GRA1648 Atividade 2 A2

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Rodrigo Molgado Engenharia Elétrica Geração e Energia Elétrica Atividade 2 
 
1) A energia eólica é um dos três principais recursos de energia renovável, ao lado das 
energias solar e hidrelétrica, que estão sendo exploradas em grande escala para 
geração de energia global. Como um recurso energético, o vento é amplamente 
distribuído e capaz de fornecer energia na maioria das partes do mundo. 
 
A respeito da geração de energia eólica, analise as afirmativas a seguir e marque V 
para as verdadeiras e F para as falsas. 
 
I. ( ) É flexível, podendo ser gerada em terra e no mar. 
II. ( ) Torna-se mais cara conforme mais parques eólicos são construídos. 
III. ( ) A geração eólica é constante. 
IV. ( ) É rápida de construir e fácil de remover. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta. 
 
• V, F, F, V. 
• F, V, F, V. 
• V, V, F, F. 
• V, F, V, V. 
• F, F, F, V. 
 
Sua resposta está correta. A sequência está correta, pois a afirmativa I é verdadeira, 
visto que as torres de energia eólica podem ser construídas na terra e no mar. Os 
parques eólicos offshore (no mar) têm muitas das mesmas vantagens dos parques 
eólicos terrestres. Além disso, a afirmativa IV também é verdadeira, pois a 
construção de uma torre eólica é bem rápida e requer uma infraestrutura muito mais 
simples que uma usina hidrelétrica ou térmica, por exemplo. 
 
2) A geração de energia eólica está presente em várias partes do mundo. No norte da 
Noruega, por exemplo, as temperaturas podem variar entre -20 °C no inverno e +20 
°C. Assim, as turbinas eólicas, nesse local, devem ser protegidas do acúmulo de gelo 
e, caso ainda exista uma condição de pouco vento, a turbina eólica precisará de um 
fornecimento externo de energia para aquecimento interno. 
 
Desse modo, a respeito do efeito da temperatura na geração de energia eólica, analise 
as afirmativas a seguir e marque V para as verdadeiras e F para as falsas. 
 
I. ( ) A influência da temperatura será muito pequena, abaixo de 1%. 
II. ( ) A turbina produzirá 4% menos em um dia frio. 
III. ( ) A turbina produzirá 16% menos em um dia frio. 
IV. ( ) A turbina produzirá 16% a mais em um dia frio. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta. 
 
• V, V, V, F. 
• F, F, F, V. 
• F, F, V, F. 
• F, V, F, V. 
• V, F, V, F. 
 
Sua resposta está correta. A sequência está correta, pois a afirmativa IV é 
verdadeira. Em um dia frio, a turbina produz 16% a mais, já que a temperatura mais 
baixa aumentará a densidade (peso por metro cúbico) do ar. A energia do vento varia 
em proporção à densidade do ar. 
 
3) A maioria das turbinas eólicas do mundo utiliza o chamado “gerador assíncrono 
trifásico” (enrolamento em gaiola), também conhecido como “gerador de indução para 
gerar corrente alternada”. O gerador tem algumas propriedades mecânicas que são 
úteis para turbinas eólicas, como o escorregamento do gerador e certa capacidade de 
sobrecarga. 
 
Nesse sentido, assinale a alternativa correta que apresenta o que ocorre com a 
velocidade de rotação do rotor de uma turbina eólica típica (com um gerador 
assíncrono conectado diretamente à rede elétrica) se a velocidade do vento dobrar de 
7 m/s para 14 m/s. 
 
• A velocidade do rotor permanecerá a mesma. 
• O rotor girará aproximadamente 0,5% mais rápido. 
• O rotor girará aproximadamente oito vezes mais rápido. 
• O rotor girará aproximadamente quatro vezes mais rápido. 
• O rotor girará aproximadamente duas vezes mais rápido. 
 
A alternativa correta, a velocidade do gerador assíncrono irá variar com a força de 
rotação (momento ou torque) aplicada a ele. Na prática, a diferença entre a 
velocidade de rotação na potência de pico e em marcha lenta é muito pequena, cerca 
de 1%. Por exemplo, um gerador de quatro polos funcionará ocioso a 1.500 rpm se 
estiver conectado a uma rede com uma corrente de 50 Hz. Se o gerador estiver 
produzindo em sua potência máxima, ele funcionará a 1515 rpm. 
 
4) A energia solar é aquela produzida dentro do corpo do sol e, então, irradiada para o 
espaço. Ela é gerada durante as reações de fusão nuclear que ocorrem dentro do 
corpo da estrela, dentro do núcleo, uma região que ocupa cerca de 1/16 avos do seu 
volume. 
 
Nesse sentido, no que diz respeito ao assunto, assinale a alternativa correta que 
apresenta a forma como a energia solar é irradiada do sol. 
 
• Radiação infravermelha. 
• Ondas transversais. 
• Ondas eletromagnéticas. 
• Radiação ultravioleta. 
• Raios-X. 
 
Sua resposta está correta. A alternativa está correta, pois a energia solar é irradiada 
do sol na forma de ondas eletromagnéticas, as quais são de comprimento mais curto, 
de 0,2 a 0,4 micrômetros. De todas as radiações de energia solar que atingem a 
atmosfera terrestre, 8% é radiação ultravioleta, 40% é luz de alcance visível e 46% é 
radiação infravermelha. 
 
5) Os coletores solares podem ser instalados em espaço aberto desobstruído, como 
no telhado, sendo montados com inclinação igual à latitude local ou montados de 
forma integrada ao edifício, nas fachadas, por exemplo. 
 
Assim, tome como exemplo a luz solar total que incide sobre uma célula solar com 
eficiência de 20%, com área de 2 m2, em um ângulo de incidência de 60º em relação 
ao normal da célula. Qual é o valor correto da potência de saída dessa célula solar? 
 
• 100 W. 
• 300 W. 
• 1000 W. 
• 400 W. 
• 200 W. 
 
A alternativa está correta, a saída de uma célula solar varia dependendo da 
intensidade da luz que a atinge, do ângulo de incidência em que a luz atinge a célula 
e da temperatura da célula. Para cada conjunto de condições, essa célula solar tem 
um ponto de potência máxima específico, uma voltagem e corrente específicas para 
as quais sua potência de saída está no máximo. Nesse caso, com essas condições, a 
potência de saída da célula solar é de 200 W, o que pode ser determinado da seguinte 
forma: a área projetada da célula normal à direção da luz do sol é
 A eficiência da célula é de 20%, sendo que a luz solar total tem 
uma intensidade de 1000 W , então, a potência de saída é
. 
 
6) O vento é utilizado para produzir eletricidade a partir da energia cinética criada pelo 
ar em movimento. Isso é transformado em energia elétrica por meio de turbinas 
eólicas ou sistemas de conversão de energia eólica. Uma turbina eólica é composta, 
basicamente, por seis partes: torre, eixo, rotor, gerador elétrico, caixa de engrenagens 
e pás. 
Considerando o excerto apresentado sobre a turbina eólica, analise as afirmativas a 
seguir. 
 
I. O rotor é o coração de uma turbina eólica, ou seja, é a peça central giratória de uma 
turbina eólica em funcionamento. 
II. O gerador elétrico é colocado entre dois ímãs para induzir a eletricidade a fluir a 
partir de um condutor, por meio de um processo conhecido como indução eletrostática. 
III. Uma caixa de engrenagens transforma a rotação lenta das pás do rotor e do eixo 
em rotações mais rápidas, as quais são mais adequadas para acionar um gerador 
elétrico. 
IV. O eixo conecta diretamente o rotor ao gerador elétrico, transferindo a energia 
mecânica rotacional gerada pelo rotor diretamente para a entrada do gerador elétrico. 
 
Está correto o que se afirma em: 
 
• I e II, apenas. 
• I, II e III, apenas. 
• III e IV, apenas. 
• I, III e IV, apenas. 
• II e IV, apenas. 
Sua resposta está correta. A alternativa está correta, pois a afirmativa I está correta, 
já que o rotor é o componente principal de uma turbina eólica, incluindo as partes 
giratórias visíveis de uma turbina, como as pás e o cubo. A afirmativa III está correta, 
pois a caixa de engrenagens é um componente padrão em turbinas, funcionando 
como a caixa de marchas de um automóvel. O objetivo é aumentar sua velocidade de 
rotação. A afirmativa IV está correta, pois o eixo da turbina eólica é conectado ao 
centro do rotor. Quando o rotor gira, o eixo também gira. Dessa forma, o rotor 
transfere sua energia mecânica rotacionalpara o eixo, que entra em um gerador 
elétrico na outra extremidade. 
 
7) Em meados da década de 1980, o diâmetro do rotor típico de turbina eólica, 
incluindo o cubo e as pás, era de cerca de 20 metros. Atualmente, com o 
desenvolvimento tecnológico e dos materiais, o tamanho dos rotores é bem diferente 
daqueles da década de 1980, sendo projetados para uma vida útil de 20 anos, 
aproximadamente. 
 
Pensando nesse contexto, assinale a alternativa a seguir que apresenta a resposta 
correta a respeito do tamanho atual dos rotores típicos de uma turbina eólica. 
 
• Eles são a metade do tamanho. 
• Eles são cinco vezes maiores. 
• Eles são três vezes maiores. 
• Eles são quatro vezes maiores. 
• Eles são o dobro do tamanho. 
 
Sua resposta está correta. A alternativa está correta, pois a indústria de energia 
eólica alcançou grandes avanços em energia e eficiência com rotores que medem 
cerca de 100 metros de diâmetro. Em 2011, protótipos com um diâmetro de 
aproximadamente 128 metros foram as maiores turbinas desenvolvidas. 
 
8) Para a geração solar em grande escala, baseada em rede, normalmente há um 
gerador alternativo disponível para fornecer energia quando a energia solar não estiver 
disponível. Vários sistemas de armazenamento de energia também são capazes de 
armazenar energia elétrica quando o sol não está brilhando. 
 
Assim, considerando o excerto apresentado, pensando sobre um projeto de sistema 
fotovoltaico puramente conectado à rede, analise as afirmativas a seguir. 
 
I. O sistema conectado à rede não precisa, necessariamente, de armazenamento em 
bateria porque a rede pode captar e fornecer energia quando necessário. 
II. O sistema fotovoltaico deve ser projetado de modo que o painel fotovoltaico 
continue a alimentar a rede, mesmo em caso de falha desta. 
III. O sistema fotovoltaico conectado à rede só pode ser projetado em torno da carga 
necessária que precisa ser alimentada. 
IV. A configuração do painel fotovoltaico deve garantir que os limites de tensão e 
corrente contínua na entrada do inversor sejam respeitados. 
 
Está correto o que se afirma em: 
 
• II, III e IV, apenas. 
• I e IV, apenas. 
• I, II e III, apenas. 
• II e IV, apenas. 
• I e III, apenas. 
 
Sua resposta está correta. A alternativa está correta, pois a afirmativa I está correta, 
visto que esse sistema gera corrente contínua (DC) utilizando o módulo fotovoltaico, 
converte a corrente contínua gerada (DC) em corrente alternada (AC) e transporta a 
AC para a rede elétrica geral. A afirmativa IV também está correta, pois o sistema 
deve ser projetado para que os limites de tensão na entrada do inversor sejam 
respeitados, evitando a sobrecarga e os danos nos equipamentos. 
 
9) 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. 
 
• F, V, F, F. 
• V, V, F, F. 
• F, V, F, V. 
• V, F, F, V. 
• F, F, F, V. 
 
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. 
 
10) 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. 
 
• Dispositivos solares térmicos utilizam luz solar indireta, enquanto os dispositivos 
fotovoltaicos fazem uso de luz solar diretamente. 
• Dispositivos térmicos solares requerem grande quantidade de espaço, mas os 
dispositivos fotovoltaicos são muito menores. 
• Dispositivos térmicos solares funcionam apenas em áreas ensolaradas, enquanto 
os fotovoltaicos funcionam com pouca luz solar, fornecendo potência máxima ao 
sistema. 
• Dispositivos térmicos solares utilizam o calor gerado pelo sol, mas dispositivos 
fotovoltaicos convertem luz em eletricidade. 
• Dispositivos solares térmicos utilizam luz solar direta, mas dispositivos 
fotovoltaicos fazem uso de luz solar indiretamente. 
 
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.