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    • Gabriel Torres

      Seja um moderador do Clube do Hardware!   12-02-2016

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Victor Henzzo

Calculo de geração de energia

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Ola para todos! Estou no primeiro período de engenharia elétrica e queria uma ajuda com um trabalho. O meu grupo está apresentando sobre motores de indução como geradores.

 

No caso eu queria ajuda para comparar os geradores que são usados em pequenas hidroelétricas com os geradores de indução, mostrar as vantagens.E pra isso eu queria comparar quanto de energia esses dois geradores produzem em um mesmo período.A formula para achar a geração de energia dos motores de indução eu já tenho(vou anexar em baixo),agora queria ajuda para saber quais modelos de máquinas são usados nas hidroelétricas e como calcular.Desde já obrigado!

 

OBS: Na formula anexada:

           V=Tensão

           Imax=Corrente de pico

           2Pi/t=Freqüência angular

           1800=Rpm de uma maquina de 4 polos(a que a gente está usando como exemplo no trabalho)

           n=Rendimento do motor

Imagem1.png

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Sei que você está buscando a matemática da coisa. Mas vou dar o meu pitaco de experiência prática: 

 

Os das hidrelétricas, pelo menos os de porte maior, usam gerador síncronos.

O gerador síncrono é o modelo mais usado nos geradores a gasolina e óleo diesel, tanto de pequeno porte de 900 watts ao grande porte de vários mega watts.

 

Os geradores de indução tem um pequeno problema que acredito que influencie na eficiência energética, deixando-a menor:

Eles excitam e magnetizam o rotor, usando as próprias bobinas de saída que geram potência para as cargas.

Devido a isso, para gerar alguma coisa, tem que existir uma demanda de corrente reativa nas bobinas de saída. 

Essa corrente reativa magnetiza o rotor.

Essa corrente reativa ocupa a capacidade útil das bobinas...

Se a bobina tem capacidade para 10 amperes e digamos que precise de 4 amperes de reativa para magnetizar....Irá sobrar apenas 6 amperes para usar nas cargas.  

 

O gerador síncrono magnetiza numa bobina separada. 

Por isso, se as bobinas de saída tiverem capacidade para entregar 10 amperes, o gerador realmente entregará 10 amperes em carga puramente resistiva. 

image.png.bc6c4872e4c895260a1fc7bdc6158940.png

adicionado 3 minutos depois

O controle de tensão do gerador de indução também é complexo.

Tem que usar STATCOM (Static synchronous compensator)

É um tipo de compensador de reativos que visando manter a saída fixa em 220V independente da carga, fica o tempo todo variando e compensando a corrente reativa das bobinas.

https://en.wikipedia.org/wiki/Static_synchronous_compensator  

  

Editado por albert_emule
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A geração de energia é relacionada ao rendimento da máquina. Quanto mais alto o rendimento, menos energia é perdida. Essa informação você vai encontrar detalhada em livros de Máquinas Elétricas. O gerador síncrono é o mais usado por ter alto rendimento e por poder gerar ou absorver potência reativa pelo controle da corrente de excitação. Isso facilita muito o controle de grandes sistemas de potência, que precisam de frequência estável  e tensão muito controlada.

 

Muitos geradores usados em micro centrais são de imã permanente, por terem simplicidade construtiva e operação simples. Por outro lado tem potência baixa e não permitem o controle da potência gerada, geram todo o tempo requerendo circuitos externos simples para manejar essa condição.

 

Como o Albert já apontou os geradores de indução apresentam necessidade de circuitos de controle. Isso encarece o produto e dificulta a operação no meio rural por exemplo. Se um controlador desse apresenta defeito precisará ser encaminhado ao fabricante para reparo e a usina ficará parada todo esse tempo.

 

 

Editado por Ricardov
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Até onde sei a única vantagem da máquina assíncrona como fonte geradora está no custo da máquina e mesmo assim tem o ônus de requerer uma energia mecânica mais elevada que a síncrona para a mesma potência elétrica de saída. Utilizada de forma mais simples, serve como gerador complementar de uma rede geradora já existente, isto é, dá para colocá-la em simples paralelismo com a rede elétrica. Se faltar força de entrada no eixo, age como motor. Se houver entrada de força no eixo, tem-se um gerador.

Já deve ter visto a curva de funcionamento do motor de indução. Trabalha com escorregamento de 4% e nesse escorregamento encontra a forma de gerar energia mecânica. Agora pense nessa rotação 4% acima da síncrona. Terás de forma natural um gerador sem custos com regulação de frequência e tensão. Com  o uso de uma roda d'água e tendo rede pública presente ligada em paralelo é uma forma de se reduzir a conta de luz com tensão e frequência estáveis, muito interessante em sítios pelo baixo investimento (apenas o motor e o conjunto mecânico, nada mais).

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