Para calcular a potência gerada por uma turbina hidráulica, é necessário levar em consideração alguns parâmetros específicos, como a vazão de água, a queda líquida, a densidade da água, a aceleração da gravidade e a eficiência da turbina:
- A vazão é o volume disponível de água que passa pela turbina por unidade de tempo, geralmente utiliza-se a unidade de metros cúbicos por segundo (m³/s).
- A queda líquida é a diferença de altura do nível de água na entrada da turbina e do nível de água na saída da turbina menos as perdas de energia.
- As perdas de energia variam com o tamanho do circuito hidráulico da instalação. Como estimativa inicial para as perdas de energia em uma usina com um circuito hidráulico curto pode-se descontar 3% da diferença de níveis.
- A densidade da água varia em função da temperatura e pressão, pode-se utilizar 1000 kg/m³ como valor aproximado.
- A aceleração da gravidade também varia, mas esta varia conforme a latitude e a altitude do local da instalação. O valor aproximado de 9,81 m/s² pode ser utilizado para o cálculo.
- A eficiência da turbina é um valor importantíssimo do equipamento, é uma relação entre a potência que a turbina entrega no eixo para o gerador, chamada de potência mecânica, pela potência hidráulica disponível para a turbina. Este valor geralmente varia de 90 a 95%.
Para calcular a potência mecânica entregue pela turbina para o gerador, basta multiplicar todos os itens acima descritos. O resultado será em watts (W), que pode ser convertido em quilowatts (kW) dividindo-se o valor por 1000.
Para saber a potência elétrica deve-se levar em consideração o gerador, multiplicando a eficiência deste pela potência mecânica. Para geradores síncronos a eficiência normalmente varia de 94 a 98%.
É importante lembrar que esse cálculo é uma estimativa e que possa haver variações na potência gerada dependendo das condições reais de operação da turbina. Além disso, é importante garantir a segurança na realização dos cálculos e buscar sempre a orientação de um profissional qualificado.
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