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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA
MEC-2386
PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
PROFESSOR: SERGIO LEAL BRAGA
ALUNO: PEDRO CAMPOS CLAUDIO VIDAL TEIXEIRA
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
ENERGIA HÍDRICA
Energia obtida a partir da energia potencial de uma massa de água.
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
SUMÁRIO
VANTAGENS
DESVANTAGENS
IMPACTOS AMBIENTAIS
UTILIZAÇÀO
PASSADO
ATUAL
PREVISÕES
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
1. Fonte renovável de energia.
2. Viabiliza a utilização de outras fontes renováveis.
3. Viabiliza a segurança energética e a estabilidade dos preços.
4. Contribui para o armazenamento de água potável.
5. Aumenta a estabilidade e a confiabilidade do sistema elétrico.
6. Ajuda a combater mudanças climáticas.
7. Melhora a qualidade do ar.
8. Oferece contribuição significativa para o desenvolvimento.
9. Energia limpa e barata.
10. Fundamental para o desenvolvimento sustentável.
VANTAGENS
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
1. Fonte renovável de energia.
- Possibilidade de uso sem esgotamento
- Final do processo: mágua entrada = mágua saída
- Originária de fontes naturais
- Regeneração através de processo natural: Ciclo da Água
VANTAGENS
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
1. Fonte renovável de energia.
VANTAGENS
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
2. Viabiliza a utilização de outras fontes renováveis.
VANTAGENS
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
3. Viabiliza a segurança energética e a estabilidade dos preços.
VANTAGENS
- não está sujeita a flutuações de mercado
- otimiza o uso das usinas térmicas
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
4. Contribui para o armazenamento de água potável.
- coletam a água da chuva
- usado para consumo ou para irrigação
- protegem os aqüíferos contra o esgotamento
VANTAGENS
- reduzem a vulnerabilidade contra inundações e seca
Inundação Seca
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
5. Aumenta a estabilidade e a confiabilidade do sistema elétrico.
- geração rápidas e flexíveis
- atender às demandas de pico
- manter os níveis de tensão do sistema
- restabelecer prontamente o fornecimento após um blecaute.
VANTAGENS
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
6. Ajuda a combater mudanças climáticas.
- produz quantidades muito pequenas de gases do efeito estufa.
- retardar o aquecimento global.
- evita a emissão de GHG correspondente à queima de 4,4
milhões de barris de petróleo diariamente, em âmbito mundial.
VANTAGENS
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
7. Melhora a qualidade do ar
- não produzem poluentes do ar.
- reduz a chuva ácida e a fumaça.
- não geram subprodutos tóxicos.
VANTAGENS
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
8. Oferece contribuição significativa para o desenvolvimento.
As instalações hidrelétricas promovem:
- construção de estradas.
- ampliação da indústria e do comércio.
VANTAGENS
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
9. Energia limpa e barata.
- tempo médio de vida de 50 a 100 anos.
- podem ser atualizados.
- custos baixos de operação e manutenção.
VANTAGENS
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
10. Fundamental para o desenvolvimento sustentável.
Isto é, “desenvolvimento que atende hoje às necessidades das pessoas, sem
comprometer a capacidade das futuras gerações de atender suas próprias necessidades”
(Comissão Mundial de Meio Ambiente e Desenvolvimento).
VANTAGENS
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
1. A formação de grandes reservatórios de água provoca profundas
alterações nos ecossistemas.
2. Ocasionam o alargamento de terras e o descolamento de populações
ribeirinhas.
3. Provoca a erosão de solos o que afeta a vegetação local.
4. Elevados custos de instalação.
DESVANTAGENS
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
1. A formação de grandes
reservatórios de água
provoca profundas
alterações nos
ecossistemas.
DESVANTAGENS
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
2. Ocasionam o alargamento de terras e o descolamento de populações
ribeirinhas.
DESVANTAGENS
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
3. Provoca a erosão de solos o que afeta a vegetação local.
DESVANTAGENS
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
4. Elevados custos de
instalação.
DESVANTAGENS
USINA CUSTO DE IMPLANTAÇÃOBilhões de dólares/ MW
Hidrelétrica De 2,8 a 3,2
Nuclear De 1,2 a 2
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
1. População deslocada e o conceito de atingido
IMPACTOS SOCIAIS
I Encontro Nacional de Trabalhadores Atingidos por Barragens (abril de 1989)
“ Todo mundo que tenha sua vida afetada
de alguma forma pela construção da
barragem é um atingido.”
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
1. População deslocada
IMPACTOS SOCIAIS
- pelas grandes barragens.
- a montante e a jusante da barragem.
- trabalhadores da área inundada.
- por causa de outras partes do projeto (linhas de transmissão).
- acesso obstruído em função da destruição e alagamento de estradas.
- dependiam da população deslocada.
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
2. Interrupção de investimentos
IMPACTOS SOCIAIS
- investimentos públicos e privados.
- empréstimos bancários.
- agricultura (pode gerar um período, muitas vezes longo, de escassez
de comida, agravando a fome a má nutrição)
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
3. Aumento de doenças
IMPACTOS SOCIAIS
- os trabalhadores que circulam por toda parte carregam consigo
doenças contagiosas como tuberculose, sífilis, Aids e outras.
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
3. Aumento de doenças
IMPACTOS SOCIAIS
- os trabalhadores que circulam por toda parte carregam consigo
doenças contagiosas como tuberculose, sífilis, Aids e outras.
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
4. Migração da população para centros urbanos
IMPACTOS SOCIAIS
Deslocamento compulsório
Migração masculina para áreas urbanas
Aumento no número de casas chefiadas
por mulheres
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
4. Destruição do Patrimônio Cultural
IMPACTOS SOCIAIS
Patrimônio Cultural
Igrejas fósseis
Pontos turísticos cemitérios
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
1. Qualidade da água
IMPACTOS AMBIENTAIS
Mudanças ao interromper o fluxo normal do curso do rio
- temperatura da água.
- composição da água.
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
1. Erosão e depósito de sedimentos
IMPACTOS AMBIENTAIS
- os rios não transportam sedimentos.
- os sedimentos se depositam no fundo e não seguem rio abaixo.
- o rio aumenta o processo de erosão das margens.
- aprofundamento do leito e alargamento do rio
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
3. Perda da Biodiversidade
IMPACTOS AMBIENTAIS
- interferência na migração de peixes para procriação.
Hidrelétrica de Santo Antônio (Rio Madeira) -
construção de usina interrompe fenômeno da
piracema e já ameaça o extermínio de peixe
27/04/12
Canal da PiracemaUsina de Itaipu
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
3. Perda da Biodiversidade
IMPACTOS AMBIENTAIS
Federação das Indústrias do Rio Grande do Sul (FIERSG)
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
3. Perda da Biodiversidade
IMPACTOS AMBIENTAIS
Inundação de áreas com vegetação e florestas nativas tem consequências
- terras férteis.
- fauna (perda do habitat).
- flora.
- mudança de rota das aves migratórias
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
4. Tremores de Terra
IMPACTOS AMBIENTAIS
As barragens podem
provocar ou intensificar tremores de
terras e movimentação do solo nas
vizinhanças dos reservatórios.
- durante o enchimento dos
lagos.
- depois dos lagos cheios e
estabilizados.
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
2501.050217210451.2001.8006403.9001.5001.8001.200
11.00012.6001.620
1.260
5.000
0
100
200
300
400
500
600
700
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Sobradin
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a
kW/h
ect
are
Potência instalada
Potência produzida por hectare de área inundada de usinas hidrelétricas brasileiras
INDICADOR DE IMPACTO AMBIENTAL
SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
- HISTÓRICA
- PRESENTE
- PREVISÕES
UTILIZAÇÃO
Energia Hídrica - História
Primero uso - Rodas d’água:
-2000 A. C. – Gregos:
- Moer o trigo
-200 B.C. – Dinastia Han (China)
- Elevação de água para canais de irrigação
- Fundir Ferro
-240 B.C – Romanos
- Serrar mármore e pedra
-100 B.C – Europa
- Abatimento Hidráulico (mineração)
Energia Hídrica - História
Idade Média
- Séc I a Séc XVIII
- Moinhos amplamente utilizados
- Inglaterra 1086 A.D: 5600 moinhos
- Diversas aplicações
Revolução Industrial
- Até então maior fonte de energia
- Utilização em teares mecânicos
- Preterido pelas máquinas a vapor
Energia Hídrica - História
Século XIX em diante
- 1831 – Michael Faraday
- Desenvolvimento do primeiro gerador elétrico
- 1882 – Primeira Usina Hidrelétrica do Mundo – -Appleton, Winsconsin
- Potencial Nominal de 12.5 kW
- 7 anos após – 200 usinas apenas nos EUA
- 1ª metade do Séc XX:
- Principal fonte de energia elétrica mundial
Energia Hídrica - História
Consumo na segunda metade do século XX
Energia Hídrica - História
2ª Metade do Século XX
Energia Hídrica - História
Energia Hídrica - História
Energia Hídrica - História
- 16% do consumo de eletricidade (2010)- 3.4% do consumo de energia (2010)- 990 GW instalados (2013)
Energia Hídrica
- Usina Hidrelétrica com Reservatório
- Capacidades podem variar de alguns kW a GW
- Armazenamento (Geração de base e de pico)
- Segurança Energética
- Maiores produtores:
- China (864 TWh), Brasil (441 TWh), Canada
(376 TWh), EUA (277 TWh) (2012)
SISTEMAS DE ENERGIA
MAIORES HIDRELÉTRICAS EM CAPACIDADE DE GERAÇÃO
Energia Hídrica
- Fio dágua
- Impacto ambiental reduzido
- Não há armazenamento na prática
- Aplicações Especificas
- Maior imprevisibilidade de geração
Lower Granite Dam, Snake River, Washington
Energia Hídrica
- Pumped Storage
- Geração “negativa”
- Excesso de geração Energia armazenada
- Pico de demanda Utilização da energia
- Combinado com outros tipos de geração
- Eficiência ~ 75%
- 104 GW instalados (2009)
SISTEMAS DE ENERGIA
USINAS HIDRELÉTRICAS NO BRASIL
SISTEMAS DE ENERGIA
POTENCIAL HIDROELÉTRICO MUNDIAL
Alguns países se destacam
na produção de energia hidrelétrica.
Juntos, Brasil, Canadá, China,
Estados Unidos e Rússia respondem
por mais de 50% do total.
SISTEMAS DE ENERGIA
POTENCIAL HIDROELÉTRICO MUNDIAL
Países Industrializados: Potencial
Saturado
Emergentes: Maiores Potenciais
Oposição de grupos ambientalistas
para grandes empreedimentos
Dificuldade de se obter crédito
Não classificado como MDL
SISTEMAS DE ENERGIA
OFERTA INTERNA DE ENERGIA ELÉTRICA POR FONTE – 2011 / 2012
SISTEMAS DE ENERGIA
PRODUÇÃO DE ENERGIA HIDRÁULICA NO BRASIL
FONTE: BALANÇO ENERGÉTICO NACIONAL 2013 | ano base 2012
SISTEMAS DE ENERGIA
PRODUÇÃO DE ENERGIA HIDRÁULICA NO BRASIL
FONTE: BALANÇO ENERGÉTICO NACIONAL 2013 | ano base 2012
Energia Hídrica - Alternativas
Energia de Ondas
- Experimental – Diversos tipos
- Potencial mundial de 2 TW.
- 2.25 MW instalados em Portugal.
Energia Hídrica - Alternativas
Energia de Marés
- Previsibilidade
- Baixo Impacto ambiental – Energia interação Terra-
Lua
- Instalação em locais muito específicos (20 ao redor
do mundo)
- 240 MW instalados em 1966 na França (26% f.c.)
- Maior = 251 MW, Coréia do Sul.
- Outros tipos: DTP & Turbinas sumbrinas
SISTEMAS DE ENERGIA
PRODUÇÃO DE ENERGIA HIDRÁULICA NO MUNDO
PARTICIPAÇÃO DE RENOVÁVEIS
MUNDO
Na geração de
eletricidade, as energias renováveis
e o gás natural são as fontes de
crescimento mais rápido. Entretanto
o carvão ainda se mantem com a
maior fatia em 2040.
SISTEMAS DE ENERGIA
FIM