Um simples toque no interruptor traz luz calor e energia mas capturar a força de um rio controlar uma reação nuclear ou transformar a luz do sol em eletricidade não é nada fácil [Música] [Música] a eletricidade nos torna mestres de nosso ambiente mas muitos de nós não a consideramos assim sem ela teríamos uma noção de como era a vida mais de 150 Anos Antes da energia transformar nossa sociedade e nossas vidas na metade do século X um dia de trabalho Era exatamente assim o trabalho Durava enquanto houvesse a luz do sol o servço era a e manual na maioria das vezes sem ajuda de máquinas a chegada da noite significava toque de recolher loge dos perigos da Escuridão penetrante nos próximos 150 anos viveríamos em um mundo que nos dominaria e que se transformaria nisto um ambiente eletrificado que Supre todas as nossas necessidades controlamos nosso clima processamos informação e cuidamos da saúde com a energia que cruza centenas de quilmetros em redes de transmissão interligadas que percorrem todo o país a corrente elétrica o fluxo de elétrons carregados influencia o modo como vivemos ainda que a maioria de nós entenda pouco sobre seu funcionamento em 600 antes de. Cristo os gregos foram os primeiros a descobrir que a eletricidade estática podia ser gerada através do atrito do amba mas foi no século XVI que Benjamin Franklin formulou a teoria de que a corrente elétrica poderia ia ser composta por partículas aproveitando esse fluxo de elétrons inventores e donos de indústrias Mais de Um século depois criaram uma base para o que se tornaria O Colosso da geração de eletricidade a usina de energia moderna pode ser uma fornalha que após iniciada consome uma quantidade imensa de carvão sem interrupção por anos ou uma usina nuclear impropriamente localizada à beira do Oceano Pacífico uma usina que sozinha produz 20% da energia do sul da Califórnia ou então algo simples assim uma casa que gera mais energia do que consome e devolve o excedente à rede elétrica para uso público um novo modelo para o futuro das usinas de energia mas seja qual for o aspecto das usinas modernas as bases de seu projeto e a integração na vida comercial e doméstica foram moldados a mais em umito Entre Dois gigantes da indria e da inven Thomas edon w o resultado da competição entre esses dois homens ditou a forma como a eletricidade seria gerada e transmitida mas a primeira batalha foi para levar iluminação à cidades dos Estados Unidos os primeiros sistem de ilumina a GS das Casi perigosos ul de saísse o gás continuava se acumulando na casa o que resultava em explosões em 1879 Thomas Edson inventou a primeira lâmpada incandescente para comercialização com um filamento de alta resistência que brilhava quando aquecido por uma corrente baixa em seguida projetou um sistema de distribuição completo de luz e energia em 4 de setembro de 1882 após atrasos e gastos excedentes Edson abriu a primeira concessionária de energia a Pearl Street Station no coração do centro financeiro de Manhattan Edson sabia que seu produto seria caro e que precisava atingir muitos clientes Edson colocou a per Street Station em Nova York em 1882 para demonstrar que a tecnologia elétrica podia ser usada em larga escala não para apenas um consumidor como grandes mansões e fábricas antigas mas muitos consumidores a escolha em usar tecnologia de corrente contínua na Street limitou o alcance de sua Usina a maior desvantagem em usar corrente contínua como nas Usinas na época era que não se podia transmitir energia para muito longe sem perder uma grande quantidade da corrente então precisava de uma usina de energia a cada quilômetro me por toda cidade o principal concorrente Deon West previu que o futuro da eletricidade seria a transmissão em longa distância West House colocou sua empresa West House Electric para trabalhar no aperfeiçoamento de um sistema de corrente alternada que corre em ondas reversas que se propagam mais facilmente e com menos resistência nos fios de transmissão o lado bom da corrente alternada é que podemos gerar energia em alta vontagem e depois diminuir para qualquer voltagem necessária então podemos baixar até uma voltagem muito pequena como a que alguém precisaria na ou diminuir até uma voltagem um pouco mais alta que é utilizada em empresas Ou indústrias West adquiriu várias patentes importantes de correntes alternadas de nicol Tesla um inventor w House reconheceu a genialidade de Tesla e troue o inventor para PSB para trabalhar com ele juntos formularam os componentes daada George westen House inventou uma medida para a corrente alternada ele imaginava que se fosse disponibilizar a corrente alternada comercialmente teria que ter uma maneira de mensurar o que seria vendido aos clientes a busca incessante de West House pela tecnologia de corrente alternada o colocou em conflito com Edson foi uma batalha de Gigantes da tecnologia e da indústria Thomas Edson contra George West House foi chamada de batalha das correntes e foi essencial para que a tecnologia vencedora dominasse a indústria em um futuro que estava próximo com tanta coisa em jogo não foi surpresa que a Batalha das correntes tivesse um lado amargo Edson convenceu as autoridades de Nova York a usarem o produto de seu concorrente a corrente alternada para executar homens condenados na prisão de sing sing Eu acho que o golpe mais baixo tenha sido quando estavam procurando uma palavra para descrever isso hoje dizemos que uma pessoa é eletrocutada mas na época não tinham uma definição Thomas Edson sugeriu que usassem a palavra westin house eada que o condenado fosse westin House eado e obviamente isso incomodou muito George westinghouse mas o westinghouse se concentrou nas indústrias e deixou os gracejos da opinião pública para o seu adversário em 1893 haveria uma grande feira mundial em Chicago e estavam reunindo propostas para iluminar a feira à noite já que não havia outro evento em nenhum lugar do mundo com iluminação noturna West House pediu 00. 000 metade do valor exigido por Edson e conseguiu o contrato ele aproveitou a oportunidade para promover seu produto ele instalou uma usina de energia de corrente alternada completa que ficou exposta para todos verem tinha um quadro de distribuição de corrente alternada West in house gigante e o mais impressionante era que havia somente um operador um operador podia controlar todo o equipamento elétrico na feira mundial de 1893 67 milhões de americanos e estrangeiros visitaram a feira mundial de Chicago de 1893 Tesla e West House queriam sair da feira com a boa ideia de quem ganharia a Batalha das correntes tanto George westin housee quanto Nicola Tesla perceberam que era uma oportunidade de exibir o potencial da corrente alternada eles tinham um grande letreiro escrito energia que elos raios de luzin a palavra após o grande sucesso w House estava preparado para seu maior desafio competir comedon pelo Direito de construir a maior usina de energia no mundo West House fe primeira quadra de tênis iluminada em sua casa tinha 15 ladas e sua própria usina de energia as Cataratas do Niágara há centenas de anos o homem sabe que a força de uma queda d'água pode ser convertida em energia mecânica a energia para mover Moinhos mas por volta de 1880 houve uma discussão sobre se as quedas deveriam ser aproveitadas com essa tecnologia antiga ou transformada em eletricidade e transmitida às indústrias e pessoas que precisavam de energia se olhar para as Cataratas do niagra e seu potencial para gerar energia Era óbvio para muitos homens inteligentes naquela época que havia uma quantidade de energia tremenda nas águas das Cataratas do Niágara se pudesse ser aproveitada Faria muito pela indústria a comissão internacional do Niágara solicitou projetos dos principais Engenheiros para fazer uma usina que pudesse transmitir eletricidade para as fábricas na cidade próxima de Buffalo foi uma grande oportunidade para o sistema de corrente alternada de George West House por fim a decisão Em escolher a corrente alternada que podia ser levada a long distâncias através de linhas de transmissão desde a usina estabeleceu o uso da corrente alternada entre 1892 e 1895 foi construído o túnel que desviaria a força do Rio Niágara para as turbinas da Usina no verão de 1894 guindastes elétricos levaram as turbinas de 29 toneladas à maiores construídas até então até os fossos as turbinas eram como lâminas de Moinhos de Vento ativadas pela força das águas do Niágara quando a usina ficou pronta a água fluiu para as bahías e entrou em grandes canos verticais com cerca de 2 m de diâmetro para mover as turbinas que por sua vez giram rotores debaixo dos geradores dentro do gerador um ã gira criando um campo magnético que induz a carga elétrica para uma caixa com espirais de cobre e assim a eletricidade é produzida em 1896 a usina do começou a transmitir energia por 27 Km até Buffalo em Nova York mas foi só em 1901 na exposição pan-americana da feira de Buffalo que o público presenciou uma amostra em grande escala das Maravilhas da transmissão Elétrica A longas distâncias para transmitir eletricidade a distância os transformadores nas Usinas aumentaram as cargas para 11.
000 V quatro vezes a voltagem de uma usina de 1891 que o West House havia construído dentro de um transformador a carga elétrica passava por uma bobina induzindo uma carga maior ou menor em uma bobina separada a voltagem se multiplicava do número de voltas da bobina primária para o número de voltas da bobina secundária o que os engenheiros da westen house entendiam claramente era que as grandes usinas de energia que podiam produzir grandes quantidades de eletricidade e servir muitas pessoas em uma grande área precisavam usar transformadores para aumentar a pressão da eletricidade para ser capaz de levá-la a longas distâncias a usina do Niagara não serviu apenas como um projeto técnico Mas também como um modelo econômico que seria duplicado muitas vezes no século seguinte se construísse seria usada neste caso a indústria pesada se voltaria para essa fonte de energia confiável e barata havia um sujeito em Pittsburg chamado Hall que tinha um dos primeiros processos para produção de alumínio Us eletricidade ele mudou sua empresa de Pittsburg para as Cataratas do Niagara quando a energia se tornou disponível essa compania continuou e mudou o nome para compania de alumínio da América que hoje é a maior empresa de alumínio do mundo logo Ficou claro que enquanto a eletricidade fluísse da usina do Niágara a corrente alternada continuaria forte depois do Niágara até Edson trocou a tecnologia de corrente contínua pela alternada eu acho que seriao chamar George westen House o pai das usinas de energia modernas ele foi o catalisador foi a pessoa que teve o compromisso por 10 anos de juntar os recursos para tornar a corrente alternada bem-sucedida nas décadas seguintes melhorias na engenharia elétrica das turbinas geradores e transformadores levariam o homem a sonhar com uma fonte de energia movida a água maior e melhor este sonho se realizou na represa de hoover 40 anos depois da eletricidade fluir pela primeira vez no Niágara com 221 m de altura pesando 6 milhões meio de toneladas e formando um lago de 241 km hoover representou um grande aumento em comparação com Niagara e ainda é uma das maiores represas do mundo a voltagem de transmissão de hoover com 287000 v Demonstra o salto que houve na engenharia muitas pessoas comparam aesa de hoover com as primir Cataratas do Niagara a diferença entre o Niagara do começo de 1890 e a represa de hoover do meio dos anos 30 é a melhoria na tecnologia durante esse tempo geradores maiores e muito mais eficientes e mais importante sistemas de transmissão de alta voltagem ou alta pressão a energia chegava a 27 km de distância das Cataratas do niagra no começo de 1890 em 36 e 37 a energia que saía da Represa de ho chegava a 400 km até o sul da Califórnia nas décadas entre Niagara e hoover empresas de energia privadas prosperaram nos Estados Unidos não levou muito tempo para Os Donos das empresas perceberem que a consolidação era o único modo de lucrar numa indústria que exigia muito investimento em infraestrutura Tom mcter era o procurador-geral de Nova Jersey sua ideia bastante original para a época era traçar uma linha entre Nova York e a Filadélfia e comprar todas as empresas municipais de luz gás e tração que existiam Entre esses dois pontos e com isso ele foi capaz de gerar a massa crítica necessária para sair e começar a financiar a grande infraestrutura que seria necessária para construir o sistema elétrico foi também um grande passo para o crescimento da rede de transmissão maior número de usuários significava uma receita maior e ampliar o serviço poderia bancar as despesas das linhas de transmissão ligando várias usinas numa rede Regional este sistema originou a rede de transmissão de energia interestadual que hoje cobre milhares de qum qu com a melhora na tecnologia de transformadores de voltagens mais altas a eletricidade poderia ser enviada cada vez mais longe até 1903 a tecnologia era de mais de 100. 000 v o que significa que a eletricidade podia ser levada a uns 240 km no começo dos anos 20 a tecnologia já era de 220 230. 000 V qualquer coisa num raio de cerca de 480 Km da usina de energia podia receber eletricidade o grande trabalhador dessa rede é a subestação de transmissão como esta perto de athens Georgia onde é feito o trabalho de aumentar e diminuir voltagens nosso sistema de rede é baseado em cerca de três voltagens principais e depois temos algumas voltagens menores para rotas curtas mas o sistema de rede é basicamente de 500.
000 v 230. 000 v e 115. 000 v o de 500.
000 v é um sistema interestadual ele viaja de estado para estado e há cerca de cinco seis vias principais pelo Estado o sistema de 230 kv é parecido com o sistema de estradas americano possui mais rotas mas ainda não é o que tem mais o que tem mais é o de 115. 000 que é como o sistema Estadual de estradas leva a energia de cidade para cidade para todas as cidades pequenas e médias e para outras áreas para alimentar cargas diferentes os transformadores nas subestações alteram as voltagens para que a eletricidade possa ser roteada para onde precisa ir estamos na frente de transformadores de 230 para 115 kv esta caixona aqui transformador converte a voltagem de 230 kv para 115. 000 v e então fornece força para o barramento 115 que é enviado pela rede de 115 kv a eletricidade flui pelas linhas de força de 115 kv e vai diminuindo ao se aproximar de seu destino as casas Este é um transformador de distribuição típico que serve uma casa as linhas de distribuição TM 12.
000 ou 25. 000 V elas diminuem para 120 a 240 V para alimentar uma casa para uso de televisões luzes eletrodomésticos de uso diário esse tipo de uso diário constitui a principal demanda por energia deste século conforme o consumismo e o desejo de conforto crescem para atender as necessidades elétricas da sociedade o serviço público construiu as usinas necessárias Em 1984 o Brasil construiu a maior usina hidroelétrica do mundo que fornece tanta energia quanto 13 reatores nucleares em 2000 acres no Condado de berst na Georgia fica a segunda maior usina de carvão dos Estados Unidos a usina bowen dirigida e operada pela Georgia Power suas instalações produzem emos to eletricidade que uma em an das hidrelétricas em Estados ricos em água a maioria da eletricidade dos Estados Unidos é gerada por usinas de carvão em seu apogeu o carvão era tão abundante quanto as preocupações ambientais eram escassas os investimentos eram grandes e as usinas de carvão ficaram maiores e mais eficientes as usinas de energia foram de pequenas indústrias artesanais para usinas de energia gigantescas elas pegavam o ciclo do vapor e tiravam cada grama de energia possível fazendo isso de um modo eficiente basicamente o modo de gerar eletricidade era pegar a água e no ciclo mais simples apenas fervê-la e criar vapor e depois o vapor era pressurizado com a quantidade de calor necessária e colocado numa turbina a turbina é um ventilador simples que com o vapor em alta pressão gira e move um gerador mas este ciclo de vapor gerava desperdício era preciso 5 kg de carvão para produzir a energia necessária para deixar uma lâmpada de 100 w Acesa por uma hora é uma quantidade significante de carvão hoje com as mudanças tecnológicas somos capazes de diminuir e usamos menos de 1 kg de carvão para produzir a mesma quantidade de energia foi preciso uma combinação de disciplinas para se aumentar essa eficiência Engenheiros das usinas ajudaram a melhorar o processo aumentando a eficiência térmica descobrindo Como usar o carvão de um modo mais eficiente Metalúrgicos trabalharam nos canos para aumentar as temperaturas o pessoal dos alimentadores se esforçou para produzir quantidades enormes de pressão tudo isso para fornecer energia há uma população em crescimento e indústrias que precisavam de mais força os engenheiros chamaram essa demanda de carga e essa carga mudava de acordo com a estação e a hora do dia a carga é a demanda elétrica de nosso sistema se você ligar uma lâmpada isto gera uma carga para nosso sistema gera uma demanda para o uso da eletricidade o uso de energia sobe drasticamente durante o dia especialmente Hoje em Dia com o ar condicionado Então temos uma carga baixa às 8 da manhã ela cresce bastante no período da manhã depois por volta das 3 da tarde o ar condicionado de todos fica no máximo a indústria trabalha pesado e esse é o pico máximo de carga para servir esse ciclo de energia o serviço público precisa de três tipos de usinas temos a carga base que é uma carga de 24 horas e essa Usina funciona o tempo todo H carga intermediária que é uma usina com ciclos ela abre de manhã e fecha à noite e também as instalações de pico que funcionam algumas horas por dia e precisa de três tipos diferentes de máquinas para cuidar dessas cargas a usina boen é o que chamamos de usina de energia de carga base Ela opera com grande economia e funciona muito bem todos os dias 24 horas por dia são necessrios carregamentos de trem de 9000 toneladas de carvão sulfúrico que chegam de kentak todos os dias para suprir a usina o carvão é pulverizado até a consistência de talco antes de ser soprado nas grelhas para ser queimado e aquecer a água é transformado em vapor que tem uma temperatura de 540º e uma pressão de 245 kg por cm qu esse vapor é elevado a uma turbina ele gira uma turbina a turbina é presa a um gerador a turbina e o giram a 3600 rotações por minuto isso gera a eletricidade que colocamos nas linhas de transmissão após fazer seu trabalho na turbina o vapor entra no condensador onde flui em mais de 36000 tubos de cobre contendo água do rio etoa que fica próximo a água do rio absorve o calor condensando o vapor de volta a água para ser reutilizado na grelha a água quente no Rio é então em Torres de esfriamento de 120 M cada torre esfria mais de 1 milhão de litros de água por minuto não é uma surpresa que não haja mais comunidades capazes de abrigar uma usina na escala de bowen com suas Torres gigantes de 300 m por isso empresas de serviço como a Georgia Power desenvolveram instalações de pico com números menores em termos de uso da Terra e de impacto ambiental usinas com turbinas de combustão como a no nordeste da Georgia queima gás natural ou petróleo ao invés de carvão em um motor a jato Turbinado o motor com turbinas a gás usa ar quente e não vapor para produzir energia o combustível se mistura ao ar é queimado e os gases expandidos movem a turbina quando a turbina gira o processo é similar das usin de ciclo de vapor tipo de unidade com a turbina a combustão é bem parecida ao que você vê num motor a jato o motor a jato tem um compressor traz o ar para dentro o queima e produz a energia que é usada na propulsão Esta é uma máquina maior fazendo a mesma coisa é como um motor a jato só que poderoso as oito unidades da Usina da alberg juntas produzem cerca de 600 MW de energia menos que a potência de apenas uma unidade da Usina bowen como resultado turbinas são usadas apenas para produzir eletricidade complementar quando necessário é usada para fornecer energia Nos períodos do dia de maior demanda hoje o mercado da energia e a pressão da sociedade por energia mais segura e limpa criar uma demanda por usinas menores que ficam bem distribuídas na paisagem isso está mudando a forma de uma Indústria cujo lema sempre fora Quanto maior melhor Constru nos anos seguintes a Grande Depressão as grandes usinas produziam mais energia mas nos anos 30 e 40 fazendas não tinham como usar essa energia afastadas e com alto custo para serem alcançadas elas simplesmente não estavam na rede os investidores desse serviço não queriam pagar o preço de fornecer eletricidade para os consumidores rurais porque teriam que encarar os custos de construir linhas de energia de até 160 km que serviriam para apenas qu ou consumidores sem retorno nos investimentos o presidente ros e o congresso fundaram a tene Valley Authority em 1933 e a Rural electrification administration em 1935 essas agências tinham o objetivo de levar eletricidade aos Estados Unidos Rural onde só 10% dos fazendeiros tinham energia teny Authority começou como um esforço de Engenheiros do exército para controlar enchentes mas foi rapidamente usado como um modo de encontrar novas fontes de geração hidroelétrica nos rios da área no total foram construídas 42 empresas para o sistema e um projeto de energia hidroelétrica massivo foi lançado que alcançou uma capacidade total de 4 milhões de kW nos anos 70 nessa época a missão das duas agências havia sido cumprida 98% de todas as fazendas nos Estados Unidos tinham serviço elétrico após esgotar as possibilidades hidroelétricas das bacias dos rios os administradores direcionaram sua atenção para outras formas de energia nos últimos anos a teny Authority abandonou a base hidrelétrica e na verdade foi pioneira no aumento de algumas tecnologias movidas a carvão vistas hoje e se tornou uma defensora ardorosa da energia nuclear nos anos 50 e 60 [Música] os Estados Unidos possuem 5% da população mundial porém consomem 25% do suprimento de energia em 1942 Henrico ferm criou a primeira reação nuclear autosustentável em um laboratório escondido atrás do campo de futebol na universidade de Chicago com isso deu início à era atômica numa bomba atômica uma quantidade suficiente de plutônio para armas é implodida por uma carga de TNT iniciando uma reação em cadeia a explosão por fião a fião é o processo em que elementos naturais que são radioativos na natureza como o urânio são bombardeados com neutrons e com os nêutrons eles se dividem em outros elementos e quando se dividem em outros elementos liberam energia felizmente Nem todas as reações nucleares acabam em devastação Foi a época de paz gerada pela Energia Atômica que incentivou a indústria da energia nuclear a primeira usina nuclear com recursos particulares e sem ajuda do Governo foi a Drsden nos aredes de Chicago em 1959 vocêa noj manan na bomba atômica E no fim da segunda guerra mundial o avanço da tecnologia nesse período de 10 a 15 anos foi bem intenso hoje mais de 100 usinas nucleares funcionam nos Estados Unidos fornecendo 20% da necessidade de energia do país é o que chamamos de usina de energia de base O que significa que Ela opera 24 horas por dia 365 dias por ano em potência máxima no caso cada um desses reatores tem pouco mais de 100 MW de energia a estação geradora de energia nuclear San Onofre no Condado de San Diego Califórnia fornece energia para 2 milhões e meio de Lares e negócios o combustível é o urânio o urânio tem a habilidade natural de fission O que significa que o núcleo do átomo de urânio pode literalmente se dividir quando isso acontece libera uma pequena quantidade de calor mas também libera nêutrons adicionais dentro de uma pelota de urânio H bilhões e bilhões de átomos Então logo conseguimos uma reação em cadeia no urânio e quando você tem bilhões de átomos liberando um pouco de calor isso se torna uma grande quantidade de calor esse calor é liberado dentro do reator nuclear que fica so um Domo de contenção as paredes TM 11 cm de concreto e ferro e em teoria suportam qualquer desastre produzido pelo homem ou natural como terremotos de força a parede resistiu ao Impacto direto de um jato F4 Phantom o reator e seu sistema de circulação são preenchidos com água o que submerge o núcleo do combustível se você colocar um termômetro no núcleo no próprio centro de abastecimento ficaria em mais de 320º como a água circula pelo urânio quente a água fica quente sai pelo outro lado e ent em dois dispositivos grandes os geradores de vapor o vapor movimenta a turbina mecânica fazendo-a girar a 1800 rotações por minuto isso torna um gerador elétrico e os elétrons são direcionados para os fios fazendo a eletricidade gerar energia para abastecer lares e negócios as turbinas e os geradores juntos pesam 800 toneladas o equivalente a 800 carros compactos Mas apesar dessa grande dimensão efetuam um processo básico quando a água radioativa dos reatores flui para os geradores e vapor num sistema fechado ela aquece a água limpa num segundo sistema fechado antes de retornar ao reator o vapor Limpo movimenta a turbina e é então esfriado pela água do Oceano antes de retornar ao gerador de vapor onde novamente é transformada em vapor aqui atrás de mim está o Oceano Pacífico e cerca de 975 M além da praia temos um cano de 4 m de diâmetro que fica no oceano e quando ligamos a bomba da água puxamos cerca de 1,6 milhões de litros de água por minuto as bombas são movidas por motores de 4000 cavalos o equivalente a seis carros de corrida Nascar em velocidade máxima cada bombeada é capaz de secar uma piscina olímpica em 15 segundos se por alguma razão os engenheiros precisarem parar uma reação nuclear podem fazer isso inserindo um conjunto de alavancas no centro alavancas absorvem os nêutrons da divisão dos átomos que movem a reação em cadeia paralisando mas o aspecto surpreendente dessa Usina é que até um limite alto funciona sem parar ela pode funcionar por dois anos sem precisar de abastecimento em potência Total a unidade número dois de San Onofre Já operou por cerca de 530 dias consecutivos se fosse uma usina de gás natural de petróleo ou de carvão precisaria de abastecimento constante de combustível trazido por trens ou dutos do lado de fora transformadores aumentam 22. 000 V de eletricidade para 220.
