Relatório Visita Técnica a Usina Hidroelétrica de ITAIPU
Bruno Henrique Koga
GRR20070886
Resumo. A implantação da usina Hidroelétrica de Itaipu é um marco na historia do Brasil. A energia produzida por suas turbinas alimentam a limentam boa parte do consumo Brasileiro e Paraguaio. Este relatório vem trazer informações de visita técnica a esta usina hidroelétrica, a subestação de FURNAS e ao PTI (Parque Tecnológico de Itaipu).
Introdução
Esse relatório foi elaborado com base na visita técnica dos alunos dos cursos de Engenharia Elétrica da Universidade Federal do Paraná - UFPR à Usina Hidrelétrica de Itaipu, no dia 3 de junho de 2011.
Na visita os alunos puderam conhecer melhor como opera o funcionamento da referida usina, a maior em funcionamento no mundo, responsável por boa parte da energia elétrica consumida no Brasil e no Paraguai.
Também puderam conhecer também também o PTI (Parque Tecnológico de Itaipu). Este projeto é único no Brasil, pois agrega no mesmo m esmo espaço uma incubadora empresarial, laboratórios de ultima g eração, plataforma de ensino a distancia e projetos educacionais. Nele é abrigado o centro de Engenharias e Ciências Exatas da Universidade Estadual do Oeste do Paraná P araná (Unioeste).
Outro local visitado foi a Subestação de Foz do Iguaçu, de propriedade de Furnas Centrais Elétricas, responsável por transmitir a energia elétrica produzida pela Itaipu para o Brasil.
Relatório
Usina Hidrelétrica de Itaipu
A Usina Hidrelétrica de Itaipu é, atualmente, a maior usina hidrelétrica do mundo em geração de energia. É uma empresa binacional construída pelo Brasil e pelo Paraguai no rio Paraná, no trecho de
fronteira entre os dois países, 15 km ao norte da Ponte da Amizade. Com 20 unidades geradoras de 700 MW cada uma, totalizando 14.000 MW de potência instalada, fornece 18,9% da energia consumida no Brasil e abastece 77,0% do consumo paraguaio.
O recorde histórico de produção de energia ocorreu em 2008, com a geração de 94.684.781 megawatts-hora (MWh).
História
Para a construção foram usados 40 mil trabalhadores diretos. Para o material foi usado 12,57 milhões de m³ de concreto (o equivalente a 210 estádios do Maracanã) e uma quantidade de ferro equivalente a 380 Torres Eiffel.
No dia 14 de outubro de 1978 foi aberto o canal de desvio do rio Paraná, que permitiu secar um trecho do leito original do rio para ali ser construída a barragem principal, em concreto.
O reservatório da usina começou a ser formado em 12 de outubro de 1982, quando foram concluídas as obras da barragem e as comportas do canal de desvio foram fechadas.
Em 5 de maio de 1984, entrou em operação a primeira unidade geradora de Itaipu. As 20 unidades geradoras foram sendo instaladas ao ritmo de duas a três por ano.
As duas últimas das 20 unidades de geração de energia elétrica começaram a funcionar entre setembro de 2006 e março 2007, elevando a capacidade instalada para 14.000 MW, concluindo a usina. Este aumento da capacidade permitiu que 18 unidades geradoras permanecessem funcionando o tempo todo, enquanto duas permanecem em manutenção. Devido a uma cláusula do tratado assinado entre Brasil, Paraguai e Argentina, o número máximo de unidades geradoras autorizadas a operar simultaneamente não pode ultrapassar 18.
Produção de Energia
A produção de energia é realizada na casa de Força, onde são concentrados os equipamentos eletromecânicos responsáveis pela produção de energia na Itaipu. Nela estão à caixa espiral, a turbina, o gerador, o sistema de excitação e o regulador de velocidade.
A operação da usina tem o objetivo de maximizar a utilização da água (energia disponível), nos períodos de baixas e altas afluências, atendendo as demandas dos sistemas elétricos do Brasil e do Paraguai. Evita-se verter água e otimiza-se a sua utilização na produção de energia.
Em termos de disponibilidade das unidades geradoras (percentual do tempo durante o qual as unidades geradoras permaneceram disponíveis para operação) a média anual alcançada em 2009 foi de 94,49%.
Em termos de indisponibilidade programada (percentual do tempo durante o qual as unidades geradoras permaneceram fora de serviço para manutenção programada) a média anual alcançada em 2009 foi de 5,41%.
Outras informações técnicas
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
Em 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, ou seja, a usina é a fio d’água.
O reservatório da Itaipu, com 1.350 km² de área inundada, é o sétimo maior do Brasil, mas dispõe do melhor índice de aproveitamento da água para produzir energia entre os grandes reservatórios brasileiros. Na Itaipu, o índice de produção é de 10,4 MW por km² (ou seja, a cada 0,1 km² de área alagada pode gerar 1 MW). O Reservatório de Itaipu atinge áreas de 16 mun icípios brasileiros, dos quais 15 no estado do Paraná e um no Mato Grosso do Sul.
A barragem da Itaipu tem 7.919 metros de extensão e altura máxima de 196 metros, o equivalente a um prédio de 65 andares. Consumiu 12,3 milhões de metros cúbicos de concreto,
enquanto o ferro e o aço utilizados permitiriam a construção de 380 Torres Eiffel, dimensões que transformaram a usina em referência nos estudos de concreto e na segurança de barragens.
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.
Interligação com o Sistema Brasileiro
A Itaipu tem a incumbência de entregar a energia produzida na usina até os pontos de conexão com o Sistema Interligado, embora de propriedade de Furnas, é conhecido no Brasil como “Sistema de Transmissão de Itaipu” e é composto de dois grandes sistemas: o de corrente contínua, também
chamado de Elo CC, que transporta a energia gerada em 50 Hz; e o de corrente alternada em 750 kV, que transporta a energia gerada em 60 Hz.
Sistema de Corrente Continua
No que se diz respeito às linhas de Corrente Contínua, isso se fez necessário, pois a energia produzida no setor de 50 Hz de Itaipu não pode se integrar diretamente ao sistema brasileiro, onde a freqüência é 60 Hz. A energia produzida em 50 Hz em corrente alternada é convertida para corrente contínua e escoada até Ibiúna (SP), onde será convertida novamente para corrente alternada, mas agora em 60 Hz.
O sistema de transmissão é formado por duas linhas de ±600 kV, com extensão de aproximadamente 810 km, entre as subestações de Foz do Iguaçu (PR) e Ibiúna (SP). A conversão CA/CC é feita através de oito conversores em cada subestação, cada dois formando um Pólo, que compõem os dois Bipolos em ±600 kV, sendo a transmissão realizada através de quatro linhas, uma em cada Pólo. Este sistema começou a operar em 1984 e até hoje é o único sistema de transmissão em corrente contínua existente no Brasil.
As estações conversoras presentes em Foz do Iguaçu e Ibiúna têm entre 12,23 e 14,33 metros de altura. Elas abrigam as quadriválvulas, onde os tiristores alteram a corrente alternada para corrente contínua. Para garantir a refrigeração adequada dos oito conversores de cada subestação são necessários 780 mil litros de água por dia.
Sistema de Corrente Alternada
Esse sistema, também conhecido como Sistema de 750 kV, leva a energia produzida pelo setor de 60 Hz de Itaipu (freqüência brasileira) para a proximidade do centro de consumo da região Sudeste do Brasil e, embora apelidado de 750 kV, sua tensão de transmissão é em 765 kV. Este sistema é composto de três linhas de transmissão entre as subestações de Foz do Iguaçu e Tijuco Preto (SP), na região metropolitana de São Paulo, cada uma com extensão de aproximadamente 900 km e constituída de cerca de 2 mil torres.
Interligação ao Sistema Paraguaio
O escoamento da energia de Itaipu para o Paraguai é feito na tensão 220 kV a partir do seccionamento e transformação de tensão de 2 linhas de 500kV - 50Hz na subestação da Margem Direita.
Na subestação da Margem Direita, quatro conjuntos autotransformadores/reguladores baixam a tensão de 500 kV para 220 kV e entregam a energia a quatro linhas, sendo que duas delas seguem em direção a Assunção, distante cerca de 300 km, e as outras duas vão para a usina de Acaray, a apenas 5 km da subestação Margem Direita
Referências
http://www.pti.org.br/
Acessado em 5 de junho de 2011
http://www.itaipu.gov.br/
Acessado em 5 de junho de 2011
http://www.furnas.com.br/
Acessado em 6 de junho de 2011
http://www.aneel.gov.br/
Acessado em 6 de junho de 2011
