Como se Produz Energia Elétrica

Numa usina hidrelétrica, a máquina responsável pela produção de energia elétrica se chama gerador. Trata-se de uma máquina rotativa composta de um estator, onde estão localizadas as bobinas de fio e de um rotor elétrico, que vem a ser o núcleo de ferro das experiências que descobriram a energia elétrica.
Na experiência de laboratório, a bobina é girada, enquanto o núcleo está parado. Na prática, é mais fácil girar o rotor e manter o estator (bobinas) parado que o inverso. O campo magnético é fornecido por um ímã ou uma excitatriz que polarizará este rotor.
Mas o que fará girar este rotor? Dependendo de outra característica do gerador (i.e. quantos dipolos têm), o gerador terá que girar o suficiente para produzir uma tensão elétrica com freqüência de 60 ciclos ou Hertz, que é a freqüência adotada em todo o sistema elétrico brasileiro. Alguns países, como Inglaterra e Japão, operam em 50 Hertz.
Quanto mais dipolos menos giros por segundo para se obter 60 Hertz. Assim, se um gerador tem 4 dipolos, precisará girar a 900 rotações por segundo para criar uma tensão de 60 Hertz, 1.800 rotações por minuto se tiver dois dipolos.
F= pn/60
onde F é o valor da freqüência obtida quando o produto do número de dipolos (p) e rotação (n) é dividido pelo tempo de 60 segundos.
O que produzirá esta rotação no eixo do gerador?
Acoplado ao eixo do gerador está uma turbina, que é uma máquina projetada para suportar uma pressão mecânica e produzir um efeito cinético.
Até aqui, uma usina hidráulica e térmica e mesmo nuclear, não tem diferença.
A diferença começa a aparecer quando determinamos que fluido irá mover a turbina e como obteremos este fluido nas condições necessárias a manter o conjunto turbina-gerador, ou turbogerador, na velocidade específica que produzirá energia elétrica numa base confiável e constante e que atenda as necessidades dos consumidores que estão ligados a este sistema elétrico.

Esquema de funcionamento de dois tipos de turbinas para hidrelétricas

Alunos : Chayane Vasconcellos e Felipe Basso

Usinas Geradoras

Desde o fim do século 19, a energia é produzida comercialmente através de usinas hidrelétricas, termelétricas convencionais e termelétricas nucleares (já no fim dos anos 50), também chamadas de nuclelétricas. Existem, também, usinas que se aproveitam da força das marés, dos ventos e da energia solar.
Um sistema equilibrado de geração é aquele que dispõe de opções hidrelétricas e termelétricas. Como assim?
-Hidrelétricas dependem de nível de acúmulo de água em seus reservatórios, que por sua vez, depende de uma conjunção de fatores metereológicos e ambientais. Quando há irregularidade na precipitação pluviométrica, os níveis baixam e consequentemente a capacidade geradora de uma usina hidrelétrica fica comprometida.
Para compensar estes períodos sazonais, lança-se mão da opção termelétrica, que independe das condições acima.
O investimento inicial para construção de uma unidade hidráulica é muito superior ao de uma unidade térmica. Normalmente, desapropriam-se terras, pagando-se indenizações e faz-se assentamento da população que é removida das áreas que sofrerão alagamento, além de produzir um grande impacto na fauna, flora e clima.
O tempo de construção de uma hidrelétrica é muito maior que o tempo de montagem de uma termelétrica convencional.
Uma unidade térmica, comparativamente, é mais barata, no entanto os seus custos de manutenção ao longo de sua vida operacional excedem aqueles que serão aplicados numa unidade hidráulica. Além disto, uma unidade térmica terá que controlar os níveis de poluentes resultante da combustão de óleo ou carvão.
Neste aspecto, unidades a gás são menos agressivas ao meio ambiente por não produzirem resíduos de combustão e economicamente atraentes por ser o gás mais barato que o óleo e o carvão.
Desde que o gás, não seja aquele do Gasoduto Bolívia-Brasil que tem cotação de preço em dólar, e que no ano de 1999, com a desvalorização cambial, tornou-se uma opção cara para aplicação na geração elétrica.

Alunos : Chayane Vasconcellos e Felipe Basso

Geração de Energia Elétrica

O princípio básico que se desenvolve num gerador elétrico é o seguinte: uma bobina de fio girando, submetida a um campo magnético e com um núcleo de ferro no seu interior ou vice-versa, fará induzir na bobina e aparecer nas suas extremidades uma carga de elétrons.
Como a utilização deste fenômeno eletromagnético foi se popularizando, inicialmente para iluminação pública e depois em substituição às máquinas térmicas, houve necessidade de se construir bobinas de fio e núcleos de ferro mais elaborados para o fornecimento de energia a um sem número de consumidores com suas finalidades específicas.
O primeiro aparelho que se beneficiou do uso da eletricidade foi o rádio.

Alunos : Chayane Vasconcellos e Felipe Basso

Museu de Energia Usina-Parque do Corumbataí

"O Museu da Energia Usina-Parque do Corumbataí está localizado no município de Rio Claro, a 190 km da capital paulista. Neste espaço, recebemos visitas de escolas e do público em geral e desenvolvemos diversas ações educativas aproveitando os recursos naturais, culturais, históricos e de infra-estrutura do local. Uma das atrações é a pequena central hidrelétrica do século XIX, desativada desde a década de 1970, que passou a gerar energia novamente em outubro de 2008.

Este museu é um centro regional de referência na pesquisa, preservação e divulgação do patrimônio histórico do setor energético, que valoriza a cidadania e o uso responsável dos recursos naturais, em prol do bem estar presente e futuro da comunidade da região.

Nesta unidade da Fundação Energia e Saneamento os visitantes têm acesso a diversos roteiros e a oficinas pedagógicas que envolvem a educação ambiental e o ensino de ciências. Essas atividades são criadas pelo Núcleo de Estudos e Pesquisas sobre História Energia e Meio Ambiente."

Nós fomos e em em breve estaremos postando sobre a visita e sobre o Museu da Energia Usina-Parque do Corumbataí aqui no blog