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Um sistema hidrelétrico éconstituído por obras de construção civil e hidráulica (barragem ou barragem cruz, sistema de admissão, tanque de carga,instalações de aprisionamento e restituição, condutos forçados, edifício da estação) e por equipamentos eletromecânicos (turbinas hidráulicas,geradores, quadros elétricos, sistemas de comando).

O esquema de um sistema hidrelétrico geralmente inclui:

  • Uma instalação de represamento do leito do percurso de água a montante do sistema, constituído por uma barra ou uma represa, que pode determinar um volume-barragem no leito do rio para permitir ou não a acumulação de descarga natural; geralmente a instalação e composta por uma ou mais comportas de descarga para a limpeza da bacia contra o seu assoreamento;
  • uma ou mais comportas de saída, que podem ser seguidas por uma vasca de calma, para a sedimentação da areia transportada pela corrente;
  • um canal de derivação, que pode ser, na total ou parcialmente na galeria
  • um tanque de carga, geralmente equipado com órgãos de descarga;
  • um ou mais tubos de pressão que transportam a água para as turbinas hidráulicas;
  • um sistema de produção de energia elétrica, no qual estão instalados um ou mais grupos de turbina-gerador;
  • um canal de restituição da água no leito do rio a jusante do sistema.

Nem em todas as instalações estão presentes as obras acima mencionadas. Os sistemas baixos não costumam ter o conduto forçado, enquanto muitos sistemas altos, em particular, se mais recente, não possuem o canal de derivação, mas apenas o conduto forçado.

A água é adequadamente derivada através das obras de admissão e transportada para o tanque de carga a partir do qual os canais de filiais e/ou conduto forçado que vão alimentar as turbinas hidráulicas. O eixo do rotor da turbina está ligado a um geradorde eletricidade (alternador). A água utilizada na turbina é libertada a jusante do sistema sem consumir água prelevada a monte.

Em última análise, um sistema hidroelétrico , aproveitando o desnível topográfico entre o tanque de carga e o sistema de produção,converte a energia potencial da água em energia mecânica de rotação da turbina que vem convertida diretamente em energia elétrica através do gerador. Os sistemas hidrelétricos se dividem em sistema de reservatório, bacia ou água fluente.

Os sistemas a reservatório e a bacia são capazes de regular a utilização da água no sistema através da capacidade de acumulaçãocriada por essas instalações. Os Sistemas de escoamento utilizam diretamente a carga disponível no leito do curso de água, sempossibilidade de regular o fluxo para o sistema.

Aos termos da legislação comunitária (Dir. 2001/77/CE) e nacional (D. Lgs 387/03) para incentivar as fontes renováveis, com o termo "biomassa" deve ser "a parte biodegradável de produtos, lixos e resíduos provenientes da agricultura (incluindo substâncias vegetais e animais), da silvicultura e das indústrias conexas, isto é, a parte biodegradável dos resíduos industriais e urbanos."

Esta definição abrange uma vastíssima gama de materiais, virgens ou residuais com processos agrícolas e industriais, que podem ocorrer em diferentes estados físicos, com um amplo espectro de poderes caloríficos.Em função da tipologia de biomassa e, portanto, da tecnologia mais apropriada para relativa valorização energética, bem como, dependendo do tamanho de interesse e do uso final da energia produzida, térmica e / ou elétrica, é possível orientar-se no sentido de uma pluralidade de soluções de instalações.

A combustão direta da biomassa, em fornos especiais, envolve uma oxidação total a alta temperatura.Esta pode ser conduzida de segundo diferentes tecnologias: em suspensão, em forno de grelha fixas ou móveis, sobre um leito fluido.

Já a gaseificação, pirolise e carbonização são processos que envolvem uma oxidação parcial da biomassa,de modo a obter subprodutos sólidos, líquidos e gasosos, mais puros em relação à fonte de início, que possam depois ser queimados completamente em uma passagem sucessiva.A gaseificação se demonstraparticularmente interessante, em quanto o syngas (gás de síntese) obtido tem a vantagem de ser versátil, de garantir alto rendimento de combustão e emissões mais baixas.

As centrais termoelétricas alimentadas por biomassa sólida ou líquida efetuam a conversão de energia térmica, contida no combustível biomassa, em energia mecânica e, sucessivamente, em eletricidade. Os tamanhos das usinas podem variar de médias usinas termoelétricas alimentadas por biomassa sólida, normalmente de lascas de madeira, até aos pequenos grupos eletrógenos alimentados por biocombustíveis líquidos.

Além de uma fase preliminar de tratamento da biomassa, os sistemas termoelétricos alimentados por biomassa podem ser também bastante semelhantes aos alimentados com combustíveis tradicionais, e como por estes, é possível obter diferentes ciclos térmicos.

Os tipos mais comuns de instalaçõessão as seguintes:

  • sistemas tradicionais com forno de combustão da biomassa sólida, caldeira que alimenta uma turbina a vapor acoplada a um gerador;
  • sistemas com turbina a gás alimentada pelo syngas obtido a partir da gaseificação de biomassas;
  • sistemas a ciclo combinado com turbinas a vapor e turbina a gás;
  • sistemas termoelétricos hídricos, que utilizam biomassas e fontes convencionais (o caso mais frequente é a co-combustão de biomassa e das fontes convencionais no mesmo forno);
  • sistemas alimentados por biomassas líquidas(óleos vegetais, biodiesel), constituídos por motores acoplados a geradores (grupos eletrógenos).

 

Um sistema de energia geotérmica tem a função de transformar em energia elétrica a energia térmica presente no fluido geotérmico (vapor d'água ou uma mistura de água e vapor) que se forma pelo contato da água com extratos de rocha quente.

A peculiaridade de reservatórios geotérmicos explorados por tais instalações é devida ao fato que o fluido geotérmico é disponível(às condições de temperatura e pressão suficientes), à profundidades relativamente modestas (de poucas dezenas de metros até quaisquer milhares de metros).

Geralmente um sistema de energia geotérmica é constituído pelos seguintes componentes:

 

  1. sistema de coleta
  1. Sistema de produção de energia elétrica
  1. Sistema de tratamento do vapore exausto
  1. Sistema reinjeçãode água na bacia geotérmica elétrica.

 

Podem também serem presentes sistemas de abatimento de alguns compostos presentes nos gases condensáveis (sulfureto de hidrogênio e mercúrio), a fim de limitar o impacto ambiental do sistema.

As emissões para a atmosfera desses tipos de sistemas dependem das características dos fluído geotérmicos, mas, por unidade de energia produzida, são devidamente inferiores à aquelas derivadas de sistemas alimentados com combustível fóssil.

O biogás, consistuido principalmente de metano (pelo menos 50%) e dióxido de carbono, origina-se devido a um processo de fermentação bacteriana anaeróbica de matéria orgânica de origem vegetal e animal.

A Legislação comunitária (Dir. 2001/77/CE) e nacional (D. Lgs 387/03) sobre o incentivo das fonte renováveis inclui, explicitamente entre esta, o "gás de aterro, gases residuais de processos de depuração e de biogás."

De fato, todos os três tipos de gás indicados são o biogás, mas a sua listagem separada na legislação destaca a multiplicidade de matrizes orgânicas das quais o biogás pode ser produzido: resíduos conferidos em descarga ou lixo orgânico, lixo urbano, lamas de depuração, esterco, resíduos de matadouros, os resíduos orgânicos agroindustriais, resíduos de colheitas, culturas energéticas.

O biogás tem um ótimo poder calorífico com alto teor de metano, por isso se presta a uma valorização energética para combustão direta, atuada na caldeira apenas para a produção de calor, ou em motores acoplados a geradores para produzir somente energia elétrica ou para cogeração de eletricidade e calor.

Os sistemas termoelétricos alimentados a biogás efetuam a conversão da energia térmica contida no biogás em energia mecânica e, sucessivamente, em energia elétrica.

No caso, muito comum, de sistemas alimentados a biogás produzido pelas descargas controladas de resíduos urbanos, as principais partes do sistema são as seguintes:

  • a seção de extração do biogás de descarga (poços de captação, linhas de transporte, coletores de agrupamento);
  • seção de aspiração e condicionamento do biogás de aterro (coletor geral, separadores de condensação, filtros, aspiradores);
  • seção de produção de "energia elétrica (grupo eletrogêneo) e a tocha (dispositivo de segurança para queimar um eventual biogás não queimado na seção de produção energética).

No caso dos biogases não derivados de descargas, o esquema do sistema prevê, ao invés da seção de extração, uma seção de produção (digestor) e de coleta (gasômetro) do biogás, em seguida enviado aos grupos eletrogêneos para produzir energia elétrica.

 

 

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