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26-07-2017

Um marco para a energia hidrelétrica: Ativação bem-sucedida de Frades II, a maior usina de armazenamento bombeado de velocidade variável da Europa

  • Voith fornece tecnologia de armazenamento bombeado inovador para usina de energia portuguesa
  • Contribuição significativa para a estabilização da rede e maior expansão da geração de energia elétrica a partir de energias renováveis
  • As unidades de armazenamento bombeado de velocidade variável são consideradas o protótipo para o futuro em todo o mundo

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A usina de energia de armazenamento bombeado está localizada no noroeste de Portugal e está instalada em uma caverna subterrânea.
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Modelo 3D do gerador na usina de energia de armazenamento bombeado de Frades II.

Vieira do Minho, Portugal: Com seu crescente uso de energia solar e eólica, Portugal focou por muitos anos no potencial flexível e dinâmico do armazenamento bombeado para estabilizar as redes de energia elétrica.

No noroeste do país, a nova usina de armazenamento bombeado de Frades II está em operação desde abril de 2017. A Technology Group Voith forneceu a usina com duas turbinas-bombas de velocidade variável, cada uma com uma potência nominal de 390 MW, dois motores-geradores assíncronos com uma potência nominal de 440 MVA cada, os sistemas de controle e do conversor de frequência, assim como os componentes de aço hidráulicos. As unidades geradoras são os maiores e mais potentes da sua categoria na Europa. A operadora da usina é a empresa portuguesa de fornecimento de energia Energias de Portugal (EDP).

Tecnologia inovadora de armazenamento bombeado utilizando turbinas de velocidade variável
"O principal elemento da usina é um motor-gerador assíncrono especial – o gerador assíncrono duplamente alimentado", explica Thomas König, responsável pelo Equilíbrio Elétrico da Usina na Voith Hydro em Heidenheim, Alemanha. Diferente de um gerador assíncrono convencional, com uma velocidade rotacional fixa na frequência de linha de 50 Hz, nos novos geradores assíncronos duplamente alimentados a velocidade mecânica não está vinculada à frequência da linha e, por isso, pode variar.

O novo sistema oferece duas vantagens: Por um lado, a usina pode responder de forma mais rápida e flexível à demanda ativa e reativa da rede de energia elétrica. Por outro lado, ela oferece maior estabilidade no caso de uma queda de tensão, reduz a probabilidade de uma falha de energia e permite uma reinicialização rápida no caso de uma queda de energia."Se a tensão da rede cair para 5% do seu valor nominal, a usina elétrica de Frades II pode permanecer estável por 600 milissegundos, que corresponde a um tempo quatro vezes mais longo que o das turbinas convencionais com velocidades fixas. Em situações de emergência, essa diferença de tempo pode ser crucial quando houver uma necessidade de evitar uma queda de energia em grande escala", afirma Thomas König.

Inovação como padrão
A nova usina de energia de armazenamento bombeado de Frades II exigiu um pensamento inovador dos engenheiros da Voith em uma grande variedade de áreas. Por exemplo, o rotor do motor-gerador teve de ser completamente reprojetado para lidar com as altas forças centrífugas, a corrente muito mais alta e a tensão do conversor de frequência. O conversor para a excitação é maior, mais pesado e 25 vezes mais potente que uma unidade síncrona comparável e, portanto, também exige um novo sistema de proteção elétrica.

A EDP tira proveito dessas inovações, conforme explica Lars Meier, Diretor de Gestão de Propostas e Vendas Técnicas na Voith Hydro em Heidenheim: "A tecnologia do motor-gerador com velocidade variável de Frades II eleva o número total de horas operacionais para a usina. Mais horas operacionais e uma disponibilidade maior geram mais lucros e, em última instância, mais benefícios. Esse é um dos motivos pelos quais usinas elétricas comparáveis podem amortizar rapidamente os investimentos necessários. Outro benefício fantástico da tecnologia é a maior eficiência operacional geral."

Protótipo de usina para outros projetos em todo o mundo
A usina elétrica bombeada de Frades II faz uma contribuição significativa para estabilizar a rede e para a expansão contínua da geração de energia a partir de energias renováveis em Portugal. Após a ativação bemsucedida, a maior usina de armazenamento bombeado de velocidade variável da Europa é considerada o projeto de referência para futuras usinas em todo o mundo.

Informações históricas da usina elétrica de armazenamento bombeado de Frades II
A usina de energia de armazenamento bombeado está localizada no noroeste de Portugal e está instalada em uma caverna subterrânea. A usina não foi projetada como uma instalação independente, mas representa uma importante inclusão no sistema em cascata de oito usinas de Cávado-Rabagão-Homem. A diferença de altura entre os reservatórios superior e inferior é de 420 metros. A Voith recebeu o pedido para equipar a usina elétrica de armazenamento bombeado de Frades II no outono de 2010.

Portugal focando nas energias renováveis
Portugal está investindo, sobretudo, em energia eólica, solar e hidrelétrica para a sua geração de energia elétrica. Desde a virada do século, o país multiplicou suas capacidades de geração de energia elétrica a partir da energia eólica. Em 1998, Portugal possuía pouco mais de 51 MW de capacidade instalada em usinas de energia eólica; 18 anos depois, o país já possui mais de 5.000 MW. Usinas de armazenamento bombeado altamente eficientes formam a base para a futura expansão da geração de energia elétrica a partir de fontes de energia regenerativas. Quase um terço da energia renovável de Portugal vem da energia hidrelétrica.

A importância da Energia Hidrelétrica
A energia renovável é, sem dúvida, a resposta mais sustentável para o aumento na demanda de energia. A energia hidrelétrica desempenha um papel fundamental na geração de energia sustentável e ecológica e é a principal fonte renovável de geração de energia elétrica global. No mundo inteiro, a energia elétrica é indispensável para um fornecimento de energia estável e, consequentemente, para o desenvolvimento econômico e social – tanto nos países industrializados quanto nas regiões que buscam um crescimento consistente. Desde o início da exploração da energia hidrelétrica, a Voith vem sendo o principal fornecedor dessa tecnologia e está em constante aperfeiçoamento e melhoria.

Sobre a empresa
Há 150 anos, as tecnologias da Voith vêm inspirando seus clientes, parceiros de negócios e funcionários em todo o mundo. Fundada em 1867, atualmente a Voith possui aproximadamente 19.000 funcionários e gera 4,3 bilhões de euros em vendas. A Voith está presente em mais de 60 países e é uma das maiores empresas familiares da Europa. Como líder tecnológica, a Voith estabelece os padrões nos mercados de energia, petróleo e gás, papel, matérias primas, e transporte e automotivo.

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Contato

Valéria Allegrini

Voith GmbH & Co. KGaA

+55 (11) 3092-3910 / 99155-3329