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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA MEC-2386

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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA MEC-2386 . PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA. PROFESSOR: SERGIO LEAL BRAGA ALUNO: PEDRO CAMPOS CLAUDIO VIDAL TEIXEIRA. SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA. ENERGIA HÍDRICA.

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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA

MEC-2386

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA

PROFESSOR: SERGIO LEAL BRAGA

ALUNO: PEDRO CAMPOS

CLAUDIO VIDAL TEIXEIRA

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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • ENERGIA HÍDRICA

Energia obtida a partir da energia potencial de uma massa de água.

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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • SUMÁRIO
  • VANTAGENS
  • DESVANTAGENS
  • IMPACTOS AMBIENTAIS
  • UTILIZAÇÀO
  • PASSADO
  • ATUAL
  • PREVISÕES
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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • VANTAGENS

1. Fonte renovável de energia.

2. Viabiliza a utilização de outras fontes renováveis.

3. Viabiliza a segurança energética e a estabilidade dos preços.

4. Contribui para o armazenamento de água potável.

5. Aumenta a estabilidade e a confiabilidade do sistema elétrico.

6. Ajuda a combater mudanças climáticas.

7. Melhora a qualidade do ar.

8. Oferece contribuição significativa para o desenvolvimento.

9. Energia limpa e barata.

10. Fundamental para o desenvolvimento sustentável.

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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • VANTAGENS

1. Fonte renovável de energia.

- Possibilidade de usosemesgotamento

- Final do processo: máguaentrada= máguasaída

- Originária de fontes naturais

- Regeneração através de processo natural: Ciclo da Água

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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • VANTAGENS

1. Fonte renovável de energia.

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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • VANTAGENS

2. Viabiliza a utilização de outras fontes renováveis.

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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • VANTAGENS

3. Viabiliza a segurança energética e a estabilidade dos preços.

  • - otimiza o uso das usinas térmicas
  • - não está sujeita a flutuações de mercado
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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • VANTAGENS

4. Contribui para o armazenamento de água potável.

  - coletam a água da chuva

- usado para consumo ou para irrigação

- protegem os aqüíferos contra o esgotamento

- reduzem a vulnerabilidade contra inundações e seca

Inundação Seca

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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • VANTAGENS

5. Aumenta a estabilidade e a confiabilidade do sistema elétrico.

- geração rápidas e flexíveis

- atender às demandas de pico

- manter os níveis de tensão do sistema

- restabelecer prontamente o fornecimento após um blecaute.

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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • VANTAGENS

6. Ajuda a combater mudanças climáticas.

  - produz quantidades muito pequenas de gases do efeito estufa.

-retardar o aquecimento global.

- evita a emissão de GHG correspondente à queima de 4,4 milhões de barris de petróleo diariamente, em âmbito mundial.

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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • VANTAGENS

7. Melhora a qualidade do ar

  - não produzem poluentes do ar.

- reduz a chuva ácida e a fumaça.

- não geram subprodutos tóxicos.

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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • VANTAGENS

8. Oferece contribuição significativa para o desenvolvimento.

  As instalações hidrelétricas promovem:

- construção de estradas.

- ampliação da indústria e do comércio.

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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • VANTAGENS

9. Energia limpa e barata.

- tempo médio de vida de 50 a 100 anos.

- podem ser atualizados.

- custos baixos de operação e manutenção.

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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • VANTAGENS

10. Fundamental para o desenvolvimento sustentável.

Isto é, “desenvolvimento que atende hoje às necessidades das pessoas, sem comprometer a capacidade das futuras gerações de atender suas próprias necessidades” (Comissão Mundial de Meio Ambiente e Desenvolvimento).

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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • DESVANTAGENS
  • A formação de grandes reservatórios de água provoca profundas alterações nos ecossistemas.
  • 2. Ocasionam o alargamento de terras e o descolamento de populações ribeirinhas.
  • 3. Provoca a erosão de solos o que afeta a vegetação local.
  • 4. Elevados custos de instalação.
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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • DESVANTAGENS

1. A formação de grandes reservatórios de água provoca profundas alterações nos ecossistemas.

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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • DESVANTAGENS
  • 2. Ocasionam o alargamento de terras e o descolamento de populações ribeirinhas.
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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • DESVANTAGENS
  • 3. Provoca a erosão de solos o que afeta a vegetação local.
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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • DESVANTAGENS
  • 4. Elevados custos de instalação.
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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • IMPACTOS SOCIAIS
  • 1. População deslocada e o conceito de atingido

I Encontro Nacional de Trabalhadores Atingidos por Barragens (abril de 1989)

“ Todo mundo que tenha sua vida afetada de alguma forma pela construção da barragem é um atingido.”

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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • IMPACTOS SOCIAIS
  • 1. População deslocada
  • - pelas grandes barragens.
  • a montante e a jusante da barragem.
  • trabalhadores da área inundada.
  • - por causa de outras partes do projeto (linhas de transmissão).
  • - acesso obstruído em função da destruição e alagamento de estradas.
  • - dependiam da população deslocada.
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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • IMPACTOS SOCIAIS
  • 2. Interrupção de investimentos
  • investimentos públicos e privados.
  • empréstimos bancários.
  • agricultura (pode gerar um período, muitas vezes longo, de escassez de comida, agravando a fome a má nutrição)
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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • IMPACTOS SOCIAIS
  • 3. Aumento de doenças
  • os trabalhadores que circulam por toda parte carregam consigo doenças contagiosas como tuberculose, sífilis, Aids e outras.
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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • IMPACTOS SOCIAIS
  • 3. Aumento de doenças
  • os trabalhadores que circulam por toda parte carregam consigo doenças contagiosas como tuberculose, sífilis, Aids e outras.
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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • IMPACTOS SOCIAIS
  • 4. Migração da população para centros urbanos

Deslocamento compulsório

Aumento no número de casas chefiadas por mulheres

Migração masculina para áreas urbanas

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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • IMPACTOS SOCIAIS

4. Destruição do Patrimônio Cultural

Pontos turísticos

cemitérios

Patrimônio

Cultural

Igrejas

fósseis

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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • IMPACTOS AMBIENTAIS

1. Qualidade da água

Mudanças ao interromper o fluxo normal do curso do rio

- temperatura da água.

- composição da água.

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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • IMPACTOS AMBIENTAIS

1. Erosão e depósito de sedimentos

  • os rios não transportam sedimentos.
  • os sedimentos se depositam no fundo e não seguem rio abaixo.
  • o rio aumenta o processo de erosão das margens.
  • aprofundamento do leito e alargamento do rio
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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • IMPACTOS AMBIENTAIS

3. Perda da Biodiversidade

  • interferência na migração de peixes para procriação.

Hidrelétrica de Santo Antônio (Rio Madeira) - construção de usina interrompe fenômeno da piracema e já ameaça o extermínio de peixe

27/04/12

Canal da Piracema

Usina de Itaipu

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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • IMPACTOS AMBIENTAIS

3. Perda da Biodiversidade

Federação das Indústrias do Rio Grande do Sul (FIERSG)

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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • IMPACTOS AMBIENTAIS

3. Perda da Biodiversidade

Inundação de áreas com vegetação e florestas nativas tem consequências

- terras férteis.

- fauna (perda do habitat).

- flora.

- mudança de rota das aves migratórias

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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • IMPACTOS AMBIENTAIS

4. Tremores de Terra

As barragens podem provocar ou intensificar tremores de terras e movimentação do solo nas vizinhanças dos reservatórios.

- durante o enchimento dos lagos.

- depois dos lagos cheios e estabilizados.

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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • INDICADOR DE IMPACTO AMBIENTAL

Potênciaproduzidapor hectare de áreainundada de usinashidrelétricasbrasileiras

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SISTEMAS DE ENERGIA - ENERGIA HÍDRICA
  • UTILIZAÇÃO
  • HISTÓRICA
  • PRESENTE
  • PREVISÕES
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Energia Hídrica - História
  • Primero uso - Rodas d’água:
  • 2000 A. C. – Gregos:
    • Moer o trigo
  • 200 B.C. – Dinastia Han (China)
    • Elevação de água para canais de irrigação
    • Fundir Ferro
  • 240 B.C – Romanos
    • Serrar mármore e pedra
  • 100 B.C – Europa
    • Abatimento Hidráulico (mineração)
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Energia Hídrica - História
  • Idade Média
  • Séc I a Séc XVIII
    • Moinhos amplamente utilizados
    • Inglaterra 1086 A.D: 5600 moinhos
    • Diversas aplicações
  • Revolução Industrial
    • Até então maior fonte de energia
    • Utilização em teares mecânicos
    • Preterido pelas máquinas a vapor
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Energia Hídrica - História
  • Século XIX em diante
  • 1831 – Michael Faraday
    • Desenvolvimento do primeiro gerador elétrico
  • 1882 – Primeira Usina Hidrelétrica do Mundo –
  • Appleton, Winsconsin
    • Potencial Nominal de 12.5 kW
    • 7 anos após – 200 usinas apenas nos EUA
  • 1ª metade do Séc XX:
    • Principal fonte de energia elétrica mundial
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Energia Hídrica - História
  • Consumo na segunda metade do século XX
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Energia Hídrica - História

2ª Metade do Século XX

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Energia Hídrica - História
  • 16% do consumo de eletricidade (2010)
  • 3.4% do consumo de energia (2010)
  • - 990 GW instalados (2013)
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Energia Hídrica
  • - Usina Hidrelétrica com Reservatório
    • Capacidades podem variar de alguns kW a GW
    • Armazenamento (Geração de base e de pico)
      • Segurança Energética
    • Maiores produtores:
      • China (864 TWh), Brasil (441 TWh), Canada (376 TWh), EUA (277 TWh) (2012)
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SISTEMAS DE ENERGIA

MAIORES HIDRELÉTRICAS EM CAPACIDADE DE GERAÇÃO

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Energia Hídrica
  • - Fio dágua
  • Impacto ambiental reduzido
  • Não há armazenamento na prática
    • Aplicações Especificas
    • Maior imprevisibilidade de geração

Lower Granite Dam, Snake River, Washington

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Energia Hídrica
  • - Pumped Storage
  • Geração “negativa”
    • Excesso de geração  Energia armazenada
    • Pico de demanda  Utilização da energia
  • Combinado com outros tipos de geração
  • Eficiência ~ 75%
  • 104 GW instalados (2009)
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SISTEMAS DE ENERGIA

USINAS HIDRELÉTRICAS NO BRASIL

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SISTEMAS DE ENERGIA

POTENCIAL HIDROELÉTRICO MUNDIAL

Alguns países se destacam na produção de energia hidrelétrica. Juntos, Brasil, Canadá, China, Estados Unidos e Rússia respondem por mais de 50% do total.

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SISTEMAS DE ENERGIA

POTENCIAL HIDROELÉTRICO MUNDIAL

  • Países Industrializados: Potencial Saturado
  • Emergentes: Maiores Potenciais
  • Oposição de grupos ambientalistas para grandes empreedimentos
    • Dificuldade de se obter crédito
    • Não classificado como MDL
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SISTEMAS DE ENERGIA

OFERTA INTERNA DE ENERGIA ELÉTRICA POR FONTE – 2011 / 2012

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SISTEMAS DE ENERGIA

PRODUÇÃO DE ENERGIA HIDRÁULICA NO BRASIL

FONTE: BALANÇO ENERGÉTICO NACIONAL 2013 | ano base 2012

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SISTEMAS DE ENERGIA

PRODUÇÃO DE ENERGIA HIDRÁULICA NO BRASIL

FONTE: BALANÇO ENERGÉTICO NACIONAL 2013 | ano base 2012

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Energia Hídrica - Alternativas

Energia de Ondas

  • Experimental – Diversos tipos
  • Potencial mundial de 2 TW.
  • 2.25 MW instalados em Portugal.
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Energia Hídrica - Alternativas

Energia de Marés

  • Previsibilidade
  • Baixo Impacto ambiental – Energia interação Terra- Lua
  • Instalação em locais muito específicos (20 ao redor do mundo)
  • 240 MW instalados em 1966 na França (26% f.c.)
    • Maior = 251 MW, Coréia do Sul.
  • Outros tipos: DTP & Turbinas sumbrinas
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SISTEMAS DE ENERGIA

PRODUÇÃO DE ENERGIA HIDRÁULICA NO MUNDO

PARTICIPAÇÃO DE RENOVÁVEIS

MUNDO

Na geração de eletricidade, as energias renováveis ​​e o gás natural são as fontes de crescimento mais rápido. Entretanto o carvão ainda se mantem com a maior fatia em 2040.

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