Planejamento de Usinas Reversíveis Tópicos Relevantes

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1 Planejamento de Usinas Reversíveis Tópicos Relevantes São Paulo, 21 de Maio de PSP Goldisthal, 1060 MW, head: 300m, 8,5 GWh el storage capacity

2 Voith Hydro - Usinas Hidrelétricas Reversíveis (UHR) História O conceito de armazenamento de energia em UHR tem mais de 100 anos; A Voith construiu a sua primeira unidade reversível clássica em 1907; Em 1937, a Voith desenvolveu uma turbina reversível de grande porte. Configuração Clássica Heidenheim an der Brenz (Alemanha) Turbina reversível Pedreira (Brasil) 2

3 Principais máquinas reversíveis fornecidas pela Voith Hydro Projetos com a participação da Voith 3

4 Usina Hidrelétrica Reversível (UHR) Características Tecnologia comprovada (> 100 anos); Elevada vida útil: 60 à 80 anos; N de ciclos de armazenamento > Alta eficiência: 78% - 82%; O sistema de armazenamento mais econômico para grandes quantidades de energia (GWh); Fonte: Tobias Nägler, TT Speichersymposium, , 99% da "capacidade de armazenamento" mundial é fornecida por UHR (146 GW). 4

5 Usina Hidrelétrica Reversível (UHR) Princípios fundamentais modo Bomba modo Turbina A UHR armazena energia elétrica na forma de energia potencial Capacidade de armazenamento = Wh / W 5

6 Condições de contorno Configurações típicas da unidade geradora 6 PSP Reisseck_II (Austria, Kärnten), 430 MW, under commissioning phase

7 Condições de Contorno & Viabilidade Condições topológicas (potência e queda disponível), requisitos de espaço; Serviços ancilares e respectiva remuneração podem influenciar os modos de operação: Operação do Condensador Síncrono, regulação da potência da bomba através de velocidade variável ou curto-circuito hidráulico; Tempo de partida requerido, gradiente de carga, tempo de transição entre os modos de operação; Número de partidas e paradas incluindo número de mudanças de modo; Número de horas no modo bomba = 120% a 130% horas no modo turbina; Parâmetros europeus para ESTIMAR a viabilidade econômica: Número de horas no modo turbina > horas / ano Spread de preço de energia ~ 40 EUR/MWh 7

8 Configurações típicas da unidade geradora 4 máquinas Solução clássica 3 máquinas Ternária 2 máquinas Reversível Rotação variável Fonte: Voith Hydro 8

9 Turbina bomba: Ternária x Reversível Fonte: Voith Hydro 9

10 Aplicação das diferentes soluções para a máquina hidráulica em função da queda e potência Fonte: Voith Hydro PSP Market Overview 10

11 Aspectos importantes relacionados à submergência no modo Bomba nivel mínimo setting da bomba A queda bruta varia com a condição de enchimento dos reservatórios. A submergência necessária para uma turbina bomba reversível: 10% e 20% da queda líquida. Bombas de múltiplos estágios normalmente requerem menos submergência que uma turbina reversível. 11

12 Configuração Ternária x Reversível Tempos de Transição 12

13 Configuração Ternária x Reversível Comparação P MG T MG PT Investimento Espaço requerido Eficiência do conjunto Cota de implantação Tempos de transição: P/T - T P (com HTC) Curto circuito hidráulico Queda líquida > 1000 m Custo de operação Risco técnico Custo de manutenção 13

14 MSc. Rafael Lopes Gerente de Engenharia de Propostas Dra. Regina Zoby Engenheira de Propostas 14