G ELE320 IDROELÉCTRICOS Qual o papel das Centrais ...projfeup/cd_2010_11/files/ELE320_relatorio.pdf · Qual o papel das Centrais Hidroeléctrica na ... recolher a maior quantidade

13 de Outubro de 2010

GRUPO

ELE320 RECURSOS HIDROELÉCTRICOS

Grupo:

Bruno Teixeira 100503170

Fábio Vasconcelos 100503207

Fernando Silva 100503033

Mário Dias 100503194

Nuno Ferreira 040503142

Pedro Coelho 100504212

Tiago Lobão 100503164

Qual o papel das Centrais Hidroeléctrica na

geração de energia?

Supervisor: Nuno Fidalgo

Monitora: Cristiana Ramos

Coordenador: José Magalhães Cruz

Resumo

O presente trabalho

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

produção de energia hidroeléctrica em si e a sua integração no panorama das diversas

energias. Num segundo momento proceder

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.

O presente trabalho pretende avaliar o papel da energia hidroeléctrica no



papel das centrais hidroeléctricas.

á ainda para caracterizar o funcionamento de uma central



Assim, num primeiro momento proceder-se-á ao enquadramento do tema e da


energias. Num segundo momento proceder-se-á à avaliação da sua importância e das

erspectivas de evolução num futuro próximo.



destrói a fauna e flora local.

2

pretende avaliar o papel da energia hidroeléctrica no



á ainda para caracterizar o funcionamento de uma central



á ao enquadramento do tema e da


á à avaliação da sua importância e das



Índice

Índice ................................................................

Introdução ................................

Uma central hidroeléctrica................................

A sua posição face às alternativas

Vantagens e Desvantagens ................................

Importância em termos ambientais

Situação Actual e Evolução nos últimos anos

Importância comparativamente aos restantes recursos de energia

Conclusão ................................

Bibliografia ................................

................................................................................................

................................................................................................................................

................................................................................................

nativas ................................................................................................

................................................................................................

Importância em termos ambientais ............................................................................................

lução nos últimos anos ................................................................

Importância comparativamente aos restantes recursos de energia ................................

................................................................................................................................

................................................................................................................................

3

............................................. 3

..................................... 4

............................................ 5

................................. 7

........................................... 9

............................ 10

............................................. 11

.......................................... 13

.................................... 14

.................................. 15

Introdução

No âmbito da disciplina

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

Hidroeléctricos em Portugal, abordando des

Hidroeléctrica, bem como as estatísticas deste tipo de recursos em

Numa primeira fase

diversas fontes de dados, nomeadamente a livros e à Internet.

ficou incumbido de pesquisar um

forma, recolher a maior quantidade possível de

constituindo a pesquisa em bruto.

Posteriormente, procedeu

de uma discussão de grupo. Todos os dados reco

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

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 constituía

demonstrações científicas e matemáticas de muitos fenómenos existentes nos textos

analisados.

Após se ter agregado

contexto analisado, passou

oral, bem como do poster. Para além disto, as aulas do

para se realizarem reuniões de grupo e se

orientação da monitora.

No âmbito da disciplina Projecto FEUP, decorrente no 1º semestre, do 1º ano


à equipa ELE320.

O tema de projecto destinado à equipa ELE320 é o estudo do

Hidroeléctricos em Portugal, abordando desde o funcionamento geral de uma Central

Hidroeléctrica, bem como as estatísticas deste tipo de recursos em Portugal.

a primeira fase de projecto, decidiu-se fazer uma pesquisa, recorrendo a

de dados, nomeadamente a livros e à Internet. Cada membro

ficou incumbido de pesquisar um determinado tópico de interesse,

a maior quantidade possível de informação acerca do referido tópico,

constituindo a pesquisa em bruto.

Posteriormente, procedeu-se à selecção dos elementos coleccionados

de uma discussão de grupo. Todos os dados recolhidos por cada membro foram



podendo fazer parte do trabalho. Deu-se preferência aos dados provenientes de fontes



alguns dados estatísticos, organizados em gráficos e tabelas que constituía


agregado uma quantidade considerável de informação

contexto analisado, passou-se à execução do relatório, do suporte para a apresentaçã

r. Para além disto, as aulas do Projecto FEUP foram essenciais

reuniões de grupo e se concretizarem as tarefas pretendidas,

4

, decorrente no 1º semestre, do 1º ano


estudo dos recursos

e o funcionamento geral de uma Central

Portugal.

fazer uma pesquisa, recorrendo a

membro do grupo

determinado tópico de interesse, devendo, desta

acerca do referido tópico,

dos elementos coleccionados, através

lhidos por cada membro foram



ovenientes de fontes



alguns dados estatísticos, organizados em gráficos e tabelas que constituíam


considerável de informação relevante no

relatório, do suporte para a apresentação

foram essenciais

arefas pretendidas, com a

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

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 albufeira é transformada em energia cinética. Já na central, a

energia cinética da água é transferida para as pás das turbinas, fazendo

mover e estas, por sua vez, accionam os ímanes dos geradores eléctricos. Estes

transformam energia mecânica em en

transportada para os diferentes locais, através das linhas de transporte.

A tecnologia das centrais hidroeléctricas encontra

desenvolvida, pois possibilita a produção de energia eléctrica a part

hidráulica, de modo fácil, barato e pouco 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 i

ficam submersas, a temperatura da água altera



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

As centrais hidroeléctricas localizam-se normalmente nos leitos dos




na albufeira é transformada em energia cinética. Já na central, a

energia cinética da água é transferida para as pás das turbinas, fazendo


transformam energia mecânica em energia eléctrica que, posteriormente, é


A tecnologia das centrais hidroeléctricas encontra-se, actualmente, bem

desenvolvida, pois possibilita a produção de energia eléctrica a part




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

se normalmente nos leitos dos rios




na albufeira é transformada em energia cinética. Já na central, a

energia cinética da água é transferida para as pás das turbinas, fazendo-as


ergia eléctrica que, posteriormente, é


se, actualmente, bem

desenvolvida, pois possibilita a produção de energia eléctrica a partir de energia




nteresse agrícola ou arqueológico,

se, as migrações de peixes ao

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.



gem, deve ser feito um estudo completo e rigoroso do impacte ambiental.

6



gem, deve ser feito um estudo completo e rigoroso do impacte ambiental.


Carvão Gás

Natural

Eficiência 2-3

kWh/kg

4-

kWh/kg

Custo(US cents/kWh)2 2,5-4,5 2,3

Resposta a expectativas mínimas dos utilizadores

Sim Sim

Segurança e

capacidade de produção

Razoáve

l

Razoável

Necessita de fonte de reserva

Não Não

Emissão de gases com

efeito de estufa

1 kg de

CO2/kW

h

0,5 kg de

CO

h

Emissões para o

ambiente

Nox,SO2 No

Outros resíduos Cinzas e

cinzas

volantes

nenhum

Outros impactos ambientais

Exploraç

ão

mineira

excessiv

a,

enorme

rede de

transpor

te, chuva

ácida

Infra

estrutur

a

necessár

ia,

gasodut

os,

chuva

ácida

Renovável Não Não

Capacidade Global

Tabela 1


Gás

Natural

Nuclear Solar Eólica Hidroelé

ctrica

-5

kWh/kg

45-

50000

kWh/kg

Não é

possível

comparar

Não é

possível

comparar

Não

possível

comparer

2,3-4,7 2,5-4,1 12-20 5 Não

possível

comparer

Sim Sim Não Não Sim

Razoável Razoável Depend

e do

tempo

Intermi

tente

Sim

Não Não Sim Sim Sim

0,5 kg de

CO2/kW

Nenhum Nenhu

m

Nenhu

m

Nenhum

Nox,SO2 Vapor Nenhu

m

Nenhu

m

Nenhum

nenhum Resíduos

radioacti

vos

Resíduo

s

tóxicos

resulta

ntes da

produç

ão dos

painéis

Nenhu

m

Nenhum

Infra-

estrutur

a

necessár

ia,

gasodut

os,

chuva

ácida

Pode

afectar

aves,

ruidoso,

impacte

paisagís

tico

Alteraçõe

s aos

ecossiste

mas ao

inundar

extensas

áreas

Não Não Sim Sim Sim

150 GW 15 GW 160 GW 777

Tabela 1 – Posição face às alternativas

7


Hidroelé

ctrica

Geotérmica

o é

possível

comparer

Não é possível

comparar

Não é

possível

comparer

Não é possível

comparar

Sim Não

Sim Em algumas

localizações

Sim Sim

Nenhum Nenhum

Nenhum Nenhum

Nenhum Nenhum

Alteraçõe

s aos

ecossiste

mas ao

inundar

extensas

áreas

Sim Sim

777 GW 10 GW

Figura 1 – Posição no Mundo

A sua posição no mundo

Posição no Mundo

8

Vantagens e Desvantagens

Vantagens

→Geram energia limpa, renovável e sem

emissão de gases tóxicos

→Criam milhares de emprego durante

sua construção

→Ajudam na regularização dos caudais

dos rios, impedem cheias e

água que é útil durante secas.

→Podem responder a pedidos urgentes

de energia de forma rápida e satisfatória

(90 segundos)

→Potenciam a criação de pólos turísticos

→Energia relativamente baixo custo

→A energia pode ser armazenada

Em comparação com as restantes formas de energia.

Vantagens →Formas mais barata de produç

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, contaminação do ambiente

e dos trabalhadores com radioactividade)

Vantagens e Desvantagens

Recursos Hidroeléctricos

Desvantagens

→Geram energia limpa, renovável e sem

→Criam milhares de emprego durante

ão dos caudais

dos rios, impedem cheias e reservam

água que é útil durante secas.

→Podem responder a pedidos urgentes

de energia de forma rápida e satisfatória

ão de pólos turísticos

→Energia relativamente baixo custo

→A energia pode ser armazenada

→Construção muito cara

→São necessárias grandes quantidades

de água para um bom funcionamento

→Necessita da degradação de uma

grande área

→Depende das condições climáticas

→Destruição da fauna e flora do local

→Degradação da qualidade da água do

rio

→Localização (requer sítios específicos

para sua construção)

ração com as restantes formas de energia.

Desvantagens

→Formas mais barata de produção de

→Formas mais eficiente e segura de

incomparavelmente menos gases tóxicos

ão envolvem riscos físicos ao

contrário das centrais nucleares

(vazamento, contaminação do ambiente

e dos trabalhadores com radioactividade)

→Alterações climáticas

→Destruição fauna e flora

→Provocam desequilíbrio do sistema

→Promovem endemias

→Produção energética menor

Tabela 2 - Vantagens

Tabela 3 - Desvantagens

9

Desvantagens

ão necessárias grandes quantidades

de água para um bom funcionamento

ão de uma

ões climáticas

ão da fauna e flora do local

ão da qualidade da água do

r sítios específicos

ração com as restantes formas de energia.

Desvantagens

cam desequilíbrio do sistema

ão energética menor

Importância

A nível ambiental, as centrais hidroeléctricas, desempenham um papel

extremamente importante.

Nas centrais hidroeléctricas é produzida energia

podendo seguidamente, a energia ser armazenada na albufeira

rede pública. Durante este processo, não é gerado qualquer tipo de

contrário de outras centrais eléctricas em que o nível de

bastante elevado. Ora, se esta central é capaz de

consumo diário sem gerar poluição, de

ecossistemas.

Para além disso,

produzir a energia necessária, e a água é um recurso renovável, ou seja,

praticamente nunca se esgota,

não renováveis, como por

construção do Homem, permite ter um maior controlo sob

prevenindo as cheias e regularizando o curso de água; E a água aprisionada

pode ser usada na irrigação dos campos e noutros fins.

Importância em termos ambientais


extremamente importante.

Nas centrais hidroeléctricas é produzida energia de forma contínua

te, a energia ser armazenada na albufeira e distribuída

rede pública. Durante este processo, não é gerado qualquer tipo de

contrário de outras centrais eléctricas em que o nível de poluição gerado é

ante 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

Para além disso, estas centrais utilizam a água como meio para

necessária, e a água é um recurso renovável, ou seja,

nunca se esgota, enquanto noutras centrais são usados recursos

não renováveis, como por exemplo o petróleo. As barragens, uma grande

Homem, permite ter um maior controlo sob o leito do rio,

cheias e regularizando o curso de água; E a água aprisionada

usada na irrigação dos campos e noutros fins.

10

em termos ambientais


de forma contínua

e distribuída na

rede pública. Durante este processo, não é gerado qualquer tipo de poluição, ao

poluição gerado é

produzir energia útil para o

facto, trás um grande benefício para os

estas centrais utilizam a água como meio para

necessária, e a água é um recurso renovável, ou seja,

enquanto noutras centrais são usados recursos

As barragens, uma grande

o leito do rio,

cheias e regularizando o curso de água; E a água aprisionada

Situação Actualúltimos anos

No final de 2006, a

potência instalada no

parque electroprodutor do

sistema eléctrico nacional

ultrapassava os 13 600

MW, dos quais cerca de

36% com origem

hidroeléctrica (4580 MW nas

médias e grandes hídricas

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

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

Figura 2 – Quota da Potencia hidroeléctrica

Figura 3 – Produção hidroeléctrica

Situação Actual e Evolução nos últimos anos

final de 2006, a

potência instalada no

parque electroprodutor do

sistema eléctrico nacional

s 13 600

MW, dos quais cerca de

36% com origem

hidroeléctrica (4580 MW nas

médias e grandes hídricas e os restantes 370 MW nas pequenas centrais

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

aproveitável

Em termos de produtibilidade o ano de 2006 apresentou



11

Quota da Potencia hidroeléctrica

Produção hidroeléctrica

e Evolução nos

e os restantes 370 MW nas pequenas centrais

Em termos de produtibilidade o ano de 2006 apresentou



muito húmido, representando a produção hídr

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

acréscimo da contribuição da componente térmica (gr

a gás natural) e da produção em regime especial, especialmente a partir do

recurso eólico.

muito húmido, representando a produção hídrica 23% dos consumos a


a diminuir, pois a expansão do sistema electroprodutor vai contar apenas com

da contribuição da componente térmica (grupos de ciclo combinado


12

ica 23% dos consumos a


a diminuir, pois a expansão do sistema electroprodutor vai contar apenas com o

upos de ciclo combinado



Com o desenvolvimento

energia, criando um novo problema: "O que será de nós quando o

energéticos acabarem? ", daí levou os cientistas a desenvolver novos métodos

de produção de energia, com um baixo cust

poluente bem como renovável, usando fontes de energia naturais. U

disso é o aproveitamento

energia.

Contudo recursos

energia uma vez que não estão

hídricos, sendo um recurso

importantes para a população mundial

renováveis.


desenvolvimento da indústria, aumentaram as necessidades de

energia, criando um novo problema: "O que será de nós quando o

? ", daí levou os cientistas a desenvolver novos métodos

de produção de energia, com um baixo custo de produção e limpa

como renovável, usando fontes de energia naturais. U

disso é o aproveitamento das águas, vento e até do sol, para produção de

ecursos renováveis não são sempre propícios para produção de

uma vez que não estão sempre disponíveis. Desta forma

, sendo um recurso existente a tempo inteiro, são

importantes para a população mundial, comparativamente a outros recursos

13

Importância comparativamente aos

necessidades de

energia, criando um novo problema: "O que será de nós quando os recursos

? ", daí levou os cientistas a desenvolver novos métodos

o de produção e limpa, ou seja, não

como renovável, usando fontes de energia naturais. Um exemplo

, vento e até do sol, para produção de

para produção de

. Desta forma os Recursos

tão ou mais

comparativamente a outros recursos

Conclusão

Este estudo revelou

utilidade dos recursos hidroeléctricos em Portugal

contactar com várias fontes de informação acerca do tema em questão

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

desempenham um papel

vez que esta representa

em Portugal, sendo uma das formas de produção de energia mais limpa.

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

de forma bastante clara acerca do tema em debate. Além disto



debate, a discussão, a análise, entre outras.

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

aproximadamente 25% de toda a produção energética

uma das formas de produção de energia mais limpa.

14

a percepção da

, uma vez que nos foi possível

contactar com várias fontes de informação acerca do tema em questão. Estas

de forma bastante clara acerca do tema em debate. Além disto,



estudo exaustivo sobre o funcionamento das centrais

nos possível chegar à conclusão que estas

na produção de energia, uma

ução energética

uma das formas de produção de energia mais limpa.

Bibliografia

- Quercus, consultado a 5

(http://www.quercus.pt/scid/webquercus/defaultArticleViewOne.asp?categoryI

D=632&articleID=2528)

-PortalPPC, consultado a 5

(http://www.portalppc.com/v2/forum/viewtopic.php?f=4

-REN, consultado a 6

(http://www.centrodeinformacao.ren.pt/PT/publicacoes/PublicacoesGerais/Pot

encial%20Hidroel%C3%A9ctrico%20Nacional.pdf

-Wikipedia, consultado a 25

(http://pt.wikipedia.org/wiki/Usina_hidrel%C3%A9trica)

-Wikipedia, consultado a 13

(http://en.wikipedia.org/wiki/Natural_gas

_power;http://en.wikipedia.org/wiki/World_energy_resources_and_consumpti

on; http://en.wikipedia.org/wiki/Hydroelectricity)

-Uranium SA, consultado a 13

(http://www.uraniumsa.org/esd/

-Diferencial, consultado a 31

(http://diferencial.ist.utl.pt/edicao/26/alqueva.htm

Bibliografia

Quercus, consultado a 5-10-2010

http://www.quercus.pt/scid/webquercus/defaultArticleViewOne.asp?categoryI

PortalPPC, consultado a 5-10-2010

http://www.portalppc.com/v2/forum/viewtopic.php?f=44&t=107

REN, consultado a 6-10-2010

http://www.centrodeinformacao.ren.pt/PT/publicacoes/PublicacoesGerais/Pot

ncial%20Hidroel%C3%A9ctrico%20Nacional.pdf)

Wikipedia, consultado a 25-09-2010

(http://pt.wikipedia.org/wiki/Usina_hidrel%C3%A9trica)

Wikipedia, consultado a 13-10-2010

http://en.wikipedia.org/wiki/Natural_gas;http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear

http://en.wikipedia.org/wiki/World_energy_resources_and_consumpti

; http://en.wikipedia.org/wiki/Hydroelectricity)

Uranium SA, consultado a 13-10-2010

http://www.uraniumsa.org/esd/energy_comparison_table.htm)

Diferencial, consultado a 31-10-2010

http://diferencial.ist.utl.pt/edicao/26/alqueva.htm)

15

http://www.quercus.pt/scid/webquercus/defaultArticleViewOne.asp?categoryI

4&t=107)

http://www.centrodeinformacao.ren.pt/PT/publicacoes/PublicacoesGerais/Pot

http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear

http://en.wikipedia.org/wiki/World_energy_resources_and_consumpti

Documents

G ELE320 IDROELÉCTRICOS Qual o papel das Centrais ...projfeup/cd_2010_11/files/ELE320_relatorio.pdf · Qual o papel das Centrais Hidroeléctrica na ... recolher a maior quantidade