Energia Hidrelétrica - Introdução
A energia hidroelétrica (HEP) é uma importante fonte de energia renovável usada em todo o mundo hoje para produzir eletricidade. Ele utiliza as leis básicas da Física. A queda de água sob alta pressão possui alta energia cinética. Em uma estação HEP, a queda d'água gira as turbinas. Por indução magnética, o gerador converte a energia mecânica das turbinas em eletricidade.
Usina Hidrelétrica
É a técnica de usar a água da barragem que cai de uma altura para girar as turbinas de um gerador. A energia mecânica é convertida em forma elétrica e alimentada no sistema de rede nacional. O diagrama a seguir mostra o esboço de uma usina hidrelétrica.
A localização de uma usina hidrelétrica deve ser analisada por um especialista para determinar a queda efetiva para máxima eficiência. Os sistemas hidráulicos também são usados para utilizar o conceito em fluxos de água de movimento lento e lento.
Uma vantagem da energia hidrelétrica é que a água está disponível para outro uso após a geração. Um rio com grande vazão e nascente é a melhor fonte de energia hidrelétrica.
Taxa de fluxo significa a velocidade com que a água passa por um determinado ponto do rio por segundo. A cabeça se refere à distância vertical do topo da encosta até a estação de energia.
Uma barragem com uma grande queda é construída para aumentar a energia potencial da água. A entrada é colocada na parte inferior, onde a pressão é mais alta. A água então flui por gravidade através da comporta. Nesse nível, a energia cinética é suficiente para girar as turbinas.
Estimativa de potência
A energia em uma barragem pode ser estimada por dois fatores - fluxo de água e cabeceira.
Flowsignifica o volume que passa por uma determinada seção de um rio em um determinado momento. O fluxo é dado por m 3 / s.
Head é a distância vertical pela qual a água cai.
Teoricamente, o poder é diretamente proporcional aos fatores acima mencionados, ou seja,
P = Q*H*c
Onde,
P - potência esperada
Q- o fluxo em m 3 / s
H - Cabeça em m
c - constante (densidade * gravidade)
Portanto, tomando a densidade da água como 1000gm -3 e a gravidade 1,9 -
P = 1000*1.9*Q*H
A energia é necessária para girar as turbinas de um gerador para causar uma indução eletromagnética.
O armazenamento bombeado é uma técnica usada para reciclar a água depois que ela passou pelas turbinas. Em particular, o armazenamento bombeado melhora a eficiência geral da barragem.
Uma usina hidrelétrica tem três componentes principais. Eles são -
O primeiro é a barragem que cria a nascente de água. A água cai da base da barragem em alta velocidade e fornece energia cinética para girar as turbinas.
O segundo componente é o reservatório. O reservatório de água é o local atrás da barragem onde a água é armazenada. A água no reservatório está localizada mais alta do que o resto da estrutura da barragem. A altura da água no reservatório decide quanta energia potencial a água possui. Quanto maior for a altura da água, maior será sua energia potencial.
O terceiro componente é a planta elétrica onde a eletricidade é produzida e conectada à rede.
Avaliação de recursos para pequenas instalações
Antes de instalar uma mini-usina hidrelétrica, é importante identificar os recursos próximos que podem ser aproveitados. Um bom riacho com fluxo razoavelmente constante (m 3 / s) é um recurso que vale a pena explorar.
Um rio com bom fluxo pode utilizar a velocidade da água para girar a roda d'água. Encostas de montanhas ou colinas são mais adequadas para a geração hidrelétrica. Como mencionado antes, é necessário considerar a cabeceira e a vazão do rio para determinar a produção de energia aproximada.
Conhecendo os parâmetros, a potência aproximada é determinada da seguinte forma -
Head in feet * flow in gallons per meter / 10 = power in Watts
A cabeça também pode ter as unidades de pressão para um rio uniforme.
Método de tubo de mangueira
Esta técnica é usada na determinação da carga em um fluxo baixo para uma turbina submersa.
Os requisitos para um método de tubo de mangueira incluem uma tubulação flexível (cavalo de jardim preferido), um funil e um material de medição. O riacho deve ser raso o suficiente para que alguém possa vaguear (verifique a profundidade do rio antes de começar). O procedimento para instalação de um método de tubo flexível é descrito abaixo.
Primeiro, estique a mangueira do ponto onde o riacho começa a se inclinar. Em segundo lugar, levante a extremidade da mangueira até que a água pare de fluir. Pegue a distância vertical e repita o mesmo para outras seções até que o local preferido seja alcançado. A figura abaixo ilustra os vários cabeçotes em cada seção.
Determining head
Determinando o Fluxo
O fluxo de um fluxo normal para uma energia hidrelétrica doméstica pode ser determinado pelos dois métodos a seguir -
Float method- nesta técnica, um flutuador de peso medido é liberado em uma parte par do riacho e o tempo gasto para cobrir a distância medida é registrado. A distância em metros é dividida pelo tempo gasto em segundos para obter a velocidade. Vale ressaltar que o flutuador não deve tocar o solo. Caso seja muito pesado a ponto de tocar o leito do riacho, pode ser escolhida uma boia menor.
Bucket method- Isso é conseguido barrando o riacho e desviando-o para um balde. A taxa de preenchimento é então registrada. Isso é feito em galões por segundo. Use um balde com uma medida padrão para ser mais preciso.