Energia, Energia renovável, Sistema de potência

Como funciona uma usina hidrelétrica?

Neste post eu vou falar sobre o funcionamento das usinas hidrelétricas. O princípio de funcionamento é simples, mas há mais coisas por trás de uma usina hidrelétrica.

Princípio de funcionamento

Usa-se a lei da indução de Faraday, a variação de um campo magnético em uma bobina cria uma tensão induzida nos terminais da bobina.

\varepsilon =-N\frac{d\phi }{dt}

\varepsilon é a tensão induzida, N é o número de espiras e \frac{d\phi }{dt} é a variação do fluxo magnético no tempo. Esta equação mostra que mais espiras e fluxo variando mais rápido aumenta a tensão induzida.

O gerador

A água gira a turbina ligada ao eixo de um gerador que é uma máquina elétrica cujo rotor tem vários ímãs permanentes. O estator tem bobinas que vão receber a tensão induzida.

A turbina do gerador geralmente é uma turbina Francis. 60% das usinas hidrelétricas usam este tipo de turbina, pois são muito eficientes e podem operar com um fluxo de 10 a 700 m^3/s e com altura de água de 45 a 400 metros.

As setas verdes mostram o caminho percorrido pela água.

As lâminas das turbinas são aerofólios de modo que em um lado tenha uma pressão baixa e em outro uma pressão alta e cria-se uma força de reação (F_{LIFT}). Esta lâmina tem um formato único de forma que tenha também uma força de impulso quando a água bate na lâmina.

As lâminas em vermelho montadas na turbina.

O Transformador

O transformador ligado nos terminais do estator deve ser um elevador para transmitir energia elétrica em longas distâncias. Aqui é um exemplo de transformador elevador para usinas hidrelétricas.

Para saber mais sobre transformadores e seus vários tipos, clique nos botões abaixo.

Transformadores TransformadoresClique aqui Tipos de transformadores Tipos de transformadoresClique aqui

 

A Represa

A represa é necessária para controlar o fluxo de água de um rio para a usina hidrelétrica. Primeiro deve-se cavar trincheiras para desviar o curso de um rio. Depois coloca-se a fundação da represa e adiciona-se concreto. Deve-se tirar as trincheiras depois que a represa estiver pronta.

A represa deve ter uma porta de controle e um duto para conduzir a água para a turbina.

 

 

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About Pedro Ney Stroski

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