Turbinas Hidrelétricas

Olá pessoal vamos agora entender como funcionam as turbinas das usinas hidrelétricas e uma turbina ela tem o objetivo de transferir a energia mecânica para o gerador isso acontece numa hidrelétrica numa termelétrica e também numa usina eólica mas nesse vídeo Vamos focar nas turbinas hidrelétricas considera em tela o conjunto gerador turbina e o que acontece a turbina ela transfere a energia cinética da água que a energia do movimento para o eixo que conecta turbina ao gerador dessa forma o gerador receberá essa energia mecânica e pelo princípio da indução eletromagnética haverá a geração de energia elétrica vamos

agora compreender como se dá a geração de energia elétrica essa potência gerada pelo conjunto turbina gerador depende principalmente da vazão turbinada que a vazão de água que passa pela turbina e depende também da altura de queda que é a diferença entre o nível montante que é o nível do reservatório e o nível jusante da usina que é na saída do tubo de sucção então a fórmula da potência simplificada é o produto da vazão pela altura de queda quanto maior a vazão e maior a altura de queda maior será a potência gerada Mas temos que considerar

ainda outras variáveis por exemplo densidade da água e aceleração da gravidade e não podemos esquecer do rendimento da turbina e rendimento do gerador Agora sim temos a fórmula completa da potência gerada numa hidrelétrica chegamos Então as turbinas hidrelétricas propriamente ditas e a primeira delas é a turbina tipo capa ela foi desenvolvida por Victor caplan em 1919 e ela é adequada para hidrelétricas de baixa queda uma altura de queda de no máximo 30 metros perceba que no perfil desse tipo de hidrelétrica que ela possui baixa altura de queda e para compensar a potência ela tem uma

elevada vazão é isso que caracteriza uma hidrelétrica com turbina carplan baixa altura de queda e é levada vazão verifique agora essa animação da turbina capla Ela parece a hélice de um ventilador está agora Envolvida com a válvula o distribuidor que regula a vazão e o distribuidor abraçado pelo caracol Esse é o sistema hidrelétrico com turbina cabra essa turbina cápsula Ela opera numa velocidade de rotação na faixa de 75 a 120 rotações por minuto e algo bem interessante que acontece na turbina cápsula ela pode ajustar o ângulo de ataque das hélices assim poderá regular o rendimento

da turbina como também regiões de maior ou menor cavitação e observe agora algumas ilustrações de turbinas cápsula em manutenção e perceba a dimensão dessa turbina cápsula em comparação ao tamanho do operador de manutenção ali vestido de azul existem turbinas cápsulas muito grandes e para exemplificar temos aqui a usina hidrelétrica de Sobradinho na Bahia ela possui seis unidades geradoras de 175 megawatts e utiliza turbinas cápsulas e altura de queda é de 27 metros temos agora um outro tipo de turbina capri é uma turbina horizontal e nesse caso é chamada turbina bulbo ela é utilizada hidrelétricas de

altura de queda mínima basicamente o fluxo do Rio ou seja é o fluxo do rio que passa girando a turbina e transferindo a energia mecânica para o gerador de energia elétrica Observe agora a usina hidrelétrica de Jirau no Rio Madeira que possui 50 geradores de 75 megawatts e utiliza turbinas do tipo bulbo essa é uma fotografia na fase de construção e perceba a dimensão da turbina bulbo e a usina em operação chegamos então a turbina tipo Francis que foi desenvolvida por James frances em 1849 é uma turbina adequada para hidrelétricas de altura de queda média

variando de 80 a 200 metros Observe agora o perfil da hidrelétrica que utiliza turbina Francis temos altura e vazão médias essa turbina Francis ela possui uma velocidade na faixa de 100 A 600 rotações por minuto e a água ela penetra na turbina radialmente e sai axialmente Observe nessa animação E mais uma vez temos ilustrações de turbinas agora turbinas franceses turbinas pequenas turbinas médias e vamos aí aumentando a dimensão das turbinas chegando então a turbina do gerador de Itaipu que é maior hidrelétrica do nosso país a usina de Itaipu Ela utiliza turbina do tipo Francis para

uma altura de queda de 120 metros e possui 10 unidades geradoras de 736 megawatts falando apenas da parte brasileira lembre-se que Itaipu é uma usina binacional e a mesma quantidade de geração existe no lado do Paraguai e por fim chegamos a usina do tipo pelton desenvolvida por alanpelton em 1870 é uma turbina que opera em alturas de queda muito elevadas superando 200 metros perceba no perfil desse tipo de usina que temos uma altura de queda muito elevada E baixa vazão e esse tipo de turbina ele opera numa faixa de rotação de 600 a 3.000 RPM

diferente dos outros tipos de turbinas a turbina pélton Ela utiliza injetores esses injetores injetam um fluxo de água em alta velocidade e provoca a rotação da turbina uma rotação em alta velocidade e normalmente não existe apenas um único injetor e na prática essas turbinas pelton utilizam diversos injetores e para exemplificar temos aqui uma usina brasileira utilizando turbina pélton a usina de Henry borden incubação São Paulo utiliza turbina pélton e essa água é captada numa altura de 720 metros injetada nas turbinas phelton temos aqui uma visão mais aproximada da Usina e agora uma visão da sala

de máquinas vamos agora a um resumo das turbinas das hidrelétricas Considere um gráfico relacionando altura de queda e a vazão numa hidrelétrica temos regiões apropriadas para cada tipo de turbina região para turbina bulbo perceba que é um elevada vazão e uma altura de queda muito baixa na sequência turbina tipo capa depois tipo Francis e por fim tipo pelton percebemos claramente que a pelton é utilizada em elevadas alturas de quedas mas Observe que há uma intercessão entre as regiões de uma turbina e outra e o engenheiro que desenvolve a hidrelétrica deve então analisar sobre o ponto

de vista de altura vazão rendimento e cavitação qual a melhor turbina apropriada para aquela usina e para terminar esse vídeo trago aqui uma fotografia da maior hidrelétrica do planeta terra a hidrelétrica de Três Gargantas na China é uma hidrelétrica que utiliza turbina tipo Francis numa altura de queda de 180 metros e possui 34 geradores totalizando 22.500 megawatts e agora uma fotografia da turbina tipo Francis dessa Usina Valeu pessoal Espero que tenham gostado do vídeo Um forte abraço e bons estudos