O que é a energia hídrica e como funciona?
A água é a fonte de energia renovável mais usada em todo o mundo e uma tecnologia que continua em crescimento. A água garante segurança, eficiência e sustentabilidade. Afinal o que é a energia hídrica e como funciona?
A água é uma das principais fontes de vida, mas também de energia, uma energia inesgotável enquanto houver água nos rios, lagos e até no mar. A utilização da energia mecânica gerada pela força da água começou há milhares de anos, para mover moinhos de cereais e rodas de água para irrigação ou canalização. A produção de energia elétrica através da água, que se iniciou nas últimas décadas do século XIX, expandiu-se rapidamente em todo o mundo. Uma das razões para o seu sucesso é o facto de ter uma capacidade de conversão de energia de até 90% nos sistemas mais recentes, sendo a fonte de energia renovável mais eficiente.
A energia hídrica é a principal fonte renovável, representando mais de metade da produção de energia verde, e assegura cerca de 15% do total de energia no mundo, sendo essencial à estratégia de descarbonização. A capacidade mundial instalada de energia hídrica situava-se nos 1.416 GW em 2023, a par da energia solar - que cresceu exponencialmente nos últimos anos -, mas consegue produzir mais e continua a crescer com novas tecnologias que aumentam a eficiência e protegem os recursos hídricos.
Como transformar água em energia?
O princípio básico da produção de energia hidroelétrica mantém-se inalterado praticamente desde sempre, dependendo da força cinética da água. O que muda é a forma como esta é captada e aproveitada. Existem sistemas que utilizam a corrente de um rio à medida que passa, outros que aproveitam a força e subida das marés, mas os mais usados são as barragens, que criam um reservatório de água pronta a ser usada em função das necessidades energéticas. O processo que permite esta transformação é o seguinte.
Nas centrais hidroelétricas convencionais a água está normalmente armazenada num reservatório, a albufeira, criada pela construção de uma barragem, numa cota bastante superior à cota onde se situam os grupos geradores de energia. Essa água armazenada é captada numa tomada de água e encaminhada até à central hidroelétrica através de um circuito hidráulico ou conduta forçada.
Ao longo desse caminho, a água ganha velocidade devido à queda originada pela diferença de cotas, transformando a energia potencial em energia cinética.
Este caudal de água em movimento chega à turbina, fazendo-a rodar a grande velocidade e transformando a energia cinética em energia mecânica que, por sua vez, é utilizada para fazer rodar o gerador.
E é aqui, no gerador, que o princípio do eletromagnetismo acontece – o seu movimento cria um campo magnético que faz ‘nascer’ a energia elétrica. A energia produzida é conduzida até um transformador que eleva a tensão, preparando assim a corrente elétrica para ser encaminhada por quilómetros de linhas elétricas de transmissão e de distribuição. Quanto à água que passou pela turbina, é devolvida ao rio, a jusante da barragem, seguindo depois o seu curso.
As centrais hidroelétricas comportam habitualmente diversos grupos geradores (turbina + gerador) e são uma ajuda essencial para o equilíbrio da rede elétrica, porque conseguem passar muito rapidamente do estado de inatividade para a produção máxima, e vice-versa, e também variar carga muito facilmente.
Bombagem aumenta flexibilidade
Um sistema que ganha cada vez mais peso na energia hidroelétrica é a introdução da componente de bombagem, uma tecnologia presente em várias centrais hidroelétricas da EDP. As nossas centrais deste tipo usam a reversibilidade dos grupos geradores. Ou seja, os grupos podem funcionar num sentido para produzir energia elétrica e no sentido contrário, consumindo energia da rede para elevar a água a jusante da barragem novamente para a albufeira a montante, garantindo mais armazenamento para nova produção de energia.
O reservatório de uma barragem é como um sistema de armazenamento de energia, uma enorme bateria que pode ser ‘carregada’ também com bombagem de água.
A bombagem acontece quando há excedente de energia na rede, podendo também aproveitar outras fontes de energia renovável, como solar fotovoltaico ou parques eólicos, para alimentar o sistema. Isso torna o processo ainda mais eficiente e aumenta a flexibilidade do sistema elétrico. É também uma forma de utilizar melhor um recurso cada vez mais escasso, contribuindo para manter os ecossistemas protegidos.
EDP com barragens em três países
Existem dezenas de milhares de barragens em todo o mundo, desde micro centrais usadas para alimentar habitações e empresas, a projetos de grandes dimensões que criam enormes lagos artificiais e conseguem alimentar o consumo de milhares de pessoas. A maior central do mundo, a barragem das Três Gargantas, fica na China e tem uma capacidade de 22,5 GW. Já a central de Alqueva, da EDP, com 520 MW, destaca-se principalmente pela massa de água que criou. O lago artificial da barragem portuguesa tem uma área de 250 km2, sendo o maior da Europa.
A EDP tem 67 barragens em operação em Portugal, Espanha e Brasil, somando uma capacidade instalada de 7,5 GW, que representa 30% da capacidade renovável do Grupo. A energia hídrica é um segmento fundamental para a empresa, alvo de inovações constantes. O maior exemplo é a hibridização conseguida entre a central hídrica de Alqueva e a central solar flutuante instalada na albufeira deste empreendimento, que aproveita a infraestrutura já existente, assim como o mesmo ponto de ligação à rede. A central solar flutuante de Alqueva foi instalada após o sucesso de um projeto piloto na barragem do Alto Rabagão.
Geração de energia hídrica e não só
A energia hídrica não está limitada às barragens, mas é a principal fatia deste setor produtivo. E além da produção de energia, as centrais hidroelétricas asseguram várias outras necessidades e são o suporte de todo um ecossistema à sua volta. As barragens servem de reservatório de água para consumo humano e regadio, aumentam a segurança face a períodos de seca ou cheias, servem de habitat para plantas e animais, e permitem a introdução de outras atividades como a pesca, desportos náuticos ou o turismo.
