MODERNIZACA0 DE USINAS HIDROELETRICAS PARA GANHAR ENERGIA
GERALDO MAGELA PEREIRA - Consultor Independente
RESUMO: Este trabalho tem por objetivo apresentar alguns aspectos do terra,
coletados na bibliografia internacional, relacionados com o ganho de energia em
usinas reabilitadas com este fim. Este lado da questao, que nao foi abordado nos
trabalhos apresentados nos Seminarios anteriores(XVI em 1985 e XIX em 1991),
vem merecendo destaque especial em alguns pafses do primeiro mundo. Pareceme oportuno destacar else aspecto pars reflexao de todos, uma vez que esta pode
ser uma alternativa de politica para o setor el&rico nacional.
INTRODUcAO
Desde o primeiro Seminario, em 1962, esta 6 a terceira vez que este assunto faz pane do temario.
A primeira, em 1985, no XVI em Belo Horizonte: Tema II - "Recuperacao de Barragens e de
Reservat6rios, Aspectos Ffsicos e Ambientais"; a segunda, em 1991, no XIX em Aracaju: Tema II
- Reabilitacao de Barragens e Reservat6rios - "Aspectos de Projeto e de Construcao: Deterioracao,
Revisao de Critt rios de Operacao e Melhoria de Performance".
Nenhum dos trabalhos apresentados nesses Seminarios tratou da reabilitadao de usinas para, com a
modernizacao , ganhar energia.
Sabe- se que a importancia do tema esta relacionada a idade das usinas . A vida operacional de 50
anos 6 geralmente considerada como limite , a partir do qual a necessidade de uma reforms extensa
se torna muito provavel.
Consultando-se o "World Register of Dams ", ICOLD, verifica -se que , neste ano, entre 20 e 30
usinas , do poder pdblico , completam 50 anos e que , aproximadamente , outras 20 estarao entre 40 e
50 anos . A tendencia sera de aumento substancial de obras desta natureza.
O objetivo do presente trabalho 6 apresentar, resumidamente, algumas informacoes, extraidas da
bibliografia internacional, sobre o ganho de energia obtido com a modernizacao de usinas para
reflex-5o de todos.
MODERNIZAcAO DE HIDROELETRICAS PARA UMA OPERA IO MA IS EFICIENTE
Bergeret e Mazzocco publicaram, em 1983 na HRW/Fall, um trabalho no qual abordam este lado
importante do tema de forma clara e objetiva.
Destaca-se que nesse trabalho nao foi publicado dados economicos comparativos entre "construir
novas usinas" x "modernizar", ate porque os autores sao da Franca, pals no qual a dnica alternativa
6 modernizar.
Comunicagio 179
As usinas suportam ao Longo de suas vidas uteis ciclos economicos e revolucoes tecnol6gicas. E
evidente que usinas projetadas e construfdas numa dpoca podem ter sua performance melhorada se
modernizadas dentro dos parametros de outra dpoca. Segundo os autores , a EDF-Electricitd de France esta implementando renovacoes, para atender a
demands adicional de energia a partir dos anos 70 , com os seguintes objetivos:
- preencher as necessidades da rede de energia como um todo , adaptando instalacoes e maquinas
existentes; e
- incorporar avancos tecnol6gicos para , com um melhor aproveitamento do circuito hidriulico e
das miquinas , obter beneficios energdticos e economicos.
Esses conceitos , mesmo considerando que as perdas de energia decorrentes das interrupcoes para
realizar os melhoramentos certamente sao considerifveis e representam um Onus que pesa na decisao
quanto a duracao , extensao e programacao dos trabalhos, e ainda as particularidades de cads
sistema el6trico, merecem uma reflexao.
A UMENTO DA Ch PA MADE INSTALADA
Como resultados praticos sao citados:
- na usina Eguzon, 1925, foram substitufdas as 6 rodas Francis junto com os reguladores de
velocidade. Eixos, mancais, distribuidores e tubos de succao foram adaptados e/ou modificados.
0 rendimento aumentou de 85 para 91 %, quando operando na potencia 6tima maxima. A
capacidade instalada aumentou 15%, de 12 para 13,8 MW;
- na usina Beauvoir , as 3 rodas Kaplan foram adaptadas simplesmente aumentando a vazao, de
150 para 170 m3/s, e, consequentemente aumentando a potencia. No caso, da ordem de 11 %,
1,2 MW por unidade. As modificacoes centralizaram-se no servo-motor do rotor, na tubulacao
interns do 61eo da maquina e de controle automgtico , e nos lados das pis.
Pode- se tambr m aumentar as aberturas do distribuidor das maquinas Francis ou as agulhas e
injetores das Pelton visando aumentar a vazao.
- na usina L'Aigle a EDF concluiu que modificar o perfil das pas era economicamente mail vii vel
que substituf-lo.
A UMENTO DO RENDIMENTO ENERGETICO
Os principais fatores que causam reducao de rendimento identificados foram:
- deterioracao do revestimento dos condutos forcados;
- desgaste das turbinas pela erosao mecanica devida aos sedimentos; e
- mudanca da relacao entre o angulos das pis m6veis e fixas da turbina.
Como resultado pratico r citado:
- a restauracao dos condutos forcados, iniciada no infcio dos anos 80, resultou na reducao da
perda de carga em 37 m e num aumento de capacidade da ordem de 1,2 MW. Destaca-se que a
EDF opera 1 000 km de condutos forcados.
0TIMJZA AO DA OPERAcAO DAS USINAS
A operacao sincronizada dos reservat6rios 6 a regra corrente em qualquer sistema integrado
visando atender a demanda , sobretudo nas horas de pico, com beneffcios substanciais.
CRITERIOS PARA MODERNIZAcA0 DE USINAS
Ale m do trabalho de Bergeret e Mazzocco , Gummer, Barr e Sims publicaram, em dezembro de
1993 na WP&DC , trabatho contendo critdrios pars o levantamento inicial multidisciplinar de dados
para modernizacao , visando facilitar a avaliacao, nem sempre evidente , de sua viabilidade e de sua
extensao.
Este trabalho,de consulta imprescindivel , fornece um "check - list" bastante completo do assunto,
abordados nos seguintes itens:
- aspectos gerais;
- operacao e manutencao;
- aspectos economicos;
- dados e controles hidraulicos;
- bacia hidrografica e barragens a montante : estrutura e vertedouros;
comportas e va'lvulas;
passagens hidraulicas : t ineis;
casa de forca: gerador , turbina , regulacao da excitacao e voltagem , alimentacao eldtrica das
unidades, barramentos blindados e cabos;
- equipamentos auxiliares : controle, alarmes, protecao e supervisao , ponte rolante da casa de
forca;
- sistemas auxiliares eletricos e mecanicos : suprimento de energia ele trica a casa de forca,
aterramento e isolamento , agua de refrigeracao, ar comprimido, drenagem, Agua potlvel e
esgotos , subestacao e transmissao.
Comunicar o 181
CONSMERAcOES FINALS
Considerando-se um exemplo, hipote tico, onde a potencia instalada aumentou 2,0 MW tern-se o
seguinte aumento de energia firme, adotando-se um fator de cacidade igual a 0,5:
-
aumento de energia firme = 2,0 MW x 0,5 = 1,0 MW m&lios = 1000 kW m6dios.
Considerando-se, para uma residencia de classe media na cidade do Rio de Janeiro com 5 pessoas,
um consumo mddio mensal de 365 kWh tern-se:
- consumo anual = 12 x 365 kWh / 8 760 h por ano = 0,5 kW por ano.
Assim, dividindo-se o aumento de energia firme pelo consumo anual desta familia tern-se o numero
de residencias que seriam beneficiadas:
- residencias beneficiadas = 1 000 kW / 0,5 kW = 2 000 residencias por ano.
Ou seja, um ganho de potencia instalada de apenas 2,0 MW, significa que 10 000 pessoas seriam
beneficiadas, uma vez que a residencia considerada tern 5 pessoas. Isto, no Rio de Janeiro, uma
cidade quente, onde a maioria das residencias de classe media tern, entre outros eletrodomdsticos,
aparelhos de ar condicionado instalados, que pesa sabidamente na conta de energia. Numa cidade
de clima mais ameno, o numero de pessoas beneficiadas seria maior com certeza.
Penso que esses ndmeros merecem uma reflexao e justificariam um estudo mais profundo da
questao por pane do setor eletrico nacional. Esta seria uma alternativa a ser considerada na
expansao do setor?
A
REFERENCIAS
BERGERET, Andre and MAZZOCCO, Michel; Upgrading Hydroelectric Plants for More
Efficient Operation. HRW/Fall, 1993.
GUMMER, J. H., BARR, D. M. and SIMS, G. P.; Evaluation Criteria for Upgrading Hydro
Powerplant. WP&DC, December, 1993.
XVI SNGB, Belo Horizonte,1985, e XIX SNGB, Aracaju,1991; Tema II.
ComunicacAo 182