principal da máquina. O movimento de
rotação do eixo é decorrente da ação da força centrífuga K que age sobre as esferas.
Duas bielas b ligam as hastes a uma peça L, denominada luva, que pode deslizar
ao longo do eixo.
Como cada esfera está submetida à ação da
força K, origina-se um conjugado K.d que tende a afastar a esfera. Isto provoca
deformação do regulador e elevação da luva. A extremidade do órgão de
transmissão do mecanismo de regularização fica alojado em uma ranhura existente
na luva, daí este movimento é aproveitado para comandar o órgão de distribuição
da máquina. A ação do peso P’ de cada esfera dá origem a um conjugado P’.d’, de
sentido contrário ao de K.d, tendendo a manter a esfera na vertical de sua
articulação.
Para cada valor da velocidade angular que o
pêndulo fica submetido, haverá uma posição de equilíbrio da luva em
conseqüência da igualdade dos movimentos. Pode-se então dizer que para cada
valor da velocidade da máquina o pêndulo assume uma configuração própria, ou
seja, para cada valor da velocidade a luva ocupará uma posição certa e
determinada.
Em máquinas de grandes velocidades há a
necessidade de colocar-se molas de grande rigidez ligando as hastes do pêndulo
para aumentar a resistência à força centrífuga, diminuindo o deslocamento da
luva para uma mesma variação de velocidade.
Figura
1: Pêndulo de Watt

9. Itaipu X Três Gargantas

10. Pedra do Cavalo X Itapebi
PEDRA DO CAVALO
POTÊNCIA E ENERGIA
Potência instalada 160,0 MW
Energia assegurada 56,4 MW Médios
Potência assegurada 147,2 MW
RESERVATÓRIO
Área inundada 186,0 Km2
Vol. na máx. norm.(El 114,5 m) 3,134 x 10m3
BARRAGEM (existente)
Tipo Enrocamento com núcleo de
argila
Comprimento da crista 470,0 m
Altura máxima 142,0 m
VERTEDOURO (existente)
Tipo Controlado
Capacidade 12.948 m 3/s
Número de com portas 5 (tipo segmento)
Dimensões 15,0 m x 18,0 m
Condutos forçados
Seção Circular
Quantidade 2
Dimensões 138,0 m x 4,5
Turbinas
Tipo Francis, eixo vertical
Potência nominal 82.650 kW
Queda líquida de projeto 105 m
USINA
HIDRELÉTRICA ITAPEBI
Dados Técnicos
Potência 450
MW
Local do Projeto Rio
Jequitinhonha - Estado da
Bahia,
Brasil
Objetivo do Projeto Geração
de Energia Elétrica
Ano de Construção Junho/1999
- Janeiro/2003
Captação e Reservatório
Área de Captação 68.100
km²
Vazão Média Anual 406 m³/s
Área do Reservatório - NA Normal 61,58 km²
Volume do Reservatório - NA Normal 1.634 x106 m³
Vertedouro
Tipo Superfície
com Salto de Esqui
Capacidade de Descarga 20.915 m³/s
Número de comportas 6
Casa de Força
Tipo Abrigada
Número de Unidades 3
Barragem Principal
Tipo EFC
Volume 4.000.000
m³
Altura Máxima 106
m
Desvio do Rio para
Construção
Tipo Túneis
Número de unidades 3