PORTAL DE ENERGIAS ALTERNATIVAS
"Podemos criar um mundo mais sustentável, limpo e seguro ao tornar as escolhas energéticas mais responsáveis."
Robert Alan
COMO FUNCIONA A ENERGIA HIDROELÉCTRICA
A energia hidroeléctrica vem da água em funcionamento, água em movimento. Pode ser vista como uma forma de energia solar, visto que o sol acciona o ciclo hidrológico que dá à terra a sua água. No ciclo hidrológico, a água atmosférica chega à superfície da terra como precipitação. Parte desta água evapora-se, mas a maioria filtra-se no solo ou torna-se em excedente de superfície. A água da chuva e da neve em derretimento chega, eventualmente, a charcos, lagos, reservatórios, ou oceanos, onde a evaporação ocorre constantemente.
A humidade que se filtra no solo pode tornar-se em água de terra (água à superfície), um pouco da qual também entra em corpos de água através de nascentes ou correntes subterrâneas. A água de terra pode ascender através do solo durante os períodos secos e voltar à atmosfera pela evaporação.
O vapor de água passa para a atmosfera pela evaporação, depois circula, condensa-se em nuvens, e parte regressa à terra como precipitação. Assim, o ciclo de água fica completo. A natureza assegura que a água é um recurso renovável.
Gerar energia
Na natureza, a energia não pode ser criada ou destruída, mas a sua forma pode modificar-se. Ao gerar eletricidade, não é criada qualquer energia nova. Na verdade, uma forma da energia é convertida noutra.
Para gerar eletricidade, a água deve estar em movimento. Isto é energia cinética (movimento). Quando a água fluente faz girar lâminas numa turbina, a forma é modificada para energia mecânica (máquina). A turbina vira o rotor de gerador que então converte esta energia mecânica noutra forma de energia - eletricidade. Como a água é a fonte inicial de energia, damos-lhe o nome de energia hidroeléctrica ou hidráulica.
Em instalações chamadas centrais hidroeléctricas, é gerada a energia hidráulica. Algumas centrais eléctricas são localizadas em rios, correntes, e canais, mas para uma distribuição de água fiável, são necessárias represas. As represas armazenam a água para libertação posterior, para funções como irrigação, uso doméstico e industrial, e geração de energia. O reservatório funciona de forma muito semelhante a uma bateria, armazenando a água a ser lançada conforme necessário de gerar energia.
A represa cria uma nascente ou altura de onde a água corre. Um tubo (represa de moinho) transporta a água do reservatório até à turbina. A água em rápido movimento empurra as lâminas da turbina, algo semelhante a um cata-vento. A força das águas nas lâminas de turbina gira o rotor, a parte móvel do gerador eléctrico. Quando rolos de arame no rotor passam pelo rolo estacionário do gerador (a parte fixa do motor eléctrico), a electricidade é produzida.
Este conceito foi descoberto por Michael Faraday em 1831 quando descobriu que a electricidade pode ser gerada ao fazer girar ímanes dentro de rolos de cobre.
Quando a água concluiu a sua tarefa, continua a fluir para servir outras necessidades.
Transmissão de Energia
Assim que a eletricidade é produzida, deve ser enviada para onde é necessária - as nossas casas, escolas, escritórios, fábricas, etc. As represas estão muitas vezes em posições remotas e a energia deve ser transmitida até aos seus consumidores através de alguma distância.
São usadas vastas redes de linhas de transmissão e instalações para nos trazer a electricidade numa forma em que a possamos usar. Toda a eletricidade produzida numa central eléctrica vem primeiro através de transformadores que levantam a voltagem de forma a que possa viajar a grandes distâncias através de cabos de alta tensão. (A voltagem é a pressão que força uma corrente elétrica através de um arame.) Em subestações locais, os transformadores reduzem a voltagem para que a electricidade possa ser dividida e direccionada através de determinada área.
Os transformadores em postes (ou subterrâneos, em alguns bairros) reduzem ainda mais a energia eléctrica até à voltagem para aparelhos e uso doméstico. Quando a eletricidade chega às nossas casas, compramo-la à hora de quilowatt, e um contador mede a quantidade que usamos.
Enquanto as centrais hidroeléctricas são uma fonte de eletricidade, outras fontes incluem centrais que queimam combustíveis fósseis ou separam átomos para criar vapor que, por sua vez, é usado para gerar energia. Os sistemas de turbina de gás, solares, geotérmicos, e accionados pelo vento são outras das fontes. Todas estas centrais podem usar o mesmo sistema de linhas de transmissão e estações numa área para lhe trazer energia. Pelo uso desta grade de poder, a electricidade pode ser permutada entre vários sistemas de serviço para corresponder a exigências variadas. Portanto, a electricidade que ilumina a sua lâmpada de leitura agora pode ser de uma central hidroeléctrica, de um gerador de vento, de uma instalação nuclear, ou carvão, gás, uma central movida a óleo … ou uma combinação destes.
Como a Energia é Computada
Antes de se desenvolver uma localização de uma central hidroeléctrica, os engenheiros calculam a quantidade de energia que pode ser produzida quando a instalação estiver completa. A produção real de energia numa barragem é determinada pelo volume de água libertado (descarga) e a distância vertical das quedas de água (nascente). Deste modo, uma determinada quantidade de água que cai a uma dada distância produzirá certo montante da energia. A nascente e a descarga no local da energia e a velocidade rotativa desejada do gerador determinam o tipo da turbina a ser usada.
A nascente produz uma pressão (pressão de água), e quando maior a nascente, maior a pressão para mover as turbinas. Esta pressão é medida em quilos de força (quilos por centímetro quadrado). Uma nascente maior ou água fluente mais rápida significam mais energia.
Turbinas
Enquanto há só dois tipos básicos de turbinas (de impulso e de reacção), há muitas variações. O tipo específico da turbina a ser usada numa central não é seleccionado até todos os estudos operacionais e estimativas de custo estejam completas. A turbina seleccionada depende bastante das condições do local.
Uma turbina de reacção é uma roda horizontal ou vertical que funciona com a roda completamente submersa, uma característica que reduz a turbulência. Em teoria, a turbina de reacção funciona como um regador relva giratório, onde a água num ponto central está sob pressão e sai pelas extremidades das lâminas, causando rotação. As turbinas de reacção são o tipo mais largamente usado.
Uma turbina de impulso é uma roda horizontal ou vertical que usa a energia cinética de água que bate os seus baldes ou lâminas para causar a rotação. A roda é coberta por um cárter e os baldes ou as lâminas têm uma forma que lhes permite girar o fluxo de água a cerca de 170 graus dentro do cárter. Depois de virar as lâminas ou baldes, a água cai para o fundo do cárter da roda e derrama-se.
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