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Inventores Famosos

Uma breve história da energia hidrelétrica de Lester Pelton

Uma breve história da energia hidrelétrica de Lester Pelton

Lester Pelton inventou um tipo de turbina a jato de água livre chamada de turbina Pelton Wheel ou Pelton. Esta turbina é usada para geração de energia hidrelétrica. É uma das tecnologias verdes originais, substituindo carvão ou madeira pelo poder da água em queda.

Lester Pelton e a Turbina de Rodas de Água de Pelton

Lester Pelton nasceu em 1829 em Vermillion, Ohio. Em 1850, ele imigrou para a Califórnia durante o período da corrida do ouro.

Pelton ganhava a vida como carpinteiro e carpinteiro.

Naquela época, havia uma grande demanda por novas fontes de energia para operar as máquinas e moinhos necessários para a expansão das minas de ouro.

Muitas minas dependiam de motores a vapor, mas exigiam suprimentos de madeira ou carvão. O que era abundante era o poder da água dos riachos e cachoeiras da montanha.

As rodas de água que tinham sido usadas para alimentar os moinhos de farinha funcionavam melhor em rios maiores e não funcionavam bem nos riachos e cachoeiras mais rápidos e menos volumosos.

O que funcionou foram as turbinas de água mais novas que usavam rodas com copos em vez de painéis planos. Um projeto de referência em turbinas de água foi o altamente eficiente Pelton Wheel.

WF Durand, da Universidade de Stanford, escreveu em 1939 que Pelton fez sua descoberta quando observou uma turbina de água desalinhada onde o jato de água atingiu as xícaras perto da borda, em vez do meio da xícara.

A turbina se moveu mais rápido. Pelton incorporou isso em seu design, com um divisor em forma de cunha no meio de um copo duplo, dividindo o jato.

Agora a água sendo ejetada de ambas as metades dos copos divididos agem para impulsionar a roda mais rapidamente. Ele testou seus projetos em 1877 e 1878, obtendo uma patente em 1880.

Em 1883, a turbina Pelton ganhou uma competição para a turbina de roda d’água mais eficiente realizada pela Idaho Mining Company de Grass Valley, Califórnia.

A turbina da Pelton provou ser 90,2% eficiente, e a turbina de seu concorrente mais próximo teve apenas 76,5% de eficiência. Em 1888, Lester Pelton formou a Pelton Water Wheel Company, em São Francisco, e começou a fabricar em massa sua nova turbina hidráulica.

A turbina da roda d’água Pelton definiu o padrão até que a roda de impulso Turgo foi inventada por Eric Crewdson em 1920. No entanto, a roda de impulso Turgo era um projeto aprimorado baseado na turbina Pelton. O Turgo era menor que o Pelton e mais barato de fabricar.

Dois outros importantes sistemas hidrelétricos incluem a turbina Tyson e a turbina Banki (também chamada de turbina Michell).

As rodas Pelton foram usadas para fornecer energia elétrica em usinas hidrelétricas ao redor do mundo. Um em Nevada City teve uma produção de 18.000 cavalos de eletricidade por 60 anos. As maiores unidades podem produzir mais de 400 megawatts.

Hidroeletricidade

A energia hidrelétrica converte a energia da água corrente em eletricidade ou hidroeletricidade. A quantidade de eletricidade gerada é determinada pelo volume de água e pela quantidade de “cabeça” (a altura das turbinas no grupo motopropulsor até a superfície da água) criada pela represa.

Quanto maior o fluxo e a cabeça, mais eletricidade é produzida.

A força mecânica da queda de água é uma ferramenta antiga. De todas as fontes de energia renováveis ​​que geram eletricidade, a energia hidrelétrica é a mais utilizada.

É uma das mais antigas fontes de energia e foi usada há milhares de anos para girar uma roda de pás para fins de moagem de grãos. Nos anos 1700, a energia hidrelétrica mecânica foi usada extensivamente para moagem e bombeamento.

O primeiro uso industrial de energia hidrelétrica para gerar eletricidade ocorreu em 1880, quando 16 lâmpadas de arco de escovas foram acionadas usando uma turbina de água na Wolverine Chair Factory em Grand Rapids, Michigan.

A primeira usina hidrelétrica dos EUA foi inaugurada no rio Fox, perto de Appleton, Wisconsin, em 30 de setembro de 1882. Até então, o carvão era o único combustível usado para produzir eletricidade.

As primeiras usinas hidrelétricas eram estações de corrente contínua construídas para alimentar arco e iluminação incandescente durante o período entre 1880 e 1895.

Como a fonte de energia hidrelétrica é a água, as usinas hidrelétricas devem estar localizadas em uma fonte de água. Portanto, não foi até que a tecnologia para transmitir eletricidade a longas distâncias fosse desenvolvida, que a hidreletricidade se tornasse amplamente utilizada. No início de 1900, a energia hidrelétrica representava mais de 40% do fornecimento de eletricidade dos Estados Unidos.

Os anos de 1895 a 1915 presenciaram mudanças rápidas no projeto hidrelétrico e uma grande variedade de estilos de plantas construídas.

O projeto da usina hidrelétrica tornou-se razoavelmente bem padronizado após a Primeira Guerra Mundial, com a maioria dos empreendimentos nas décadas de 1920 e 1930 sendo relacionados a usinas térmicas e transmissão e distribuição.

 

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