O documento discute mini geradores movidos a energia hidrelétrica como uma alternativa renovável e de baixo custo para fornecer eletricidade em áreas rurais. Ele descreve os componentes básicos de uma micro usina hidrelétrica, como medir o potencial hidráulico de um local e calcula o tempo necessário para pagar o investimento inicial em um sistema de 1/2 kW.

1. Mini geradores
Uma queda d'água de um córrego ou rio é uma fonte alternativa, renovável e
gratuita de energia. Através da instalação de uma micro usina hidrelétrica, esta
energia pode ser aproveitada em uma comunidade rural, sítios, fazendas ou agro
indústrias. Mesmo que na propriedade já tenha energia elétrica, é vantajoso instalar
uma micro usina para reduzira conta de luz.
Os geradores atuais estão disponíveis comercialmente. A chave para a
construção de um sistema de geração de energia a partir da água é a fonte de água,
a mini represa da hidroelétrica. Uma micro usina hidrelétrica é uma central de fio
d’água, não necessitando de reservatório para armazenar água, composta por
barragem de desvio, tomada d’água, câmara de carga, casa de máquinas ou de
força, tubulação e linhas de transmissão e distribuição. A turbina hidráulica é um dos
componentes básicos da usina. Seu rotor, por onde a água escoa, absorve energia
hidráulica, transformando-a em energia mecânica.
Ilustração do funcionamento de uma micro usina:
Objetivo
Este trabalho tem como objetivo de fazer um estudo de viabilização de
energia elétrica em áreas rurais ou de difícil acesso. Produtores rurais enfrentam
grandes problemas com o fornecimento de energia, que pode acarretar perda do
produto ou até mesmo interrupção do dia de trabalho. Esse problema segundo
jornais ocorrem frequentemente nessas áreas, umas das formas encontradas por
algumas dessas pessoas foi optar pelo uso do gerador elétrico a diesel que eleva
muito o custo da produção e ainda tem um impacto expressivo ao meio ambiente.
O principal problema nessas localidade é a falta de manutenção nas linhas de
transmissão que causa a interrupção no fornecimentos dessas áreas como,
trabalhos simples como poda de arvores ao longo da linha poderia evitar esses
problemas ou até manutenção preventiva em transformadores na linha poderia
evitar. Para buscar uma solução mais limpa e viemos com a proposta de mini
geradores elétricos movidos por pequenas quedas d’agua. Que além de utilizar uma

2. fonte de energia renovável ele tem um custo muito barato podendo até mesmo
substituir a principal fonte de energia na região.
Vantagens
Baixo investimento e custo de manutenção, número reduzido de paradas para
manutenção, fonte de energia limpa e renovável que dispensa combustível, não
necessita de sistemas de armazenamento, boa estabilidade e qualidade da energia
produzida, baixo impacto ambiental, flexibilidade entre horas de produção x potência
(com a utilização de barragens), fácil dimensionamento, funcionamento isento de
ruído e poluição atmosférica ou sonora.
Todas estas vantagens faz da micro usinas hidrelétricas, uma opção
incontestável frente as demais, desde que se tenha quedas d’água com o potencial
necessário evidentemente.
Algumas especificações da instalação:
Potencial Hidráulico
Altura Vertical:
Pega-se duas varas, coloca-se em esquadria, uma partindo da ponta da outra
(é bom colocar um prumo na vara que fica na vertical e um nível da que fica na
horizontal). Depois é só medir a altura da vara que ficou na vertical e encontra-se a
altura. Se a distância for grande repete-se a operação quantas vezes for necessário
e somar as alturas das varas que ficaram na vertical.
Pega-se uma vara comprida e uma mangueira comum. Amarra-se a ponta da
mangueira na ponta da vara e coloca-se a outra ponta da mangueira no nível da
água, de maneira que a água esteja penetrando na mangueira. Vai-se levantando a
vara, quando a água parar de entornar na ponta em que está amarrada na vara,
achou-se o nível. É só medir o comprimento da vara até a boca da mangueira e
encontrar a altura vertical.
Vazão:
Pega-se um tambor de 20, 50, 100 ou 200 litros. Faz-se uma calha ou
canaliza-se a água para que a mesma jorre diretamente dentro do tambor. Olha-se
quantos segundos foram gastos para encher o tambor e divide-se a quantidade de
litros do tambor pelos segundos gastos.
Exemplo: Pegamos um tambor de 40 litros que gastou 10 segundos para encher.
Cálculo: 40 ÷ 10 = 4 (vazão = 4 litros de água por segundo)
Largura: com uma enxada acerta-se a margem do rego, córrego ou igarapé para que
a largura fique uniforme na distância de um metro.

3. Profundidade: depois é necessário que se faça com que a profundidade fique
uniforme em um metro no mesmo local onde foi acertada a margem.
Velocidade: neste local de um metro (com largura e profundidade uniformes) coloca-
se uma rolha, pedaço de isopor ou qualquer coisa que flutue com facilidade e
verifica-se quantos segundos gastou para percorrer a distância de um metro.
Cálculo da vazão: largura X profundidade ÷ velocidade.
Exemplo: L = 40cm x P = 40xm ÷ V = 4seg.
40 x 40 = 1600 ÷ 4 = 40Ø (corta-se o último zero da direita)
A vazão encontrada de acordo com o exemplo é de 40 litros por segundo.
Preços de mini geradores de baixa rotação (600 RPM a 1200 RPM, 110/220 v.):
1/2 KVA R$ 2.237,88
1 KVA R$ 2.353,11
2 KVA R$ 2.485,56
3 KVA R$ 2.562,49
4 KVA R$ 2.671,77
5 KVA R$ 2.959,81
6 KVA R$ 3.281,55
8 KVA R$ 3.466,83
10 KVA R$ 4.268,37
15 KVA R$ 5.900,00
20 KVA R$ 7.564,65
30 KVA R$ 9.535,67
40 KVA R$ 11.286,23
50 KVA R$ 17.549,38
60 KVA R$ 19.149,22
Preços Turbinas:
Turbina com 01 rotor :
Com 01 Rotor Pelton - R$ 6.120,00 básica.
Turbina 01 rotor acima de 10 KVA ou modificada para potências maiores ou
pela vazão d’água R$ 8.000,00 a R$ 18.000,00
Turbina com 02 rotores:
Com 02 Rotores Pelton - R$ 7.373,00 básica.
Turbina 02 rotores acima de 10 KVA ou modificada para potências maiores
ou pela vazão d’água R$ 9.000,00 a R$ 22.000,00
Turbina com 03 rotores:
Com 03 Rotores Pelton – R$ 10.100,00 básica.
Turbina 03 rotores acima de 10 KVA ou modificada para potências maiores
ou pela vazão d’água R$ 11.000,00 a R$ 24.000,00
Turbina com 04 rotores:
Com 04 Rotores - R$ 11.629,00 básica.
Turbina 04 rotores acima de 10 KVA ou modificada para potências maiores
ou pela vazão d’água R$ 12.000,00 a R$ 26.000,00

4. Turbina com 05 rotores:
Com 05 Rotores Pelton - R$ 14.100,00
Turbina 05 rotores acima de 10 KVA ou modificada para potências maiores
ou pela vazão d’água R$ 16.000,00 a R$ 29.000,00
Tabela com relação de preço e tempo para pagar o investimento:
Utilizando o gerador de 1/2 kW com o custo de R$ 2237,88; a turbina com 1 rotor,
de preço R$6120,00 somados a um estabilizador de R$1250,00 e uma mão-de-obra
para instalação de R$5000,00; além de considerar que a energia aumente 5% ao
ano, obtivemos os seguintes resultados:
Eletr. Mini Gerador preço kW.h
5,0% 1,0% 34,0%
Ano Custo Elec.
/kWh
Entrada Parcela da Dívida Dívida Acumulada
1 R$ 0,34000 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 14.710,32
2 R$ 0,35700 R$ 1.563,66 R$ 304,16 -R$ 14.553,26
3 R$ 0,37485 R$ 1.641,84 R$ 319,37 -R$ 14.379,42
4 R$ 0,39359 R$ 1.723,94 R$ 335,34 -R$ 14.187,87
5 R$ 0,41327 R$ 1.810,13 R$ 352,11 -R$ 13.977,64
6 R$ 0,43394 R$ 1.900,64 R$ 369,71 -R$ 13.747,71
7 R$ 0,45563 R$ 1.995,67 R$ 388,20 -R$ 13.496,99
8 R$ 0,47841 R$ 2.095,45 R$ 407,61 -R$ 13.224,35
9 R$ 0,50233 R$ 2.200,23 R$ 427,99 -R$ 12.928,60

5. 10 R$ 0,52745 R$ 2.310,24 R$ 449,39 -R$ 12.608,50
11 R$ 0,55382 R$ 2.425,75 R$ 471,86 -R$ 12.262,72
12 R$ 0,58152 R$ 2.547,04 R$ 495,45 -R$ 11.889,90
13 R$ 0,61059 R$ 2.674,39 R$ 520,22 -R$ 11.488,58
14 R$ 0,64112 R$ 2.808,11 R$ 546,23 -R$ 11.057,23
15 R$ 0,67318 R$ 2.948,51 R$ 573,55 -R$ 10.594,25
16 R$ 0,70684 R$ 3.095,94 R$ 602,22 -R$ 10.097,97
17 R$ 0,74218 R$ 3.250,74 R$ 632,34 -R$ 9.566,62
18 R$ 0,77929 R$ 3.413,27 R$ 663,95 -R$ 8.998,33
19 R$ 0,81825 R$ 3.583,94 R$ 697,15 -R$ 8.391,16
20 R$ 0,85916 R$ 3.763,13 R$ 732,01 -R$ 7.743,07
21 R$ 0,90212 R$ 3.951,29 R$ 768,61 -R$ 7.051,89
22 R$ 0,94723 R$ 4.148,86 R$ 807,04 -R$ 6.315,37
23 R$ 0,99459 R$ 4.356,30 R$ 847,39 -R$ 5.531,14
24 R$ 1,04432 R$ 4.574,11 R$ 889,76 -R$ 4.696,69
25 R$ 1,09653 R$ 4.802,82 R$ 934,25 -R$ 3.809,41
26 R$ 1,15136 R$ 5.042,96 R$ 980,96 -R$ 2.866,54
27 R$ 1,20893 R$ 5.295,11 R$ 1.030,01 -R$ 1.865,20
28 R$ 1,26938 R$ 5.559,86 R$ 1.081,51 -R$ 802,35
29 R$ 1,33284 R$ 5.837,86 R$ 1.135,58 R$ 325,21
30 R$ 1,39949 R$ 6.129,75 R$ 1.192,36 R$ 1.520,83
31 R$ 1,46946 R$ 6.436,24 R$ 1.251,98 R$ 2.788,02
32 R$ 1,54293 R$ 6.758,05 R$ 1.314,58 R$ 4.130,47
Ou seja, o investimento é pago em 26 anos.
Representando a dívida em um gráfico:
-R$ 20.000,00
-R$ 15.000,00
-R$ 10.000,00
-R$ 5.000,00
R$ 0,00
R$ 5.000,00
R$ 10.000,00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
Dívida

6. Utilizando o mesmo gerador, turbina, estabilizador e mão-de-obra, mas adotando um
aumento de energia de 7% ao ano, obtivemos os seguintes resultados:
Eletr. Mini Gerador preço kW.h
7,0% 1,0% 34,0%
Ano Custo Elec.
/kWh
Entrada Parcela da Dívida Dívida Acumulada
1 R$ 0,34000 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 14.710,32
2 R$ 0,36380 R$ 1.593,44 R$ 309,96 -R$ 14.547,47
3 R$ 0,38927 R$ 1.704,99 R$ 331,65 -R$ 14.361,29
4 R$ 0,41651 R$ 1.824,33 R$ 354,87 -R$ 14.150,03
5 R$ 0,44567 R$ 1.952,04 R$ 379,71 -R$ 13.911,82
6 R$ 0,47687 R$ 2.088,68 R$ 406,29 -R$ 13.644,64
7 R$ 0,51025 R$ 2.234,89 R$ 434,73 -R$ 13.346,36
8 R$ 0,54597 R$ 2.391,33 R$ 465,16 -R$ 13.014,66
9 R$ 0,58418 R$ 2.558,72 R$ 497,72 -R$ 12.647,08
10 R$ 0,62508 R$ 2.737,83 R$ 532,56 -R$ 12.240,99
11 R$ 0,66883 R$ 2.929,48 R$ 569,84 -R$ 11.793,55
12 R$ 0,71565 R$ 3.134,55 R$ 609,73 -R$ 11.301,76
13 R$ 0,76575 R$ 3.353,96 R$ 652,41 -R$ 10.762,36
14 R$ 0,81935 R$ 3.588,74 R$ 698,08 -R$ 10.171,90
15 R$ 0,87670 R$ 3.839,95 R$ 746,95 -R$ 9.526,67
16 R$ 0,93807 R$ 4.108,75 R$ 799,24 -R$ 8.822,70
17 R$ 1,00374 R$ 4.396,36 R$ 855,18 -R$ 8.055,74
18 R$ 1,07400 R$ 4.704,11 R$ 915,05 -R$ 7.221,25
19 R$ 1,14918 R$ 5.033,40 R$ 979,10 -R$ 6.314,37
20 R$ 1,22962 R$ 5.385,73 R$ 1.047,64 -R$ 5.329,88
21 R$ 1,31569 R$ 5.762,73 R$ 1.120,97 -R$ 4.262,20
22 R$ 1,40779 R$ 6.166,13 R$ 1.199,44 -R$ 3.105,39
23 R$ 1,50634 R$ 6.597,75 R$ 1.283,40 -R$ 1.853,04
24 R$ 1,61178 R$ 7.059,60 R$ 1.373,24 -R$ 498,34
25 R$ 1,72460 R$ 7.553,77 R$ 1.469,36 R$ 966,04
26 R$ 1,84533 R$ 8.082,53 R$ 1.572,22 R$ 2.547,92
27 R$ 1,97450 R$ 8.648,31 R$ 1.682,27 R$ 4.255,68
28 R$ 2,11271 R$ 9.253,69 R$ 1.800,03 R$ 6.098,27
29 R$ 2,26061 R$ 9.901,45 R$ 1.926,04 R$ 8.085,28
30 R$ 2,41885 R$ 10.594,55 R$ 2.060,86 R$ 10.226,99
31 R$ 2,58817 R$ 11.336,17 R$ 2.205,12 R$ 12.534,38
32 R$ 2,76934 R$ 12.129,70 R$ 2.359,48 R$ 15.019,20

7. Ou seja, o investimento é pago em 29 anos.
Representando a dívida em um gráfico:
Agora, a tabela utilizando o mesmo gerador, turbina, estabilizador e mão-de-obra, mas sem
aumento de energia, obtivemos os seguintes resultados:
Ano Custo Elec.
/kWh
Entrada Parcela da Dívida Dívida Acumulada
1 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 14.710,32
2 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 14.420,64
3 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 14.130,96
4 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 13.841,28
5 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 13.551,60
6 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 13.261,92
7 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 12.972,24
8 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 12.682,56
9 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 12.392,88
10 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 12.103,20
11 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 11.813,52
12 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 11.523,84
13 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 11.234,16
14 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 10.944,48
15 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 10.654,80
16 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 10.365,12
17 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 10.075,44
-R$ 20.000,00
-R$ 15.000,00
-R$ 10.000,00
-R$ 5.000,00
R$ 0,00
R$ 5.000,00
R$ 10.000,00
R$ 15.000,00
R$ 20.000,00
0 5 10 15 20 25 30 35
Dívida 2

8. 18 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 9.785,76
19 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 9.496,08
20 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 9.206,40
21 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 8.916,72
22 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 8.627,04
23 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 8.337,36
24 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 8.047,68
25 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 7.758,00
26 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 7.468,32
27 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 7.178,64
28 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 6.888,96
29 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 6.599,28
30 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 6.309,60
31 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 6.019,92
32 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 5.730,24
33 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 5.440,56
34 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 5.150,88
35 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 4.861,20
36 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 4.571,52
37 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 4.281,84
38 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 3.992,16
39 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 3.702,48
40 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 3.412,80
41 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 3.123,12
42 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 2.833,44
43 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 2.543,76
44 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 2.254,08
45 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 1.964,40
46 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 1.674,72
47 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 1.385,04
48 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 1.095,36
49 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 805,68
50 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 516,00
51 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 -R$ 226,32
52 R$ 0,34 R$ 1.489,20 R$ 289,68 R$ 63,36
Ou seja, o investimento é pago em 52 anos.
Representando a dívida em um gráfico:

9. -R$ 16.000,00
-R$ 14.000,00
-R$ 12.000,00
-R$ 10.000,00
-R$ 8.000,00
-R$ 6.000,00
-R$ 4.000,00
-R$ 2.000,00
R$ 0,00
R$ 2.000,00
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51
Dívida 3