energia e eletricidade - josé augusto coeve florino

INFORMAINFORMAÇÇÃO ÃO PROFISSIONALPROFISSIONAL

Ipaussu - 2009

Prof. Engº Especialista José Augusto Coeve Florino

Objetivo:

• Apresentar uma visão geral sobre energia, eletricidade e circuitos elétricos, com ênfase à segurança das instalações e às características das lâmpadas focando na profissão do Engenheiro Eletricista.

Conteúdo:1 - O que é ENERGIA - O que é energia e qual a sua importância para a nossa vida.2 - Quais são as formas de ENERGIA - A energia existe sob diversas formas: humana, química, elétrica, calorífica, mecânica, etc.3 - Como se usa a ENERGIA - Como a energia é empregada na nossa casa, nas lojas, nas ruas e nas indústrias.4- Os campeões de consumo no mundo - Um quadro que mostra quais são os países que mais consomem energia no mundo. Dizem que o consumo per capita é sinônimo de progresso.5 - Quem consome mais ENERGIA no Brasil - Um quadro que mostra os grupos que mais consomem energia no Brasil. São as residências? O comércio? Os serviços públicos como iluminação de rua, trens e metrô?6 - Quadro das fontes de ENERGIA - Veja quais são as fontes de energia, isto é, de onde vem e como ela é utilizada.6a - Quadro das fontes de ENERGIA no Brasil - Veja de onde vem toda energia consumida no Brasil.7 -Quais são da FONTES de ENERGIA - Veja quais são as fontes tradicionais e as fontes alternativas para a produção de ENERGIA. As vantagens e as desvantagens de cada tipo de fonte de energia8 - Usina Termo-Elétrica - Veja como é o funcionamento de uma Usina Termo-Elétrica.9 - Usina Nuclear - Veja como é o funcionamento de uma Usina Nuclear ou Atômica.10 - Usina Hidro-Elétrica - Veja como é o funcionamento de uma Usina Hidro-Elétrica.11 - Curiosidades sobre a Eletricidade - Veja alguns dados curiosos sobre a eletricidade. Custo médio do kWh em diversos países e custo de produção dos diversos tipos de usinas.12 - Usina Eólica - Veja como é o funcionamento de uma Usina Eólica, aquela que é movida pela força dos ventos.13 - Caminho da Eletricidade - Veja aqui o trajeto feito pela energia elétrica, desde a usina onde ela é gerada até chegar na sua casa.14 - Veja a eficiência das Lâmpadas.

1 - O que é ENERGIA

Energia

Não tem peso nem cor... ...tampouco cheiro!

Mas pagamos por ela!

Não podemos vê-la diretamente...

... Mas podemos percebê-la nas mudanças e transformações por

ela produzidas.


A energia esta envolvida em todas as ações que ocorrem no Universo.


enérgeia

ENERGIA

Capacidade de um agente para realizar

trabalhoProdução de

movimento contra uma resistência

Origem da palavra ENERGIA


Revolução Industrial

Como gerar forças?

Mover máquinas,mercadorias, pessoas,efetivamente?

Conceito de Energia

Motor a vapor J. Watts (início sec. XVIII)

Perfuração de um canhão

Geração de calorRumford (final sec. XVII)


Energia é habilidade para realização de certo trabalho.

IluminaçãoCrescimento AquecimentoMovimento

Comunicação


A ENERGIA é a base da vida. Sem a energia não haveria

nenhuma forma de vida.

A energia é que dá movimento às coisas, ao

vento, às ondas do mar, às marés.

A energia é que nos permite viver, respirar, sentir, amar.A energia é que permite a realização de tarefas, de plantar, de fabricar, de

transportar.A energia é que permite que nós possamos sentir a vida, as sensações, as emoções.

Segundo o dicionário, ENERGIA é a capacidade que os corpos têm de desenvolver uma força, a capacidade de produzir trabalho.

2 - Como são as formas de ENERGIA

A primeira e mais primitiva forma de energia é a energia humana, a energia produzida pelos músculos humanos.A primeira demonstração de inteligência do ser humano acontece quando ele passa a utilizar o fogo (energia térmica). Essa fase é chamada de Idade do Fogo.Num segundo instante, o ser humano aprende a tirar vantagens da energia humana de outros seres humanos. Cria a escravatura e ganha muito dinheiro com isso. Essa fase émuito triste e durou muitos milhares de anos. Os faraós no Egito, os grandes descobrimentos. Até nos dias de hoje encontramos esse tipo de exploração.Depois ele descobre a energia dos animais (bois, vacas, cavalos) e passa a explorar esses coitados. Menos mal.Descobre a energia dos ventos e cria o moinho. Dom Quixote vê nos moinhos uma ameaça para a raça humana e resolve combater os moinhos.Vem o Watson e cria a Máquina a Vapor e começa a Era Industrial. Surge também os veículos, o automóvel, o barco a vapor, etc. Surge a Era Industrial. Consumo, emprego para todos, desenvolvimento, conforto.O grau de utilização de energias na escala acima demonstra o grau de desenvolvimento das nações.

As energias existem em diversas formas:Energia Cinética - Aquela que está contida em um corpo em movimento. Imagine um carro em alta velocidade. Ele possui uma grande quantidade de energia cinética. Quando ele bate em uma parede e pára, toda a energia cinética é utilizada para amassar o carro.Energia Térmica - É conhecida também como energia calorífica.Energia Potencial - Aquela produzida pelo corpo por estar em alturas diferentes. Segure uma pedra em determinada altura. Ela possui uma certa energia potencial. Ao largar, o corpo cai e vai se espatifar no chão. Quem espatifou a pedra foi a energia potencial nela contida.Energia Elétrica - Aquela que está presente na eletricidade. Um fio elétrico transporta energia elétrica que poderá fazer girar o eixo de um motor.Energia Calorífica - Aquela que é desenvolvida através do calor. Uma panela de água no fogão vai produzir muito vapor de água que sai sob pressão. Veja uma panela de pressão. O valor saipela válvula com muita força.Energia Atômica - Aquela que é produzida a partir da desintegração do núcleo do átomo. O núcleo do átomo, ao se desintegrado, libera uma quantidade muito grande de calor.Energia Nuclear - A mesma que energia atômica.Energia Química - Aquela que é liberada em uma reação química. Jogue uma colherinha de Sal de Fruta em um copo com água. Vai sair um monte de bolhas produzida pela energia química que está sendo liberada.Energia Humana - Aquela que é produzida pela pessoa. Quando você transporta uma cadeira de um local para outro está utilizando a energia humana.Energia Animal - Aquela que é produzida pelos animais. Quando você quer levar um saco de batata de um local para outro, você pode utilizar um cavalo para isso. Neste caso você estaráutilizando a energia do animal (cavalo).



A Energia pode se tornar presente sob diversas formas

Energia Radiante ou

Luminosa

Energia Química

Energia Mecânica•Potencial Gravitacional•Cinética

Energia Interna Energia Elétrica

Energia Nuclear Energia Eólica

3 - Os USOS da energia.

Conversores

mecanismos,

naturais ou inventados,

transformam energia

de uma forma para outra.

Conversores de Energia

2.500 a. C - Barco a vela

100 a. C – Moinho hidráulico

950 D.C – Moinho de vento

1769 – Máquina vapor

1800 – Pilha elétrica

1814 – Locomotiva a vapor

1827 – Turbina hidráulica

1831 – Indução eletromagnética

1866 – Dinamo

1878 – Lampada incandescente

1882 – Central hidroelétrica

1884 – Turbina a vapor

1893 – Motor diesel

1933 – Fissão nuclear

1953 – Célula fotovoltaica


Lei da Conservação da Energia1o Princípio da Termodinâmica

O uso da energia implica em transforma-la

de uma forma para outra...

Energia total antes da explosão = Energia total após

a explosão

porém ela, a energia, não écriada nem destruída.

Sejam quantas forem as transformações, a quantidade total de energia no Universo permanece constante.


As transformações não alteram a quantidade de energia do Universo. Embora permaneça inalterada, ...

... em cada transformação, a parcela da energia disponível torna-se cada vez menor.

2o Princípio da Termodinâmica

Na maioria das transformações parte da energia converte em calor...

... que ao se dissipar caoticamente pela vizinhança torna-se , cada vez menos disponível, para realização

de trabalho.

A energia total do Universo não muda, mas a parcela disponível para realização de trabalho, torna-se cada vez menor.


Fontes de energia

Fontes Primárias

Recursos energéticos disponíveis na natureza ou que dela podem

ser obtidos de forma direta.

Ex. PETRÓLEO

Transformação

Fontes Secundárias

Produtos energéticos oriundos de Fontes Primárias mediante processo de transformação.

Ex. ÓLEO DIESEL


Fontes Primáriasde Energia

PetróleoGás Natural

Carvão mineralMinério de Urânio

BiomassaSol

VentoHidráulica

Fontes Não Renováveis•Milhões de ano para a formação

•Suprimento limitado

Fontes RenováveisRecompostas em curto espaço de tempo


Mecânica : marés .Calor: geotérmica.Processos nucleares por fusão .

Não solares

Várias formas: biomassa ; hídraulica ; eólica ; solar direta ; solar fotovoltaica; ondas marítimas .

SolaresRenováveis

Recursos que se recuperam cíclica e

naturalmente .

Combustíveis nucleares.Não solares

Sólida : petróleo pesado ; areia betuminosa ; xisto ; série lignocelulósica (turfa,linhito, hulha ou carvão eantracito).

Líquida: petróleo cru.

Gasosa : gás natural.

SolaresNão renováveis

Recursos que se esgotam

com o uso .


Fontes secundárias de energia

Petróleo

GasolinaÓleo combustívelGLPÓleo Diesel...

Centro de Transformação

Refinarias

Cana de

açucar

Fonte Primária Fonte Secundária

Destilarias AçucarAlcoolBagaço


Energia Primária, Secundária e Final

Fonte Primária

Energia Primária

Fonte Secundária

EnergiaSecundária

Centro deTransformação

Centro de Transformação

ConversorEnergia útil Energia Final


Energia Renovável

Capturada das marésEnergia maremotriz

Uso do calor do planeta TerraEnergia geotérmica

Gerada pelo ventoEnergia eólica

Capturada da radiação solar.Coletores solares. Célu las solares transforma energia solar diretamente em

energia elétrica.

Energia solar

Proveniente da combustão ou de combustível extraidode detritos animais e vegetais (madeira, óleo veget al, etc)

Energia da biomassa

Produzida a partir da Energia Potencial Gravitacion al da água

Hidroeletricidade

Obtidas de fontes primárias renovavéis


Energia não renovável

Combustíveis fósseis

Oleo CombustívelOleo DieselGasolinaPropanoGás NaturalCarvão Mineral

Combustíveis nucleares

Urânio

Plutônio


Uso PúblicoUso Industrial

Uso Comercial e ServiçosUso Residencial


200Brasil10

200Itália9

350Grã-Bretanha8

400França7

500Alemanha (ai que frio também)

6

500Canadá (ai que frio)5

550China4

750Japão3

1.700Bloco da ex URSS2

2.900Estados Unidos1

4 - Maiores consumidores de energia no mundo.

EM MILHÕES DE kWh (kilowatt)

4 - Maiores consumidores de energia no mundo.

5 - Quem mais consome energia no

Brasil.

9%Outros6

8%Comércio e Serviços5

9%Setor Energético4

16%Residências3

19%Uso Público e Transportes2

39%Indústrias1

6 - Energias segundo as suas fontes e seus usos.

Eletrólise - fábrica de alumínio, galvanoplastia, cromeaçãoquímica

tortura de presos - pau de arara

Equipamentos hospitalares - raio X, tomógrafo, ressonância, ultrassom

carregador de baterias - Telefone celular, notebook

Eletrodomésticos - rádio, TV, computador

elétrica

Equipamentos médicos - Estufas, banhos térmicos

forno elétrico, forno microondas

chuveiro, torneira elétrica

térmica

Propaganda - letreiros luminosos

Navegação aérea/marítima - farol, sinalizadores

Segurança Pública - farol, semáforo de trânsito, placas

Iluminação Pública - Ruas e avenidas

Iluminação domestica - Lâmpada

luminosa

Eletrodoméstico - liquidificador, batedeira, relógio

Metrô, Bonde

Trem elétrico

Ônibus Elétrico

Motor elétrico em geral

mecânica

renovávelEletricidade

Fogão, forno

Chuveiro, torneira, forno elétrico.

Usina térmica - produção de eletricidade

Caldeira, forno, estufa

térmicarenovávelCalor

Antigamente era usado para puxar bondes.

Moinho de cana, farinha - vaca, jumento

Carroça - cavalo, burro, jumentomecânica (força muscular)renovávelAnimal

Veículos em geral - motor a explosão internatérmica (queima)renovávelAlcool

Energia humanatransformaçãorenovávelAçucar

EMPREGO (para que serve)TIPO DE ENERGIACLASSEFONTE

A ENERGIA é um dos insumos básicos que é de fundament al importância para o desenvolvimento e a autosuficiência econômica de uma nação. Uma nação que não tenha a produção própria de energia não é uma na ção independente. Uma

nação que necessite importar petróleo é uma nação de pendente.

6 - Quais são as FONTES de energia.

6%Outras Fontes8

2%Gás Natural7

3%Carvão Mineral6

4%Álcool5

7%Bagaço de Cana4

9%Carvão Vegetal e Lenha3

32%

Derivados do PetróleoGás Engarrafado (GLP)GasolinaQuerozeneÓleo DieselÓleo Combustível

2

37%Hidráulicas(Produzidas em Usinas Hidrelétricas)

1

FONTES

Onde e como as energias estão sendo produzidas no B rasil.

1

2

3

4

56 7

8

e, de todas as formas de energia, a eletricidade é a energia mais limpa, barata, não polui o meio ambiente, não deixa nenhum tipo de resíduo além de ser a de

mais fácil controle.

Ainda há lugares no mundo que dependem quase que exclusivamente da energia produzida pela queima do

carvão mineral.


Caro e de autonomia limitadaNenhum tipo de poluição, inclusive sonora.

Através de células foto-elétricas ou foto-voltaicas.Energia Elétrica

Poucos locais para abastecimento e processo muito lento de carga.

Temos em abundância no Brasil.Gás Natural

Fonte esgotáve. Ainda polui o meio ambiente.Gás GLP

Ainda Polui o meio ambiente.Fonte Renovável, polui pouco o ar.Álcool de Madeira

Ainda Polui o meio ambiente.Fonte Renovável, polui pouco o ar.Álcool de Cana

Fonte Esgotável, polui o ar com CO2.Óleo Diesel

Fonte Esgotável, polui o ar com CO2.Gasolina

Energia Química

Automóveis, Veículos Rodoviários e Motores Estacionários de Combustão Interna (Geradores).

3

Baixo poder Calorífico, polui o meio ambiente, e aumenta o efeito estufa.

Baixo custoLixo (gás metano)

Polui muito o ar com CO2. Contribui com o efeito estufa e não se sabe o que fazer com tanta cinza.

Baixo custoQueima do Bagaço de Cana e outras biomassas.

Baixa capacidade e só funciona onde há maré forte. Não polui o meio ambiente.Energia das Marés (Usina Maremotriz)

Custo proibitivo, só funciona quando tem vento.Não polui o meio ambiente.Energia dos Ventos (eólica)

Custo proibitivo, só funciona durante o dia.Não polui o meio ambiente.Energia Solar (células foto-elétricas)

Demora para ser construída.Não polui o meio ambiente e baixíssimo custo de produção.

Usina Hidráulica

Custo proibitivo, polui o solo e apresenta risco de contaminação ambiental por radiação nuclear.

Nenhuma.Usina Nuclear

Polui muito o ar com CO2. Contribui com o efeito estufa.Constrói-se em pouco tempo.Usina Térmica

Energia Elétrica

Residências, Comércio, Indústrias, Iluminação Pública, Trens de Carga, Trens de Metrôs

2

Caro, rendimento baixo e só funciona de dia e sem nuvens.Não polui o meio ambiente.Aquecimento Solar (serpentinas)

Polui o ar com com CO2 provoca efeito estufa.Queima do Bagaço de Cana

Não polui o meio ambiente.Resistência Elétrica e Bobinas de Indução

Polui o ar com com CO2 provoca efeito estufa.Queima de Gás Natural

Polui o ar com com CO2 provoca efeito estufa.Queima de Gás GLS

Acaba com as florestas, polui o ar com fuligem preta e CO2.

É barato, basta pegar no mato.Queima de Lenha

Acaba com as florestas, polui o ar com CO2 e produz muita fuligem preta.

Queima de Carvão Vegetal

Polui o ar com CO2 e produz muita fuligem preta e deixa muitas cinzas que vão poluir os rios.

Queima de Carvão Mineral

Polui o ar com fuligem preta e CO2.Queima de derivados de Petróleo

Energia TérmicaFornos, Caldeiras e Água Quente.1

DESVANTAGENSVANTAGENSCOMO É OBTIDATIPO DE ENERGIATIPO DE USO

Esta página apresenta um quadro de fontes de energia, em função do tipo de uso.As formas de obtenção em AZUL são as formas habituais. Em VERDE as fontes alternativas.Viabilidade: Existem 2 aspectos que devem ser considerados: A viabilidade técnica e a viabilidade econômica. A viabilidade técnica vai estudar a forma de se conseguir fazer a transformação, isto é, se é possível ou não a obtenção de energia a partir daquela fonte. A viabilidade econômica vai tentar produzir a energia nos patamares de preços em que são comercializadas as energias de fontes habituais.

7 - As vantagens e desvantagens das diversas

formas de energia.

8 - Como é o funcionamento de uma Usina Termo-Elétrica.

As Usinas Termo-Elétricas mais conhecidas como Usinas Térmicas são as preferidas no mundo todo, pela sua versatilidade. São de construção simples e rápida, podem ser instaladas junto aos centros de consumo e dispensam Linhas de Transmissão de longo percurso.Nos países de primeiro mundo, cerca de 70% da energia elétrica é produzida em usinas desse tipo.O custo de produção do kilowatt é maior que o de uma usina hidro-elétrica porém bem menor que o de uma usina nuclear.A grande desvantagem da usina térmica é a grande produção de gás carbônico. Este gás produz o efeito estufa que estáaumentando a temperatura média da terra.

Chamam-se Termo-Elétricas por que são constituídas de 2 partes, uma térmica onde se produz muito vapor a altíssima pressão e outra elétrica onde se produz a eletricidade.

A Caldeira é Aquecida com a queima de óleo combustível. A queima do óleo vai poluir o meio ambiente.

5

O Vapor é produzido por um Caldeira.

4

A Turbina é movida por um Jato de Vapor sob forte pressão. Depois do uso, o vapor é jogado fora na atmosfera.

3

O Gerador possui um eixo que é movido por uma Turbina.

2

A Energia Elétrica éproduzida por um Gerador.

1

8 - Como é o funcionamento de uma Usina Termo-Elétrica.

9 - Como é o funcionamento de uma

Usina Nuclear.

As Usinas Nucleares mais conhecidas como Bombas-Relógio foram o resultado de uma precipitação da ciência. Lançadas como a solução definitiva da fonte de energia, demonstraram depois que trazem mais malefícios do que vantagens. Depois do acidente em Chernobyl, percebeu-se o perigo que são e estão sendo desativadas rapidamente no mundo todo. A humanidade é meio lerda para certos assuntos. As bombas atômicas atiradas nas cidades de Hiroshima e Nagazaki em 1945, onde foram covardemente assassinados quase 200.000 civis e deixaram outros tantos aleijados e com câncer, não foi suficiente para os cientistas perceberam que a energia atômica não era uma coisa segura. Muitos países saíram construindo usinas nucleares. Mas, felizmente, alguns governos perceberam o êrro e estão tratando de desativar rapidamente suas bombas relógios.Mesmo assim, alguns países dependem quase que exclusivamente desse tipo de usina. Na França, por exemplo, cerca de 80% de toda energia elétrica produzida é de origem nuclear. No Japão é pior, chega a 90%.Os países que não têm recursos hídricos nem petrolíferos não têm outra alternativa. Necessitam descobrir um novo processo nuclear seguro. Caso contrário terão que fechar as portas.

Chamam-se Nucleares por que utilizam a fissão nuclear, isto é, os átomos são quebrados numa máquima chamada reator, emitindo uma grande quantidade de calor. Esse calor é usado para aquecer a água. Além do calor, produzem um produto chamado Rejeito Nuclear, material que contém altíssimas quantidade de radioatividade, extremamente nociva para todas as formas de vida, cancerígena, causa leucemia e outras formas de câncer e demoram cerca de 100.000 anos para diminuirem sua carga tóxica.

A Caldeira é aquecida com a fissão nuclear. O resíduo da reação vai poluir o meio ambiente durante 150.000 anos.

5

O Vapor é produzido por um Caldeira.

4

A Turbina é movida por um Jato de Vapor sob forte pressão. Depois do uso, o vapor é jogado fora na atmosfera.

3

O Gerador possui um eixo que é movido por uma Turbina.

2

A Energia Elétrica éproduzida por um Gerador.

1


Usina Nuclear.

10 - Como é o funcionamento de uma Usina Hidro-Elétrica.

PCH Pequena Central Elétrica

PCH’sGeração de eeletricidade de

baixo impacto no ecossistema.

Potência entre 1 e 30 MW


As Usinas Hidro-Elétricas são coistituídas de 2 partes. Uma onde fica o gerador e que éencarregado de produção da energia elétrica. Outra onde fica a turbina e que é movida pela água.O custo de produção do kilowatt é o menor do que todas as outras formas de produção de energia elétrica. A razão é muito simples: a matéria prima é a água que cai de graça do céu.Outra grande vantagem, além do custo, é que não existe nenhum tipo de poluição. O cenário mundial, o Brasil ocupa uma posição privilegiada: É o único país do mundo que domina a tecnologia de produção de energia hidro-elétrica e reuni condições geo-climáticas para a instalação de Usinas Hidráulicas. Talvez seja essa a razão de tantas iniciativas oriundas dos países desenvolvidos contra a construção de usinas hidráulicas no Brasil.De toda energia elétrica produzida na Brasil, quase 97% é produzida em usinas hidráulicas. De todas as formas de produção de energia, a energia hidro-elétrica é a mais limpa, não polui o ar e é ecológicamente correta.De todas as formas de produção de energia EM GRANDE ESCALA, a hidro-elétrica é a única totalmente renovável e que não produz nenhuma poluição atmosférica.

A água fica armazenada em um Reservatório para ser usada nos períodos de estiagem. Quando o reservatório já está cheio, o excesso de água é jogada fora através do vertedouro.

4

A Turbina é movida por um Jato de Água. Depois do uso, a água continua o seu percurso rio abaixo.

3

O Gerador possui um eixo que émovido por uma Turbina.2

A Energia Elétrica é produzida por um Gerador, na Casa de Força.

1


Chamam-se Hidro-Elétricas por que são constituídas de 2 partes, uma hidráulica onde se armazena água para os períodos de estiagem (períodos sem chuva) e outra elétrica onde se produz a eletricidade.

Um dos efeitos colaterais da construção de uma usina hidro-elétrica é a Regularização da Vazão do Rio. Isto quer dizer que o rio passa a ter água o ano todo e nas épocas de

chuva não provoca inundações e enchentes.Para poder dispor de água (matéria prima da usina hidro-elétrica) mesmo nos períodos de estiagem (meses secos entre

maio e novembro), é construído um reservatório de acumulação onde a água do verão (meses com muita água) é guardada até a chegada do inverno.

O reservatório propricia a preservação da fauna e da flora. Nos meses de estiagem é muito comum alguns rios ficarem secos, destruindo totalmente a sua fauna e flora. O reservatório propicia também o desenvolvimento da piscicultura garantindo a sobrevivência dos profissionais da pesca. Por fim, o reservatório é um ótimo local para o nosso lazer.

O tamanho (capacidade) do reservatório é calculado de forma muito criteriosa (os estudos levam em consideração 10.000 anos de chuvas) para que mesmo nos períodos de grande estiagem o reservatório não chegue ao mínimo.


Central Hidroelétrica

Vazão diária média: 12.370 m3/s

Altura: 196 m

Comprimento: 1.234 m

Reservatório:1.350 km 2

Potência: 12.600 MWITAIPU


Primeira Usina Maremotriz - 1966Estuário do rio Rance – FrançaDiferença de altura média: 8,2 m Potencia: 240 MW

Energia Maremotriz

As marés que animam os oceanos éfonte de energia mecânica, limpa e

inesgotável que pode ser captada por turbinas para gerar eletricidade.

11 - Curiosidades sobre a eletricidade.

A tabela abaixo apresenta alguns valores de custo de produção de energia elétrica nos diversos tipos de usinas. A eletricidade

produzida em usinas hidráulicas são as mais baixas do mundo e ainda vale a máxima em que a escala diminui o custo.

US$ 400Energia Hidráulica (grades usinas)

US$ 800Energia Hidráulica (mini usina)

US$ 1.600Energia Hidráulica (micro usina)

US$ 5.000Energia Térmica

US$ 10.000Energia Nuclear

CUSTO MÉDIO DE PRODUÇÃO, EM US$, POR KILOWATT INSTALADO

Como você pode verificar acima, o custo de produção de eletricidade a partir da energia hidráulica é a mais baixa de todas as formas de geração de eletricidade. No Brasil, cerca de 97% da eletricidade é gerada em usinas hidro-elétricas.Na economia globalizada que vivemos no mundo de hoje, deveríamos tirar proveito disso e dar preferência a produtos com alto valor agregado de eletricidade. Seríamos imbatíveis no mundo.

Na sua conta de luz, pegue o que você pagou (Total Pago) e divida pelo consumo (Consumo do Mês)

Pegue a sua Conta de Luz e descubra você

mesmo

Tarifa média no Brasil

US$ 0,080Tarifa média nos Estados Unidos

US$ 0,115Tarifa média na Europa

TARIFA MÉDIA DAS CONCESSIONÁRIAS(custo do kilowatt hora)


Quando se fala em 110 e 220 volts, estamos falando de Tensões Nominais. A voltagem real vai depender do tipo de transformador que é empregado para abaixar a tensão de distribuição. Veja os

esquemas abaixo:

Saiba diferenciar o fornecimento monofásico do fornecimento trifásico.

Veja a diferença entre uma ligação estrela e delta (ou triângulo ):


Saiba diferenciar o fornecimento monofásico do fornecimento trifásico.

Veja a diferença entre uma ligação estrela e delta (ou triângulo ):


Usina Eólica.As Usinas Eólicas aproveitam a força da velocidade dos ventos para gerar eletricidade.São grandes hélices (como cataventos gigantes) instaladas em altas torres ou em locais altos. Esses locais devem ser privilegiados do ponto de vista de ventos. É necessário que

haja vento, de preferência fortes, o tempo todo.No dia em que não tiver vento não será possível a geração de energia elétrica.A grande vantagem da usina eólica é que não existe nenhum tipo de poluição.

Chamam-se eólicas porque são

acionadas pela energia do vento.

A Hélice é movida pela velocidade do vento.

3

O Gerador possui um eixo que é movido por uma enorme hélice.

2

A Energia Elétrica éproduzida por um Gerador, na Casa de Força.

1


Usina Eólica.

13 - O Caminho da Eletricidade


Tipos de Sistemas de Distribuição


Tipos de Condutores Elétricos


Veja aqui o trajeto da energia elétrica desde a usina onde ela égerada até chegar na sua casa.Os desenhos abaixo apresentam de forma esquemática os equipamentos que existem ao longo da linha.

A TURBINA é a máquina que é movimentada por alguma força externa. Essa força externa pode ser água em movimento ou vapor sob pressão.No caso da água, teremos as Usinas Hidro-Elétricas. Ainda assim, pode haver 2 tipos de usinas. Aquelas que se utilizam da Energia Potencial, isto é, aproveitam grandes alturas como na Usina Henry Borden, em Cubatão, que aproveita uma queda de quase 800 metros. Havendo grandes alturas não há a necessidade de grandes volumes de água. Nestas, a turbina é do tipo KAPLAN, que é formada por uma enorme roda de aço que tem na recipientes na forma de concha que recebem o impacto do jato de água sob grande pressão. O impacto é tão grande que ocorrem fenêmenos conhecidos como cavitação que vai "comendo" a superfície do aço.Outro tipo de usina hidro-elétrica são aquelas que se utilizam da Energia da Vazão de água, isto é, aproveitam grandes volumes de água como em Ilha Solteira, Itaipú e na maior parte das hidrelétricas brasileiras. Nestas, a turbina é do tipo FRANCIS com enormes pás para captar melhor a água. Algumas turbinas como as de Itaipú chegam a medir 20 metros de diâmetro. Estas usinas são relativamente baixas, em torno de 60 metros de altura. Excessão é Itaipu que apresenta um desnível de quase 115 metros. Veja uma em http://www.itaipu.gov.br/dtport/unidade2.htm. No caso do vapor, este vapor pode ser produzido por diversos tipos de fontes: Queima de óleo, queima de gás natural, queima de carvão, queima do bagaço de cana.Em todos os casos há a necessidade de calor, muito calor, para produzir o vapor sob presssão. Então essas usinas são conhecidas como Termo-Elétricas.As Usinas Nucleares também produzem vapor sob pressão. Mas o calor não é obtido pela QUEIMA de algum material, por isso elas não são consideradas Termo-Elétricas.A turbina possui um EIXO acoplado a um gerador elétrico. O GERADOR transforma a Energia Mecânica em Energia Elétrica. A Energia Elétrica é conhecida também como Eletricidade. Essa energia gerada é de baixa tensão por questões de segurança operacional. Então a tensão gerada precisa ser elevada para poder ser transmitida a longas distâncias. Veja um deles em http://www.itaipu.gov.br/dtport/unidade1.htm.


As Usinas Hidro-Elétricas são construídas em locais que tem rio caudaloso ou grandes quedas e esses locais nem sempre ficam perto das cidades. Então a eletricidade gerada precisa ser transmitidas (ou transportadas) pelas linhas de transmissão até as cidades. O TRANSFORMADOR tem a função de elevar a tensão. Os transformadores de Itaipú, pela potência que devem transformar, são enormes e pesam mais de 400 toneladas. Veja um deles em http://www.itaipu.gov.br/dtport/gis.htmA BOBINA DE BLOQUEIO é um equipamento que serve para fazer a mixagem dos sinais de comando e controle. Explicando melhor: A operação do sistema elétrico envolve comunicação entre os diversos componentes e essas comunidações não são realizadas pelos meios convencionais. Não se usa ondas de rádio nem o telefone. Estes sistemas são muito vulneráveis. As ondas de rádio sofrem interferência atmosférica e a telefonia é sujeita a panes e também a interferências atmosféricas. Então, o sistema elétrico possuem um meio próprio de comunicação que é a própria linha de transmissão.Expliando melhor, a Linha que é utilizada para transportar Energia Elétrica é utilizada também para transportar sinais de comunicação. Por exemplo: A Usina de Três Marias envia energia elétrica para Belo Horizonte. O quanto ela deve produzir é determinada pela quantidade de pessoas, comercio e de fábricas que estão precisando de eletricidade. Isso se chama DEMANDA. Então, o valor desse total de energia é enviado de Belo Horizonte para Três Marias pelo próprio cabo que traz a energia elétrica.Quem injeta e retira esses sinais de comunicação é a bobina de bloqueio.O TRANSFORMADOR DE CORRENTE e o TRANSFORMADOR DE POTENCIAL são 2 aparelhos que servem para medir, respectivamente, a corrente e a tensão que estão saindo da usina. Esses dois parâmetros fornecem a quantidade de energia que está sendo enviada. Esses valores sãu utilizados pelo departamente financeiro para efetuar a cobrança da conta de luz.O PÁRA-RAIOS é um equipamento de proteção que tem a função de absorver os ráios que caem nas linhas de transmissão. Ao longo da linha ocorrem chuvas e tempestades com relâmpagos e trovoadas. Os raios que caem nas linhas caminham pelas próprias linhas atéchegar nas subestações. Logo na entrada (ou saída) existem esses pára-raios que absorvem os raios, desviando-os para a terra.


Algumas torres como as do Linhão da CESP que liga Ilha Solteira com São Paulo, são do tipo DUPLA, ou seja, carregam 2 circuitos trifásicos. É uma torre inovadora, muito bonita. Na época em que foram construídas não havia igual em outro lugar do mundo.Na parte de cima dos circuitos existe um cabo fino. Este cabo não é fase e não conduz eletricidade. É um cabo de proteção chamado Cabo Pára-Raios e ficando por cima dos cicuitos formam uma espécie de guarda-chuva eletrostático que vai absorver os ráiosprovenientes dos relâmpagos que ocorrem em dias de chuvas e tempestades.Os cabos Pára-Raios são muito finos e em dias nublados quase não são visíveis pelos pilotos de aeronaves de pequeno porte que voam a baixas altitudes. Essas aeronaves não dispõem de radar ou outra aparelhagem de navegação e seu vôo é visual, isto é, o piloto precisar ver por onde ele vai. Geralmente o trajeto é determinado por alguma estrada ou rio. Por exemplo, para ir de São Paulo para Panorana o piloto pode escolher entre ir pelo rio Tietê ou pela rodovia Washinton Luis.Para a segurança do vôo, as linhas que atravessam estradas e rios devem possuir sinalizadores. Os mais utilizados são esferas de plástico pintadas na cor laranja. Esses sinalizadores são instalados no cabo mais alto da linha que éo Cabo Pára-Raios. Existem também sinalizadores elétricos que tem a vantagem de serem visíveis mesmo à noite.

A Linha de Transmissão começa no pára-raios da Subestação da Usina e termina no pára-raios da Subestação de Distribuição. Cada linha écomposta de 3 fases identificadas pelas letras A, B e V que significam Azul, Branca e Vermelha, que são as 3 fases da corrente trifásica.A tensão de transmissão é elevada para diminuir as perdas pelo efeito Joule (o cabo esquenta pela passagem da eletricidade).Quanto mais alta a tensão, menor serão as perdas. A linha entre Itaipú e Tijuco Preto tem um comprimento de 700 kilometros e a tensão é de 750.000 Volts. Nas proximidades de centros urbanos não é seguro se operar com tensõs tão elevadas. Então as linhas operam com tensão de 230.000 Volts. Dentro da cidade a tensão é menor ainda. Pode ser em 138.000 Volts ou 69.000 Volts.As torres são bem altas para a segurança das pessoas e veículos que passam debaixo das linhas. As linhas formam uma "barriga" por causa do seu peso. As torres da travessia do rio Tocantins em Tucuruí, chegam a medir 116 metros de altura. As torres muito altas, por questões de segurança da navegação aérea, devem ser pintadas de laranja e branco.Os cabos elétricos ficam bem esticados. Em cada cabo pode haver uma força de 2.000 kilogramas para mantê-lo esticado. A distância média entre uma torre e outra é de 500 metros. Os cabos ficam tão esticados que na passagem do vento, eles podem vibrar como as cordas de umviolão. Isso é muito perigoso pois o cabo pode entrar em ressonância e rebentar. Então são instalados dispositivos chamados de AMORTECEDORES de vibração.


O DISJUNTOR parece uma enorme chave de liga e desliga. São operadas a gás. No seu movimento de liga ou de desliga, a chave ocasiona o surgimento de uma faísca grande e forte. Esta faísca é tão forte que pode derreter o próprio disjuntor. Então, durante a manobra, éinjetado um gás especial que vai apagar a faísca. É como a gente assoprando uma vela para apagar a sua chama.O TRANSFORMADOR vai transformar a tensão de transmissão, geralmente elevada, para um tensão de distribuição em torno de 10.000 a 15.000 Volts.Na saída de subestação temos também os TC, TP e PR já conhecidos. Pelos registros dos valores medidos no TC e TP, sabe-se quanto de energia elétrica foi fornecido ao bairro do Tatuapé.

A SUBESTAÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO tem como função abaixar a elevada tensão de transmissão e de formar os diversos circuitos de distribuição. Uma circuito para o bairro do Tatuapé, outro para o bairro da Penha, etc.Na entrada da subestãoencontramos os equipamentos PR, TP, TC e BB cuja função já vimos.Os equipamentos principais da subestação são o disjuntor e o transformador.


Quem faz o abaixamento da tensão é o transformador instalado no poste da rua.Veja outros detalhes na página: http://www.ebanataw.com.br/roberto/energia/ener11.thm. Em regiões de grande concentração de consumo. As normas de saúde e segurança obrigam que as redes sejam subterrâneas. É a passagem de uma corrente elétrica elevada pode provocar doenças nas pessoas.Assim, na região central das grandes cidades a rede de distribuição ésubterrânea e não se vê postes com fios, cabos e transformadores nas ruas e avenidas.Você que gosta de filme de peseguição de aumomóveis preste atenção nos próximos filmes Norte Americanos. Não existe poste nas ruas dos Estados Unidos. Uma perseguição nunca acaba com a colisão do carro em um poste. Ao contrário do que acontece nas cidades brasileiras, uma grande parcela de acidentes de trânsito acaba com uma colisão no poste, geralmente fatal.

A rede de distribuição éfeita nas ruas do bairro. Existem, basicamente 2 tipos de circuitos nos postes da rua: A Rede Primária e a Rede Secundária.A Rede Primária é de tensão um pouco elevada (em torno de 10.000 a 15.000 Volts) e a sua trajetória é pelo ponto mais alto dos postes.A Rede Secundária é na tensão de fornecimento, em 110 Volts e 220 volts. Há variações podendo-se encontrar tensão de 440 Volts ou mais dependendo das necessidades.Nos grandes consumidores como fábricas, o fornecimento pode ser feito diretamente pela rede primária. Nestes casos, a fábrica precisar ter uma Cabine Primária para fazer, eles mesmos, o abaixamento para as tensões de consumo.

14 - Eficiência de uma Lâmpada


Nem toda a energia fornecida para uma lâmpada vira luz. Boa parte étransformada em calor.Eficiência luminosa é o coeficiente obtido pela quantidade de luz (energia luminosa) dividida pela quantidade de eletricidade fornecida à lâmpada.

EFICIÊNCIA DE UMA LÂMPADA INCANDESCENTE


Nem toda a energia fornecida para uma lâmpada vira luz. Boa parte étransformada em calor.Eficiência luminosa é o coeficiente obtido pela quantidade de luz (energia luminosa) dividida pela quantidade de eletricidade fornecida à lâmpada.

EFICIÊNCIA DE UMA LÂMPADA FLUORESCENTE

energia e eletricidade - josé augusto coeve florino

Documents