O que é uma Usina Hidrelétrica?

O que é uma Usina Hidrelétrica?

Definição de Usina Hidrelétrica

Uma usina hidrelétrica é definida como uma instalação que gera eletricidade utilizando a energia cinética da água em queda para girar uma turbina.

Na usina hidrelétrica, a energia cinética desenvolvida devido à gravidade na queda da água de um nível mais alto para um nível mais baixo é utilizada para girar uma turbina e produzir eletricidade. A energia potencial armazenada na água no nível superior será liberada como energia cinética quando cair para o nível inferior. Esta turbina gira quando a água em queda atinge as pás da turbina. Para obter uma diferença de nível de água, as usinas hidroelétricas geralmente são construídas em áreas montanhosas. No caminho do rio em áreas montanhosas, uma barragem artificial é construída para criar o desnível de água necessário. A partir desta barragem, a água é permitida cair de forma controlada em direção às pás da turbina. Como resultado, a turbina gira devido à força da água aplicada às suas pás e, portanto, o alternador gira, já que o eixo da turbina está acoplado ao eixo do alternador.

A principal vantagem de uma usina hidroelétrica é que ela não precisa de combustível. Ela só precisa de um desnível de água, que está naturalmente disponível uma vez que a barragem é construída.

Sem combustível significa sem custo de combustível, sem combustão, sem gases de exaustão e sem poluição. Isso torna as usinas hidroelétricas limpas e amigáveis ao meio ambiente. Elas também são mais simples de construir em comparação com as usinas termoelétricas e nucleares.

Construir uma usina hidroelétrica pode ser mais caro do que uma usina termoelétrica devido ao custo de construção de uma grande barragem. Os custos de engenharia também são altos. Além disso, as usinas hidroelétricas não podem ser construídas em qualquer lugar; elas precisam de locais específicos, muitas vezes distantes dos centros de carga.

Portanto, linhas de transmissão longas são necessárias para transmitir a energia gerada aos centros de carga.Assim, o custo de transmissão pode ser suficientemente alto.

Apesar disso, a água armazenada na barragem também pode ser utilizada para irrigação e outros fins semelhantes. Às vezes, criando tal barragem no caminho do rio, inundações ocasionais a jusante do rio podem ser controladas significativamente.

São necessários apenas seis componentes principais para construir uma usina hidroelétrica. Estes são: barragem, túnel de pressão, tanque de surto, casa de válvulas, penstock e casa de força.

A barragem é uma barreira de concreto artificial construída no caminho do rio. A área de captação atrás da barragem cria um enorme reservatório de água.O túnel de pressão leva a água da barragem até a casa de válvulas.

Na casa de válvulas, existem dois tipos de válvulas disponíveis. A primeira é a válvula de escoamento principal e a segunda é a válvula de isolamento automático. As válvulas de escoamento controlam a água que flui para a jusante e as válvulas de isolamento automático param o fluxo de água quando a carga elétrica é repentinamente desligada da planta. A válvula de isolamento automático é uma válvula de proteção que não desempenha nenhum papel direto no controle do fluxo de água para a turbina. Ela opera apenas em emergências para proteger o sistema de rompimento.

O penstock é um tubo de aço que conecta a casa de válvulas à casa de força. A água flui através do penstock da casa de válvulas para a casa de força.Na casa de força, há turbinas d'água e alternadores com transformadores de elevação associados e sistemas de equipamentos de manobra para gerar e, em seguida, facilitar a transmissão de eletricidade.

Por último, chegaremos ao tanque de surto. O tanque de surto também é um acessório protetor associado à usina hidroelétrica. Está localizado logo antes da casa de válvulas. A altura do tanque deve ser maior que o desnível da água armazenada no reservatório de água atrás da barragem. Este é um tanque de água aberto no topo.

O objetivo deste tanque é proteger o penstock de romper quando a turbina se recusa repentinamente a receber água. No ponto de entrada das turbinas, existem portas de turbina controladas por reguladores. O regulador abre ou fecha as portas da turbina de acordo com a flutuação da carga elétrica. Se a carga elétrica for repentinamente desligada da planta, o regulador fecha as portas da turbina e a água é bloqueada no penstock. A parada súbita da água pode causar um rompimento sério do tubo do penstock. O tanque de surto absorve esta pressão reversa oscilando o nível de água neste tanque.

Construção de Usina Hidroelétrica

Construir uma usina hidroelétrica envolve a criação de uma barragem, túnel de pressão, casa de válvulas, penstock, casa de força e tanque de surto.

 Vantagens da Energia Hidroelétrica

Essas usinas são econômicas e ecologicamente corretas, pois não precisam de combustível e não produzem poluição.

Desvantagens da Energia Hidroelétrica

Os altos custos de construção e a necessidade de linhas de transmissão longas para entregar a eletricidade onde ela é necessária podem ser desvantagens.

Benefícios Adicionais das Barragens

As barragens usadas em usinas hidroelétricas também podem oferecer benefícios como suporte à irrigação e controle de enchentes.