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Geração e Distribuição de Energia
313 INTRODUÇÃO: Um sistema elétrico de potência, em sua concepção geral, é constituído pelos equipamentos necessários para transportar a energia elétrica desde a “fonte geradora” até os pontos em que ela é utilizada. Basicamente, esse processo desenvolve-se em quatro etapas: geração, transmissão, distribuição e utilização. Na figura 1 pode ser visto o diagrama de blocos de um sistema elétrico de potência típico, bem como a localização dos respectivos consumidores. Já na figura 2 pode ser conferida a entrega de energia para consumidores, através de instalações elétricas, a partir das diferentes etapas do sistema elétrico de potência em função da quantidade de energia e de extensão. No Brasil, um país de dimensão continental, os primeiros sistemas de potência supriam apenas os centros de carga regionais, operando de modo isolado. A partir dos anos 60, com a construção de grandes usinas e a ocorrência de forte desenvolvimento industrial, os sistemas de potência começaram a ser interconectados. Como decorrência das interligações entre as redes regionais, um grande número de problemas teve de ser analisado a fim de se obter as melhores soluções técnicas e econômicas. Atualmente há duas grandes redes interligadas em operação no Brasil: os sistemas interligados Sul/Sudeste/Centro-Oeste e Norte/Nordeste, tendo este último linhas de transmissão de mais de 2000 km, em 500 kV. No passado, foram estudadas diversas alternativas de interligações entre essas duas redes, envolvendo distâncias da ordem de 2500 km e tensões de até 1200 kVCA e ±800 kVCC. Recentemente, uma linha de transmissão em 500 kV, com mais de 1000 km de extensão, passou a interligar o N/NE com o S/SE-CO, tendo a THEMAG também desenvolvido estudos de planejamento e de engenharia referentes a essa interligação, denominada Norte-Sul.
314 Nosso estudo começa com a mesma temática desse módulo – O Sistema Elétrico de Potência e suas Etapas, de Geração – Transmissão – Distribuição de Energia Elétrica. A enfase que será dada aqui terá a seguinte sequencia: 1. Apresentação da etapa de Geração com foco nas fontes primárias, nas máquinas primárias e nas SE´s elevadoras siuadas nos centros de produção de energia elétrica; 2. O Setor Elétrico Nacional - Analise do Sistema Interligado Nacional –SIN com foco nos esquemas elétricos das SE´s Transmissão de energia elétrica; 3. O Sistema de Distribuição de Energia Primária e Secundária – Diagramas Básicos; A Geração de Energia e suas Fontes primárias: A geração de energia elétrica se faz em usinas localizadas em função de suas características próprias. A energia elétrica é gerada por conversão eletromagnética de energia, isto é, lança-se mão de uma fonte de energia primária para se obter a energia elétrica. O que se entende por “fonte de energia”? Resumindo, “fonte de energia” é a origem da energia, a qual é um recurso natural que pode fornecer ao Homem determinado tipo de energia e sua substância transformadora. A natureza, em certas circunstâncias, pode fornecer recursos naturais que dão origem a um determinado tipo de energia, nomeadamente energia mecânica, elétrica, térmica ou química. As fontes de energia são um dos elementos importantes e indispensáveis à nossa vida quotidiana e ao desenvolvimento econômico, para além de serem extremamente importantes para a melhoria da qualidade de vida. As fontes de energia podem classificar-se em primárias e secundárias, consoante a sua origem. “Fonte de energia primária” e “Fonte de energia secundária” A fonte de energia primária, também conhecida por fonte de energia natural, é uma fonte de energia que existe em forma natural na natureza e pode gerar energia de forma direta, destas destacam-se o carvão mineral, o petróleo e o gás natural, a energia hídrica, solar e eólica, de biomassa, oceânica e geotérmica. As fontes de energia podem classificar-se em renováveis e não renováveis. As fontes de energia renováveis são uma infinita fonte geradora mesmo que sejam utilizadas pelo Homem, possuindo a capacidade de se regenerar naturalmente. Por exemplo a energia solar, hídrica e eólica, de biomassa, oceânica e geotérmica. Quanto às fontes de energia não renováveis, como o combustível petroquímico e nuclear, são formadas no subsolo a partir de restos de animais e plantas que demoraram milhões de anos até se transformarem em combustível. Estes não podem ser recuperados rapidamente e as suas quantidades tornam-se cada vez mais reduzidas com o consumo por parte do homem. As fontes de energia secundárias são transformadas a partir das fontes de energia primárias, como por exemplo a energia elétrica, gasolina, gasóleo, alcatrão, carvão mineral, vapor e energia hidrogénia, entre outros. As relações entre a energia e a humanidade A energia ocupa um lugar importante na sociedade moderna industrial e comercial. Os estabelecimentos comerciais não podem funcionar sem ela. É necessária para a iluminação, arcondicionado, equipamentos de escritório. Caso não haja energia todas as atividades param. Também a produção industrial não pode funcionar sem energia, essencial para a iluminação e maquinaria.
315 De igual modo, com falta de energia, os serviços dos hotéis, restaurantes e recintos de diversão param. Os meios de transporte não circulam sem fonte de energia. Sem combustíveis ou fornecimento de energia elétrica, os aviões, barcos e veículos não podem mover. Tudo consome energia hoje em dia, desde a simples vida quotidiana aos serviços públicos, a iluminação, o ar-condicionado, a cozinha, a rádio e a televisão, ou até as necessidades mais básicas da vida, tais como o vestuário, a alimentação, a habitação e o transporte, tudo depende da energia. Usinas hidrelétricas, que usam represamento de rios e lagos, são localizadas nos pontos dos rios e lagos considerados mais eficientes para o armazenamento do volume ideal de água. Usinas térmicas podem ser localizadas em pontos mais convenientes para a transmissão e controle. Geradores eólicos são localizados em pontos com maior volume de ventos. O sistema elétrico de potência engloba todas as formas de geração de energia elétrica e sua transmissão até os consumidores. Energia solar – Como funciona? Quase todas as fontes de energia – hidráulica, biomassa, eólica, combustíveis fósseis e energia dos oceanos – são formas indiretas de energia solar. Além disso, a radiação solar pode ser utilizada diretamente como fonte de energia térmica, para aquecimento de fluidos e ambientes e para geração de potência mecânica ou elétrica. Pode ainda ser convertida diretamente em energia elétrica, através de efeitos sobre determinados materiais, entre os quais se destacam o termoelétrico e o fotovoltaico. Entre os vários processos de aproveitamento da energia solar, os mais usados atualmente são o aquecimento de água e a geração fotovoltaica de energia elétrica. A energia solar é obtida através da conversão direta da luz natural em eletricidade (efeito fotovoltaico). Esse efeito causa o aparecimento de uma diferença de potencial, nos extremos de uma estrutura de material semicondutor, produzida pela absorção da luz. A célula fotovoltaica é a unidade fundamental do processo de conversão. Os raios do sol, ao atingirem o módulo que contém as células fotovoltaicas produzem eletricidade, sob a forma de corrente contínua, similar às das pilhas e baterias automotivas. Esta energia pode ser acumulada em baterias e utilizada à noite ou em longos períodos de mau tempo. Inversores são necessários para converter essa energia elétrica de corrente contínua em corrente alternada, possibilitando a utilização direta em uma residência. • Benefícios e desvantagens: A maior vantagem da energia solar é poder ser instalada em locais isolados sem a necessidade de linhas de transmissão. O custo dessa energia ainda é muito elevado e sua aplicação limitada. O maior
316 uso da energia solar, hoje em dia, é em sistemas de aquecimento de água, sem produção de eletricidade. Uma das restrições técnicas à difusão de projetos de aproveitamento de energia solar é a baixa eficiência dos sistemas de conversão de energia, o que torna necessário o uso de grandes áreas para a captação de energia em quantidade suficiente para que o empreendimento se torne economicamente viável. Comparando-se, contudo, a outros recursos, como a energia hidráulica, por exemplo, observa-se que a limitação de espaço não é tão restritiva ao aproveitamento da energia solar. Porém as células fotovoltaicas, assim como as baterias são fabricadas com materiais (ácidos e metais pesados) que podem causar sérios problemas ambientais se não descartados corretamente. Hidroeletricidade - Como funciona? A produção de eletricidade utiliza a energia da queda d’água de um rio associada ao volume de água disponível num reservatório formado por uma barragem. A água represada é conduzida para o interior da casa de força, através de dutos para movimentar as turbinas; A rotação da turbina faz girar o rotor de um gerador que produz energia elétrica. Outra estrutura importante é o vertedouro por onde pode ser escoado o excesso de água em épocas de chuvas intensas
317 O aproveitamento da energia hidráulica através do uso de turbinas hidráulicas, devidamente acopladas a um gerador de corrente elétrica. Com eficiência que pode chegar a 90%, as turbinas hidráulicas são atualmente as formas mais eficientes de conversão de energia primária em energia secundária. As Turbinas, geralmente, tem de ser totalmente desmontadas e substituídas de três em três anos, o que se deve ao desgaste que estas sofrem. Características energéticas: disponibilidade de recursos, facilidade de aproveitamento e, principalmente, seu caráter renovável. A energia hidráulica é proveniente da irradiação solar e da energia potencial gravitacional, através da evaporação, condensação e precipitação da água sobre a superfície terrestre.
318 A participação da energia hidráulica na matriz energética nacional é da ordem de 42%, gerando cerca de 90% de toda a eletricidade produzida no país. Apesar da tendência de aumento de outras fontes, devido a restrições socioeconômicas e ambientais de projetos hidrelétricos e os avanços tecnológicos no aproveitamento de fontes nãoconvencionais, tudo indica que a energia hidráulica continuará sendo, por muitos anos, a principal fonte geradora de energia elétrica do Brasil Também existe um outro tipo de usina hidrelétrica que dispensa a construção de uma grande barragem e utiliza o próprio fluxo do rio para o acionamento das turbinas. • Benefícios e desvantagens: Usinas hidrelétricas geram, como todo empreendimento, alguns tipos de impacto ambiental como o alagamento das áreas vizinhas (produtivas ou florestas), aumento no nível dos rios e modificações na fauna e a flora da região. Em geral, é um tipo de energia mais barata e menos agressiva ambientalmente do que outras formas. Como as hidrelétricas, quase sempre, se situam afastadas dos centros de consumo, também devem ser considerados os impactos adicionais relativos à construção de longas linhas de transmissão e as perdas de energia decorrentes. O aproveitamento de potenciais hidráulicos para a geração de energia elétrica exigiu a formação de grandes reservatórios e, conseqüentemente, a inundação de grandes áreas. Na maioria dos casos, tratava-se de áreas produtivas e (ou) de grande diversidade biológica, exigindo a realocação de grandes contingentes de pessoas e animais silvestres. A formação de reservatórios de acumulação de água e regularização de vazões provoca alterações no regime das águas e a formação de microclimas, favorecendo certas espécies (não necessariamente as mais importantes) e prejudicando, ou até mesmo extinguindo, outras. 10 MOTIVOS PARA PROMOVER A HIDRELETRICIDADE 1. Hidreletricidade é uma fonte renovável de energia. A hidreletricidade usa a energia da água corrente, sem reduzir sua quantidade, para produzir eletricidade. Portanto, todos os empreendimentos hidrelétricos, de pequeno ou grande porte, a fio d’água ou de armazenamento, enquadram-se no conceito de fonte de energia renovável. 2. A Hidreletricidade viabiliza a utilização de outras fontes renováveis. As usinas hidrelétricas com reservatório de acumulação oferecem flexibilidade operacional incomparável, uma vez que podem responder imediatamente às flutuações da demanda de eletricidade. A flexibilidade e capacidade de armazenamento das usinas hidrelétricas as tornam o meio mais eficiente e econômico para dar suporte ao emprego de fontes intermitentes de energia renovável, como a energia solar ou a energia eólica. 3. A Hidreletricidade promove a segurança energética e a estabilidade dos preços. A água dos rios é um recurso doméstico e, ao contrário do combustível ou gás natural, não está sujeita a flutuações de mercado. Além disso, a hidreletricidade é a única grande fonte renovável de eletricidade e sua relação custo-benefício, eficiência, flexibilidade e confiabilidade ajudam a otimizar o uso das usinas térmicas.
319 4. A Hidreletricidade contribui para o armazenamento de água potável. Os reservatórios das usinas hidrelétricas coletam a água da chuva, que pode então ser usada para consumo ou para irrigação. Ao armazenar água, eles protegem os aqüíferos contra o esgotamento e reduzem nossa vulnerabilidade a inundações e secas. 5. A Hidreletricidade aumenta a estabilidade e a confiabilidade do sistema elétrico. A operação dos sistemas elétricos depende de fontes de geração rápidas e flexíveis para atender às demandas de pico, manter os níveis de tensão do sistema e restabelecer prontamente o fornecimento após um blecaute. A energia gerada por instalações hidrelétricas pode ser injetada no sistema elétrico mais rapidamente do que a de qualquer outra fonte energética. A capacidade das usinas hidrelétricas de irem do zero à produção máxima, de forma rápida e previsível, as tornam excepcionalmente adequadas para atender às alterações de consumo e fornecer serviços ancilares ao sistema elétrico que mantenham o equilíbrio entre a oferta e a demanda de eletricidade. 6. A Hidreletricidade ajuda a combater mudanças climáticas. O ciclo de vida da hidreletricidade produz quantidades muito pequenas de gases do efeito estufa (GHG – “greenhouse gases”). Ao emitir menos GHG que usinas movidas a gás, carvão ou petróleo, a hidreletricidade pode ajudar a retardar o aquecimento global. Embora somente 33% do potencial hidrelétrico disponível tenha sido aproveitado, a hidreletricidade atualmente evita a emissão de GHG correspondente à queima de 4,4 milhões de barris de petróleo diariamente, em âmbito mundial. 7. A Hidreletricidade melhora o ar que respiramos. As usinas hidrelétricas não produzem poluentes do ar. Muito freqüentemente, elas substituem a geração a partir de combustíveis fosseis, reduzindo assim a chuva ácida e a fumaça. Além disso, os empreendimentos hidrelétricos não geram subprodutos tóxicos. 8. A Hidreletricidade oferece contribuição significativa para o desenvolvimento. As instalações hidrelétricas trazem eletricidade, estradas, indústria e comércio para as comunidades, desenvolvendo assim a economia, ampliando o acesso à saúde e à educação, melhorando a qualidade de vida. A hidreletricidade é uma tecnologia conhecida e comprovada há mais de um século. Seus impactos são bem compreendidos e administráveis, mediante medidas de mitigação e compensação de danos. Ela oferece um vasto potencial e está disponível onde o desenvolvimento é mais necessário. 9. Hidreletricidade significa energia limpa e barata para hoje e amanhã. Com um tempo médio de vida de 50 a 100 anos, os empreendimentos hidrelétricos são investimentos de longo prazo que podem beneficiar diversas gerações. Eles podem ser facilmente atualizados para incorporar tecnologias mais recentes e têm custos muito baixos de operação e manutenção. 10. A Hidreletricidade é um instrumento fundamental para o desenvolvimento sustentável. Os empreendimentos hidrelétricos que são desenvolvidos e operados de forma economicamente viável, ambientalmente sensata e socialmente responsável, representam desenvolvimento sustentável em sua melhor concepção. Isto é, “desenvolvimento que atende hoje às necessidades
320 das pessoas, sem comprometer a capacidade das futuras gerações de atender suas próprias necessidades” (Comissão Mundial de Meio Ambiente e Desenvolvimento, 1987). Fontes: IHA – International Hydropower Association NHA USA – USA National Hydropower Association INHA – Indian National Hydropower Association NHA Nepal – Nepal Hydropower Association CHA – Canadian Hydropower Association Energia eólica – Como funciona? Os moinhos de vento foram inventados na Pérsia no século V para bombear água para irrigação. Os mecanismos básicos de um moinho de vento não mudaram desde então: o vento atinge uma hélice que ao movimentar-se gira um eixo que impulsiona uma bomba, uma moenda ou, em tempos mais modernos, um gerador de eletricidade. As hélices de uma turbina de vento são diferentes das lâminas dos antigos moinhos porque são mais aerodinâmicas e eficientes. Seu movimento ativa um eixo que está conectado ao gerador de eletricidade. Seu aproveitamento ocorre através da conversão da energia cinética de translação em energia cinética de rotação, com o emprego de turbinas eólicas (aerogeradores) para a geração de energia elétrica, ou através de cataventos e moinhos para trabalhos mecânicos, como bombeamento de água. Geração de eletricidade: as primeiras tentativas surgiram no final do Século XIX, mas somente um século depois, com a crise do petróleo, é que houve interesse e investimentos suficientes para viabilizar o desenvolvimento e aplicação de equipamentos em escala comercial. Recentes desenvolvimentos tecnológicos têm reduzido custos e melhorado o desempenho e a confiabilidade dos equipamentos.
321 POTENCIAL EÓLICO NO BRASIL: • Benefícios e desvantagens: A fonte eólica, como a nuclear, também não emite gases responsáveis pelo aquecimento global e sua tecnologia pode ser instalada em locais isolados. Porém, é um sistema intermitente (se não tem vento, não tem energia) que necessita de uma complementação. Seja através de uma outra usina de outro tipo, seja pelo armazenamento da energia produzida em baterias. O custo desta forma de geração ainda é muito alto principalmente devido a sua baixa eficiência. Muitos ambientalistas questionam a poluição sonora provocada pelo movimento das hélices e os transtornos causados aos pássaros em migração. Além disso, os sistemas que utilizam baterias, também sofrem com o problema da deposição adequada deste material (fonte de ácidos e metais pesados altamente poluentes e nocivos ao meio ambiente) quando de sua substituição, principalmente se instalados em locais isolados. Entre os principais impactos sócio-ambientais de usinas eólicas destacam-se os sonoros e os visuais. Os impactos sonoros são devidos ao ruído dos rotores e variam de acordo com as especificações dos equipamentos Os impactos visuais são decorrentes do agrupamento de torres e aerogeradores, principalmente no caso de centrais eólicas com um número considerável de turbinas, também conhecidas como fazendas eólicas.
322 Outro impacto negativo de centrais eólicas é a possibilidade de interferências eletromagnéticas, que podem causar perturbações nos sistemas de comunicação e transmissão de dados. O GÁS NATURAL O gás natural é uma mistura de hidrocarbonetos gasosos, decorrentes da decomposição de matéria orgânica fossilizada ao longo de milhões de anos. É composto principalmente por metano, com proporções variadas de etano, propano, butano, hidrocarbonetos mais pesados e também CO2, N2, H2S, água, ácido clorídrico, metanol e outras impurezas. Outras características intrínsecas importantes são os baixos índices de emissão de poluentes, em comparação a outros combustíveis fósseis, rápida dispersão em caso de vazamentos, os baixos índices de odor e de contaminantes. A geração de energia elétrica a partir de gás natural é feita pela queima do gás combustível em turbinas a gás, cujo desenvolvimento é relativamente recente (após a Segunda Guerra Mundial). Junto ao setor elétrico, o uso mais generalizado dessa tecnologia tem ocorrido somente nos últimos 15 ou 20 anos. Restrições de oferta de gás natural, o baixo rendimento térmico das turbinas e os custos de capital relativamente alto foram, durante muitos anos, as principais razões para o baixo grau de difusão dessa tecnologia no âmbito do setor elétrico. Apesar das vantagens relativas do gás natural, quando comparado ao petróleo e ao carvão mineral, seu aproveitamento energético também gera impactos indesejáveis ao meio ambiente, principalmente na geração de energia elétrica. Um dos maiores problemas é a necessidade de um sistema de resfriamento, cujo fluido refrigerante é normalmente a água. GASODUTOS BRASILEIROS
323 Embora existam tecnologias de redução da quantidade de água necessária e mitigação de impactos, isso tem sido uma fonte de problemas ambientais, principalmente em relação aos recursos hídricos, em função do volume de água captada, das perdas por evaporação e do despejo de efluentes. PETRÓLEO E DERIVADOS A geração de energia elétrica a partir de derivados de petróleo ocorre por meio da queima desses combustíveis em caldeiras, turbinas e motores de combustão interna. O caso das caldeiras e turbinas é similar ao dos demais processos térmicos de geração e mais usado no atendimento de cargas de ponta e/ou aproveitamento de resíduos do refino de petróleo. Os grupos geradores Diesel são mais adequados ao suprimento de comunidades e de sistemas isolados da rede elétrica convencional. Com exceção de alguns poucos países da OCDE (Organização para Cooperação e Desenvolvimento Econômico) , o uso de petróleo para geração de eletricidade tem sido decrescente desde os anos 1970. O obsoletismo das plantas de geração, os requerimentos de proteção ambiental e o aumento da competitividade de fontes alternativas são os principais responsáveis por isso. Contudo, o petróleo continua sendo muito importante na geração de energia elétrica nesses países, principalmente no suprimento de cargas de pico e no atendimento a sistemas isolados Os principais impactos da geração de energia elétrica a partir de derivados de petróleo decorrem da emissão de poluentes na atmosfera, principalmente os chamados gases de efeito estufa (GEE). Os mais problemáticos são o dióxido de carbono (CO2), o metano (CH4) e o óxido nitroso N2O. Termoeletricidade convencional - • Como funciona? a) Gás Natural e derivados finos de petróleo O combustível misturado ao ar, é queimado em uma câmara de combustão e produz gases sob alta temperatura e pressão que são direcionados para uma turbina de expansão (semelhante às de avião), provocando o giro da mesma. O eixo desta turbina, ligado a um gerador elétrico, produz eletricidade. b) Combustíveis sólidos Diversos tipos de combustíveis sólidos são queimados em caldeiras (desenvolvidas especificamente para cada um deles), com o objetivo de aquecer água e produzir vapor para fazer girar as turbinas e o gerador elétrico. Dentre os combustíveis mais utilizados, estão o carvão mineral, o bagaço de cana e resíduos de madeira. As termelétricas podem operar em ciclo simples, em ciclo combinado ou em co-geração: Ciclo simples – a queima do combustível em caldeiras simples fornece a energia mecânica para o gerador de energia elétrica. Ciclo combinado – a queima do combustível fornece energia mecânica para o gerador de energia elétrica, e os gases resultantes, com uma temperatura em torno de 550 ºC, são direcionados para uma caldeira de recuperação de calor que produzirá vapor para movimentar uma outra turbina ligada a um outro gerador de energia elétrica.
324 Co-geração – é semelhante ao sistema em ciclo combinado, no qual o vapor produzido na caldeira de recuperação é utilizado em outros processos de produção. • Benefícios e desvantagens: As usinas termelétricas ocupam áreas relativamente pequenas, podem ser instaladas próximas aos centros consumidores e não dependem de fatores climáticos (chuva, vento, etc.) para o seu funcionamento. Porém, os combustíveis utilizados geram grandes quantidades de poluentes (gás carbônico, metano, óxidos de nitrogênio, enxofre, cinzas, etc.), contribuindo para o processo de aquecimento do planeta e causando a chuva ácida. Além disso, os combustíveis fósseis (carvão, óleo e gás natural) correm o risco de se esgotar por serem utilizados em uma velocidade muito maior do que o tempo necessário para a sua formação, o que torna seu preço muito elevado e cria problemas de abastecimento e confiabilidade de suprimento. Outras fontes BIOMASSA São materiais de origem vegetal como lenha, bagaço da cana, resíduos da indústria de papel, etc., além do biogás (obtido pela decomposição do lixo) que podem ser utilizados para produzir calor ou produzir energia num processo similar ao das termelétricas. Do ponto de vista energético, biomassa é toda matéria orgânica (de origem animal ou vegetal) que pode ser utilizada na produção de energia. Assim como a energia hidráulica e outras fontes renováveis, a biomassa é uma forma indireta de energia solar. A energia solar é convertida em energia química, através da fotossíntese, base dos processos biológicos de todos os seres vivos. Uma das principais vantagens da biomassa é que, embora de eficiência reduzida, seu aproveitamento pode ser feito diretamente, através da combustão em fornos, caldeiras, etc. Para aumentar a eficiência do processo e reduzir impactos sócio-ambientais, tem-se desenvolvido e aperfeiçoado tecnologias de conversão eficiente, como a gaseificação e a pirólise ENERGIA DOS OCEANOS Existem duas formas de aproveitamento da energia dos oceanos: a energia das marés (maré-motriz), associada às correntes marítimas, e a energia das ondas, com maior potencial de exploração. • MARÉ-MOTRIZ - Sistema de geração de energia elétrica que utiliza o movimento de elevação (fluxo) das marés para encher um reservatório e movimentar uma comporta. Quando o nível do mar abaixa (reflui), a comporta se abre, formando uma queda d’água que gira uma turbina ligada a um gerador elétrico. O movimento regular de fluxo e refluxo, a cada 12 horas, é o fator que possibilita o aproveitamento dessa fonte de energia. • ENERGIA DAS ONDAS - O aproveitamento é feito empregando, um conjunto de bóias (distantes uns poucos quilômetros da costa) que utiliza o movimento superficial do mar para gerar eletricidade, através de um equipamento que fica em contato com o fundo do mar. É um processo limpo e, atualmente, já existem algumas usinas funcionando no mundo, entre as quais uma na Escócia (750 kW) e outra (400 kW) na ilha de Açores, em Portugal. Cientistas brasileiros desenvolvem um projeto diferente que utiliza câmaras hiperbáricas. A água é capturada por flutuadores ligados a braços mecânicos, que acionam as bombas de sucção toda vez que uma onda passa. A câmara evita momentos sem água, ou seja, permite um fluxo continuo de água em direção as paletas da turbina.
325 CÉLULA A COMBUSTÍVEL Uma célula a combustível é um dispositivo de conversão de energia eletroquímica, que transforma hidrogênio e oxigênio em eletricidade, calor e água. Ao contrário de uma bateria, uma célula a combustível não necessita ser carregada e produzirá energia continuamente desde que seja fornecido o combustível (hidrogênio). É um processo bastante limpo, porém ainda se encontra em fase de pesquisas e testes. Uma célula a combustível consiste em dois eletrodos (condutor metálico por onde uma corrente elétrica entra num sistema ou sai dele) separados por um eletrólito (condutor de eletricidade, sólido ou liquido, no qual o transporte de carga se realiza por meio de íons). O hidrogênio é alimentado no ânodo (-) (eletrodo para onde se dirigem os íons negativos) e o oxigênio (ou ar) entra na célula através do cátodo (+) (eletrodo de onde partem os elétrons e para onde se dirigem os íons positivos). Através da ação de um catalisador, os átomos de hidrogênio são decompostos em prótons (H+) e elétrons (e-), que seguem caminhos diferentes para o cátodo. Os prótons (H+) são conduzidos através do eletrólito para o cátodo e os elétrons (e-), que não podem passar através do eletrólito, criam uma corrente elétrica externa que é utilizada antes de regressar ao cátodo, na qual é novamente reunida com os íons positivos de hidrogênio e oxigênio para formar água e calor.
326 SETOR ELÉTRICO BRASILEIRO 1. Principais Empresas do Grupo ELETROBRÁS: FURNAS ELETRONORTE ELETROSUL CHESF ELETRONUCLEAR ITAIPÚ BINACIONAL CGTEE 1.1. FURNAS – Centrais Elétricas S.A. Nasceu com o desafio de sanar a crise energética que ameaçava, em meados da década de 50, o abastecimento dos três principais centros socioeconômicos brasileiros - São Paulo, Rio de Janeiro e Belo Horizonte. FURNAS, hoje está presente no Distrito Federal e nos estados de São Paulo, Minas Gerais, Rio de Janeiro, Espírito Santo, Goiás, Tocantins, Mato Grosso, Paraná e Rondônia, onde funciona o Escritório de Construção de Porto Velho. A Empresa conta com um complexo de dez usinas hidrelétricas, além de Peixe Angical (TO), em construção, e duas termelétricas, totalizando uma potência de 9.467 MW. Conta, ainda, com 19.277,5 km de linhas de transmissão e 44 subestações, garantindo o fornecimento de energia elétrica em uma região onde estão situados 51% dos domicílios brasileiros e que responde por 65% do PIB brasileiro. A capacidade instalada da Empresa é de 9.467 MW que representa, aproximadamente, 11% do total da geração de energia do país. Entre os destaques está o primeiro projeto do Setor Elétrico Brasileiro desenvolvido em parceria com a iniciativa privada: a Usina de Serra da Mesa, localizada no Município de Minaçu, em Goiás. O quadro abaixo apresenta as Usinas de FURNAS: Usinas Hidrelétricas: Usina de Corumbá - 375 MW Usina de Manso - 212 MW Usina de Funil - 216 MW Usina de Marimbondo - 1.440 MW Usina de Furnas – 1.216 MW Usina de Mascarenhas de Moraes (Peixoto) - 476 MW Usina de Itumbiara - 2.082 MW Usina de Porto Colômbia - 320 MW Usina de Luiz C. B. Carvalho (Estreito) - 1.050 MW Usina de Serra da Mesa - 1.275 MW Usinas Termelétricas Usina de Corumbá - 375 MW Usina de Campos - 30 MW Usina de Funil - 216 MW Usina de Santa Cruz - 775 MW
327 1.2. ELETRONORTE – Centrais Elétricas S.A. A Centrais Elétricas do Norte do Brasil S.A. – Eletronorte, sociedade anônima de economia mista e subsidiária da Eletrobrás - Centrais Elétricas Brasileiras S.A., é uma concessionária de serviço público de energia elétrica. Criada em 20 de junho de 1973, com sede no Distrito Federal, gera e fornece energia elétrica aos nove estados da Amazônia Legal – Acre, Amapá, Amazonas, Maranhão, Mato Grosso, Pará, Rondônia, Roraima e Tocantins. Por meio do Sistema Interligado Nacional – SIN, também fornece energia a compradores das demais regiões do País. Dos cerca de 24 milhões de habitantes que vivem na Região Amazônica, mais de 15 milhões se beneficiam da energia elétrica gerada pela Eletronorte em suas cinco hidrelétricas – Tucuruí (PA), a maior usina genuinamente brasileira e a quarta do mundo, Coaracy Nunes (AP), Balbina (AM), Samuel (RO) e Curuá-Una (PA) – e em parques termelétricos. A potência total instalada é de 9.787 megawatts (aproximadamente, 11% do total da geração de energia do país), e os sistemas de transmissão contam com mais de 9.840 quilômetros de linhas. A Empresa conta, ainda, com duas subsidiárias integrais: a Boa Vista Energia S.A. e a Manaus Energia S.A. A Eletronorte é uma concessionária de serviço público de energia elétrica, sociedade anônima de economia mista, subsidiária das Centrais Elétricas Brasileiras S.A. – Eletrobrás e tem como finalidade principal realização de estudos, projetos, construção e operação de usinas geradoras e de sistemas de transmissão e distribuição de energia elétrica, além da comercialização da energia gerada pela Empresa. Criada em 20 de junho de 1973, com sede no Distrito Federal, a Eletronorte gera e transmite energia na Região Amazônica, nos estados do Acre, Amapá, Amazonas, Maranhão, Mato Grosso, Pará, Rondônia, Roraima e Tocantins. Por meio do Sistema Interligado Nacional (SIN), a Empresa comercializa energia em todo o território nacional. A Eletronorte construiu e opera usinas hidrelétricas (Tucuruí, Balbina na Manaus Energia, Samuel e Coaracy Nunes), parques térmicos e sistemas de transmissão associados. Parque Gerador da ELETRONORTE Potências Instaladas Acre Amapá Tucuruí Rondônia Manaus Roraima Total UHE's Coroacy Nunes 78,0 MW Tucuruí 8370,0 MW Curuá-Una 30,3 MW lSamuel 216,0 MW Balbina 250,0 MW 8.944,3 MW UTE's Rio Acre 45,5 MW Rio Rio Branco I 18,6 MW Rio Branco II 31,8 MW Santana 178,1 MW Rio Madeira 121,9 MW Aparecida 126,5 MW Electron 121,0 MW Mauá 137,2 MW Floresta 62,0 MW 842,7 MW Total 95,9 MW 256,1 MW 8.400,3 MW 337,9 MW 634,7 MW 62,0 MW 9.787,0 MW
328 1.3. ELETROSUL – Centrais Elétricas S.A. A Eletrosul Centrais Elétricas S.A. foi criada em 23 de dezembro de 1968. Subsidiária da Centrais Elétricas Brasileiras S.A. - Eletrobrás e vinculada ao Ministério de Minas e Energia, é uma sociedade anônima que atua no segmento de transmissão de energia em alta e extraalta tensão. A Eletrosul tem seu sistema de transmissão localizado nos estados da Região Sul e no Mato Grosso do Sul, área que abriga um contingente populacional da ordem de 28 milhões de habitantes e que responde por 16% do PIB e 17% do mercado de energia elétrica do País. O Sistema de Transmissão Eletrosul responde pelo transporte de energia elétrica do subsistema Sul e interliga este subsistema ao sistema de transmissão da região Sudeste e dos Países do Mercosul. Esse Sistema de Transmissão é constituído por uma infra-estrutura de 19,8 mil torres, 9.015 quilômetros de linhas, uma conversora de frequëncia, na fronteira do Brasil com a Argentina e, 31 subestações que possibilitam uma capacidade de transformação de mais de 13.638MVA. 1.4. CHESF – Companhia Hidrelétrica do São Francisco Resumo Histórico: Delmiro Gouveia constrói Angiquinhos, primeira usina do Nordeste a aproveitar o potencial hídrico da cachoeira de Paulo Afonso, no rio São Francisco. Criação da CHESF, através do Decreto Lei nº 8.031, de 3 de outubro de 1945. Seu idealizador foi o engenheiro agrônomo Apolonio Sales, Ministro da Agricultura no governo do presidente Getúlio Vargas. Realização da primeira Assembléia de Acionistas em 15 de março, formalizando o início das atividades da CHESF. O ano também foi marcado pelo começo da construção da hidrelétrica de Paulo Afonso I, primeira grande usina da CHESF erguida no rio São Francisco.
329 Entrada em operação da Usina de Paulo Afonso I, com 180 mil kW de potência instalada. Criação da Eletrobrás, empresa do Governo Federal, encarregada de coordenar o setor elétrico brasileiro. Entrada em operação da hidrelétrica de Paulo Afonso IIA, com uma potência de 215 mil kW. Funcionamento da usina de Paulo Afonso IIB. Mais 228 mil kW de potência instalada no Nordeste. Funcionamento da usina de Paulo Afonso III. Uma usina com 794 mil kW. A sede da CHESF foi transferida do Rio de Janeiro para o Recife. Começo da operação da hidrelétrica Apolonio Sales, uma usina com 400 mil kW. O nome é uma homenagem ao idealizador da CHESF. Entrou em operação a Usina Hidrelétrica de Sobradinho, com 1 milhão e 50 mil kW de potência instalada. Sobradinho gera energia a partir do aproveitamento das águas de um dos maiores lagos artificiais do mundo, o reservatório de Sobradinho, com uma área de 4 mil km² e capacidade de 34 bilhões de m³. Serve para regularizar a vazão do rio São Francisco. Início do funcionamento da usina Paulo Afonso IV. A última e mais moderna do Complexo de geração em Paulo Afonso, Bahia, com uma capacidade instalada de 2 milhões 462 mil kW. Interligação dos sistemas de transmissão de energia entre as regiões Norte e Nordeste. A CHESF e a Eletronorte iniciam o intercâmbio de energia através da rede Boa EsperançaImperatriz. Funcionamento da hidrelétrica Luiz Gonzaga (Itaparica), com uma capacidade instalada de 1 milhão e 480 mil kW Entrou em operação a hidrelétrica de Xingó, a maior e mais moderna da Companhia Hidro Elétrica do São Francisco. Sozinha, possui 30% da capacidade de geração de energia da CHESF, com uma potência instalada de 3 milhões e 162 mil kW.
330 Foi iniciado um novo ciclo de ampliação do sistema de transmissão, com o acréscimo de 2.324 km de linhas de transmissão, nas tensões de 500 e 230 kV, e adição de 8.466 MVA de transformação nas subestações, no período de 1997 a 2003, com investimentos realizados da ordem de R$ 2.055 milhões. A CHESF começou a executar o maior programa de transmissão de energia já realizado na história do Nordeste. E começou a construção de mais de 5 mil e 400 quilômetros de linhas. Novas subestações e ampliações das existentes reforçam a transmissão de energia elétrica com mais 8 mil e 800 megavolt-ampères. O programa tem um investimento de 1 bilhão e 800 milhões de reais, que fazem surgir 240 mil empregos diretos e indiretos. A CHESF dá o primeiro passo no novo Mercado Atacadista de Energia (MAE). No primeiro leilão de energia das empresas geradoras, a Companhia conquista 15 novos clientes de Norte a Sul do Brasil. A CHESF volta a participar maciçamente na ampliação do sistema de transmissão do Nordeste, com a permissão especial para participar de licitações de concessão da ANEEL. Foi constituído o consórcio AC Transmissão, formado pela CHESF e pela Companhia Técnica de Engenharia Elétrica - ALUSA, que sagrou-se vencedor do lote C do leilão promovido pela ANEEL, ficando responsável pela implantação da LT 500 kV Teresina II / Sobral III / Fortaleza II C2, com extensão de 541 km e da ampliação das subestações terminais. O ano de 2004 foi marcado pela implantação do Novo Modêlo do Setor Elétrico Brasileiro, pela instalação da Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE) e criação da Empresa de Pesquisa Energética (EPE). A CHESF participa do primeiro leilão de energia para empreendimentos existentes, assegurando contratos com receita até 2014, através da venda de 3.692 MW médios. Participa também do leilão de transmissão promovido pela Aneel, saindo-se vencedora dos lotes correspondentes às LTs de 230 kV, Milagres/Coremas e Milagres/Tauá. A CHESF conclui a implantação do sistema bicombustível, gás natural-óleo diesel, para operação dos cinco grupos turbogeradores da Usina Termelétrica de Camaçari. Consolidação da CHESF como empresa fomentadora das manifestações culturais e artísticas através do patrocínio de 581 projetos inspirados na cultura popular do Nordeste e nos esportes. O consórcio formado pela CHESF, Eletronorte e Odebrecht S.A. obtém, através de leilão promovido pela Aneel, a concessão para implantar e explorar o aproveitamento hidrelétrico Dardanelos, de 261 MW, situado no Rio Aripuanã (MT). O investimento previsto da CHESF é de R$ 574.114 mil. Conclusão das subestações Tauá (CE) e Joairam (PE), ambas em 230 kV.
331 Conclusão do empreendimento Milagres-Tauá, integrante do Programa de Aceleração do Crescimento (PAC), com a construção, montagem e energização da linha de transmissão de 230 kV Milagres/Tauá, com 208km de extensão, da subestação Tauá, com 100 MVA de transformação, e da ampliação da subestação Milagres. Aumento, em 660 MVA, da capacidade de transformação de energia elétrica no Sistema de Transmissão da CHESF. A CHESF chega aos 60 anos, no dia 15 de março, consolidada como uma das maiores e mais rentáveis do Setor Elétrico. Apresenta-se forte e competitiva, ao participar com agilidade, transparência e robustez do mercado de energia elétrica, atendendo às metas e expectativas empresariais. Faz investimentos da ordem de R$ 650 milhões em obras de Transmissão, para ampliar sua capacidade de atendimento e manter níveis de excelência nos serviços prestados. Integra o conceito de sustentabilidade ao negócio da Empresa, buscando fincar sua atuação no tripé "ambientalmente correto, socialmente justo e economicamente viável". PARQUE DE GERAÇÃO: As usinas de energia da CHESF têm muita história para contar. Cada obra surgiu para produzir desenvolvimento. As 14 hidrelétricas são mais do que toneladas de concreto e aço. Elas ganham vida diária seja pela mão que acende um simples interruptor ou pelos empregos gerados nas fábricas, hospitais, shoppings e outros empreendimentos movidos pela eletricidade que a CHESF produz. Uma por uma, as nossas usinas de luz ajudam a abrir portas para oportunidades e benefícios de um povo. É a tecnologia que move destinos. As hidrelétricas da CHESF representam atualmente quase 100% do parque gerador. A maioria das usinas está localizada no Rio São Francisco. Complexo de Paulo Afonso Formado pelas usinas de Paulo Afonso I, II, III, IV e Apolônio Sales (Moxotó), o Complexo de Paulo Afonso produz 4 milhões e 279 e 600 mil kW. Energia gerada a partir da força das águas da cachoeira de Paulo Afonso, um desnível natural de 80 metros do rio São Francisco. COMPLEXO DE PAULO AFONSO Hidrelétrica Data Operação Unidades Potência total/ kW Paulo Afonso I 1954 03 180.000 Paulo Afonso II A 1961 03 215.000 Paulo Afonso II B 1967 03 228.000 Paulo Afonso III 1971 04 794.200 Apolônio Sales (Moxotó) 1977 04 400.000 Paulo Afonso IV 1979 06 2.462.400
332 Xingó Uma das hidrelétricas mais modernas do Brasil e a maior da CHESF. Representa mais de 25% de toda capacidade instalada da Empresa . A usina pode gerar mais de 3 milhões kW. Totalmente automatizada. Através do centro de controle informatizado são operadas as unidades geradoras da usina e a subestação elevadora de 500 kV. Localizada na divisa dos Estados de Alagoas e Sergipe. XINGÓ Hidrelétrica Data Operação Unidades Potência total/ kW Xingó 1994 06 3.162.000 Sobradinho O reservatório da hidrelétrica é um dos maiores lagos artificiais do mundo, com 4 mil km² e 34 bilhões de m³ (metros cúbicos) de capacidade de acumulação. Uma área 10 vezes maior do que a Baía de Guanabara. Sobradinho fica na Bahia. Tem capacidade para produzir 1 milhão e 50 mil kW de energia elétrica. SOBRADINHO Hidrelétrica Data Operação Unidades Potência total/ kW Sobradinho 1979 06 1.050.000 Luiz Gonzaga (Itaparica) A hidrelétrica funciona em Pernambuco e possui capacidade de gerar quase 1 milhão e 480 mil kW. O reservatório acumula quase 11 bilhões de m³ (metros cúbicos). A formação do lago inundou áreas da Bahia e Pernambuco antes habitadas por 10 mil e 500 famílias que foram reassentadas em 3 cidades e um povoado, em projetos de irrigação que hoje contam com mais de 15.000 hectares em operação. LUIZ GONZAGA (ITAPARICA) Hidrelétrica Data Operação Unidades Potência total/ kW Luiz Gonzaga (Itaparica) 1988 06 1.479.600 Boa Esperança A maior usina da CHESF fora do circuito do Rio São Francisco. Construída no rio Parnaíba, no Piauí, tem capacidade de gerar 237 mil kW de energia. BOA ESPERANÇA Hidrelétrica Data Operação Unidades Potência total/ kW Boa Esperança 1970 (1ª Etapa) 02 110.000 1990 (2ª Etapa) 02 127.300
333 Outras Usinas Hidrelétricas O parque gerador da CHESF inclui ainda a Usina Piloto, no rio São Francisco, as hidrelétricas de Funil e de Pedra, no rio das Contas, Araras, no rio Aracaú, e Coremas, no rio Piancó. Juntas somam mais 59 mil 527 kW em capacidade de geração. MAIS USINAS Hidrelétrica Data Operação Unidades Potência total/ kW Piloto 1949 01 2.000 Funil 1962 03 30.000 Pedra 1978 01 20.007 Araras 1967 02 4.000 Coremas 1957 02 3.520 Camaçari A usina térmica de Camaraçari, na Bahia, repontecializada em 2003. São mais 350 MW de energia disponíveis a toda hora, gerando eletricidade para grandes indústrias e para o pólo petroquímico do Estado. Bongi A usina, em Pernambuco, encontra-se fora de operação.
334 1.5. ELETRONUCLEAR – Eletrobrás Termonuclear S/A A Eletrobrás Termonuclear S/A foi criada em 1997 com a finalidade de operar e construir as usinas termonucleares do país. Subsidiária da Eletrobrás, é uma empresa de economia mista e responde pela geração de aproximadamente 3% da energia elétrica consumida no Brasil. Pelo sistema elétrico interligado, essa energia chega aos principais centros consumidores do país e corresponde, por exemplo, a mais de 50% da eletricidade consumida no Estado do Rio de Janeiro, proporção que se ampliará consideravelmente quando estiver concluída a terceira usina (Angra 3) da Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto - CNAAA. A Central, situada no município de Angra dos Reis, foi assim denominada em justa homenagem ao pesquisador pioneiro da tecnologia nuclear no Brasil e principal articulador de uma política nacional para o setor. Embora a construção da primeira usina tenha sido sua inspiração, o Almirante, nascido em 1889, não chegou a ver Angra 1 gerando energia, pois faleceu em 1976. Mas sua obra persiste na competência e capacitação dos técnicos que fazem o Brasil ter hoje usinas nucleares classificadas entre as mais eficientes do planeta. Atualmente estão em operação as usinas Angra 1, com capacidade para geração de 657 megawatts elétricos, e Angra 2, de 1350 megawatts elétricos. Angra 3, que será praticamente uma réplica de Angra 2 (incorporando os avanços tecnológicos ocorridos desde a construção desta usina), também está prevista para gerar 1350 megawatts. Angra 1 A primeira usina nuclear brasileira opera com um reator do tipo PWR (água pressurizada), que é o mais utilizado no mundo. Desde 1985, quando entrou em operação comercial, Angra 1 gera energia suficiente para suprir uma capital como Vitória ou Florianópolis, com 1 milhão de habitantes. Esta primeira usina nuclear foi adquirida sob a forma de “turn key”, como um pacote fechado, que não previa transferência de tecnologia por parte dos fornecedores. No entanto, a experiência acumulada pela Eletronuclear em todos esses anos de operação comercial, com indicadores de eficiência que superam o de muitas usinas similares, permite
335 que a empresa tenha, hoje, a capacidade de realizar um programa contínuo de melhoria tecnológica e incorporar os mais recentes avanços da indústria nuclear. Como, por exemplo, realizar a troca de dois dos principais equipamentos de Angra 1, os geradores de vapor. Com esses novos equipamentos, a vida útil de Angra 1 se prolongará e a usina estará apta a gerar mais energia para o Brasil. Angra 2 Fruto de um acordo nuclear Brasil-Alemanha, a construção e a operação de Angra 2 ocorreram conjuntamente à transferência de tecnologia para o país, o que levou também o Brasil a um desenvolvimento tecnológico próprio, do qual resultou o domínio sobre praticamente todas as etapas de fabricação do combustível nuclear. Desse modo, a Eletronuclear e a indústria nuclear nacional reúnem, hoje, profissionais qualificados e sintonizados com o estado da arte do setor. Angra 2 opera com um reator tipo PWR (Pressurizer Water Reactor, i.e., reator à água pressurizada) e sua potência nominal é de 1350 MW. Angra 2, sozinha, poderia atender ao consumo de uma região metropolitana do tamanho de Curitiba, com dois milhões de habitantes. Como tem o maior gerador elétrico do hemisfério Sul, Angra 2 contribui decisivamente com sua energia para que os reservatórios de água que abastecem as hidrelétricas sejam mantidos em níveis que não comprometam o fornecimento de eletricidade da região economicamente mais importante do país, o Sudeste. 1.6. ITAIPÚ BINACIONAL A usina de Itaipu é, atualmente, a maior usina hidrelétrica do mundo em geração de energia. Com 20 unidades geradoras e 14.000 MW de potência instalada, fornece 19% da energia consumida no Brasil e abastece 91% do consumo paraguaio. Em 2000, a usina atingiu a produção histórica de 93.428 GWh, recorde mundial de geração de energia hidrelétrica. CASA DE FORÇA A Casa de Força concentra os equipamentos eletromecânicos responsáveis pela produção de energia na Itaipu. Nela estão a caixa espiral, a turbina, o gerador, o sistema de excitação e o regulador de velocidade.
336 Número de unidades geradoras 20 Comprimento 968 m Largura 99 m Altura 112 m Elevação da cobertura 148 m Elevação do piso dos geradores 108 m Espaçamento entre unidades 34 m
337 1.7. Companhia de Geração Térmica de Energia Elétrica - CGTEE A Companhia de Geração Térmica de Energia Elétrica - CGTEE foi constituída em julho de 1997. Em novembro de 1998, seu controle acionário foi transferido para a União. Posteriormente, em 31 de julho de 2000, a CGTEE tornou-se uma empresa do Grupo ELETROBRÁS. A CGTEE possui os direitos de exploração e produção de energia elétrica através de suas usinas termelétricas instaladas no Estado do Rio Grande do Sul. São elas: Usina Termelétrica Presidente Médici (Candiota II) - 446 MW; Usina Termelétrica São Jerônimo - 20 MW; e Nova Usina Termelétrica de Porto Alegre - NUTEPA - 24 MW. Todos esses ativos faziam parte do parque gerador da CEEE - Companhia Estadual de Energia Elétrica e foram incorporados ao patrimônio da CGTEE na sua constituição. A Oficina de São Leopoldo, estrutura de apoio à manutenção das usinas, também faz parte do ativo da Companhia. As usinas termelétricas da CGTEE vêm passando por manutenções visando melhor continuidade operacional, além do aumento da produção de energia elétrica. A fonte primária predominante para a geração de energia elétrica é o carvão mineral. A abundância desse energético no Estado do Rio Grande do Sul confere à CGTEE uma significativa vantagem comparativa. No momento, com a expectativa de crescimento da participação da energia termelétrica na matriz energética brasileira, a CGTEE vem avaliando novos empreendimentos, visando a expansão da sua produção. A história do complexo termelétrico de Candiota se inicia em 1950 com as primeiras pesquisas sobre o aproveitamento do carvão mineral para geração de energia elétrica. A primeira usina desse complexo foi Candiota I inaugurada em 1961. A Usina Termelétrica Presidente Médici - UTPM - Candiota II, do tipo térmica a vapor, está localizada no município de Candiota - RS, distante 400 km de Porto Alegre. A Usina utiliza o carvão mineral como combustível primário. A construção da UTPM aconteceu em duas etapas. A Fase A da Usina, com duas unidades de 63MW cada, foi inaugurada em 1974 quando foi integrada no Sistema Interligado Brasileiro. No final de 1986 entrou em operação a Fase B com duas unidades de 160 MW cada, totalizando 446 MW instalados. Destacam-se, no conjunto da Usina, a torre de resfriamento, uma estrutura em casca de concreto com 124 metros de diâmetro e 133 metros de altura que tem a finalidade de resfriar a água utilizada para trocar calor no condensador e a chaminé de exaustão com 150 metros de altura, em concreto, que possibilita ampla dispersão dos gases resultantes da queima de carvão, diminuindo a agressão ao meio ambiente.
338 O ecossistema associado à UTPM tem merecido especial atenção da Companhia e de todos os organismos ambientais. Todos os procedimentos de monitoração e controle dos indicadores de qualidade do meio ambiente vêm sendo cumpridos rigorosamente. Após o processo de federalização da Companhia, a UTPM passou por um programa de manutenção, sendo executado um amplo projeto de revitalização das unidades geradoras. Como resposta, houve um aumento substancial na produção de energia, em relação aos anos anteriores. Características da Usina Capacidade instalada: 446 MW Fase A 02 Turbinas: fabricante - Franco Tosi (Itália); 02 Alternadores (2 x 63 MW): fabricante - Asgen (Itália); 02 Caldeiras - fabricante - Ansaldo (Itália); Fase B 02 Turbinas: fabricante - Alston (França) 02 Alternadores (2 x 160 MW): fabricante - Brown-Boveri (Suíça) 02 Caldeiras: fabricante - Stein Industrie (França) Combustível: Carvão mineral Poder calorífico: 2.600 a 3.200 Kcal/Kg Cinza: 52,2 a 59,0% Fornecedor: Cia Riograndense de Mineração Local: Mina Candiota Transporte: correias transportadoras A Usina Termelétrica São Jerônimo - UTSJ, do tipo térmica a vapor, está localizada no município de São Jerônimo - RS, distante 70 km de Porto Alegre. A Usina utiliza o carvão mineral como combustível primário.Primeiro projeto energético do Estado do Rio Grande do Sul, a Central, como era denominada na época, foi projetada em duas etapas, com capacidade final de 20 MW. As obras foram iniciadas em 1948 com levantamento topográfico e terraplenagem da área. Em 1953 foi inaugurada a primeira etapa com a entrada em operação do primeiro conjunto de equipamentos, com 10 MW instalados. Em 1955, com a inauguração da etapa II, a Usina operou com 20 MW de capacidade instalada para atendimento aos requisitos do Sistema Interligado Brasileiro.
339 A UTSJ encontra-se integrada ao Sistema Elétrico Brasileiro e seu despacho, a exemplo das demais Usinas, está sujeito à conveniência operacional do Operador Nacional do Sistema - ONS. Toda a área de abrangência da UTSJ está sujeita a um controle da emissão de partículas, com monitoramento dos principais indicadores de qualidade do ar. A remoção das cinzas se dá com deslocamento e reposição para as cavas de mineração com posterior reflorestamento das áreas atingidas. Características da Usina Capacidade instalada: 20 MW Etapa l 02 Turbinas: fabricante - Escher-Wyss (Suíça) 02 Alternadores (2 x 5 MW): fabricante - Oerlikon (Suíça) 02 Caldeiras: fabricante - Babcock & Wilcox (Inglaterra) Etapa ll Turbina e Alternador (10 MW): fabricante - Brown-Boveri 02 Caldeiras: fabricante - Sulzer Freres (Suíça) Combustível: Carvão mineral Poder calorífico: 3.700 a 4.200 Kcal/Kg Cinza: 42 a 45% Fornecedor: Cia Riograndense de Mineração Local: Mina do Leão I Transporte: rodoviário Nova Usina Termelétrica Porto Alegre - NUTEPA, do tipo térmica a vapor, está localizada na margem esquerda do rio Gravataí, junto à BR 290, na área metropolitana de Porto Alegre, no estado do Rio Grande do Sul. A Usina entrou em operação em 1968 com três unidades de 8 MW cada, totalizando 24 MW. Seus equipamentos utilizam óleo combustível como fonte primária para a geração de energia elétrica. Três caldeiras abrigadas do tipo circulação natural, utilizando fornalha de radiação, com dois balões, produzem 40 ton/h de vapor a 450ºC e a 42 Kg/cm² para alimentar as três turbinas do tipo ação, com 10 estágios que compõem o ciclo produtivo da NUTEPA.
340 A NUTEPA operou em regime contínuo até 1979. A partir desta data alternou períodos de "reserva fria" e períodos de operação. Quando em operação, como complementação da geração hidrelétrica em momentos de baixa hidraulicidade. Características da Usina Capacidade instalada: 24 MW 03 Turbinas: fabricante - Skoda (Theco-Slovaquia) 03 Alternadores (3 x 8 MW): fabricante - Skoda (TchecoSlovaquia ) 03 Caldeiras: fabricante - Z.SM.Kirova - Skoda (Tcheco-Slovaquia ) Combustível: Óleo combustível tipo A1. O que é o SIN - Sistema Interligado Nacional Com tamanho e características que permitem considerá-lo único em âmbito mundial, o sistema de produção e transmissão de energia elétrica do Brasil é um sistema hidrotérmico de grande porte, com forte predominância de usinas hidrelétricas e com múltiplos proprietários. O Sistema Interligado Nacional é formado pelas empresas das regiões Sul, Sudeste, Centro-Oeste, Nordeste e parte da região Norte. Apenas 3,4% da capacidade de produção de eletricidade do país encontra-se fora do SIN, em pequenos sistemas isolados localizados principalmente na região amazônica.
341 DADOS DO SISTEMA ELÉTRICO: Capacidade Instalada = 88 533 MW • Hidroelétrica = 68 896 MW – 77.8 % • Térmica = 17 630 MW – 19.9 % • Nuclear = 2 007 MW – 2.3 % • Unidades Consumidoras= 54.9 milhões • Produção = 398.3 TWh/ano • Demanda máxima. = 60 918 MW • Linha de Transmissão – Rede básica = 84 129 km Geração 85% Setor público 15% Setor privado Transmissão 26 concessionárias. (15 privadas) Distribuição 64 concessões 80% setor privado
342 HIDROELETRICIDADE: VOCAÇÃO NACIONAL POTENCIAL HIDRÁULICO
343 O SISTEMA INTERLIGADO E SUAS LINHAS DE TRANSMISSÃO: Interconexões com cerca de 84 mil km de linhas de alta tensão Longas linhas de transmissão Expansão até 2012 de cerca de 40 mil km de circuitos de alta tensão
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345 DIAGRAMAS BÁSICOS DAS CENTRAIS DE PRODUÇÃO DE ENERGIA (SISTEMA CHESF) USINA PAULO AFONSO I
346 DIAGRAMAS BÁSICOS DAS CENTRAIS DE PRODUÇÃO DE ENERGIA (SISTEMA CHESF) USINA PAULO AFONSO II