Esquema hidrelétrico de Shannon - Shannon hydroelectric scheme
| Esquema Hidrelétrico Shannon | |
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  Localização do esquema hidrelétrico de Shannon na Irlanda
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| Nome oficial | Central Elétrica de Ardnacrusha |
| País | Irlanda |
| Localização | County Clare |
| Status | Operacional |
| A construção começou | 1925 |
| Data de abertura | 1929 |
| Os Proprietários) | ESB Group |
| Barragem e vertedouros | |
| Largura (crista) | 100m |
| Coordenadas | 52 ° 42 20 ″ N 8 ° 36 46 ″ W / 52,70556 ° N 8,61278 ° W |
| Cabeça hidráulica | 28,5 m (94 pés) –33 m (108 pés) |
| Turbinas | 4 |
| Capacidade instalada | 86 MW |
| Geração anual | 332 GWh |
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ESB do site | |
O esquema hidrelétrico de Shannon foi um grande desenvolvimento do Estado Livre da Irlanda na década de 1920 para aproveitar a energia do rio Shannon . Seu produto, a usina de Ardnacrusha , é uma usina hidrelétrica que ainda produz energia hoje e está localizada perto de Ardnacrusha, no condado de Clare, a aproximadamente 2,4 quilômetros (1,5 milhas) da fronteira de Limerick. É o maior projeto hidrelétrico fluvial da Irlanda e é operado em uma ponte construída especificamente conectada ao rio Shannon . A planta inclui escadas para peixes para que os peixes que retornam, como o salmão , possam subir o rio com segurança, passando pela estação de energia.
Concluída 7 anos após a independência da Irlanda em 1922 a um custo equivalente a um quinto do orçamento anual do estado irlandês, a usina possibilitou um enorme aumento na demanda por eletricidade em todo o país e demonstrou a capacidade do novo governo de se desenvolver durante um período financeiro difícil. A fábrica foi construída pela empresa alemã Siemens-Schuckert , embora grande parte do projeto tenha sido feito por engenheiros irlandeses e a Irlanda fornecesse a maior parte da força de trabalho. O esquema envolveu mudanças no fluxo de todo o rio, várias barragens e pontes e a construção de uma rede elétrica nacional.
A usina geradora em Ardnacrusha é composta por três geradores de turbina Francis de eixo vertical (comissionado em 1929) e um gerador de turbina Kaplan de eixo vertical (comissionado em 1934) operando sob uma queda média de 28,5 metros. O esquema foi originalmente projetado para seis turbinas, com quatro turbinas instaladas. Os 85 MW da planta de geração em Ardnacrusha eram adequados para atender a demanda de eletricidade de todo o país nos primeiros anos. A produção total equivale a cerca de 332.000 MWh gerados anualmente. Ardnacrusha gera a 10,5 quilovolts (kV), mas isso é transformado em 38 kV para distribuição local e 110 kV para transmissão de longa distância.
Fundo
O primeiro plano para controlar o poder de Shannon entre Lough Derg e Limerick foi publicado em 1844 por Sir Robert Kane . Inspirado pelo projeto de 1896 de Nikola Tesla nas Cataratas do Niágara , "Frazer's Scheme" propôs um canal de corrida de cabeça terminando em Doonass, e foi sancionado pelo "Shannon Water and Electric Power Act" de 1901. Isso previa um esquema sazonal com uma turbina a vapor de reserva para gerar eletricidade no verão, mas o custo geral foi considerado muito alto e a lei foi arquivada. Em 1902, SF Dick propôs uma queda mais acentuada em Doonass. O British Board of Trade nomeou um comitê em 1918 que aprovou propostas de Theodore Stevens e publicou um relatório em 1922. Isso previa alterar os níveis superiores do lago para criar armazenamento extra de 10.000 milhões de pés cúbicos, a um custo de £ 2,6 milhões.
No final de 1923, o engenheiro Dr. Thomas McLaughlin abordou o novo Ministro da Indústria e Comércio do Estado Livre da Irlanda, Patrick McGilligan, com uma proposta para um projeto muito mais ambicioso. O Dr. McLaughlin começou a trabalhar para a Siemens-Schuckert , uma grande empresa de engenharia alemã, no final de 1922, e seu projeto exploraria toda a diferença de altura entre Lough Allen e o mar. Ele baseou-se na análise de 25 anos de fluxo no açude em Killaloe publicada por John Chaloner Smith, um engenheiro da Comissão de Obras Públicas . McGilligan estava entusiasmado, embora WT Cosgrave , o primeiro-ministro, fosse mais cauteloso. O esquema foi publicado pela Siemens em setembro de 1924 e o governo nomeou uma equipe de especialistas da Noruega e da Suíça para verificar sua viabilidade. Isso causou considerável controvérsia política, já que o custo de 5,2 milhões de libras era uma grande parte de todo o orçamento do novo estado em 1925 de 25 milhões de libras e os interesses em Dublin preferiam uma solução mais localizada. Mas os especialistas apoiaram a solução centralizada que exigiria uma rede de distribuição em todo o país, mas recomendou uma implementação em dois estágios dos geradores de energia. O governo aceitou isso e em abril de 1925 introduziu o Shannon Electricity Act de 1925 no Dáil .
Construção
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Em 1925, a Siemens iniciou os trabalhos com o Dr. McLaughlin como diretor administrativo e o Prof. Frank Sharman Rishworth , que se afastou do University College Galway , como engenheiro civil chefe. O prazo de execução de três anos e meio, com cláusula de penalização pelo descumprimento desse limite, estava inscrito no contrato. Cerca de 150 dos trabalhadores qualificados e engenheiros da usina eram alemães. Um acampamento foi montado para os trabalhadores que incluía alojamentos para 750 homens e uma sala de jantar para 600 pessoas. Inicialmente, emprego para 700 foi fornecido, enquanto no seu pico havia 5.200 empregados durante a fase de construção, com este recuando para 2.500 perto conclusão.
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A Siemens teve que importar uma vasta gama de máquinas de Bremen e Hamburgo e construiu uma ferrovia de bitola estreita de 96 km das docas em Limerick até o local para trazer suprimentos, que incluíam 76 locomotivas a vapor. O governo consertou as estradas locais que estavam em um estado terrível. O headrace envolveu a construção de aterros de até 25 m de altura em uma distância de 10 km e muitos problemas geológicos imprevistos foram encontrados. 7,6 milhões de metros cúbicos (9,9 × 10 6 cuyd) de solo tiveram que ser movidos e 1,2 milhões de metros cúbicos (1,6 × 10 6 cuyd) de rocha. Quatro pontes principais foram construídas e nove rios desviados, bem como numerosos riachos. Três grandes turbinas Parsons foram instaladas na base da barragem que poderiam gerar 35 MW, mais do que todo o abastecimento público da época. Além disso, uma rede de fornecimento de linhas de energia de 110kV foi instalada para Dublin, Cork e outros centros.
O projeto de construção gerou polêmica. Trabalhadores não qualificados recebiam apenas salários agrícolas, produzindo greves, debate nacional e governamental sobre salários, condições e gastos excessivos. Apesar disso, houve um estouro de custo final para a Siemens de £ 150.000.
O local atraiu um grande número de turistas, transportados por trens de excursão de todas as partes da Irlanda. Em 1929, calculou-se que 250.000 espectadores haviam sido guiados pelas obras.
Irlanda eletrizante
Em 1927, o ESB foi estabelecido e assumiu o controle do esquema e do fornecimento e geração de eletricidade em geral. Dr. McLaughlin se tornou o diretor administrativo.
O esquema Shannon foi oficialmente inaugurado em Parteen em 22 de julho de 1929. Um dos maiores projetos de engenharia de sua época, serviu de modelo para projetos de eletrificação em grande escala em todo o mundo. Operado pelo Electricity Supply Board of Ireland, teve um impacto imediato no desenvolvimento social, econômico e industrial da Irlanda. Em 1935, estava produzindo 80% da eletricidade da Irlanda. Ele continua a fornecer essa energia no século 21, embora sua contribuição agora seja de apenas 2%. Na época, era a maior estação hidrelétrica do mundo, embora tenha sido logo substituída pela Represa Hoover , que começou a ser construída em 1930.
O influente London Financial Times ficou muito impressionado com o resultado, comentando:
- Eles colocaram sobre seus ombros a tarefa nada fácil de quebrar o que na realidade é um enorme complexo de inferioridade e o Esquema de Shannon é um - e provavelmente o mais vital - de seus métodos para fazê-lo.
Em 3 anos, a demanda por eletricidade na Irlanda havia se expandido tanto que o estágio 2 foi iniciado. Em vez das três comportas extras planejadas, apenas uma foi usada, mas ela usou uma nova turbina Kaplan de 30 MW com sete pás que produz alta eficiência na cabeça relativamente pequena e, portanto, aumentou a capacidade da estação para 75 MW em 1933. Em 1937, o A usina hidrelétrica do reservatório de Poulaphouca no Liffey foi construída adicionando outros 35 MW.
Em 2002, no 75º aniversário da fábrica, seu status histórico foi reconhecido pelo Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos , em parceria com a Sociedade Americana de Engenheiros Civis , que marcou a instalação como um Marco da Engenharia do século XX.
Consequências ambientais
A abertura do esquema teve, e continua tendo, um efeito ambiental significativo por parte do Shannon contornado pelo canal head-race, de Parteen Villa ao norte da ponte O'Briens até cerca de um quilômetro ao norte da cidade de Limerick . Essa extensão de rio, especialmente aquela que passa por Castleconnell e pelas Cataratas de Doonass, foi mundialmente famosa no século XIX e no início do século XX pela pesca, especialmente a pesca de salmão . O desvio de água para a estação de energia teve um efeito desastroso sobre isso, por duas razões principais: inicialmente, não havia passagem de peixes em Ardnacrusha para permitir que o salmão migrasse rio acima; isso foi corrigido posteriormente. Em segundo lugar, a redução do fluxo de água ao longo do canal natural encorajou mais peixes a migrar para o canal da cabeceira ou para o rio Mulkear . O problema persiste até os dias de hoje, e a pesca do salmão não é mais comparável ao período até a década de 1920. Outras espécies de peixes nativos também foram afetadas pelos baixos níveis de água.
Efeitos no canal do rio contornado
Redução do fluxo de água
Depois de aberta, a grande maioria da água do Shannon foi desviada para a estação de energia através do canal de corrida de cabeça. Os ESB são obrigados por lei a permitir que 10 metros cúbicos por segundo (10 m 3 / s) fluam pelo canal natural. Isso é aproximadamente o que o fluxo natural seria durante os períodos secos de verão antes da construção do açude. Toda a água excedente pode ser desviada para geração de energia. A capacidade máxima de Ardnacrusha é de aproximadamente 400 m 3 / s, 40 vezes o que é necessário para fluir pelo canal natural (embora a estação de energia não funcione necessariamente com esta capacidade o tempo todo). Durante os primeiros anos após a abertura do projeto, a água foi desviada para a estação de energia apenas quando necessário para a demanda de eletricidade na época e, portanto, o impacto no rio não foi inicialmente severo. No entanto, conforme a demanda aumentou, mais e mais água foi desviada, até que finalmente foi alcançada uma situação em que, em todos os momentos, toda a água disponível foi desviada para geração de energia, e o canal natural foi permanentemente reduzido ao fluxo de água mínimo permitido (exceto durante condições extremas). Em períodos excepcionalmente úmidos, o fluxo de água para fora do Lough Derg é superior a 400 m 3 / s, e é necessário que o excedente seja liberado no canal natural através de Castleconnell. Durante esses breves períodos, as Cataratas de Doonass são temporariamente restauradas à sua antiga glória. A frequência com que isso ocorre depende dos padrões climáticos sazonais: em alguns anos, não há aumento acima do fluxo mínimo. Isso resultou em um leito de rio substancialmente seco. O resultado mais óbvio no rio ao sul de Parteen Villa sempre sendo mantido em níveis de verão é o assoreamento de muitas das antigas piscinas de salmão e o crescimento de árvores e arbustos em muitas partes do antigo leito do rio, alterando assim significativamente tanto a aparência quanto ecossistema do rio.
Quando construída, Ardnacrusha tinha capacidade para fornecer energia para todo o país. Atualmente, é responsável por cerca de 2-3% da produção geral de energia do ESB. Dada a pequena quantidade total de energia produzida por metro cúbico, há um caso substancial para aumentar o fluxo de água para o canal natural, agora que Arnacrusha está produzindo uma proporção tão pequena da energia do ESB. Por exemplo, aumentar o fluxo do rio para 50 m 3 / s reduziria a capacidade de Ardnacrusha em 1/10 (fluxo reduzido em 40 m 3 / s), ou 8 megawatts; menos de 0,3% da capacidade nacional do ESB, enquanto aumenta o fluxo de água para o canal natural em 5 vezes. Isso teria um grande efeito benéfico sobre as condições do rio ao sul da ponte O'Briens.
A seção navegável de água da extremidade sul do Canal Killaloe até o Fim do Mundo, Castleconnell, estava ligada a Limerick através do canal lateral Plassey-Errina que tinha seis eclusas. Isso se tornou redundante com a construção do novo canal para Ardnacrusha, foi desidratado e posteriormente abandonado. Recentemente, várias seções foram liberadas e agora é possível caminhar da ponte O'Briens até a eclusa de Errina ao longo do antigo caminho de reboque. Como não há eclusa no açude Parteen ligando o canal natural ao Lough Derg, não é mais possível para qualquer embarcação entrar, por água, nesta parte do Shannon.
A navegação do Shannon é agora feita pelo canal head-race, que tem 90 m (300 pés) de largura. Quando todas as turbinas estão funcionando, a velocidade da água é de 1,5 m / s (3,4 mph), o que pode ser um desafio em ambas as direções. Isso leva à eclusa dupla em Ardnacrusha, que receberá barcos de 32,2 m (106 pés) de comprimento e 6,1 m (20 pés) de largura. As duas eclusas têm uma queda combinada de até 34 m (112 pés).
Programa de manejo de enguia de Shannon
Um esquema de armadilha e transporte está em vigor em Shannon como parte de um programa de manejo de enguias após a descoberta de uma população reduzida de enguias. Este esquema garante uma passagem segura para as enguias jovens além de Ardnacrusha.
Efeitos rio acima a partir do esquema
Inundação
A capacidade máxima de Ardnacrusha é de aproximadamente 400 m 3 / s. Como isso é muito maior do que o disponível durante os meses de verão, durante os primeiros anos de operação a água foi armazenada nos principais lagos de Shannon, Lough Derg, Lough Ree e Lough Allen porque Ardnacrusha forneceu uma contribuição significativa para atender às necessidades de eletricidade do país durante esse período. Ao manter esses lagos em um nível mais alto do que o natural, por meio de açudes, a água acumulada durante os meses úmidos de inverno poderia ser liberada durante os períodos mais secos para manter o abastecimento da usina. Já existiam açudes em Killaloe e Athlone para controlar os níveis do lago em Lough Derg e Lough Ree, respectivamente. Após a conclusão de Ardnacrusha, o açude em Athlone foi modificado e colocado sob o controle da ESB, e um novo açude construído na foz do Lough Allen para regular ainda mais os níveis de água (o açude em Killaloe foi removido, já que o nível de água do Lough Derg agora é controlado por O próprio açude Parteen). Nas décadas mais recentes, a importância de Ardnacrusha para a produção de eletricidade diminuiu e a água não é mais armazenada nos lagos Shannon para geração de eletricidade.
O esquema simplificou a navegação entre Killaloe e Limerick, já que as embarcações precisam atravessar apenas uma eclusa dupla em Ardnacrusha. A maior parte do canal de Killaloe foi submersa sob o novo lago (a 'seção inundada') ao sul de Killaloe, permitindo acesso direto ao canal head-race. A ESB é responsável por manter os níveis de água para navegação em todo o Shannon entre limites pré-determinados, mas eles têm o direito de priorizar os níveis de geração de eletricidade, em caso de escassez de água.