ESTIMATIVA DA PEGADA HÍDRICA DA USINA HIDRELÉTRICA BARRA GRANDE Acadêmico: Vitor Goline Gomes | Orientador: Pedro Luiz Borges Chaffe Graduação em Engenharia Sanitária e Ambiental | Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental | Centro Tecnológico
30
Embed
ESTIMATIVA DA PEGADA HÍDRICA DA USINA HIDRELÉTRICA … · •Estimar a evaporação de água no reservatório associado à Usina Hidrelétrica Barra Grande. •Calcular a pegada
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
ESTIMATIVA DA PEGADA HÍDRICA DA USINA HIDRELÉTRICA BARRA GRANDE
Acadêmico: Vitor Goline Gomes | Orientador: Pedro Luiz Borges Chaffe
Graduação em Engenharia Sanitária e Ambiental | Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental | Centro Tecnológico
INTRODUÇÃO
INTRODUÇÃO
ContextoINTRODUÇÃO
• Pegada hídrica (PH)
Volume de água total usada durante a produção e consumo de bens e serviços, bem como o
consumo direto e indireto no processo de produção.
(Hoekstra, 2011)
ContextoINTRODUÇÃO
• Pegada hídrica (PH)
• Energia elétrica consumida
ContextoINTRODUÇÃO
• Pegada hídrica (PH)
• Energia elétrica consumida
• PH dos geradores de energia
ContextoINTRODUÇÃO
• Pegada hídrica (PH)
• Energia elétrica consumida
• PH dos geradores de energia
• PH de Aproveitamentos Hidrelétricos
A pegada hídrica de uma usina hidrelétrica é o consumo de
água da hidrelétrica (entendida como a evaporação bruta anual
do seu reservatório), dividida pela geração anual de energia
(Mekonnen and Hoekstra, 2012).
ContextoINTRODUÇÃO
• Pegada hídrica (PH)
• Energia elétrica consumida
• PH dos geradores de energia
• PH de Aproveitamentos Hidrelétricos
• Energia geradaTempo
Ener
gia
ContextoINTRODUÇÃO
• Pegada hídrica (PH)
• Energia elétrica consumida
• PH dos geradores de energia
• PH de Aproveitamentos Hidrelétricos
• Energia gerada
• Sistemática de operação do sistema
Tempo
Ener
gia
ContextoINTRODUÇÃO
• Pegada hídrica (PH)
• Energia elétrica consumida
• PH dos geradores de energia
• PH de Aproveitamentos Hidrelétricos
• Energia gerada
• Sistemática de operação do sistema
• Energia assegurada
Tempo
Ener
gia
OBJETIVOS
OBJETIVOS
Objetivo GeralOBJETIVOS
Avaliar a pegada hídrica da Usina Hidrelétrica Barra Grande
Objetivos EspecíficosOBJETIVOS
Avaliar a pegada hídrica da Usina Hidrelétrica Barra Grande
• Estimar a evaporação de água no reservatório associado à Usina Hidrelétrica Barra Grande.
• Calcular a pegada hídrica associada ao empreendimento utilizando os parâmetros energia gerada e energia assegurada no cálculo.
• Avaliar um método de cálculo de pegada hídrica eficiente e condizente com o sistema elétrico brasileiro.
Objetivos EspecíficosOBJETIVOS
Avaliar a pegada hídrica da Usina Hidrelétrica Barra Grande
• Estimar a evaporação de água no reservatório associado à Usina Hidrelétrica Barra Grande.
• Calcular a pegada hídrica associada ao empreendimento utilizando os parâmetros energia gerada e energia assegurada no cálculo.
• Avaliar um método de cálculo de pegada hídrica eficiente e condizente com o sistema elétrico brasileiro.
Objetivos EspecíficosOBJETIVOS
Avaliar a pegada hídrica da Usina Hidrelétrica Barra Grande
• Estimar a evaporação de água no reservatório associado à Usina Hidrelétrica Barra Grande.
• Calcular a pegada hídrica associada ao empreendimento utilizando os parâmetros energia gerada e energia assegurada no cálculo.
• Avaliar um método de cálculo de pegada hídrica eficiente e condizente com o sistema elétrico brasileiro.
METODOLOGIA
METODOLOGIA
Área de EstudoMÉTODO
Usina Hidrelétrica Barra Grande
• 690 MW de potência instalada.
• Reservatório com 95km².
• Sub bacia do Rio Pelotas e Bacia do Rio Uruguai.
Estimativa de Evaporação - WREVAPMÉTODO
• Apresentado por Morton(1983a) e disponibilizado em linguagem Fortran por McMahon (2013b).
• Rotina Crle2: Calcula a evaporação em lagos profundos (profundidade variável).
• Estudos mostraram que essa técnica é consideravelmente superior as demais técnicas atualmente em uso.
Entrada no modelo
Dados Unidade Periodicidade Fonte
Altitude m Pontual Dados concedidos
pela equipe de O&M
da UHE Barra Grande
Salinidade ppm Pontual
Profundidade media
do reservatório m Pontual
Precipitação média
anual mm Diária
INMET(2016) e dados
concedidos pela
equipe de O&M da
UHE Barra Grande Temperatura média
do ar ºC Diária
Umidade relativa
média do ar % Diária
INMET(2016)
Insolação média horas Diária
Dados ClimatológicosMÉTODO
Precipitação Insolação
Temperatura
do ar Precipitação
Estação Proporção
Pinhal da
Serra/RS 60,74% 0,00% 61,48% 45,19%
Campo Belo
do Sul/SC 2,22% 0,00% 2,96% 0,00%
Lages/SC 37,04% 100,00% 35,56% 54,81%
Compilação de dados de diversas estações da região, dando
preferência por proximidade geográfica
Dados ClimatológicosMÉTODO
Temperatura média (ºC)
Insolação (horas)
Precipitação (mm)
Umidade relativa
média (%)
Dados OperacionaisMÉTODO
Cota e Profundidade
média (m)
• Dados com coleta horária.
• Mais de 95 mil medições em 11 anos.
Curva Cota x Volume x Área
• Batimetria de 2015
Percentual em relação ao
volume útil (%)
• Média de 64%
• Necessidade de dados medidos
Área do reservatório
(km²)
• Dado importante para definição da evaporação total
• Média de 78,36km²
Dados de EnergiaMÉTODO
Comparação entre Energia gerada e Energia assegurada
• Desconsiderado valor extremo no período que não houve geração.
• Grande variação
Comparação mensal de PH
Energia Gerada e Assegurada
(m3.MWh-1)
• Assegurada evita extremos.
PH Energia Assegurada (m3.MWh-1)
• Pequena variação.
Comparação anual de PH
Energia Gerada e Assegurada
(m3.MWh-1)
• Variação se mantém.
CONCLUSÃO
CONCLUSÃO
ConclusõesCONCLUSÃO
Tipo de Energia
Pegada
hídrica
mínima
Pegada
hídrica
média
Pegada
hídrica
máxima
Desvio
Padrão
(m³.MWh-1) (m³.MWh-1) (m³.MWh-1) (m³.MWh-1)
Energia Gerada 11,85 44,04 520,56 67,95
Energia Assegurada 16,76 25,38 39,12 5,17
• A pegada hídrica é consideravelmente mais estável utilizando o parâmetro energia assegurada.
• Viabiliza comparações entre as pressões sobre os recursos hídricos de aproveitamentos hidrelétricos.
• Viabiliza avaliações prévias de impacto sobre os recursos hídricos (fases de inventariado e viabilidade).
• Utilizando a energia assegurada o parâmetro se torna condizente com a sistemática de operação do Sistema Interligado Nacional (SIN).
RecomendaçõesCONCLUSÃO
• Realização de estudos de mesmo nível para outros aproveitamentos hidrelétricos brasileiros, considerando as variações regionais e tecnológicas.
• Expandir o conhecimento na sistemática de operação do sistema de energia elétrica de outros países, e assim poder compartilhar da mesma metodologia.
ReferênciasREFERÊNCIAS
• HOEKSTRA, A. Y. E. A. The water footprint assessment manual: setting the global standard. Earthscan, 2011. ISSN 9781849712798. Disponivel em: <http://doc.utwente.nl/78458/>.
• MCMAHON, T. A. E. A. Morton WREVAP Fortran code. Hydrol. Earth Syst. Sci., 2013b. Disponivel em: <http://people.eng.unimelb.edu.au/mpeel/morton.html>. Acesso em: 20 July 2016.
• MEKONNEN, M. M.; HOEKSTRA, A. Y. The blue water footprint of electricity from hydropower. Hydrology and earth system sciences, v. 16, p. 179-187, 2012. ISSN 1027-5606. Disponivel em: <http://dx.doi.org/10.5194/hess-16-179-2012>.
• MORTON, F. I. Operational estimates of areal evapotranspiration and their significance to the science and practice of hydrology. Journal of Hydrology, v. 66, n. 1-4, p. 1-76, 1983a. ISSN 0022-1694. Disponivel em: <http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0022169483901774>.
MUITO OBRIGADO
Acadêmico: Vitor Goline Gomes | Orientador: Pedro Luiz Borges Chaffe
Graduação em Engenharia Sanitária e Ambiental | Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental | Centro Tecnológico