Hidrelétrica

    Chamamos de Energia Mecânica a todas as formas de energia relacionadas com o movimento de corpos ou com a capacidade de colocá-los em movimento ou deformá-los. A energia mecânica de um sistema é a soma da energia cinética e da energia potencial. Quando um objeto está a uma altura h, ele possui energia potencial; à medida que está caindo, desprezando a resistência do ar, a energia potencial gravitacional do objeto que ele possui no topo da trajetória vai se transformando em energia cinética e quando atinge o nível de referência a energia potencial é totalmente transformada em energia cinética. Este é um exemplo de conservação de energia mecânica.

    Um meio de realizar a transformação de energia mecânica para elétrica é a hidrelétrica, que utiliza a energia potencial da água retida em um reservatório para transformá-la em energia elétrica. A água no reservatório possui  energia potencial quando o portão se abre, a água que passa pelo duto agora possui energia cinética. A quantidade de eletricidade gerada é determinada por vários fatores. Dois destes fatores são o fluxo de água e a quantidade de cabeças hidráulicas. A "cabeça" se refere à distância entre a superfície da água e as turbinas. O aumento da cabeça e do fluxo gera mais eletricidade. A cabeça depende da quantidade de água no reservatório.

 

  • barreira - a maioria das usinas hidrelétricas utiliza uma barreira que segura a água e cria um grande reservatório.
  • canal - os portões da barreira se abrem e a água desce através do duto que vai para a turbina.
  • turbina - a água atinge as grandes lâminas da turbina, fazendo-as girar. A turbina é acoplada a um gerador localizado acima dela. O tipo mais comum de turbinas para as usinas hidrelétricas é a Francis, que se parece com um grande disco com lâminas curvas. Uma turbina pesa cerca de 172 toneladas e gira numa taxa de 90 rotações por minuto (rpm), de acordo com a Foundation for Water & Energy Education;
  • geradores - as lâminas da turbina giram e movimentam uma série de ímãs dentro do gerador. Ímãs gigantes rodam por molas de cobre e produzem corrente alternada (AC) ao mover os elétrons;
  • transformador - o transformador dentro da casa de força pega a corrente alternada e a transforma em uma corrente de alta-voltagem;
  • linhas de energia - quatro fios saem de cada usina de energia: as três fases de energia, que são produzidas simultaneamente, mais um fio neutro ou terra comum para os três
  • fluxo de saída - a água usada passa por algumas tubulações e volta para o rio;