Olá Energista! Você sabe como funcionam as usinas de energia elétrica? Show
Primeiramente, o Brasil é um país com diversas possibilidades de aproveitamentos de recursos naturais, por isso possui várias fontes de energia. Aqui no blog já Desmitifiquei as diferentes fontes de energia, onde te expliquei a diferença entre fontes energéticas e fontes elétricas. E também já apresentei no post 2 Aspectos fundamentais para trabalhar com energias renováveis, a importância de saber de onde vem a energia e conhecer os equipamentos de cada usina. Hoje, então vou falar mais sobre esses assuntos. Como sabemos a matriz elétrica brasileira é muito ampla e diversificada, o que dá muito “pano para manga”. Porém, no momento é importante conhecer a estrutura das usinas mais presentes na matriz elétrica brasileira. Que são:
Então, vem comigo conhecer sobre os princípios básicos de funcionamento dessas usinas e como os recursos naturais são aproveitados para gerar a energia que chega até as nossas casas e empresas. Usinas HidrelétricasA energia hidrelétrica é a gerada com a transformação da força da água em energia elétrica. A forma em que essa massa de água se manifesta na natureza é através dos fluxos de água, como os rios e lagos. No Brasil, os rios são quase a totalidade, facilitando o aproveitamento por meio de um desnível ou queda d’água. Com o objetivo de aproveitar essa força da água, são construídas infraestruturas hidráulicas (grandes ou não), que são capazes de obter o máximo potencial desse recurso renovável e livre de emissões. Como funciona uma usina hidrelétrica?De antemão, a conversão em energia elétrica através das usinas hidrelétricas (seja ela UHE, PCH ou CGH) ocorre devido a diferença de energia potencial de uma massa de água entre dois pontos com altitudes (ou cotas) diferentes. Para entender melhor, vou dividir esse processo em 6 etapas: 1 – A barragem, que se encontra no canal habitual do rio, acumulará a água para formar a represa ou apenas garantirá a operação da tomada d’água. 2 – A água que se encontra no reservatório, ou que apenas está sendo direcionada à um novo caminho, passa através de uma entrada, sendo levada através de um conduto forçado. 3 – A energia potencial é transformada em energia cinética à medida que a água desce pelo conduto. 4 – A pressão exercida pela água sobre as pás da turbina, transforma a energia cinética em energia mecânica, pela rotação das pás. 5 – O eixo da turbina que está ligado ao do gerador elétrico, gira ao mesmo tempo convertendo a energia mecânica de rotação em eletricidade. 6 – Uma vez que a água forneceu sua energia, é devolvida ao rio por meio do canal de escoamento.  O rendimento de todo o processo é bem alto, entre 90 e 95%, fazendo com que seja aproveitada quase toda a energia potencial da água. As perdas de rendimento que
ocorrem têm os seguintes motivos: Usinas Solares FotovoltaicasA energia solar é aquela gerada através da captação da luz emitida pelo sol. Uma usina solar fotovoltaica é um complexo cheio de módulos fotovoltaicos, que podem ser instalados sobre telhado, estruturas em solo ou até mesmo sobre a água (seja de rios, lagos ou represas através de sistemas de flutuamento). Para aprofundar mais seu conhecimento sobre os módulos fotovoltaicos, acesse aqui. Agora que já sabe o básico sobre uma usina solar fotovoltaica vou te explicar como é o seu funcionamento. Como funciona uma Usina Solar?1 – Os módulos fotovoltaicos captam a luz do sol e a convertem em energia elétrica através de um processo chamado de efeito fotovoltaico. O efeito fotovoltaico corresponde a criação de tensão elétrica ou de uma corrente elétrica correspondente num material, após a sua exposição à luz. É muito importante que haja incidência direta da radiação solar para que as células fotovoltaicas (que compõem os módulos) sejam mais eficientes na conversão para energia elétrica, uma vez que, seu funcionamento é muito dependente da entrada das partículas que compõem a luz (os fótons) em seu interior. Como resultado disso, há a liberação de corrente elétrica contínua que foi captada pelos filamentos condutores do módulo fotovoltaico. 2 – Em seguida, ocorre o envio dessa corrente para o inversor fotovoltaico (aparelho que transforma a energia de corrente contínua em corrente alternada). Nesta etapa também ocorrerá a proteção elétrica dos equipamentos, com dispositivos como disjuntores. Em sistemas menores como residências, comércios e indústrias, essa energia é enviada para uso na planta. 3 e 4 – Já no caso, de sistemas maiores, a energia será enviada para os transformadores e depois para as linhas de transmissão. Os transformadores aumentarão a tensão que vem dos inversores (até 380 volts) para tensões muito maiores (de 13.800 até 230.000 volts). Usinas TermelétricasA energia térmica é aquela gerada através da transformação da energia química dos combustíveis, mediante o processo de combustão. Usinas que utilizam deste princípio são conhecidas como termelétricas. As usinas termelétricas podem ser classificadas de acordo com os diferentes tipos de combustíveis utilizados: – Termelétricas Fósseis: utilizam como combustível o petróleo, carvão mineral, gás de refinaria, óleo diesel, gás natural, etc. A classificação das usinas termelétricas (convencionais) também é feita de acordo com o método de combustão usado, podendo ser diferenciados em: combustão externa e combustão interna. Na combustão externa, o combustível não entra em contato com o fluido de trabalho, sendo um processo utilizado principalmente nas usinas termelétricas a vapor. O processo ocorre da seguinte maneira: o combustível aquece o fluido de trabalho, normalmente água, em uma caldeira até que seja gerado vapor que, com sua expansão, irá produzir trabalho mecânico. Quanto à combustão interna, a combustão ocorre mediante a mistura de ar e combustível. Com isso, o fluido de trabalho será o conjunto de produtos provenientes da combustão. O processo de combustão interna é utilizado principalmente em turbinas a gás e máquinas térmicas a pistão (ex: motores a diesel). Como funciona uma Usina Termelétrica?O processo de funcionamento de uma usina termelétrica está relacionado a dois processos: 1,2 e 3 – Em primeiro lugar, a energia térmica é convertida em energia mecânica mediante o uso de um fluido que irá produzir trabalho. Ou seja, a combustão da biomassa resulta em aquecimento de água, transformando-o em vapor superaquecido que gira uma turbina. 4,5 e 6 – Posteriormente, a energia mecânica é convertida em energia elétrica através do acionamento mecânico de um gerador elétrico que está acoplado ao eixo das turbinas. Usinas EólicasA energia eólica é aquela gerada a partir da força dos ventos (massas de ar em movimento). Para aproveitar tal força, são construídas estruturas chamadas aerogeradores (ou turbinas eólicas), que tem como objetivo captar a energia cinética dos ventos e posteriormente transformar em energia elétrica. Para saber mais sobre os diferentes componentes dos aerogeradores, confira esse post aqui. Uma usina eólica (ou parque eólico) é composta por pelo menos cinco aerogeradores. Se quer saber mais sobre o Vento, acesse aqui. Como funciona uma Usina Eólica?1 – Em primeiro lugar, a energia cinética do vento é gerada, pois as massas de ar se movimentam na atmosfera devido há diferenças de pressão e de temperatura 2 e 3 – Com isso, a força dos ventos move as pás dos aerogeradores, captando a energia cinética dos ventos e a convertendo em energia mecânica. 4 e 5 – Em seguida, essa energia mecânica faz girar o rotor, transmitindo essa rotação ao gerador, que converte a energia mecânica em energia elétrica Essa eletricidade gerada tem sua tensão elevada e é enviada para a rede de distribuição para os centros de consumo. Então, agora você já sabe um pouco mais sobre as usinas:
E se quer saber mais sobre as inúmeras fontes de energia, aumentar seu leque de conhecimentos e de opções para ofertar para seus clientes, faça parte da Comunidade Energês. Para saber mais acesse o botão abaixo.
Até breve. Joi e Equipe Energês. Como se dá o processo de produção de energia elétrica numa usina termelétrica?Usinas termelétricas produzem energia a partir da queima de carvão, óleo combustível e gás natural em uma caldeira, ou pela fissão de material radioativo (como o urânio). O calor gerado a partir destes elementos transforma em vapor a água presente em tubos localizados nas paredes da caldeira.
Qual é o processo fundamental de uma termelétrica?O processo fundamental de funcionamento das centrais termelétricas está baseado na conversão de energia térmica em energia mecânica e desta em energia elétrica. A conversão da energia em energia mecânica se dá através do uso de um fluido que produzirá trabalho em seu processo de expansão, em turbinas térmicas.
Que transformações de energia acontecem em cada tipo de usina?O que cada usina faz é transformar uma determinada forma de energia em energia elétrica. Assim, as usinas nucleares transformam energia nuclear em energia elétrica, as usinas termoelétricas transformam outros tipos de combustíveis como óleo diesel, bagaço de cana, carvão e outros em energia elétrica.
Como se dá a conversão de energia mecânica em energia elétrica na usina?Para a conversão de energia mecânica em energia elétrica utiliza-se um dínamo, este aparelho gera uma corrente contínua, convertendo energia mecânica em elétrica, através de indução eletromagnética. Sendo este o princípio da lei de Faraday contida em uma das 4 leis de Maxwell.
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Quais os processos de conversão de energia que ocorrem numa usina termelétrica?
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