Itaipú produce electricidad a partir de la energía hidráulica, es decir, aprovechando la energía potencial gravitacional del agua contenida en una presa elevada. Esta energía está presente en la naturaleza y puede aprovecharse en desniveles pronunciados o cascadas.
Antes de se tornar energia elétrica, a energia deve ser convertida em energia cinética. O dispositivo que realiza essa transformação é a turbina. A turbina consiste basicamente em uma roda dotada de pás, que é posta em rotação ao receber a massa de água. O último elemento dessa cadeia de transformações é o gerador, que converte o movimento rotatório da turbina em energia elétrica.
A implantação de uma usina hidrelétrica em um rio prevê a construção de uma barragem para represá-lo, formando um lago artificial que pode ter duas funções: acumular água para quando houver diminuição de vazão no rio e prover um desnível para a queda da água (aumento da energia potencial).
Na Itaipu, a barragem serve, principalmente, para produzir o desnível necessário para o acionamento das turbinas, já que seu reservatório tem pequeno volume quando comparado com a vazão do rio (a usina é a fio d’agua).
A barragem, porém, não interrompe completamente o fluxo de água. Parte dela passa pela tomada d’água, que é a estrutura de captação da água que será levada por condutos forçados até as turbinas. O restante reencontra o leito do rio por meio do vertedouro, um sistema de comportas que é utilizado para escoar toda a água que não é utilizada para produção de energia.
Na casa de força, estão instalados os equipamentos para a produção de eletricidade, que incluem a tomada d’água, conduto forçado, gerador, Sala de Controle (CCR), Sala de Despacho de Carga e salas de controle local.
A rotação da turbina, movimentada pelo fluxo d’água, faz girar o rotor do gerador, cujo campo magnético, ao se deslocar, produz energia elétrica.
A contribuição da energia hidráulica na matriz de energia elétrica, segundo o Balanço Energético Nacional de 2015 é de, aproximadamente, 63%. Apesar da tendência de aumento de outras fontes, devido a restrições socioeconômicas e ambientais de projetos hidrelétricos e aos avanços tecnológicos no aproveitamento de fontes não-convencionais, tudo indica que a energia hidráulica continuará sendo, por muitos anos, a principal fonte geradora de energia elétrica do Brasil.
Embora os maiores potenciais remanescentes estejam localizados em regiões com fortes restrições ambientais e distantes dos principais centros consumidores, estima-se que, nos próximos anos, pelo menos 37% da necessidade de expansão da capacidade de geração seja de origem hídrica, de acordo com o Plano Decenal de Expansão 2014.
Representantes de más de 170 países llegaron a un consenso en la Cumbre Mundial sobre el Desarrollo Sostenible, celebrada en Johannesburgo (2002), y en el III Foro Mundial del Agua, celebrado en Kioto (2003): toda la energía hidroeléctrica es renovable y merece el apoyo internacional. A continuación, se enumeran las diez razones que los llevaron a esta conclusión.
La energía hidroeléctrica utiliza la energía del agua corriente, sin reducir su cantidad, para producir electricidad.
Por lo tanto, todos los proyectos hidroeléctricos, ya sean de pequeña o gran envergadura, de pasada o de almacenamiento, se enmarcan en el concepto de fuente de energía renovable.
As usinas hidrelétricas com reservatório de acumulação oferecem flexibilidade operacional incomparável, uma vez que podem responder imediatamente às flutuações da demanda de eletricidade.
A flexibilidade e a capacidade de armazenamento das usinas hidrelétricas as tornam o meio mais eficiente e econômico para dar suporte ao emprego de fontes intermitentes de energia renovável, como a energia solar ou a energia eólica.
A água dos rios é um recurso doméstico e, ao contrário do combustível ou gás natural, não está sujeita a flutuações de mercado.
Além disso, a hidreletricidade é a única grande fonte renovável de eletricidade. Sua relação custo-benefício, eficiência, flexibilidade e confiabilidade ajudam a otimizar o uso das usinas térmicas.
Os reservatórios das usinas hidrelétricas coletam a água da chuva, que pode ser usada para consumo ou irrigação.
Ao armazenar água, esses reservatórios protegem os aquíferos contra o esgotamento e reduzem nossa vulnerabilidade a inundações e secas.
A operação dos sistemas elétricos depende de fontes de geração rápidas e flexíveis para atender às demandas de pico, manter os níveis de tensão do sistema e restabelecer o fornecimento após um blecaute.
A energia gerada por instalações hidrelétricas pode ser injetada no sistema elétrico mais rapidamente do que a de qualquer outra fonte energética. A capacidade das usinas hidrelétricas de irem do zero à produção máxima, de forma rápida e previsível, as torna excepcionalmente adequadas para atender às alterações de consumo e fornecer serviços ancilares ao sistema elétrico, mantendo o equilíbrio entre a oferta e a demanda de eletricidade.
O ciclo de vida da hidreletricidade produz quantidades muito pequenas de gases do efeito estufa (GHG – “greenhouse gases”).
Ao emitir menos GHG do que usinas movidas a gás, carvão ou petróleo, a hidreletricidade pode ajudar a retardar o aquecimento global. Embora somente 33% do potencial hidrelétrico disponível tenha sido aproveitado, a hidreletricidade atualmente evita a emissão de GHG correspondente à queima de 4,4 milhões de barris de petróleo diariamente, em âmbito mundial.
As usinas hidrelétricas não produzem poluentes do ar.
Frequentemente, elas substituem a geração a partir de combustíveis fósseis, reduzindo assim a chuva ácida e a fumaça. Além disso, os empreendimentos hidrelétricos não geram subprodutos tóxicos.
As instalações hidrelétricas trazem eletricidade, estradas, indústria e comércio para as comunidades, desenvolvendo assim a economia, ampliando o acesso à saúde e à educação, e melhorando a qualidade de vida.
A hidreletricidade é uma tecnologia conhecida e comprovada há mais de um século. Seus impactos são bem compreendidos e administráveis, por meio de medidas de mitigação e compensação de danos. Ela oferece um vasto potencial e está disponível onde o desenvolvimento é mais necessário.
Com um tempo médio de vida de 50 a 100 anos, os empreendimentos hidrelétricos são investimentos de longo prazo que podem beneficiar diversas gerações.
Eles podem ser facilmente atualizados para incorporar tecnologias mais recentes e têm custos muito baixos de operação e manutenção.
Os empreendimentos hidrelétricos que são desenvolvidos e operados de forma economicamente viável, ambientalmente sensata e socialmente responsável, representam desenvolvimento sustentável em sua melhor concepção.
Isto é, “desenvolvimento que atende hoje às necessidades das pessoas, sem comprometer a capacidade das futuras gerações de atender suas próprias necessidades” (Comissão Mundial de Meio Ambiente e Desenvolvimento, 1987).
IHA – International Hydropower Association
NHA USA – USA National Hydropower Association
INHA – Indian National Hydropower Association
NHA Nepal – Nepal Hydropower Association
CHA – Canadian Hydropower Association
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