RECURSOS HIDROELÉCTRICOS

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1 13 de Outubro de 2010 GRUPO ELE320 RECURSOS HIDROELÉCTRICOS Qual o papel das Centrais Hidroeléctrica na geração de energia? Supervisor: Nuno Fidalgo Monitora: Cristiana Ramos Coordenador: José Magalhães Cruz Grupo: Bruno Teixeira Fábio Vasconcelos Fernando Silva Mário Dias Nuno Ferreira Pedro Coelho Tiago Lobão

2 Resumo O presente trabalho pretende avaliar o papel da energia hidroeléctrica no quadro da produção global de energia. Ele avaliará não só a situação actual, como a evolução recente e as perspectivas futuras da produção de energia, destacando o papel das centrais hidroeléctricas. Aproveitar-se-á ainda para caracterizar o funcionamento de uma central hidroeléctrica, debatendo os prós e contras deste modelo de produção energética, quer por comparação com outras fontes de energia quer pelos seus impactos sociais económicos e ambientais. Assim, num primeiro momento proceder-se-á ao enquadramento do tema e da produção de energia hidroeléctrica em si e a sua integração no panorama das diversas energias. Num segundo momento proceder-se-á à avaliação da sua importância e das perspectivas de evolução num futuro próximo. Actualmente a energia hidroeléctrica representa cerca de 25% de toda a produção eléctrica de Portugal, embora sendo uma forma de energia limpa e eficiente, destrói a fauna e flora local. 2

3 Índice Índice... 3 Introdução... 4 Uma central hidroeléctrica A sua posição face às alternativas... 7 Vantagens e Desvantagens... 9 Importância em termos ambientais Situação Actual e Evolução nos últimos anos Importância comparativamente aos restantes recursos de energia Conclusão Bibliografia

4 Introdução No âmbito da disciplina Projecto FEUP, decorrente no 1º semestre, do 1º ano da maioria dos cursos da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP), foi proposto um tema à equipa ELE320. O tema de projecto destinado à equipa ELE320 é o estudo dos recursos Hidroeléctricos em Portugal, abordando desde o funcionamento geral de uma Central Hidroeléctrica, bem como as estatísticas deste tipo de recursos em Portugal. Numa primeira fase de projecto, decidiu-se fazer uma pesquisa, recorrendo a diversas fontes de dados, nomeadamente a livros e à Internet. Cada membro do grupo ficou incumbido de pesquisar um determinado tópico de interesse, devendo, desta forma, recolher a maior quantidade possível de informação acerca do referido tópico, constituindo a pesquisa em bruto. Posteriormente, procedeu-se à selecção dos elementos coleccionados, através de uma discussão de grupo. Todos os dados recolhidos por cada membro foram agrupados por áreas de interesse e analisados. A selecção de pesquisa consistiu em escolher textos com relevância suficiente para serem investigados e analisados, podendo fazer parte do trabalho. Deu-se preferência aos dados provenientes de fontes fidedignas no contexto do problema, bem como a situações relacionadas directa ou indirectamente com Portugal. Para além da componente textual, o grupo observou alguns dados estatísticos, organizados em gráficos e tabelas que constituíam demonstrações científicas e matemáticas de muitos fenómenos existentes nos textos analisados. Após se ter agregado uma quantidade considerável de informação relevante no contexto analisado, passou-se à execução do relatório, do suporte paraa a apresentação oral, bem como do poster. Para além disto, as aulas do Projecto FEUP foram essenciais para se realizarem reuniões de grupo e se concretizarem as tarefas pretendidas, com a orientação da monitora. 4

5 Uma central hidroeléctrica Uma central hidroeléctrica consiste numa instalação para a produção de energia eléctrica. Esta é basicamente composta por um gerador ou fonte de energia, alternador, conjunto de motor e estação transformadora. As centrais hidroeléctricas localizam-se normalmente nos leitos dos rios ou em zonas onde as águas desaguam em superfícies líquidas naturais ou artificiais. Numa central hidroeléctrica ocorrem várias transformações de energia. Quando as comportas da barragem abrem, a energia potencial gravítica da água armazenada na albufeiraa é transformada em energia cinética. Já na central, a energia cinética da água é transferida para as pás das turbinas, fazendo-as mover e estas, por sua vez, accionam os ímanes dos geradores eléctricos. Estes transformam energia mecânica em energia eléctrica que, posteriormente, é transportada para os diferentes locais, através das linhas de transporte. A tecnologia das centrais hidroeléctricas encontra-se, actualmente, bem desenvolvida, pois possibilita a produção de energia eléctrica a partir de energia hidráulica, de modo fácil, barato e poucoo poluente. No entanto, nem todos os locais são adequados para a construção de barragens, pois a construção destas vai interferir no ecossistema existente. Grandes áreas de terreno, que podem ser de interesse agrícola ou arqueológico, ficam submersas, a temperatura da água altera-se, as migrações de peixes ao 5

6 longo do rio são muito dificultadas ou mesmo impedidas, entre outras. Deste modo, antes de ser decidido o local para a implantação de uma barragem, deve ser feito um estudo completo e rigoroso do impacte ambiental. 6

7 A sua posição face às alternativas Carvão Gás Natural Nuclear Solar Eólica Hidroelé ctrica Eficiência Não é Não é Não é kwh/kg kwh/kg possível possível possível comparar comparar comparer kwh/kg Custo(US cents/kwh) 2 2,5-4,5 2,,3-4,7 2,5-4, Não é Resposta a expectativas mínimas dos utilizadores Segurança e capacidade de produção Necessita de fonte de reserva Emissão de gases com efeito de estufa Emissões para o ambiente Outros resíduos Outros impactos ambientais Sim Razoáve l Não 1 kg de CO 2/kW h No x,so 2 Cinzas e cinzas volantes Exploraç ão mineira excessiv a, enorme rede de transpor te, chuva ácida Tabela 1 Posição face às alternativas Sim Sim Não Não Sim Razoável Razoável Depend Intermi Sim e do tente tempo Não Não Sim Sim Sim 0,,5 kg de CO 2/kW h Infra- a estrutur necessár ia, gasodut os, chuva ácida Nenhum Nenhu m No x,so 2 Vapor Nenhu m nenhum Resíduos radioacti vos Resíduo s tóxicos resulta ntes da produç ão dos painéis Nenhu m Nenhu m Nenhu m Pode afectar aves, ruidoso, impacte paisagís tico possível comparer Nenhum Nenhum Nenhum Alteraçõe s aos ecossiste mas ao inundar extensas áreas Geotérmica Não é possível comparar Não é possível comparar Renovável Não Não Não Sim Sim Sim Sim Capacidade Global 150 GW 15 GW 160 GW 7777 GW 10 GW Não Em algumas localizações Sim Nenhum Nenhum Nenhum 7

8 A sua posição no mundo Figura 1 Posição no Mundo 8

9 Vantagens e Desvantagens Tabela 2 - Vantagens Recursos Hidroeléctricos Vantagens Desvantagens Geram energia limpa, renovável e sem Construção muito cara emissão de gases tóxicos São necessárias grandes quantidades Criam milhares de emprego durante de água para um bom funcionamento sua construção Necessita da degradação de uma Ajudam na regularização dos caudais grande área dos rios, impedem cheias e reservam Depende das condições climáticas água que é útil durante secas. Destruição da fauna e flora do local Podem responder a pedidos urgentes Degradação da qualidade da água do de energia de forma rápida e satisfatória rio (90 segundos) Localização (requer sítioss específicos Potenciam a criação de pólos turísticos para sua construção) Energia relativamente baixo custo A energia pode ser armazenada Em comparação com as restantes formas de energia. Tabela 3 - Desvantagens Vantagens Formas mais barata de produção de energia Formas mais eficiente e segura de geração de energia Sua actividade gera incomparavelmente menos gases tóxicos Não envolvem riscos físicos ao contrário das centrais nucleares (vazamento, contaminaçãoo do ambiente e dos trabalhadores com radioactividade) Desvantagens Alterações climáticas Destruição fauna e flora Provocam desequilíbrio do sistema Promovem endemias Produção energética menor 9

10 Importância em termos ambientais A nível ambiental, as centrais hidroeléctricas, desempenham um papel extremamente importante. Nas centrais hidroeléctricas é produzida energia de forma contínua podendo seguidamente, a energia ser armazenada na albufeira e distribuída na rede pública. Durante este processo, não é gerado qualquer tipo de poluição, ao contrário de outras centrais eléctricas em que o nível de poluição gerado é bastante elevado. Ora, se esta central é capaz de produzir energia útil para o consumo diário sem gerar poluição, de facto, trás um grande benefício para os ecossistemas. Para além disso, estas centrais utilizam a água como meio para produzir a energia necessária, e a água é um recurso renovável, ou seja, praticamente nunca se esgota, enquanto noutras centrais são usados recursos não renováveis, como por exemplo o petróleo. As barragens, uma grande construção do Homem, permite ter um maior controlo sob o leito do rio, prevenindo as cheias e regularizando o curso de água; E a água aprisionada pode ser usada na irrigação dos campos e noutros fins. 10

11 Situação Actual e Evolução nos últimos anos No final de 2006, a potência instalada no parque electroprodutor do sistema eléctrico nacional ultrapassava os MW, dos quais cerca de 36% com origem hidroeléctrica (4580 MW nas Figura 2 Quota da Potencia hidroeléctrica médias e grandes hídricas e os restantes 370 MW nas pequenas centrais hidroeléctricas). Em condições hidrológicas médias a produção de origem hidroeléctrica actual poderá satisfazer cerca de 25% do consumo total do país, esta situação corresponde a uma utilização de cerca de 60% do potencial técnica e Figura 3 Produção hidroeléctrica economicamente aproveitável dos nossos rios. Em termos de produtibilidade o ano de 2006 apresentou um valor próximo do valor médio, com um coeficiente anual de 0.98, resultado dos três primeiros trimestres secos a muito secos e de um último trimestre 11

12 muito húmido, representando a produção hídrica 23% dos consumos a abastecer (11,2 TWh). Até ao final de 2010 a quota da componente hidroeléctrica vai continuar a diminuir, pois a expansão do sistema electroprodutor vai contar apenas com o acréscimo da contribuição da componente térmica (grupos de ciclo combinado a gás natural) e da produção em regime especial, especialmente a partir do recurso eólico. 12

13 Importância comparativamentee aos restantes recursos de energia Com o desenvolvimento da indústria, aumentaram as necessidades de energia, criando um novo problema: "O que será de nós quando os recursos energéticos acabarem? ", daí levou os cientistas a desenvolver novos métodos de produção de energia, com um baixo custo de produção e limpa, ou seja, não poluente bem como renovável, usando fontes de energia naturais. Um exemplo disso é o aproveitamento das águas, vento e até do sol, paraa produção de energia. Contudo recursos renováveis não são sempre propícios para produção de energia uma vez que não estão sempre disponíveis. Desta forma os Recursos hídricos, sendo um recurso existente a tempo inteiro, são tão ou mais importantes para a população mundial, comparativamente a outros recursos renováveis. 13

14 Conclusão Este estudo revelou-se importante e fundamental para a percepção da utilidade dos recursos hidroeléctricos em Portugal, uma vez que nos foi possível contactar com várias fontes de informação acerca do tema em questão. Estas elucidaram-nos de forma bastante clara acerca do tema em debate. Além disto, com a realização desta actividade foi possível desenvolver as nossas competências de grupo, ou seja, o trabalho em equipa, a comunicação, o debate, a discussão, a análise, entre outras. Após um estudo exaustivo sobre o funcionamento das centrais hidroeléctricas em Portugal foi-nos possível chegar à conclusão que estas desempenham um papel de grande importância na produção de energia, uma vez que esta representa aproximadamente 25% de toda a produção energética em Portugal, sendo uma das formas de produção de energia mais limpa. 14

15 Bibliografiaa - Quercus, consultado a ( D=632&articleID=2528) -PortalPPC, consultado a ( -REN, consultado a ( encial%20hidroel%c3%a9ctrico%20nacional.pdf) -Wikipedia, consultado a ( -Wikipedia, consultado a ( _power; on; -Uranium SA, consultado a ( -Diferencial, consultado a ( 15