Turbinas para Pequenas e Médias Centrais Hidroelétricas e...

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

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

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 – 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 - JusanteH: 10 – 20 m – P: < 12 MW

Turbina Kaplan

S Horizontal -

Jusante

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

Turbina Kaplan S Vertical (Saxo)

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

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.


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


Turbina reversível:

• Deriaz – H: < 60 m

• Francis – H: 50 a 700 m

• Bombas + Pelton: < 500 m


Turbina

Pelton

Bombas:

múltiplos estágios

TURBINA AUXILIARES

(CHG, MICRO, VAZÃO

ECOLÓGICA)

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

Obrigado

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