A função atribuída às usinas hidrelétricas consiste na transmutação da energia hidrelétrica, oriunda de um curso d’água, seja ele natural ou artificial. As usinas hidrelétricas têm como objetivo gerar energia por meio de uma barragem que intercepta o curso de água. Para isso, os processos podem ocorrer de diferentes maneiras. Acompanhe neste artigo:
- Usinas hidrelétricas: o que é a energia hidrelétrica?
- Os tipos de usinas hidrelétricas
- Energia hidrelétrica: o ‘ás de espadas’ frente à energia eólica e solar
- Os desafios e as vantagens da energia hidrelétrica
- Sustentabilidade destrava o potencial das hidrelétricas
Usinas hidrelétricas: o que é a energia hidrelétrica?
Primeiramente, é importante compreender que as centrais hidrelétricas são responsáveis por converter energia hidráulica. Ou seja, capturar a energia proveniente do movimento de água, seja em um fluxo natural ou criado de forma artificial. Depois disso, a função dessas infraestruturas é transformar a água em eletricidade renovável.
O processo ocorre por meio de obras de adução, canais e/ou túneis de desvio, onde a água é transportada da barragem por canos, chegando até as turbinas. Essas turbinas giram para gerar energia mecânica que, então, é convertida em eletricidade por meio de gerador rotativo. O gerador fica conectado às turbinas, sendo capaz de converter a energia mecânica recebida pela turbina em energia elétrica.
Após isso, a água desperta as turbinas, produzindo energia mecânica, que depois, é conduzida por um canal de descarga para retornar ao curso d’água. Esses são só alguns de muitos processos que ocorrem posteriormente.
A eletricidade gerada também precisa ser convertida, para só então ser transportada por longas distâncias. Isto é: antes de entrar nas linhas de transmissão, a energia passa por um transformador, que deve diminuir a intensidade da corrente do gerador elétrico rotativo, e com isso, aumentar a voltagem.
Uma vez que a eletricidade esteja no seu destino, ela é conduzida novamente através de um transformador, cuja função é amplificar a intensidade da corrente elétrica. Ao mesmo tempo que reduz sua tensão, a fim de ajustá-la para os requisitos específicos de utilização industrial, comercial ou doméstica.
Os tipos de usinas hidrelétricas
Existem três diferentes tipos de categorias, sendo:
- Usinas de passagem;
- Usinas de reservatório;
- Usinas de armazenamento.
Neste ponto, será possível compreender de forma mais aprofundada sobre como funciona o curso d’água que, como destacado antes, ocorre de forma natural ou artificial. Nas centrais elétricas de passagem, por exemplo, o fluxo é natural. Entenda mais detalhes sobre cada usina abaixo:
Usinas de passagem – o uso é direto do fluxo natural de um rio ou riacho. Em outras palavras, são usinas geradoras de água corrente. Dessa forma, a água é direcionada através de canalizações até as turbinas, sendo então devolvida ao curso natural do rio após o aproveitamento energético.
Usinas de reservatório – é onde ocorre o represamento das águas de um ou mais córregos (naturais ou não), que se acumulam em um reservatório. Depois disso, a água flui para para assim ser possível acionar as turbinas e, por fim, retornar ao leito do rio. Neste tipo de usina, a produção de eletricidade e o controle do fluxo hídrico podem ser gerenciados de maneira precisa em termos de vazão e quantidade.
Usinas de armazenamento – diferente das outras centrais, aqui há aspectos adicionais que requerem maior atenção. Nas usinas de armazenamento ou de armazenamento por bombagem, existem dois reservatórios em diferentes elevações, sendo eles: um a montante e outro a jusante – que serve como reserva de energia.
Dessa forma, é possível existir uma dupla jornada, ou seja, quando há maior demanda de energia, a água que cai nas centrais a jusante e pode fluir de volta para a bacia a montante, com isso, as mesmas turbinas são usadas para diferentes finalidades, atuando como uma espécie de bombeamento elétrico.
Ainda a respeito das usinas de armazenamento, vale a ressalva que, quando a demanda for maior, a água pode ficar novamente disponível para a produção de eletricidade, de forma que a central elétrica pode funcionar em ciclo fechado. Este ciclo fechado não está necessariamente ligado ao fluxo de um curso de água, sendo assim: funciona como um tipo de acumulador de energia, que pode ser posteriormente convertido em eletricidade.
Energia hidrelétrica: o ‘ás de espadas’ frente à energia eólica e solar
Segundo a IEA (sigla em inglês para Agência Internacional de Energia), que visa a Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico, cujo o Brasil é membro, a energia hidrelétrica ultrapassa todas as outras tecnologias renováveis combinadas em geração elétrica.
Espera-se que as hidrelétricas se mantenham na posição de principal fonte mundial de eletricidade renovável até 2030. Consequentemente, elas devem continuar desempenhando um papel fundamental na estratégia global de descarbonização do sistema energético, oferecendo uma contribuição excepcional para a melhoria da flexibilidade operacional e da sustentabilidade do sistema elétrico de forma global.
Contudo, com o tempo, é esperado que as hidrelétricas fiquem para trás, sendo ultrapassadas pelas energias eólicas e solares, porém elas devem continuar exercendo um papel fundamental como fonte de energia distribuível, dando suporte às diversas fontes de energias renováveis.
Nesse sentido, também pesa o fato de as hidrelétricas contarem com o sistema de armazenamento, pois isso tem potencial de desempenhar um papel significativo na gestão de inconstâncias pontuais na geração de energia solar e eólica.
Diversas usinas hidrelétricas podem aumentar e diminuir sua geração de eletricidade muito rapidamente em comparação com outras usinas de energia, e podem ser paradas e reiniciadas de forma relativamente suave.
Os desafios e as vantagens da energia hidrelétrica
A expansão global da energia hidrelétrica deve enfrentar uma desaceleração ao longo desta década, na avaliação da IEA, que explica que o motivo para tal desafio é resultado da redução no ritmo de desenvolvimento de projetos na China, América Latina e Europa.
O declínio é parcialmente compensado pelo crescimento ascendente na região da Ásia-Pacífico, África e Oriente Médio. Nesse sentido, até 2030, é esperado que mais de 75% da nova capacidade hidrelétrica mundial venha na forma de projetos de grande escala na Ásia e na África, sendo encomendados por empresas estatais.
Outros embates pesam na conta. As chuvas cada vez mais irregulares, por exemplo, por conta das mudanças climáticas, estão afetando a produção hidrelétrica em diversas partes do mundo.
Apesar disso, para a IEA, a energia hidrelétrica é como a “espinha dorsal” da geração de eletricidade de baixo carbono. Isso porque, a contribuição da energia hidrelétrica é 55% maior do que a nuclear, além de ser maior do que a de todas as outras energias renováveis combinadas, incluindo eólica, solar fotovoltaica, bioenergia e geotérmica.
Na lista de benefícios, influencia o fato de que há alguns anos, em 2020, a energia hidrelétrica forneceu 17% da geração global de eletricidade – sendo a terceira maior fonte depois do carvão e do gás natural.
Nas últimas duas décadas, a capacidade total da energia hidrelétrica aumentou 70% globalmente. Na outra ponta, a participação na geração total permaneceu estável, motivado pelo crescimento da energia eólica, solar fotovoltaica, carvão e gás natural, mas como mencionado antes, as hidrelétricas têm certa “garantia”, que nem todas as demais alternativas de eletricidade possuem.
Levando em conta o grau de flexibilidade das usinas hidrelétricas, isso permite que elas se ajustem rapidamente às mudanças na demanda e compensem as flutuações no fornecimento de outras fontes de eletricidade.
Isso torna a energia hidrelétrica uma opção atrativa, que proporciona suporte com rápida implantação e integração, sendo segura em sistemas elétricos de energia solar fotovoltaica e eólica, cuja produção de eletricidade pode variar dependendo de fatores como o clima e a hora do dia ou do ano.
A energia hidrelétrica também é um ativo essencial para a construção de sistemas elétricos seguros e limpos, por conta de sua capacidade de fornecer grandes quantidades de eletricidade de baixo carbono sob demanda.
7 pontos para impulsionar o crescimento da energia hidrelétrica
A IEA listou 7 áreas prioritárias para os governos impulsionarem o crescimento da energia hidrelétrica.
- Priorização dos investimentos de energia hidrelétrica na agenda de políticas energéticas e climáticas;
- Aplicação de padrões de sustentabilidade robustos para todos os empreendimentos hidrelétricos, com regras e regulamentos simplificados;
- Identificação do papel crítico da energia hidrelétrica para garantia da segurança elétrica e desenvolvimento de mecanismos de remuneração;
- Aumento das capacidades de flexibilidade das centrais hidroelétricas existentes através de medidas de incentivo à sua modernização;
- Apoio da expansão da energia hidrelétrica bombeada;
- Contar com um financiamento acessível de desenvolvimento sustentável de energia hidroelétrica em economias em desenvolvimento;
- Tomar medidas para garantir a inclusão do valor dos benefícios públicos proporcionados pelas centrais hidroelétricas
A energia hidrelétrica segue importante para a matriz energética global, oferecendo não apenas eletricidade renovável e de baixo carbono, mas também flexibilidade operacional. Apesar dos desafios, o seu papel como uma fonte confiável e sustentável não levantam questionamentos.
Além disso, as usinas hidrelétricas estão bem posicionadas para continuar desempenhando um papel importante na transição global para um futuro energético mais limpo e resiliente.
