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PROVA N2 GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA 1) Nos últimos anos, elementos solares modulares e estruturas integrativas de edifícios foram amplamente desenvolvidos. Muitos estudos e diversas aplicações se concentraram nesse campo. Existem cerca de 1.000 patentes e produtos industriais relacionados, incluindo, principalmente, três sistemas de módulo, os quais são baseados no sistema solar térmico, no sistema solar fotovoltaico e nos sistemas solares fotovoltaicos/térmicos. Diante desse contexto, assinale a alternativa correta que apresenta a diferença entre um sistema solar térmico e um sistema fotovoltaico. Sua resposta está correta. A alternativa está correta, pois as tecnologias de geração de energia térmica solar exploram o sol como fonte de calor. Uma usina térmica solar típica captura a radiação infravermelha que cai na Terra e a utiliza para aquecer um fluido termodinâmico, a fim de acionar uma máquina de calor. Resposta correta Dispositivos térmicos solares utilizam o calor gerado pelo sol, mas dispositivos fotovoltaicos convertem luz em eletricidade. 2) O setor elétrico brasileiro é composto por órgãos e instituições que possuem funções bem definidas, sejam elas funções políticas, de regulação, fiscalização, dentre outras. Algumas instituições são bem conhecidas, como a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), o Operador Nacional do Sistema (ONS) e o Ministério de Minas e Energia (MME). Considerando o excerto apresentado, sobre os órgãos e instituições que compõem o setor elétrico brasileiro, analise as afirmativas a seguir: I. A ANEEL é responsável por realizar estudos e pesquisas para subsidiar o planejamento do setor elétrico brasileiro. II. O MME executa as políticas públicas dos recursos energéticos do país. III. A ANEEL tem como função controlar e fiscalizar as concessões, permissões e serviços de energia elétrica. IV. O ONS é responsável por coordenar a operação de geração e transmissão de energia elétrica no país. É correto o que se afirma em: Resposta correta. A alternativa está correta, pois a ANEEL é uma autarquia vinculada ao Ministério de Minas e Energia, que tem como função controlar e fiscalizar as concessões, as permissões e os serviços de energia elétrica. O ONS é responsável por coordenar a operação das instalações de geração e transmissão de energia elétrica e o MME tem como função executar as políticas públicas dos recursos energéticos do país. Resposta correta II, III e IV, apenas. 3) Dadas as amplas aplicações de eletricidade em todo o mundo, melhorar a eficiência das usinas termelétricas seria uma forma eficaz de reduzir o consumo total de energia e proteger o meio ambiente. Assim, melhorar a eficiência da geração de energia térmica sempre foi um tema central da indústria de geração de energia. Nesse contexto, assinale a alternativa correta que apresenta a eficiência geral de uma usina termelétrica. Sua resposta está correta. A alternativa está correta, pois a eficiência geral de uma usina termelétrica é dada pela eficiência do ciclo regenerativo. O vapor parcialmente expandido é extraído do vapor em expansão na cascata da turbina em intervalos regulares, alimentado para aquecedores de água, nos quais é condensado para utilizar alguma energia latente do vapor em expansão para aumentar a temperatura da água gradualmente, antes de chegar à caldeira. Isso diminui a entropia do vapor em expansão, gradativamente, para formar um ciclo regenerativo. Resposta correta Eficiência do ciclo regenerativo 4) Uma fábrica que produz alimentos processados funciona sete dias por semana e necessita de energia elétrica 24 horas por dia, para o maquinário poder funcionar e manter as câmaras frigoríficas sempre ligadas. A empresa compra eletricidade a R$ 0,09 por quilowatt-hora (kWh). Assinale a alternativa que apresenta o valor do custo incremental anual por kWh que a fábrica tem para essa compra de energia elétrica Sua resposta está correta. A alternativa está correta, pois aumentar ou diminuir a carga elétrica em 1 quilowatt por um ano pode ser estimado da seguinte forma: (9 centavos por kwh) x (8.760 horas por ano) = R$ 0,09 x 8.760 = R$ 788,40 por ano. Esse é o custo do kWh para manter a fábrica funcionando 24 horas por dia durante um ano. Resposta correta R$ 788,40 por ano por kWh. 5) O custo de capital de uma usina geradora de energia pode variar amplamente, dependendo da tecnologia. Das tecnologias estabelecidas e convencionais — incluindo a nuclear, o combustível fóssil, as termelétricas, as solares, as eólicas e as usinas hidrelétricas —, os custos são bem diferentes. Sendo assim, assinale a alternativa correta que apresenta o custo de capital por kW de capacidade instalada conforme o tamanho da usina termelétrica aumenta. Sua resposta está correta. A alternativa está correta, pois o custo de uma unidade de eletricidade é determinado por uma combinação dos custos associados à produção da energia e aqueles associados à sua entrega. O custo de capital por kW, em uma usina termelétrica, diminui conforme o tamanho da usina aumenta, já que, com o aumento da usina, há um aumento considerável da produção de energia com a capacidade já instalada e em funcionamento. Os custos iniciais para a construção do empreendimento já foram pagos, logo, o custo de capital diminui. Resposta correta O custo de capital por kW de capacidade instalada diminui. 6) O processo ou ciclo de Rankine foi desenvolvido em 1859 pelo engenheiro escocês William J. M. Rankine. Trata-se de um ciclo termodinâmico que converte calor em energia mecânica, a qual geralmente é transformada em eletricidade por geração elétrica. A eficiência do ciclo de Rankine é limitada pelo alto calor de vaporização do fluido. Assim sendo, assinale a alternativa a seguir que apresenta a faixa de valores da eficiência do ciclo de Rankine para uma boa usina a vapor. Sua resposta está correta. A alternativa está correta, pois a eficiência do ciclo de Rankine em uma usina a vapor gira em torno de 35% a 45%. O ciclo Rankine tem as seguintes etapas: transferência de calor isobárica, expansão isentrópica, rejeição de calor isobárico e compressão isentrópica. Resposta correta 35% a 45%. 7) A velocidade do vento é uma das características mais críticas na geração de energia eólica. Na verdade, a velocidade do vento varia no tempo e espaço, determinada por muitos fatores, como condições geográficas e meteorológicas. Logo, a quantidade de energia que o vento pode gerar também varia. A respeito da velocidade do vento na geração de energia eólica, analise as afirmativas a seguir e marque V para as verdadeiras e F para as falsas. I. ( ) Se a velocidade do vento dobra, a energia permanece a mesma. II. ( ) Se a velocidade do vento dobra, a energia é oito vezes maior. III. ( ) Se a velocidade do vento dobra, a energia também dobra. IV. ( ) Se a velocidade do vento dobra, a energia é quatro vezes maior. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta. Sua resposta está correta. A sequência está correta, pois a afirmativa II é verdadeira. Para obter maior potência eólica, é necessária maior velocidade do vento. Como a produção de energia eólica é proporcional à potência cúbica da velocidade média do vento, uma pequena variação na velocidade do vento pode resultar em uma grande mudança na energia eólica. Resposta correta F, V, F, F 8) A energia eólica representa a principal fonte de nova geração de energia e um importante player no mercado mundial de energia. Sua geração depende da velocidade do vento para que seja possível transformar a energia eólica em energia elétrica. Nesse sentido, com base em nossos estudos sobre o assunto, assinale a alternativa a seguir que apresenta a resposta correta a respeito da velocidade do vento necessária para tornar os grandes sistemas deenergia eólica economicamente viáveis Sua resposta está correta. A alternativa está correta, pois, em geral, diz-se que os grandes sistemas requerem velocidades de vento de seis metros por segundo (21,6 Km/h). Pesquisas da Universidade de Stanford estimam que as áreas adequadas têm ampla propagação global, o suficiente para que, se apenas 20% do potencial fosse capturado, a demanda mundial de eletricidade seria sete vezes mais satisfatória Resposta correta Seis metros por segundo (21,6 Km/h). 9) As usinas termelétricas precisam consumir um pouco da própria energia para manter o seu funcionamento. Esse consumo é chamado “consumo auxiliar” (Auxiliary Power Consumption ou APC). Geralmente, o APC, em termos de kW e percentual, já deve ser definido no projeto da usina e depende, por exemplo, do combustível que alimenta a usina, como carvão, gás, óleo, dentre outros. Sendo assim, assinale a alternativa correta que corresponde ao consumo auxiliar das usinas termelétricas Sua resposta está correta. A alternativa está correta, pois, em usinas termelétricas, uma fração da energia produzida é consumida por equipamentos de geração de energia e seus auxiliares, como ventiladores, motores etc. O consumo auxiliar da usina termelétrica é de 8% a 10% da energia total produzida. Por exemplo, para usinas termelétricas com capacidade de 10 MW, o consumo auxiliar é em torno de 850 a 1000 KW. Resposta correta 8% a 10%. 10) O modelo do setor elétrico brasileiro foi revisado em 2004, por meio da Lei nº 10.848/2004 e regulamentado pelo Decreto nº 5.163/2004. A partir dessa data, consumidores e distribuidores passaram a comprar ou a vender energia elétrica de duas maneiras. A primeira é pelo Ambiente de Contratação Regulado (ACR) e a segunda é pelo Ambiente de Contratação Livre (ACL). BRASIL. Lei nº 10.848, de 15 de março de 2004. Dispõe sobre a comercialização de energia elétrica, altera as Leis nºs 5.655, de 20 de maio de 1971, 8.631, de 4 de março de 1993, 9.074, de 7 de julho de 1995, 9.427, de 26 de dezembro de 1996, 9.478, de 6 de agosto de 1997, 9.648, de 27 de maio de 1998, 9.991, de 24 de julho de 2000, 10.438, de 26 de abril de 2002, e dá outras providências. Brasília, DF: Presidência da República, [2021]. Disponível em: http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2004- 2006/2004/lei/l10.848.htm. Acesso em: 18 set. 2021. BRASIL. Decreto nº 5.163, de 30 de julho de 2004. Regulamenta a comercialização de energia elétrica, o processo de outorga de concessões e de autorizações de geração de energia elétrica, e dá outras providências. Brasília, DF: Presidência da República, [2020]. Disponível em: http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2004- 2006/2004/decreto/d5163.HTM. Acesso em: 18 set. 2021. Considerando esse novo modelo do setor elétrico brasileiro, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). I. ( ) No ACR, a forma de contratação é realizada por meio de leilões de energia promovidos pela Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE), sob delegação da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). II. ( ) No ACL, o preço da energia é estabelecido em leilão. III. ( ) No ACL, o contrato é estabelecido livremente entre as partes. IV. ( )No ACR, os contratos são regulados pela ANEEL e são denominados Contratos de Comercialização de Energia Elétrica no Ambiente Regulado (CCEAR). Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta. Resposta correta. A sequência está correta. A afirmativa I é verdadeira, pois, no ACR, a forma de contratação se dá por meio de leilões de energia realizados pela CCEE, sob delegação da ANEEL. O ACR é utilizado, principalmente, por distribuidoras de energia que fornecem energia aos consumidores cativos. A afirmativa III é verdadeira, pois, no ACL, o contrato é estabelecido livremente entre as partes. No ACL, estão grandes indústrias e empresas que negociam a compra de energia diretamente de fornecedores por meio de contratos bilaterais. A afirmativa IV é verdadeira, pois, no ACR, a ANEEL regula os contratos de compra e venda de energia elétrica. Na verdade, em ambos os casos (ACL e ACR), os contratos são regulados pela ANEEL e administrados pela Câmara de CCEE. Resposta correta V, F, V, V.