turbinas para pequenas e médias centrais hidroelétricas e...
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Turbinas para Pequenas e Médias
Centrais Hidroelétricas e Usinas
Reversíveis - Estado da Arte
Euler C. Cruz
21 Maio 2018
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Histórico
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1878 – Primeira hidrelétrica do mundo: Cragside, Northumberland,
Inglaterra. Construída por William Armstrong, alimentava uma única
lâmpada a arco em sua galeria de arte.
1879 – O imperador dom Pedro II concede à empresa Edison Eletric
Light Co., de Thomas Edison, a instalação de iluminação elétrica
na estação da Estrada de Ferro Pedro II.
1882 – 30/Setembro - Fox River, Appleton, Wisconsin. Appleton
Edison Light Company. Fornecia energia para fábrica de papel.
1883 - Ribeirão do Inferno – Diamantina – MG. Primeira usina
hidrelétrica do Brasil. Queda bruta: 5 m, dois dínamos Gramme, 4 e
8 HP, alimentava bombas d’água para desmonte nas minas de
diamante.
1889 – Usina de Marmelos, Juiz de Fora – MG. Companhia Mineira
de Eletricidade (CME) - Bernardo Mascarenhas - Primeira
hidrelétrica do continente destinada a fornecimento público - Início
da operação: 5/9/1889. 2 Unid. de 125 kW cada.
Histórico
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Usina de Marmelos, Juiz de Fora
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PCH
Itatinga
5 Unid.
4 MW cada
H = 980 m
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PCH Itatinga
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PCH Itatinga
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PCH Itatinga
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PCH Itatinga
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PEQUENAS E MÉDIAS
CENTRAIS
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CASA DE FORÇA DE PCH
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Turbinas Pelton HorizontaisH: 150 – 1500 m – P: < 30 MW
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Turbina Pelton Horizontal: 1 a 3 jatos
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Turbina Pelton Horizontal:
1 a 3 jatos
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Turbina Pelton Horizontal:
1 a 3 jatos
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Turbina
Pelton
Vertical:
1 a 6 jatos
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Turbina
Pelton
Vertical:
1 a 6 jatos
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Turbinas Francis HorizontaisH: 40 – 300 m – P: < 15 MW
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Turbinas Francis
Horizontais
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Turbina Francis
Horizontal – 10 MW
Diâm. Rotor = 1,8 m
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Turbina Francis
Horizontal – 10 MW
Diâm. Rotor = 1,8 m
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Turbina Francis
Horizontal – 2,9 MW
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Turbinas Kaplan AxiaisH: 4 – 40 m – P: < 17 MW – 3/4 pás - Regulação Simples ou Dupla
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Turbina Kaplan S Horizontal - MontanteH: 20 – 40 m – P: < 17 MW
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Turbina Kaplan S Horizontal - Montante
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Turbina Kaplan S Horizontal - Montante
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Turbina Kaplan S Horizontal - JusanteH: 10 – 20 m – P: < 12 MW
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Turbina Kaplan
S Horizontal -
Jusante
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Turbina Kaplan
S Horizontal -
Jusante
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Turbina Kaplan S Vertical (Saxo)H: 7 – 35 m – P: < 15 MW
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Turbina Kaplan S Vertical (Saxo)
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Turbina Kaplan S Vertical (Saxo)
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Turbina Kaplan S Vertical (Saxo)
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Turbina Kaplan S Vertical (Saxo)
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Turbina Kaplan S Vertical (Saxo)
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Turbina Kaplan S Vertical (Saxo)
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Turbina Kaplan S Vertical (Saxo)
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Turbina Kaplan Poço (Pit)H: 4 – 12 m – P: < 20 MW
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Turbina Kaplan Poço (Pit)
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Turbina Kaplan Poço (Pit)
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Turbina Kaplan Poço (Pit)
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Turbina Kaplan Poço (Pit)
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Turbina Kaplan InclinadaH: 7 – 35 m – P: < 3 MW
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Turbina Kaplan VerticalH: 4 – 70 m – P: < 30 MW
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Turbina
Kaplan
Vertical
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USINAS REVERSÍVEIS
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Máquinas ReversíveisH: 50 – 1200 m – P: 10 a 500 MW
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Os conjuntos de máquinas
reversíveis consistem em
um motor-gerador e uma
turbina-bomba reversível
que funciona como uma
bomba ou como uma
turbina, dependendo da
direção de rotação.
As turbinas-bomba podem
ser instaladas em locais
com quedas de menos de 50
m a mais de 800 m, e com
capacidades unitárias que
variam de menos de 10 a
mais de 500 MW.
Máquinas Reversíveis
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Com o uso da tecnologia de velocidade variável,
por meio de motor-gerador assíncrono ou motor-
gerador síncrono com conversor de frequência,
a velocidade de rotação da bomba-turbina pode
ser variada.
Máquinas Reversíveis
Assim, a faixa de operação da
turbina pode ser estendida e a
capacidade da bomba pode ser
ajustada usando-se apenas a
quantidade de energia atualmente
disponível. Esta tecnologia
estabiliza a rede de forma
eficiente.
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1 estágio
2 estágios
Múltiplos estágios
Máquinas Reversíveis
Turbina reversível:
• Deriaz – H: < 60 m
• Francis – H: 50 a 700 m
• Bombas + Pelton: < 500 m
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Máquinas Reversíveis
Turbina
Pelton
Bombas:
múltiplos estágios
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Máquinas Reversíveis
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TURBINA AUXILIARES
(CHG, MICRO, VAZÃO
ECOLÓGICA)
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Turbinas Tipo Sifão
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Turbinas Tipo Sifão
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Turbinas Tipo Sifão
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Turbinas Tipo Sifão
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Turbinas Helicoidais
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Turbinas
Helicoidais
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Turbinas Helicoidais
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Turbinas AxiaisAcionamento por correia
H: 2 a 5 m – P: <650 KW
D: 800 a 2000 mm
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Turbinas AxiaisAcionamento por multiplicador de velocidades
H: 2 a 12 m – P: <2600 KW
D: 800 a 2600 mm
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Turbinas BulboGerador de imã
permanente encapsulado
em bulbo sob pressão,
diretamente acionado pela
turbina
H: 2 a 30 m – P: <5 MW –
D: <4000 mm
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Turbinas
SubmersíveisGerador assíncrono encapsulado
em bulbo sob pressão,
diretamente acionado pela turbina
H: 8 a 30 m – P: <500 kW
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Turbinas Submersíveis
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Turbinas de Fluxo Cruzado(Michell-Banki ou Ossberger)
H: 2 a 200 m – P: < 3 MW
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Turbinas de Fluxo
Cruzado
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Turbinas Hidrocinéticas
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Turbinas Hidrocinéticas
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Obrigado