O documento discute energia hidráulica, explicando que é a energia obtida da energia potencial da água e pode ser convertida em energia mecânica ou elétrica por meio de turbinas hidráulicas. Detalha os principais tipos de turbinas e como calcular a potência, também abordando barragens e suas vantagens e desvantagens para geração de energia.
2. O que é a Energia Hidráulica? A energia hidráulicaou energia hídricaé a energia obtida a partir da energia potencial de uma massa de água. A forma na qual ela se manifesta na natureza é nos fluxos de água, como rios e lagos e pode ser aproveitada por meio de um desnível ou queda de água. Pode ser convertida na forma de energia mecânica (rotação de um eixo) através de turbinas hidráulicas ou moinhos de água. As turbinas por sua vez podem ser usadas como accionamento de um equipamento industrial, como um compressor, ou de um gerador eléctrico, com a finalidade de prover energia eléctrica para uma rede de energia. A potência hidráulica máxima que pode ser obtida através de um desnível pode ser calculada pelo produto: P = ρQHg Em unidades do sistema internacional de unidades (SI) Potência(P): Watt(W) Queda(H): m Densidade(ρ): kg / m3 Vazão volumétrica(Q): m 3/ s Aceleração da gravidade(g):m / s 2
3. Turbina Hidráulica As turbinas podem ser usadas como accionamento de um equipamento industrial, como um compressor, ou de um gerador eléctrico, com a finalidade de prover energia eléctrica para uma rede de energia. As turbinas hidráulicas dividem-se diversos tipos, sendo quatro tipos principais: Pelton, Francis, Kaplan, Bulbo. Cada um destes tipos é adaptado para funcionar em usinas com uma determinada faixa de altura de queda e vazão. As vazões volumétricas podem ser igualmente grandes em qualquer uma delas mas a potência será proporcional ao produto da queda (H) e da vazão volumétrica (Q). A potência de uma turbina pode ser calculada pela seguinte expressão: P= ρQHgη O η é a eficiência total da turbina. A eficiência é a fração da energia total da fonte de energia primária (no caso a água) que é convertida em energia útil (no caso potência de eixo). As principais causas da "perda" de energia nas turbinas são: perdas hidráulicas: a água tem que deixar a turbina com alguma velocidade, e esta quantidade de energia cinética não pode ser aproveitada pela turbina. perdas mecânicas: são originadas por atrito nas partes móveis da turbina e calor perdido pelo aquecimento dos mancais. Tipicamente turbinas modernas têm uma eficiência entre 85% e 95%, que varia conforme a vazão de água e a queda líquida.
4. Barragens Umabarragem, açude ou represa, é uma barreira artificial, feita em cursos de água para a retenção de grandes quantidades de água. A sua utilização é sobretudo para abastecer de água zonas residenciais, agrícolas, industriais, produção de energia eléctrica ou regularização de um caudal. As barragens foram, desde o início da história da Humanidade, fundamentais ao desenvolvimento. A sua construção devia ser sobretudo à escassez de água no período seco e à consequente necessidade de armazenamento de água, feito em barragens executadas de forma mais ou menos empírica. Em nível mundial, algumas das barragens mais antigas de que há conhecimento situavam-se, por exemplo, no Egipto, Médio Oriente e Índia. Na Índia que apareceram barragens de aterro de perfil homogéneo com descarregadores de cheias para evitar acidentes provocados pelo galgamento das barragens. Com a Revolução Industrial, houve a necessidade de construir um crescente número de barragens, o que permitiu o progressivo aperfeiçoamento das técnicas de projecto e construção. Apareceram então as primeiras barragens de aterro modernas.
5. Vantagens e Desvantagens Vantagens: A energia é produzida a partir de uma fonte contínua, neste caso, o movimento da água; Não polui o meio ambiente; Baixíssimo custo de produção. Desvantagens: A construção de centrais hidroeléctricas geralmente exige a formação de grandes reservatórios de água, o que provoca profundas alterações nos ecossistemas; Dependendo do tipo de relevo e da região onde se encontra o empreendimento, podem também ocasionar o alagamento de terras e o deslocamento de populações ribeirinhas.
