A
Itaipu produz energia elétrica com base na energia hidráulica, ou seja, pelo aproveitamento
da energia potencial gravitacional da água contida em uma represa elevada. Esta
energia está presente na natureza e pode ser aproveitada em desníveis
acentuados ou quedas d’água.
Antes de se tornar energia
elétrica, a energia deve ser convertida em energia cinética. O dispositivo que
realiza essa transformação é a turbina. A turbina consiste basicamente em uma
roda dotada de pás, que é posta em rotação ao receber a massa de água. O último
elemento dessa cadeia de transformações é o gerador, que converte o movimento
rotatório da turbina em energia elétrica.
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 (aumento da energia potencial).
Na 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 (a usina é a fio d’agua).
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.
Na casa de força, estão
instalados os equipamentos para a produção de eletricidade, que incluem a
tomada d’água, conduto forçado, gerador, Sala de Controle (CCR), Sala de
Despacho de Carga e salas de controle local.
A rotação da turbina,
movimentada pelo fluxo d’água, faz girar o rotor do gerador, cujo campo
magnético, ao se deslocar, produz energia elétrica.
Em termos absolutos, os cinco
maiores produtores de energia hidrelétrica no mundo são Canadá, China, Brasil,
Estados Unidos e Rússia. Em 2006, esses países foram responsáveis por quase
52,4% de toda a produção mundial de energia hidrelétrica (MME - BEN 2008).
Pouco menos de 50% da atual capacidade hidrelétrica instalada no Brasil está na
Bacia do Rio Paraná.
A contribuição da energia
hidráulica na matriz energética nacional, segundo o Balanço Energético Nacional
de 2008 é de, aproximadamente, 75%. Apesar da tendência de aumento de outras
fontes, devido a restrições sócio-econômicas e ambientais de projetos
hidrelétricos e aos avanços tecnológicos no aproveitamento de fontes
não-convencionais, tudo indica que a energia hidráulica continuará sendo, por
muitos anos, a principal fonte geradora de energia elétrica do Brasil.
Embora os maiores potenciais
remanescentes estejam localizados em regiões com fortes restrições ambientais e
distantes dos principais centros consumidores, estima-se que, nos próximos
anos, pelo menos 50% da necessidade de expansão da capacidade de geração seja
de origem hídrica.
TRANSMISSÃO
A Itaipu tem a incumbência de entregar a energia produzida na usina até
os pontos de conexão com o Sistema Interligado. No lado brasileiro a conexão é
localizado na subestação de Foz do Iguaçu de propriedade de Furnas, e no lado
paraguaio, a conexão é realizada na subestação Margem Direita, situada na área
da usina de Itaipu. A transmissão da energia até os centros de consumo é de responsabilidade
de Furnas Centrais Elétricas, no Brasil, e Ande (Administración Nacional de
Electricidad), no Paraguai.
SISTEMAS DE TRANSMISSÃO DE
ITAIPU
O sistema de transmissão de Itaipu conecta a três subestações situadas dentro daCentral (duas subestações isoladas a gás, uma de 50 Hz e outra de 60 Hz, instadas dentro da Casa de Máquinas, e uma convencional de 50 Hz na Margem Direita) com os Sistemas Interconectados paraguaio e brasileiro.
No setor de 50 Hz existem seis linhas de transmissão em 500 kV, sendo dois entre a Casa de Máquinas e a Subestação Margem Direita, com cerca de dois km de extensão, dois entre a Central e a Subestação de Foz do Iguaçu, com cerca de 10 km, e dois entra as Subestações Margem Direita e Foz do Iguaçu, com cerca de 8 km. No setor de 60 Hz são quatro linhas de transmissão de 500 kV, cada uma com cerca de 10 km, que conectam a Planta com a Subestação Foz do Iguaçu.
INTEGRAÇÃO AO SISTEMA
BRASILEIRO
O escoamento da energia de Itaipu para o sistema interligado brasileiro, a partir dasubestação de Foz do Iguaçu no Paraná, é realizado por Furnas e Copel. A energia em 50 Hz utiliza o sistema de corrente contínua de Furnas (Elo CC) e a energia em 60 Hz utiliza o sistema de 765 kV de Furnas e o sistema de 525 kV da Copel.
Sistema de Corrente Contínuas - Furnas
O Elo de Corrente Contínua tornou-se necessário porque a energia produzida nosetor de 50 Hz de Itaipu não pode se integrar diretamente ao sistema brasileiro,onde a frequência é 60 Hz. A energia produzida em 50 Hz em corrente alternada éconvertida para corrente contínua e escoada até Ibiúna (SP), onde será convertidanovamente 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 Ibiuna (SP). A conversão CA/CC é feita através de oito conversores em cada subestação, cadadois formando um polo, que compõem os dois bipolos em ±600 kV, sendo transmissãorealizada através de quatro linhas, uma em cada polo. Esse sistema começou a operarem 1984.
Sistema de Corrente Alternada - Furnas
Esse sistema leva a energia produzida pelo setor de 60 Hz de Itaipu (frequênciabrasileira) para a proximidade do centro de consumo da região Sudeste do Brasil e,embora apelidado de 750 kV, sua tensão de transmissão é de 765 kV. O sistema écomposto de três linhas de transmissão entre as subestações de Foz do Iguaçu eTijuco Preto (SP), na região metropolitana de São Paulo, cada uma com extensão deaproximadamente 900 km.
Em Tijuco Preto existem sete transformadores, para 500 kV e 345 kV,
de forma adiversificar a sua distribuição. Ao longo do sistema existem ainda duas outrassubestações,
a de Ivaiporã (PR) e a de Itaberá (SP). Em Ivaiporã há conexão com a região Sul do Brasil através de transformadores para 500 kV, o que permite aotimização da geração de energia no sistema em função da disponibilidadeenergética.
Ora o fluxo de energia nesses transformadores vai em direção ao Sul oraem direção ao Sudeste. Iniciou sua operação em 1986 e, até hoje, é o sistema detransmissão de tensão mais elevada existente no Brasil.
Cada linha é constituída por cerca de 2 mil torres de transmissão. As linhas decorrentes contínuas têm uma perda de energia menor do que as de corrente alternada em linhas muito longas.
Sistema de Corrente Alternada - Copel
Nos anos de 2011 e 2012 vários reforços foram incorporados no sistema detransmissão da interligação Sul-Sudeste, o que afeta a operação da UHE Itaipu 60 Hz e a transmissão pelo 765 kV. Mas o principal deles foi a entrada em operação da linha de transmissão de 525 kV entre as subestações de Foz do Iguaçu e Cascavel Oeste(LT FI-CVO). A LT FI-CVO aumentou o acoplamento entre a UHE Itaipu 60 Hz e o sistema Sul, o que permitiu o aumento do recebimento de energia pela região Sul e a exploração total da geração na UHE Itaipu 60 Hz.
A distribuição da energia gerada pela Itaipu é feita pela Eletrobrás.
INTEGRAÇÃO 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
500kV 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. Da usina de
Acaray, pertencente a Ande, outras três linhas seguem também para Assunção.
