Turbinas para Pequenas e Médias

Centrais Hidroelétricas e Usinas

Reversíveis - Estado da Arte

Euler C. Cruz

21 Maio 2018

Histórico

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

Usina de Marmelos, Juiz de Fora

PCH

Itatinga

5 Unid.

4 MW cada

H = 980 m

PCH Itatinga

PCH Itatinga

PCH Itatinga

PCH Itatinga

PEQUENAS E MÉDIAS

CENTRAIS

CASA DE FORÇA DE PCH

Turbinas Pelton HorizontaisH: 150 – 1500 m – P: < 30 MW

Turbina Pelton Horizontal: 1 a 3 jatos

Turbina Pelton Horizontal:

1 a 3 jatos

Turbina Pelton Horizontal:

1 a 3 jatos

Turbina

Pelton

Vertical:

1 a 6 jatos

Turbina

Pelton

Vertical:

1 a 6 jatos

Turbinas Francis HorizontaisH: 40 – 300 m – P: < 15 MW

Turbinas Francis

Horizontais

Turbina Francis

Horizontal – 10 MW

Diâm. Rotor = 1,8 m

Turbina Francis

Horizontal – 10 MW

Diâm. Rotor = 1,8 m

Turbina Francis

Horizontal – 2,9 MW

Turbinas Kaplan AxiaisH: 4 – 40 m – P: < 17 MW – 3/4 pás - Regulação Simples ou Dupla

Turbina Kaplan S Horizontal - MontanteH: 20 – 40 m – P: < 17 MW

Turbina Kaplan S Horizontal - Montante

Turbina Kaplan S Horizontal - Montante

Turbina Kaplan S Horizontal - JusanteH: 10 – 20 m – P: < 12 MW

Turbina Kaplan

S Horizontal -

Jusante

Turbina Kaplan

S Horizontal -

Jusante

Turbina Kaplan S Vertical (Saxo)H: 7 – 35 m – P: < 15 MW

Turbina Kaplan S Vertical (Saxo)

Turbina Kaplan S Vertical (Saxo)

Turbina Kaplan S Vertical (Saxo)

Turbina Kaplan S Vertical (Saxo)

Turbina Kaplan S Vertical (Saxo)

Turbina Kaplan S Vertical (Saxo)

Turbina Kaplan S Vertical (Saxo)

Turbina Kaplan Poço (Pit)H: 4 – 12 m – P: < 20 MW

Turbina Kaplan Poço (Pit)

Turbina Kaplan Poço (Pit)

Turbina Kaplan Poço (Pit)

Turbina Kaplan Poço (Pit)

Turbina Kaplan InclinadaH: 7 – 35 m – P: < 3 MW

Turbina Kaplan VerticalH: 4 – 70 m – P: < 30 MW

Turbina

Kaplan

Vertical

USINAS REVERSÍVEIS

Máquinas ReversíveisH: 50 – 1200 m – P: 10 a 500 MW

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

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.

1 estágio

2 estágios

Múltiplos estágios

Máquinas Reversíveis

Turbina reversível:

• Deriaz – H: < 60 m

• Francis – H: 50 a 700 m

• Bombas + Pelton: < 500 m

Máquinas Reversíveis

Turbina

Pelton

Bombas:

múltiplos estágios

Máquinas Reversíveis

TURBINA AUXILIARES

(CHG, MICRO, VAZÃO

ECOLÓGICA)

Turbinas Tipo Sifão

Turbinas Tipo Sifão

Turbinas Tipo Sifão

Turbinas Tipo Sifão

Turbinas Helicoidais

Turbinas

Helicoidais

Turbinas Helicoidais

Turbinas AxiaisAcionamento por correia

H: 2 a 5 m – P: <650 KW

D: 800 a 2000 mm

Turbinas AxiaisAcionamento por multiplicador de velocidades

H: 2 a 12 m – P: <2600 KW

D: 800 a 2600 mm

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

Turbinas

SubmersíveisGerador assíncrono encapsulado

em bulbo sob pressão,

diretamente acionado pela turbina

H: 8 a 30 m – P: <500 kW

Turbinas Submersíveis

Turbinas de Fluxo Cruzado(Michell-Banki ou Ossberger)

H: 2 a 200 m – P: < 3 MW

Turbinas de Fluxo

Cruzado

Turbinas Hidrocinéticas

Turbinas Hidrocinéticas

Obrigado