Análise da viabilidade da adição da reversibilidade a pequenos aproveitamentos hidroeléctricos pré-existentes

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra.A produção e o consumo de energia a nível mundial não param de crescer, induzindo um aumento das preocupações ambientais. Os protocolos internacionais com vista a obrigar os países à redução das emissões de CO2 têm levado ao aumento do peso das energias renováveis na produção de energia. Em Portugal essa tendência também se tem verificado, em especial no grande aumento da potência eólica instalada, que embora ambientalmente vantajosa, não permite responder aos picos do diagrama de consumo diário. Mundialmente assiste-se a uma crescente tentativa em aproveitar a energia produzida pelas eólicas durante os períodos de menor consumo. Sendo o armazenamento na forma de energia potencial gravítica da água, a única forma economicamente viável de armazenar energia em grande escala, tem-se recorrido à construção de barragens com albufeira, equipadas com grupos turbogeradores reversíveis, que podem bombear a água temporariamente retida no contraembalse construído imediatamente a jusante. Quando a hidrografia e a orografia não proporciona este tipo de solução, tem-se optado pela criação de sistemas constituídos por reservatórios artificiais, de montante e de jusante, operando em circuito hidráulico fechado munidos de grupos turbogeradores reversíveis, no qual a água nunca é consumida, limitandose a circular alternadamente de montante para jusante e vice-versa. Na União Europeia, Portugal lidera essa tendência com a construção de novas barragens reversíveis e a modernização das existentes, em grande parte devido à necessidade de regularizar o extraordinário aumento de energia eólica instalada nos últimos anos. Se relativamente às grandes hídricas as vantagens da reversibilidade são já amplamente reconhecidas, o mesmo não se passa em relação à adição desta valência a pequenos aproveitamentos hidroelétricos (PAH) pré-existentes. Neste âmbito, a presente dissertação pretende dar um contributo para o estudo da viabilidade da adição de reversibilidade em PAH, já construídos, considerando o caso particular da barragem do Catapereiro, localizada na Ribeira da Teja, em Vila Nova de Foz Côa.The energy production and consumption worldwide continues to grow, increasing the environmental concerns. The international protocols in order to compel the countries to reduce CO2 emissions have led to the increase of the renewable energy production. In Portugal, that tendency has also been verified, especially with the big increase of the wind power capacity. Despite its environmental advantages, wind power does not allows to respond to the daily consumption demands. To overcome this problem there is an increasing attempt to store the wind energy produced during the periods of lesser consumption. Storage, in the form of water gravitational potential energy, is the only economically viable way of storing large amounts of electrical energy, using pumped-storage power plants, equipped with pump-turbine groups, which can pump the water from downstream dam reservoir to the upstream dam reservoir during low consumption periods. During peak consumption periods, the water from the upstream dam reservoir goes to the turbines to produce electric energy. When the hydrography and orography does not enables this kind of solution, a system composed by two artificial reservoirs (upstream and downstream) can be adopted. In this case a closed hydraulic circuit, equipped with pump-turbine groups, connects the two reservoirs. Water can flow from upstream reservoir to the downstream reservoir or in a reverse way, never being consumed. In the European Union, Portugal leads this trend with the construction of new pumped-storage power plants and the modernization of existent ones, due to the need to regularize the boom of wind power capacity installed in the last years. Pump-storage advantages in large hydropower projects are now widely well-known. However studies most be developed for pump-storage addition to existing small hydropower plants. In this thesis we will try to contribute to the analysis of the technical and economical feasibility of adding pump-storage to existing small hydropower plants. We will present a case study based on the Catapereiro small hydropower plant located in Ribeira da Teja, in Vila Nova de Foz Côa