Os recursos hidrelétricos têm valor finito, embora sejam considerados renováveis. Eles são riquezas nacionais, como petróleo, gás ou outros minerais, e precisam ser manuseados com cuidado e ponderação.
Energia Hídrica
Mesmo nos tempos antigos, as pessoas notaram que a água caindo de cima para baixo pode fazer certos trabalhos, como girar uma roda. Essa propriedade da queda d'água começou a ser usada para colocar as rodas do moinho em movimento. Surgiram assim os primeiros moinhos de água, que sobreviveram até hoje quase na sua forma original. O moinho de água é a primeira usina hidrelétrica.
A produção manufatureira, que se originou no século XVII, também usava rodas d'água, e no século XVIII, por exemplo, já existiam cerca de três mil fábricas desse tipo na Rússia. Sabe-se que as instalações mais poderosas dessas rodas foram usadas na fábrica de Krenholm (Rio Narova). As rodas d'água tinham 9,5 metros de diâmetro e desenvolviam até 500 cavalos de potência.
Recursos hidrelétricos: definição, vantagens e desvantagens
No dia 19século depois das rodas d'água, surgiram as hidroturbinas e depois delas - as máquinas elétricas. Isso tornou possível converter a energia da queda de água em energia elétrica e depois transmiti-la a uma certa distância. Na Rússia czarista, em 1913, havia cerca de 50.000 unidades equipadas com turbinas hidrelétricas que geravam eletricidade.
A parte da energia dos rios que pode ser convertida em energia elétrica é chamada de recursos hidrelétricos, e o dispositivo que converte a energia da queda de água em energia elétrica é chamado de usina hidrelétrica (UHE). O dispositivo da usina inclui necessariamente uma turbina hidráulica, que aciona um gerador elétrico em rotação. Para obter o escoamento da queda d'água, a construção de uma usina envolve a construção de barragens e reservatórios.
Benefícios do uso da energia hidrelétrica:
- A energia do rio é renovável.
- Sem poluição ambiental.
- Acabou que eletricidade barata.
- As condições climáticas próximas ao reservatório estão melhorando.
Desvantagens do uso de energia hidrelétrica:
- Inundação de alguma área de terra para construção de um reservatório.
- Mudando muitos ecossistemas ao longo do leito do rio, diminuindo as populações de peixes, perturbando locais de nidificação de pássaros, poluindo rios.
- Perigo de construção em área montanhosa.
O conceito de potencial hidrelétrico
Para avaliar os recursos hidrelétricos de um rio, país ou todo o planeta no mundoEnergy Conference (MIREC) definiu o potencial hidrelétrico como a soma das capacidades de todos os trechos do território em consideração que podem ser usados para gerar eletricidade. Existem várias variedades de potencial hidrelétrico:
- Potencial Bruto, que representa potenciais recursos hidrelétricos.
- Potencial técnico é a parte do potencial bruto que pode ser usada tecnicamente.
- Potencial econômico é aquela parte do potencial técnico cuja utilização é economicamente viável.
A potência teórica de alguma corrente de água é determinada pela fórmula
N (kW)=9, 81QH, onde Q é a vazão de água (m3/sec); H é a altura da queda d'água (m).
A usina hidrelétrica mais poderosa do mundo
Em 14 de dezembro de 1994, na China, no rio Yangtze, teve início a construção da maior usina hidrelétrica, chamada de Três Gargantas. Em 2006, foi concluída a construção da barragem e lançada a primeira unidade hidrelétrica. Esta usina hidrelétrica se tornaria a usina hidrelétrica central na China.
A vista da barragem desta estação lembra o projeto da usina hidrelétrica de Krasnoyarsk. A altura da barragem é de 185 metros e o comprimento é de 2,3 km. No centro da barragem há um vertedouro projetado para liberar 116.000 m3 de água por segundo, ou seja, de uma altura de cerca de 200 m, mais de 100 toneladas de água caem em um segundo.
O rio Yangtze, onde está construída a Usina Hidrelétrica de Três Gargantas, é um dos maispoderosos rios do mundo. A construção de uma central hidroeléctrica neste rio permite o aproveitamento dos recursos hidroeléctricos naturais da zona. A partir do Tibete, a uma altitude de 5.600 m, o rio adquire um potencial hidrelétrico significativo. O lugar mais atraente para a construção da barragem acabou sendo a região das Três Gargantas, onde o rio irrompe das montanhas na planície.
Projeto HPP
A Usina Hidrelétrica Três Gargantas possui três usinas contendo 32 unidades hidrelétricas, cada uma com capacidade de 700 MW, e duas unidades hidrelétricas com capacidade de 50 MW. A capacidade total da UHE é de 22,5 GW.
Como resultado da construção da barragem, formou-se um reservatório com volume de 39 km3. A construção da barragem resultou na realocação de moradores de duas cidades com uma população total de 1,24 milhão de pessoas para um novo local. Além disso, 1.300 objetos arqueológicos foram retirados da zona de inundação. 11,25 bilhões de dólares foram gastos em todos os preparativos para a construção da barragem. O custo total da construção da usina hidrelétrica de Três Gargantas é de US$ 22,5 bilhões.
A construção desta hidrelétrica prevê corretamente a navegação, além disso, após a construção do reservatório, o fluxo de navios cargueiros aumentou 5 vezes.
Navios de passageiros passam pelo elevador de navios, que permite a passagem de navios com peso não superior a 3.000 toneladas. Duas linhas de eclusas de cinco estágios foram construídas para a passagem de navios de carga. Neste caso, o peso das embarcações deve ser inferior a 10.000 toneladas.
Yangtze HPP Cascade
Os recursos hídricos e hidrelétricos do rio Yangtze tornam possível construir nesteo rio tem mais de uma usina hidrelétrica, que foi realizada na China. Acima da usina hidrelétrica de Três Gargantas, foi construída toda uma cascata de usinas hidrelétricas. Esta é a cascata mais poderosa de usinas hidrelétricas com capacidade superior a 80 GW.
A construção da cascata evita o entupimento do reservatório das Três Gargantas, pois reduz a erosão no leito do rio a montante da hidrelétrica. Depois disso, há menos lodo para carregar na água.
Além disso, a cascata da UHE permite regular o fluxo de água para a UHE Três Gargantas e obter uma geração de energia uniforme nela.
Itaipu no Rio Paraná
Paraná significa "rio de prata", é o segundo maior rio da América do Sul e tem 4.380 km de extensão. Este rio corre por terreno muito duro, portanto, superando-o, cria corredeiras e cachoeiras em seu caminho. Esta circunstância indica condições favoráveis para a construção de usinas hidrelétricas aqui.
A UHE Itaipu foi construída no Rio Paraná, a 20 km da cidade de Foz do Iguaçu na América do Sul. Em termos de potência, esta usina hidrelétrica perde apenas para a UHE Três Gargantas. Localizada na divisa do Brasil com o Paraguai, a UHE Itaipu fornece energia total para o Paraguai e 20% para o Brasil.
A construção da usina hidrelétrica começou em 1970 e terminou em 2007. Dez geradores de 700 MW foram instalados no lado paraguaio e o mesmo número no lado brasileiro. Como havia uma floresta tropical ao redor da usina hidrelétrica, que estava sujeita a inundações, os animais desses locais foram realocados para outros territórios. O comprimento da barragem é de 7240 metros,e a altura é de 196 m, o custo de construção é estimado em 15,3 bilhões de dólares. A capacidade da UHE é de 14.000 GW.
Recursos hidrelétricos russos
A Federação Russa tem um grande potencial hídrico e energético, mas os recursos hidrelétricos do país estão distribuídos de forma extremamente desigual em seu território. 25% desses recursos estão localizados na parte européia, 40% - na Sibéria e 35% - no Extremo Oriente. Na parte europeia do estado, segundo especialistas, o potencial hidrelétrico é aproveitado em 46%, e todo o potencial hidrelétrico do estado é estimado em 2,5 bilhões de kWh. Este é o segundo resultado no mundo depois da China.
Fontes de energia hidrelétrica na Sibéria
A Sibéria tem enormes reservas de energia hidrelétrica, a Sibéria Oriental é especialmente rica em recursos hidrelétricos. Os rios Lena, Angara, Yenisei, Ob e Irtysh correm lá. O potencial hídrico desta região é estimado em 1.000 bilhões de kWh.
UHE Sayano-Shushenskaya em homenagem a P. S. Neporozhny
A capacidade desta usina hidrelétrica é de 6.400 MW. Esta é a usina hidrelétrica mais poderosa da Federação Russa e ocupa a 14ª posição no ranking mundial.
O trecho do Yenisei, denominado corredor de Sayan, é favorável à construção de usinas hidrelétricas. Aqui o rio passa pelas montanhas Sayan, formando muitas corredeiras. Foi neste local que foi construída a UHE Sayano-Shushenskaya, assim como outras UHEs que formam uma cascata. A UHE Sayano-Shushenskaya é o degrau mais alto dessa cascata.
A construção foi realizada de 1963 a 2000. Projeto da estaçãoé composto por uma barragem com 245 metros de altura e 1075 metros de comprimento, um edifício de usina, um quadro e uma estrutura de vertedouro. São 10 unidades hidráulicas com capacidade de 640 MW cada no prédio da UHE.
O reservatório formado após a construção da barragem tem volume superior a 30 km3, e sua área total é de 621 km2.
Grandes UHEs da Federação Russa
Os recursos hidrelétricos da Sibéria são usados atualmente em 20%, embora muitas grandes usinas hidrelétricas tenham sido construídas aqui. A maior delas é a UHE Sayano-Shushenskaya, seguida pelas seguintes usinas hidrelétricas:
- UHE Krasnoyarskaya com capacidade de 6.000 MW (no Yenisei). Tem um elevador de navios, o único na Federação Russa até agora.
- UHE Bratskaya com capacidade de 4.500 MW (em Angara).
- Ust-Ilimskaya com capacidade de 3.840 MW (em Angara).
O Extremo Oriente tem o potencial menos desenvolvido. Segundo especialistas, o potencial hídrico desta região é aproveitado por 4%.
Fontes de energia hidrelétrica na Europa Ocidental
Nos países da Europa Ocidental, o potencial hidrelétrico é quase totalmente utilizado. Se também for bastante alto, esses países se abastecem totalmente de eletricidade de usinas hidrelétricas. São países como Noruega, Áustria e Suíça. A Noruega ocupa o primeiro lugar no mundo na produção de eletricidade por habitante do país. Na Noruega, esse número é de 24.000 kWh por ano, e 99,6% dessa energia é produzida por usinas hidrelétricas.
Potenciais hidrelétricosdiferentes países da Europa Ocidental diferem marcadamente uns dos outros. Isto é devido a diferentes condições do terreno e formação de escoamento diferente. 80% do potencial hidrelétrico total da Europa está concentrado em montanhas com altas taxas de fluxo: a parte ocidental da Escandinávia, os Alpes, a Península Balcânica e os Pirineus. O potencial hidrelétrico total da Europa é de 460 bilhões de kWh por ano.
As reservas de combustível na Europa são muito pequenas, por isso os recursos energéticos dos rios são desenvolvidos de forma muito significativa. Por exemplo, na Suíça esses recursos são desenvolvidos em 91%, na França - em 92%, na Itália - em 86% e na Alemanha - em 76%.
HPP Cascata no Rio Reno
Uma cascata de usinas hidrelétricas foi construída neste rio, composta por 27 usinas hidrelétricas com capacidade total de cerca de 3.000 MW.
Uma das estações foi construída em 1914. Esta é a UHE Laufenburg. Foi reconstruído duas vezes, após o que sua capacidade é de 106 MW. Além disso, a estação pertence aos monumentos arquitetônicos e é um tesouro nacional da Suíça.
HPP Rheinfelden é uma moderna usina hidrelétrica. Seu lançamento foi realizado em 2010, e a capacidade é de 100 MW. O projeto inclui 4 unidades hidráulicas de 25 MW cada. Esta central hidroelétrica foi construída para substituir a antiga central construída em 1898. A antiga estação está atualmente em reforma.
Fontes de energia hidrelétrica na África
Os recursos hidrelétricos da África se devem aos rios que atravessam seu território: Congo, Nilo, Limpopo, Níger e Zambeze.
Rio Congopossui grande potencial hidrelétrico. Parte do curso desse rio possui uma cascata de cachoeiras conhecida como Corredeiras do Inga. Aqui, a corrente de água desce de uma altura de 100 metros a uma velocidade de 26.000 m3 por segundo. Nesta área foram construídas 2 usinas hidrelétricas: "Inga-1" e "Inga-2".
O Governo da República Democrática do Congo aprovou em 2002 o projecto de construção do complexo Big Inga, que previa a reconstrução das actuais centrais hidroeléctricas Inga-1 e Inga-2 e a construção de o terceiro - Inga-3. Após a implementação desses planos, foi decidido construir o maior complexo de Bolshaya Inga do mundo.
Este projeto foi tema de discussão na Conferência Internacional de Energia. Tendo em conta a situação dos recursos hídricos e hidroeléctricos de África, representantes de empresas e governos da África Central e do Sul, presentes na conferência, aprovaram este projecto e definiram os seus parâmetros: a capacidade do "Big Inga" foi fixada em 40.000 MW, que é mais do que a usina hidrelétrica mais poderosa " Três Gargantas "quase 2 vezes. O comissionamento da UHE está programado para 2020, e os custos de construção devem ser de US$ 80 bilhões.
Assim que o projeto estiver concluído, a RDC se tornará o maior fornecedor de eletricidade do mundo.
Rede elétrica do norte da África
A África do Norte está localizada ao longo da costa do Mar Mediterrâneo e do Oceano Atlântico. Esta região da África é chamada de Magreb, ou Ocidente Árabe.
Os recursos hidrelétricos na África são distribuídos de forma desigual. No norte do continente está o deserto mais quente do mundo - o Saara. Este território está passando por uma escassez de água, portanto, fornecer água a essas regiões é uma tarefa importante. Sua solução é construir reservatórios.
Os primeiros reservatórios apareceram no Magreb nos anos 30 do século passado, depois muitos deles foram construídos nos anos 60, mas a construção especialmente intensiva começou no século 21.
Os recursos hidrelétricos do norte da África são determinados principalmente pelo rio Nilo. Este é o rio mais longo do mundo. Na década de 60 do século passado, a Barragem de Aswan foi construída neste rio, após a construção da qual se formou um enorme reservatório, com cerca de 500 km de comprimento e cerca de 9 km de largura. O enchimento do reservatório com água ocorreu ao longo de 5 anos de 1970 a 1975.
A Represa de Aswan foi construída pelo Egito em cooperação com a União Soviética. Este foi um projeto internacional, com o qual é possível gerar até 10 bilhões de kWh de eletricidade por ano, controlar o nível da água do rio Nilo durante as cheias e acumular água no reservatório por muito tempo. Uma rede de canais irrigando campos diverge do reservatório, e oásis surgiram no local do deserto, cada vez mais áreas são utilizadas para agricultura. Os recursos hídricos e hidrelétricos do norte da África são usados com a máxima eficiência.
Compartilhando o potencial hidrelétrico do mundo
- Ásia - 42%.
- África - 21%.
- América do Norte - 12%.
- América do Sul - 13%.
- Europa - 9%.
- Austrália e Oceania – 3%
Potencial hidrelétrico global estimado em 10 trilhões de kWh de eletricidade.
O século 20 pode ser chamado de século da energia hidrelétrica. O século 21 traz suas próprias adições à história desta indústria. O mundo tem aumentado a atenção para usinas reversíveis (PSPPs) e usinas de energia das marés (TPPs), que usam a força das marés para gerar energia elétrica. O desenvolvimento da energia hidrelétrica continua.
