BR102015004339A2

BR102015004339A2 - Constructive system for enhancing energy generation with water replacement in existing hydroelectric leak channels

Info

Publication number: BR102015004339A2
Application number: BR102015004339-2A
Authority: BR
Inventors: Augusto Cardoso De Azevedo Paulo
Original assignee: Augusto Cardoso De Azevedo Paulo
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2015-02-27
Publication date: 2017-09-19
Also published as: BR102015004339B1

Abstract

sistema cosntrutivo para aumentar a geração de energia com reaproveitamento da água nos canais de fuga das hidrelétricas existentes nos canais de fuga das hidrelétricas serão construídos ários canais com rampas e muros laterais, onde nesses canais serão instalados vários catamarãs ?utuantes com geradores de energia acoplados às rodas d`água. essa primeira parte aumenta a geração de energia da hidrelétrica em 17,85%. a segunda parte, com a instalação de painéis fotovoltaicos nas coberturas dos catamarãs ?utuantes, aumenta a geração de energia, mas vale a pena avaliar os custos de instalação desses painéis, em função da pouca conversão em energia elétrica, deixando esse investimento mais para 0 futuro, com custos mais baixos e rendimentos melhores na geração, podendo redirecionar os recursos ?nanceiros para outras hidrelétricas, com os catamarãs ?utuantes, com rodas d`água, com geração melhor. só assim, vamos atender as ecessidades no aumento de geração que o brasil tanto necessita como também evitar a construção de novas hidrelétricas, com formação de novos reservatórios. o meio ambiente agradece.

Description

SISTEMA CONSTRUTIVO PARA AUMENTAR A GERAÇÃO DE ENERGIA COM RE APROVEITAMENTO DA ÁGUA NOS CANAIS DE FUGA DAS HIDRELÉTRICAS EXISTENTES

[01] Aproveitando a oportunidade de poder contribuir com a preservação das nossas florestas, fauna, flora e etc., passo a descrever duas (02) alternativas para aumentar a capacidade de geração de energia das hidrelétricas existentes, com o reaproveitamento da água que após passar pelas turbinas gerando energia, é liberada nos canais de fuga, seguindo seu curso pelo fundo do canal. Para fazer o reaproveitamento dessa água, será necessário construir vários canais, em quantidade equivalente ao número de turbinas das hidrelétricas, com muros laterais e rampas redirecionando a água para cima, onde em cada canal construído, serão colocados cinco (05) catamarãs flutuantes, cada um com oito (08) rodas d’água e trinta e dois (32) geradores, sendo quatro (04) em cada roda. Como são cinco (05) catamarãs flutuantes, com trinta e dois (32) geradores de 500KVA, temos, então, cento e sessenta (160) geradores com capacidade de gerar oitenta mil (80.000 KVA), ou seja, 80 MWh por canal. Usando como exemplo a hidrelétrica de Tucuruí, no rio Tocantins, no Estado do Pará, com vinte e cinco (25) turbinas, com capacidade de geração de quatrocentos e quarenta e oito (448) MWh cada, temos o total de 11.200 MWh na hidrelétrica e em cada canal com cinco (05) catamarãs, podendo gerar oitenta (80) MWh, em vinte e cinco (25) canais, vão gerar dois mil (2000) MWh a mais, ou seja, 17,85% da geração da hidrelétrica. Temos também a possibilidade de instalar painéis fotovoltaieos nas coberturas dos catamarãs para aumentar ainda mais a geração. Usando o mesmo exemplo da hidrelétrica de Tucuruí, temos 125 catamarãs com 304,00 m2 de cobertura cada um, podendo gerar mais energia. Esse segundo sistema de geração não foi computado no primeiro, investimento a ser avaliado em função do custo de instalação e pouca conversão em energia.

[02] Os canais de fuga possuem rampas, muros laterais e postes para instalação dos cabos elétricos e são construídos com vigas pré-moldadas e lajes, apoiadas em pilares. As vigas pré-moldadas são construídas em concreto protendido para sustentação das lajes. Os catamarãs flutuantes são feitos com cinco tubulões em chapa de aço com 1,00 m de largura, 1,25 m de altura e 14,00 m de comprimento, soldados entre eles com perfis I, com piso em chapa de aço ou madeira. As rodas d'água têm 2,00 m de diâmetro raiadas com doze [12] ferros soldados em três [03] arcos com duas [02] polias de 1,60 m de diâmetro, sendo uma de cada lado, cada roda com doze [12] paletas de formatos de concha com 1,50 m x 3,00 m, fechadas nas laterais e montadas nas rodas d'água. Existem também mancais para apoio dos eixos das rodas.

[03] Tudo isso, usando toda estrutura montada para a hidrelétrica como casa de comando, pátio dos transformadores, linha de transmissão etc. e sem a necessidade de formar novos reservatórios, sem provocar nenhum impacto negativo no meio ambiente.

[04] A seguir, descrição dos desenhos em anexo (de número 01 a 06). DESENHO N.01: (Seção transversal geral da tomada d’água e casa de força) [05] Vem mostrando a água entrando pela tomada d’água, seguindo por um conduto forçado até chegar à turbina onde será gerada a energia. Após isso, a água é liberada no canal de fuga, onde segue seu curso no nível mais baixo. Para fazer o reaproveitamento dessa água, será necessário construir vários canais como está indicando o desenho n.02 a seguir. DESENHO N.02: (Planta de um canal, corte A.A longitudinal e corte B.B transversal) [06] Para que se tenha o aumento desejado na geração de energia com o reaproveitamento dessa água do canal de fuga, serão necessários vários canais de fuga com muros laterais e rampas, com ac li ve de 30 graus até chegar ao topo, em curva com o nível a ser definido para cada hidrelétrica em função do volume d'água liberado e o nível máximo de jusante. A partir do topo, a rampa terá caimento de 2,5% a 7,5%, também dependendo da hidrelétrica. O desenho ilustra como exemplo, um canal com 22,00 m de largura, 1.050,00 m3/s de água saindo da turbina, lâmina d'água com 2,50 m, e velocidade da água de 19,09 m3/s em direção aos catamarãs do desenho n. 03. Esse volume de água é variável também, dependendo da hidrelétrica. DESENHO Ν.Θ3: (Planta de um catamarã flutuante, com corte A.A e corte B.B e desenho de uma roda).

[07] Os catamarãs com 14,00 m x 18,00 m construídos com estrutura metálica, podendo usar nos flutuantes, chapas de aço ou fibras de vidro, o que for mais conveniente em função do custo. Cada catamarã terá oito (08) rodas d’água com diâmetro de 2,00 m, raiadas, com doze (12) paletas em formato de concha, com 1,50 m por 3,00 m de largura, fabricadas com uso de resina e fibras de carbono, ficando assim mais leve. Cada roda d'água tem duas (02) polias com diâmetro de 1,60 m, uma de cada lado e em cada polia há dois (02) geradores, resultando em quatro (04) geradores por roda. Como são oito (08) rodas em cada catamarã, há um total de trinta e dois (32) geradores de 500 KVA, resultando em 16.000 KVA. Sendo cinco (05) catamarãs por canal, temos então o total de 80.000KVA ou 80MWh por canal. Energia gerada somente com as rodas d'água. Com os painéis fotovoltaicos cobrindo os catamarãs com 304,00 m2 cada ou 1520,00 m2 em cinco (05) catamarãs, gera mais 0,70 MW/dia. DESENHO N.04: [08] Vem mostrando em planta, duas (02) turbinas da hidrelétrica já com dois (02) canais de fuga, indicando a posição dos catamarãs. DESENHO N.05: [09] Vem mostrando, em corte longitudinal, a posição dos catamarãs nas rampas. DESENHO N.06: [10] Vem mostrando, em planta, que também o vertedouro pode ser aproveitado para gerar energia, não só com as rodas d'água, mesmo que temporariamente nos períodos de cheia, como também com os painéis fotovoltaicos, o ano inteiro. OBS) Todos os desenhos encontram-se à disposição em escala maior para qualquer esclarecimento necessário.

Reivindicações

Claims

(01) Sistema construtivo para aumentar a geração de energia com reaproveitamento da água nos canais de fuga das hidrelétricas existentes caracterizado por construção de vários canais de fuga com rampas que redirecionam a água para cima em direção às paletas das rodas d’água, com aclive de 30 graus até chegar ao topo em curva, com o nível do canal a ser definido para cada hidrelétrica em função do volume d’água liberado e o nível máximo de jusante, além da construção de lajes com fechamentos laterais para formar os canais e postes para a condução dos cabos elétricos;
(02) Sistema conforme a reivindicação 01, caracterizado por conter pilares de apoio das vigas pré-moldadas e lajes, construídos para apoio dos canais de fuga;
(03) Sistema conforme as reivindicações 01 e 02, caracterizado pela construção das vigas pré-moldadas em concreto protendido para sustentação das lajes, que formam os canais de fuga;
(04) Sistema conforme as reivindicações de 01 a 03, caracterizado por construção das lajes pré-moldadas para formação dos canais de fuga, sendo assim como as vigas pré-moldadas, feitas de concreto protendido.
(05) Sistema conforme as reivindicações de 01 a 04, caracterizado pela colocação das lajes pré-moldadas, formando os canais de fuga;
(06) Sistema conforme as reinvindicações de 01 a 05, caracterizado por montagem dos catamarãs flutuantes com cinco tubulões em chapa de aço soldados entre eles com perfis I, servindo também como tanques de água para controle de nível do catamarã, com piso em chapa de aço ou madeira;
(07) Sistema conforme as reivindicações de 01 a 06, caracterizado por construção das rodas d’água com 2,00 m de diâmetro raiadas com doze [12] ferros soldados nos três [03] arcos, com duas [02] polias, sendo uma de cada lado, cada roda com doze [12] paletas em chapa de aço com formatos de concha, fechadas nas laterais e montadas nas rodas d’água, apoiadas em três (03) barras de ferro, e cada catamarã terá oito [oito] rodas d’água, com quatro [04] geradores por roda;
(08) Sistema conforme as reivindicações de 01 a 07, caracterizado por instalação de dois (02) mancais para apoio dos eixos das rodas d’água e colocação de duas (02) polias em cada eixo para ligação com os eixos das caixas multiplicadoras de velocidade ou diretamente nos eixos dos geradores de energia e instalação das oito (08) rodas d’água em cada catamarã flutuante;
(09) Sistema conforme as reivindicações de 01 a 08, caracterizado por montagem da estrutura e segundo piso dos catamarãs para instalação dos geradores de energia e como são quatro [04] geradores por roda e são oito [08] rodas em cada catamarã, há um total de trinta e dois [32] geradores em cada catamarã, podendo também, se necessário, usar uma (01) caixa multiplicadora de velocidade para cada gerador de energia ligados através de polias;
(10) Sistema conforme as reivindicações de 01 a 09, caracterizado por colocação da cobertura nos catamarãs para proteção dos geradores com telhas ou, aumentando ainda mais a geração de energia da hidrelétrica, com painéis fotovoltaicos.