Aproveitamento hidroeléctrico de Crestuma-Lever

Centrais hidroeléctricas

Nas Centrais Hidroeléctricas realiza-se a transformação em potência eléctrica com um rendimento global em muitos casos superior a 90% da potência hidráulica contida no produto Q x H do caudal turbinado (m³/s) pela altura útil de queda (m), constituindo a roda de uma turbina associada a um alternador, o elemento primário desta transformação.

Conforme o valor de H, assim se considera aproveitamentos de baixa, média e alta queda, sendo além disso este valor que condiciona o tipo de turbina a utilizar: Kaplan ou de pás orientáveis (até quedas de 70 m), Francis (podendo já atingir os 500 m) e Pelton (para quedas que vão já hoje até aos 1500 m).

Nas zonas de transição, a escolha do tipo mais conveniente de turbina é um problema complexo, de natureza técnica e económica, recorrendo-se, para isso, ao parâmetro caracteristico, denominado velocidade especifica Ns. Admite-se, normalmente, que o valor Ns=350 divide os campos de aplicação das turbinas Francis e Kaplan de Ns mais elevadas; por outro lado, a tendêncía actual, por motivos económicos e mercê, ainda, dos processos tècnicos alcançados, orienta-se no sentido de deslocar para cima o campo de aplicação das Francis, levando-as a dominios até há poucas anos atribuidos exclusivamente às Pelton.

Para quedas inferiores a 15 m é, hoje, corrente a técnica do emprego de grupos do tipo bolbo (turbinas axiais), pela forma exterior que apresentam, os quais trabalham como turbina e como bomba nos dois sentidos e encontram um campo vasto de aplicação nos grupos submersos das correntes maremotrizes.

As turbinas hidráulicas são normalmente lentas, com velocidades mais correntes na zona das poucas centenas de rotações, embora se conheçam turbinas de 1000 e mesmo 1200 rpm (velocidades periféricas do rotor não superiores a 85 m/s).

O aumento das potências dos grupos das Centrais hidroeléctricas conduz a uma redução do custo especifico de fabrico e melhoria do rendimento (95 a 96% em certos casos). No caso das Pelton, o aumento de potência tem conduzido à tendência para um maior número de jactos.

Nos alternadores, o aumento de potência unitária depende, em grande parte, da técnica de refrigeração directa por água nos enrolamentos estatóricos (canais interiores) e forçada por ar nos enrolamentos rotóricos, com abandono da refrigeração indirecta por ar em circuito fechado.

Quanto ao tipo do aproveitamento, as Centrais Hidroeléctricas, podem ser a f io de água (como Belver no Tejo e as do Douro) e de albufeira, com ou sem bombagem (Pisões e Castelo de Bode, respectivamente); quanto à situação, consideram-se centrais exteriores (Bouça) e centrais em caverna (Picote), hoje muito generalizadas por motivos técnicos e económicos ligados a condições favoráveis da topografia e da geologia do terreno (a primeira central em caverna data de 1907).

Nas instalações com circuitos hidráulicos muito extensos, quer a montante em conduta forçada, quer a jusante em canal, adoptam-se dispositivos especiais (chaminés de equilibrio, válvulas de descarga, deflectores) com o fim de melhorar as condições de estabilidade dos grupos e de reduzir as subpressões e as depressões provenientes de fechos bruscos das turbinas.

As albufeiras formam lagos artificiais criados por meio de barragens (ou simples açudes) que constituem normalmente os orgãos de custo mais elevado de um aproveitamento hidroeléctrico.

Em certos casos constroem-se albufeiras de fins múltiplos, sobretudo hidro-agricolas.

Nas centrais a fio de água, a barragem é normalmente mais desenvolvida em comprimento do que em altura e pode, com c auxílio de eclusas, tornar viável a navegabilidade dos cursos de água (caso do Douro Nacional). As albufeiras constituem, também, um meio de regulação dos regimes de afluências hídricas consideradas ao longo do ano (regularização estival, como as centrais do Zêzere), e em casos diferentes (regularização inter-anual, como Pisões), permitindo a transferência de afluências energéticas em periodos de chuvas para os meses (ou os anos) mais secos. Com as instalações de bombagem, procura-se ainda uma regularização em periodos mais curtos, normalmente diários, pelo aproveitamento da energia disponivel das horas de vazio do diagrama de carga das redes.

Embora a energia hidráulica dos cursos de água tenha constituido a primeira fonte natural utilizada pelo homem para a produção de energia em seu benefício, o seu maior desenvolvimento data dos principios do século XX.O aproveitamento das elevadas quedas das altas montanhas e dos caudais provenientes dos degelos, originou a designação de hulha branca, vulgarmente atribuida à energia hidroeléctrica.

Em Portugal, o aproveitamento hidroeléctrico mais antigo para uso público data de 1891 e foi construido no rio Cávado, próximo de Penide. Na ilha de S.Miguel encontra-se, ainda hoje, em serviço a Central da Vila, na Ribeira da Praia, construida em 1899.