Energia hidrelétrica: o que é e como funciona?

O aproveitamento do poder da água em movimento para gerar eletricidade, conhecido como hidroeletricidade, é a maior fonte de eletricidade renovável sem emissões do mundo.

Tirando vantagem da gravidade e do ciclo da água, um dos motores da natureza pode ser aproveitado para criar uma forma útil de energia. Na verdade, os humanos capturam a energia da água em movimento há milhares de anos.

Definição de hidroeletricidade

Energia Sustentável hidrelétrica é a energia na água em movimento. Esse vapor d’água se condensa nas nuvens e volta à superfície como precipitação. A água flui pelos rios e retorna aos oceanos, onde pode evaporar e reiniciar o ciclo.

Hidroeletricidade: vantagens e desvantagens

Embora a produção de hidroeletricidade não produza poluição do ar ou emissões de gases de efeito estufa, ela pode ter consequências ambientais e sociais negativas.

Bloquear rios com represas pode degradar a qualidade da água, danificar o habitat aquático, bloquear a passagem de peixes migratórios e deslocar as comunidades locais.

As vantagens e desvantagens de qualquer projeto de desenvolvimento de energia hidrelétrica precisam ser pesadas antes de prosseguir com qualquer projeto.

No entanto, quando bem feita, a energia hidrelétrica pode ser uma fonte de eletricidade sustentável e não poluente que pode ajudar a reduzir nossa dependência de combustíveis fósseis e reduzir a ameaça do aquecimento global.

O recurso hidroelétrico

Na Terra, a água passa constantemente entre vários estados, um processo conhecido como ciclo hidrológico.

A água evapora dos oceanos, formando nuvens, caindo como chuva e neve, reunindo-se em riachos e rios e fluindo de volta para o mar. Todo esse movimento oferece uma grande oportunidade de aproveitar a energia útil.

Em 2011, a hidroeletricidade forneceu 16% da eletricidade mundial, perdendo apenas para os combustíveis fósseis. Em 2011, a capacidade global era de 950 gigawatts (GW), sendo 24% na China, 8% nos Estados Unidos e 9% no Brasil. Globalmente, a capacidade hidrelétrica mais que dobrou desde 1970.

Conversão de água em movimento em eletricidade

Para gerar eletricidade a partir da energia cinética na água em movimento, a água deve se mover com velocidade e volume suficientes para girar uma hélice chamada turbina , que por sua vez gira um gerador para gerar eletricidade.

Simplificando, 4 litros de água correndo cerca de 30 metros por segundo podem gerar cerca de um quilowatt de eletricidade.

Para aumentar o volume da água em movimento, aterros ou represas são usados ​​para coletar a água.

Uma abertura na barragem usa a gravidade para lançar água por um cano chamado comporta. A água em movimento faz com que a turbina gire, o que faz com que os ímãs dentro de um gerador girem e criem eletricidade.

Existem vários tipos de turbinas utilizadas em usinas hidrelétricas e seu uso depende da quantidade de carga hidráulica (distância vertical entre a barragem e a turbina) da usina.

Os mais comuns são Kaplan, Francis e Pelton. Alguns desses modelos, chamados de rodas de reação e de impulso, usam não apenas a força cinética da água em movimento, mas também a pressão da água.

A turbina Kaplan é semelhante a uma hélice de barco, com um rotor (a parte giratória de uma turbina) que tem de três a seis pás e pode fornecer até 400 MW de potência. A turbina Kaplan difere de outros tipos de turbinas hidrelétricas porque seu desempenho pode ser melhorado mudando o passo das pás.

A turbina Francis possui um rotor com nove ou mais pás fixas. Nessa turbina, que pode chegar a 800 MW, as lâminas do canal direcionam a água para que ela se mova em fluxo axial.

A turbina Pelton consiste em uma série de baldes de formato especial que são montados na parte externa de um disco circular, tornando-o semelhante a uma roda d’água.

A energia hidrelétrica também pode ser gerada sem barragem, por meio de um processo conhecido como corrente de água. Nesse caso, o volume e a velocidade da água não são aumentados por uma barragem.

Em vez disso, um projeto de fluxo gira as lâminas da turbina, capturando a energia cinética da água que se move no rio. Projetos hidrelétricos com barragens podem controlar quando a eletricidade é gerada, porque as barragens podem controlar o tempo e o fluxo da água que chega às turbinas.

Portanto, esses projetos podem optar por gerar eletricidade quando for mais necessária e mais valiosa para a rede. Como os projetos de fluxo de água não armazenam água atrás de represas, eles têm muito menos capacidade de controlar a quantidade e o tempo de geração de eletricidade.

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