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FONTES ALTERNATIVAS E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 2022 Letícia Toreti Scarabelot GABARITO DAS AUTOATIVIDADES 2 FONTES ALTERNATIVAS E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA UNIDADE 1 TÓPICO 1 1 Com a tendência da diversificação das fontes, cada vez mais, são exploradas as fontes renováveis no mundo. Quais são as principais fontes renováveis utilizadas no Brasil atualmente? a) ( ) Fontes eólica e solar. b) ( ) Fontes nuclear e hídrica. c) (X) Fontes hídrica e biomassa. d) ( ) Fontes eólica e biomassa. 2 Com base na história e na evolução do uso da matriz energética, analise as assertivas a seguir: I- O mundo passou por fatos importantes, por exemplo, pela Revolução Industrial, que ocasionaram aumentos significativos do uso da energia por parte do homem. II- A evolução da obtenção de energia proporcionou os desenvolvimentos econômico e social da população. III- A demanda por energia, no mundo, tem mantido o mesmo perfil ao longo dos anos, apresentando as residências como principal consumidor. Assinale a alternativa CORRETA: a) (X) As sentenças I e II estão corretas. b) ( ) Somente a sentença II está correta. c) ( ) As sentenças II e III estão corretas. d) ( ) Somente a sentença III está correta. 3 No Brasil, há várias fontes de energia, assim, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) O carvão brasileiro apresenta alto poder calorífico e muitas impurezas, com importante participação na matriz energética. 3 FONTES ALTERNATIVAS E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA ( ) A utilização do álcool produzido pela cana-de-açúcar ganhou destaque na década de 1970, aumentando, significativamente, a participação dele na matriz, principalmente, para contemplar o setor de transportes. ( ) O pré-sal colocou o petróleo e o gás brasileiro em destaque no âmbito internacional. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V – F – F. b) (X) F – V – V. c) ( ) F – V – F. d) ( ) F – F – V. 4 A demanda mundial de energia é atendida, principalmente, por fontes não renováveis. Assim, descreva as principais fontes e as características delas. R.: As fontes não renováveis são baseadas, principalmente, nos combustíveis fósseis, ou seja, carvão mineral, derivados do petróleo e gás natural. Essas fontes tendem a apresentar, cada vez mais, dificuldades, altos custos e escassez para o atendimento de demandas futuras, e são as maiores responsáveis pela emissão de gases de efeito estufa. 5 A matriz energética de um país, ou de uma região, pode conter diversas fontes para o atendimento da demanda da população. Assim, descreva características para diferenciar a matriz energética da matriz elétrica, e dê exemplos. R.: A matriz energética é composta por fontes que podem ser utilizadas como fontes de energia (combustíveis, calor e eletricidade), aplicadas nas indústrias, nos transportes, nas residências, na agropecuária, nos serviços e no setor de energia elétrica. A matriz elétrica faz parte da matriz energética, sendo, apenas, as fontes que podem gerar eletricidade para o atendimento de residências, comércios e indústrias. 4 FONTES ALTERNATIVAS E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA TÓPICO 2 1 O crescimento econômico de uma região, ou de um país, depende da disponibilidade de recursos energéticos, entretanto, esse crescimento deve ocorrer de maneira sustentável, proporcionando desenvolvimento social e promovendo a diminuição dos impactos ambientais. No contexto do planejamento do setor energético, assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) Os estudos para o planejamento energético devem focar no uso das fontes já utilizadas massivamente. Dessa forma, são priorizadas tecnologias maduras, já consolidadas, e, consequentemente, de baixo custo. b) ( ) Os estudos são realizados, somente, por entidades nacionais, uma vez que os outros países não possuem as fontes e as características que o Brasil possui. c) (X) Para o aumento da geração de energia elétrica, faz-se necessária a interação entre os planejamentos do parque gerador e das linhas de transmissão. d) ( ) O ONS coordena, de forma descentralizada, a operação do SIN com total autonomia, ou seja, de forma independente. 2 Dentro do planejamento energético a longo prazo, ocorrem grandes mudanças e transformações do setor. Esse movimento está, fortemente, associado à transição energética, que prevê, principalmente, a descarbonização das fontes de energia, a descentralização dessas fontes e a digitalização na geração e no uso da energia. Analise as assertivas a seguir, a respeito da transição energética: I- A transição energética é promovida por mudanças na estrutura da matriz energética primária. Também, há automação e digitalização dos processos, controles e serviços, possibilitando a aplicação das fontes não despacháveis. II- É um processo rápido e de fácil implementação, uma vez escolhidas as fontes e determinado o local de implementação. III- O processo envolve estímulos para o uso mais eficiente da energia e a redução dos combustíveis com forte emissão de carbono. 5 FONTES ALTERNATIVAS E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA Assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) As sentenças I e II estão corretas. b) ( ) Somente a sentença II está correta. c) (X) As sentenças I e III estão corretas. d) ( ) Somente a sentença III está correta. 3 Devido à abundância desse recurso, o desenvolvimento do setor elétrico, no Brasil, foi baseado na construção de grandes usinas hidrelétricas, o que gerou a entrada tardia de outras fontes para a geração de energia elétrica. De acordo com as características das fontes no Brasil, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) A fonte hídrica é renovável e limpa, entretanto, sendo, ela, predominante no Brasil, torna o cenário preocupante, nos âmbitos da segurança energética e da disponibilidade. ( ) A inserção das novas tecnologias deve focar em fontes complementares ao cenário atual, predominantemente, hídrico. ( ) São necessárias a diversificação das fontes e a promoção da eficiência energética, para garantir a disponibilidade e a sustentabilidade do setor elétrico. ( ) A ampliação da oferta, por meio das fontes não convencionais, traz um cenário de previsibilidade dos montantes de energia elétrica gerada, oferecendo uma fácil operação do sistema elétrico. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V – F – F – F. b) (X) V – V – V – F. c) ( ) F – V – F – V. d) ( ) F – F – V – V. 4 O Brasil possui uma gama de oportunidades quanto às fontes de geração de energia elétrica, entretanto, a operação do SIN é complexa, devido a uma série de características, técnicas ambientais e sociais. Disserte a respeito dessas diferenças das fontes de energia elétrica despacháveis e não despacháveis. 6 FONTES ALTERNATIVAS E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA R.: A geração de energia elétrica por meio de fonte despachável é aquela com a capacidade de ajustar o patamar de geração dela com uma velocidade satisfatória. Assim, são usinas que operam com controlabilidade. As usinas não despacháveis são usinas não controláveis, ou seja, fontes intermitentes. Essas usinas dependem da disponibilidade de combustível, não sendo possível controlar ou armazenar a capacidade de geração. 5 O Brasil possui uma série de fontes disponíveis para a geração de energia elétrica e uma das matrizes elétricas mais renováveis do mundo. Nesse sentido, quais são a necessidade e a importância da diversificação das fontes e do uso de fontes complementares? R.: Novas fontes e tecnologias ajudam a garantir a disponibilidade e a sustentabilidade. São aplicadas na GD, elas contemplam demandas locais, sem as perdas relacionadas à transmissão e à distribuição da energia elétrica vinda de grandes usinas, do modelo centralizado. As tecnologias convencionais, como usinas hidrelétricas e termoelétricas,possuem a geração de energia elétrica com preços baixos, porém, questões geográficas, legais e ambientais vêm limitando a oportunidade de novas grandes usinas hídricas, e o assoreamento dos reservatórios vem diminuindo a oferta da geração hídrica. Fontes complementares ao cenário atual, predominantemente, hídrico, garantirão a disponibilidade e a confiabilidade do SIN. TÓPICO 3 1 Considerando as necessidades de expansão e de eficiência para o atendimento dos consumidores, houve a separação das etapas de geração, de transmissão e de distribuição de energia elétrica no Brasil. Essas atividades possuem regulação por parte dos órgãos específicos, e a competição ficou para as partes de geração e de comercialização de energia elétrica. Assim, assinale a alternativa CORRETA: 7 FONTES ALTERNATIVAS E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA a) ( ) A transmissão e a distribuição de energia elétrica podem ter competição direta. Os consumidores podem optar pelo atendimento de diferentes redes. b) (X) No Brasil, há dois mercados de comercialização: o Ambiente de Contratação Regulada (ACR) e o Ambiente de Contratação Livre (ACL). c) ( ) No ACL, o consumidor, podendo ser residências, industrias e comércios, pode escolher, livremente, o fornecedor de energia elétrica dele. d) ( ) O consumidor especial não possui restrições quanto à escolha de fontes e de montantes de energia contratado. Dessa forma, há o crescimento constante de consumidores especiais no ACL. 2 No ACR, no qual ocorrem os leilões para a contratação de energia elétrica, existe a necessidade de levantar informações das fontes disponíveis nos âmbitos da qualidade de suprimento, da confiabilidade, do custo e do impacto ambiental. Com base nos exemplos das análises econômica e de investimento, analise as assertivas a seguir: I- Uma das metodologias mais utilizadas é o Levelized Cost of Energy – LCOE, que permite envolver diversas variáveis para subsidiar as decisões. É a metodologia mais indicada para a análise das fontes solar e eólica. II- O Valor Presente Líquido (VPL) mostra o lucro ou o prejuízo líquido do projeto de uma usina antes da instalação dela. III- Se a Razão Benefício/Custo é maior do que a unidade, significa que o investimento é, economicamente, viável. IV- O Payback descontado, por sua vez, mostra em quanto tempo as entradas de receita compensam o investimento realizado, levando em consideração a vida útil do empreendimento. Assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) As sentenças I e II estão corretas. b) ( ) Somente a sentença II está correta. c) (X) As sentenças II, III e IV estão corretas. d) ( ) Somente a sentença III e IV está correta. 8 FONTES ALTERNATIVAS E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 3 Com os objetivos de incentivar a eficiência e de aumentar a demanda, foram estabelecidos mercados de eletricidade a curto e longo prazos e novas metodologias. A introdução da competição e a aplicação das coordenações centralizada e descentralizada permitiram a reestruturação e o desenvolvimento do setor. De acordo com o novo setor de energia elétrica, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) A reforma do setor trouxe a completa desagregação das atividades e permitiu investimentos privados para a geração, a transmissão e a distribuição. Adicionalmente, proporcionou a forte atuação dos Produtores Independentes de Energia. ( ) As atividades de transmissão e de distribuição possuem regulação por parte dos órgãos específicos, e a competição ficou para as partes de geração e de comercialização de energia elétrica. ( ) Desde 2004, no Brasil, há dois mercados de comercialização: o Ambiente de Contratação Regulada (ACR) e o Ambiente de Contratação Livre (ACL). ( ) Efetivamente, a expansão da GD se deu em 2016, viabilizada pela qualidade das fontes nacionais, pelas elevadas tarifas de energia elétrica e pelas metodologias favoráveis da compensação de créditos de energia elétrica. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V – F – F – V. b) (X) V – V – V – V. c) ( ) F – V – F – F. d) ( ) F – F – V – F. 4 A metodologia, inicialmente, aplicada para o desenvolvimento do setor elétrico brasileiro, é a geração centralizada, entretanto, com o avanço da tecnologia e a necessidade da matriz elétrica, surgiu o conceito de geração distribuída. Disserte a respeito dessas duas metodologias, das diferenças e dê exemplos de impactos ambientais. R.: A geração centralizada é o conceito de grandes usinas de geração de energia elétrica, com estruturas e capacidade de grandes proporções. Dessa forma, é necessário que sejam implantadas longe dos centros 9 FONTES ALTERNATIVAS E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA de consumo, necessitando de longas linhas de transmissão. Essas características técnicas causam grandes custos e perdas de energia elétrica ao longo do caminho. Para a implantação de usinas centralizadas, são gerados impactos ambientais importantes. As grandes barragens das usinas hidrelétricas provocam o bloqueio da migração de peixes, o reassentamento de pessoas, o desmatamento e a mudança de solo. Ainda, há impactos ao longo de toda a extensão do rio, áreas inundadas e vegetação removida. Com a GD, um consumidor, até então, convencional, passa a ter a oportunidade de ser, também, um gerador de energia elétrica. Essa metodologia agrega economia para a implantação, a sustentabilidade e as vantagens ambientais. A aplicação da GD traz benefícios, como o adiamento de investimentos em expansão dos sistemas de transmissão e de distribuição, uma vez que essas usinas podem ser instaladas muito próximas das cargas; baixo impacto ambiental; minimização das perdas de energia elétrica; e possibilidade para a diversificação da matriz elétrica. 5 A comercialização de energia elétrica, no Brasil, possui metodologias distintas, e é a etapa na qual ocorre a competição entre usinas geradoras. Descreva os ambientes de contratação, os consumidores deles e a dinâmica que ocorre em cada situação. R.: No ACR, distribuidoras de energia elétrica contratam, ou seja, compram energia das geradoras para distribuir aos consumidores delas, ditos cativos. As distribuidoras devem, anualmente, informar, ao Ministério de Minas e Energia (MME), a demanda delas por energia elétrica, e o leilão possui, apenas, um comprador, no caso, as distribuidoras. No ACL, o consumidor, na sua maioria, indústrias e grandes comércios, pode escolher, livremente, o fornecedor de energia elétrica dele. Os preços e os prazos são negociados entre fornecedor e consumidor. Ocorrem, então, as oportunidades de escolha e de atendimento individual, porém, existem os riscos de ultrapassagem do montante de energia elétrica contratada. 10 FONTES ALTERNATIVAS E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA UNIDADE 2 TÓPICO 1 1 O Brasil possui uma grande dependência das usinas hidrelétricas. Dessa forma, tem-se uma matriz com a participação expressiva de fontes renováveis. Assim, a respeito da geração de energia elétrica por meio da água, assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) As PCHs são usinas menores que aproveitam o curso natural dos rios, dessa forma, não é necessário construir reservatórios. São consideradas usina de energia convencional. b) (X) As turbinas hidráulicas transformam a energia hidráulica em potência mecânica, a qual é entregue ao eixo gerador. c) ( ) Da mesma forma que as grandes hidrelétricas, as PCHs geram problemáticas relacionadas à biodiversidade e à realocação da população local. d) ( ) As PCHs se caracterizam por possuir um elevado custo marginal e uma longa vida útil. 2 Considerando o uso da água para a geração de energia elétrica, de forma alternativa, também, há estruturas que utilizam o movimento do mar. Com base nas definições e nas características da energia oceânica, analise as sentenças a seguir: I- A energia extraída das marés utiliza equipamentosmuito semelhantes aos dos sistemas eólicos, transformando a energia cinética, promovida pela passagem da água, em energia elétrica. II- É possível, também, extrair energia elétrica do movimento das ondas, também, chamada de energia ondomotriz, III- Essas tecnologias já estão consolidadas, e possuem grande participação na matriz elétrica brasileira. Assinale a alternativa CORRETA: a) (X) As sentenças I e II estão corretas. b) ( ) Somente a sentença II está correta. c) ( ) As sentenças II e III estão corretas. d) ( ) Somente a sentença III está correta. 11 FONTES ALTERNATIVAS E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 3 A energia eólica é uma das fontes que mais cresce nos últimos anos, dessa forma, a tecnologia vem sendo desenvolvida constantemente. Assim, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) As hélices, ou pás do rotor, devem possuir pouco peso, resistência e aerodinâmica. Essas partes são fixadas no cubo, transmitindo a força aerodinâmica das pás para o eixo do rotor. ( ) A energia eólica é gerada por meio de aerogeradores, ou caldeiras, basicamente, uma torre, um gerador elétrico e uma hélice. ( ) Os parques eólicos podem ser construídos na terra, chamados de onshore, ou, ainda, no mar, conhecidos como offshore. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V – F – F. b) (X) V – F – V. c) ( ) F – V – F. d) ( ) F – F – V. 4 Para a diversificação das fontes, os países têm apoiado/estimulado a entrada de outras fontes energéticas. Defina o que são fontes alternativas de energia e cite exemplos delas no Brasil. R.: São as fontes que se distinguem das convencionais. Para isso, deve- se conhecer as características e a matriz energética, para determinar as fontes já consolidadas de cada país. PCHs, eólicas, térmicas que utilizam biomassa, nucleares (exceto Angras I, II e III) e energia solar são alguns exemplos para o Brasil. 5 A radiação solar é emitida diariamente, e pode ser aproveitada de diversas formas. Ao entrar na atmosfera terrestre, ocorrem processos físicos de espalhamento que atenuam essa transmissão de energia. Nesse contexto, mencione quantas e quais são as componentes da radiação solar. R.: Por meio do espalhamento, a radiação solar se divide em três componentes: radiações direta, difusa e albedo. A componente direta não possui interferências na trajetória, e a difusa pode vir de 12 FONTES ALTERNATIVAS E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA todas as direções, devido ao espalhamento. Caso seja analisada uma superfície inclinada, marca presença o albedo, que se trata de uma componente refletida pelo entorno da superfície. TÓPICO 2 1 Como estudamos, as fontes alternativas de energia se distinguem das convencionais de cada país. Dessa forma, não podemos considerar que todas as fontes alternativas são renováveis e/ou que as usinas não possuem nenhum impacto ambiental. Assim, a respeito da biomassa, assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) A biomassa é aplicada, apenas, para a produção de etanol. b) ( ) A cana-de-açúcar, ainda, é a única fonte que apresenta características adequadas para aplicação nas usinas. c) (X) A biomassa é toda matéria orgânica, de origem animal ou vegetal, que pode ser usada para a geração de energia. d) ( ) As usinas de biomassa funcionam como termelétricas convencionais, porém, o combustível queimado é renovável. Geralmente, essas usinas são maiores. 2 No Brasil, a maioria das usinas utiliza o bagaço de cana, que representa 9% da potência instalada em 2018. Assim, com base nas definições e nas características dessas usinas, analise as sentenças a seguir: I- O combustível queimado é renovável, e a emissão de poluentes causados pelo processo é, na verdade, reabsorvida nas próximas safras. II- As usinas de cogeração devem atender a necessidades simultâneas das energias térmica e elétrica, e necessitam operar, de forma isolada, a partir da rede de energia elétrica local. III- A biomassa, também, pode ser gerada por meio da lenha das florestas e dos resíduos sólidos urbanos, agrícolas, agroindustriais e agropecuários. 13 FONTES ALTERNATIVAS E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA Assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) As sentenças I e II estão corretas. b) ( ) Somente a sentença II está correta. c) (X) As sentenças I e III estão corretas. d) ( ) Somente a sentença III está correta. 3 Apesar do grande poder energético da fonte nuclear, episódios de acidentes e de problemas de operação, nessas usinas, causaram o medo e a insegurança nas pessoas. Todavia, o projeto, a execução e a operação de usinas nucleares devem estar de acordo com os mais elevados padrões de qualidade e confiabilidade. De acordo com as características dessas usinas nucleares, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) Nas usinas nucleares, a geração de energia elétrica se dá por meio do processo de fissão nuclear, uma reação em cadeia explosiva. ( ) As usinas nucleares são, na verdade, usinas térmicas, e possuem as mesmas características construtivas. ( ) Várias estratégias são adotadas para que não ocorra a saída de um material radioativo para o ambiente. A partir do Edifício do Reator, surgem quatro barreiras físicas. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V – F – F. b) ( ) V – F – V. c) ( ) F – V – F. d) (X) F – F – V. 4 A aplicação da biomassa e da bioeletricidade traz a possibilidade e o conceito da cogeração. O que caracteriza a cogeração, onde é aplicada e quais são as formas mais comuns de aplicação. R.: A cogeração é a produção simultânea e sequencial de duas ou mais funções, calor e potência mecânica e/ou elétrica, advindas de determinado combustível. As energias térmicas (vapor, águas quente e gelada) e eletromecânica (eletricidade e acionamentos mecânicos) são utilizadas em diversas escalas e aplicações, nas residências, nos comércios, na agricultura e nas indústrias. 14 FONTES ALTERNATIVAS E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA Pela sequência Topping, o primeiro aproveitamento se dá a partir de altas temperaturas, para a geração de energia eletromecânica, e, por fim, com temperaturas mais baixas, tem-se o aproveitamento do calor Pelo Bottoming, a aplicação das altas temperaturas tem foco no aproveitamento do calor, e, em seguida, com temperaturas mais baixas, ocorre a utilização para a energia eletromecânica. Essa estratégia é utilizada em indústrias específicas, as quais possuem necessidade de operar em altas temperaturas frente a determinados processos. 5 O recurso nuclear pode ser aplicado em diversos setores, como na medicina, nas indústrias e nas áreas ambiental, militar e biológica. Adicionalmente, é utilizado para a geração de energia elétrica, crescendo cada vez mais. A fissão nuclear é o processo mais conhecido, assim, explique como funciona e como é aplicado nas usinas essa geração de energia elétrica. R.: A fissão é, de fato, a reação nuclear mais conhecida, assim, um núcleo pesado se combina com um nêutron, dividindo-se em dois outros núcleos. A captura de um nêutron, por parte do 235U, dá origem ao 236U, que possui energia suficiente para proporcionar a divisão de fragmentos menores. O mesmo núcleo pode fissionar de diversas formas e produzir fragmentos diversos, e emitir um, dois ou três nêutrons. A repulsão eletrostática faz com que os fragmentos sejam arremessados em diversas direções e gera alta energia cinética. Este processo deve ocorrer em cadeia, ou seja, é necessário que um ou mais nêutrons, emitidos na fissão do 235U, sejam absorvidos por outro núcleo de 235U, e fazer com que esse se divida, dando continuidade ao processo. As usinas nucleares são, na verdade, usinas térmicas. As turbinas são movimentadas pelo calor produzido pela fissão nuclear que move o vapor de água. Nos reatores, ocorrem as reações nucleares de forma controlada, e o princípio de operação é, exatamente,igual ao de uma usina térmica, a qual utiliza óleo, ou carvão, como combustível. 15 FONTES ALTERNATIVAS E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA TÓPICO 3 1 Para garantir a redução das emissões de gases de efeito estufa e aumentar a disponibilidade e a segurança energéticas, o Brasil e o mundo devem promover o uso das fontes alternativas de energia e a eficiência energética. A respeito da diversificação da matriz energética, assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) Todas as tecnologias que utilizam fontes alternativas possuem maturidade tecnológica. b) ( ) O Brasil possui uma cultura histórica de investimentos em usinas pequenas, especialmente, utilizando fontes alternativas. c) (X) Apesar de apresentar uma das matrizes energéticas mais limpas do mundo, o Brasil deve promover o uso de fontes alternativas. d) ( ) A dependência à hidrologia e a complementariedade vinda de usinas térmicas que utilizam combustíveis fósseis, para o Brasil, precisam ser modificadas com facilidade. 2 A preocupação com as mudanças climáticas trouxe a necessidade de mudança em todos os setores dos países, principalmente, no setor energético. Com base nas políticas públicas adotadas pelo mundo, analise as sentenças a seguir: I- O Protocolo de Kyoto, de 1997, tem o objetivo de reduzir a emissão de gases de efeito estufa, sendo aplicado nos estados brasileiros. II- Para a promoção de uma matriz energética mais sustentável e limpa, são necessárias medidas de curto prazo. III- Os principais mecanismos, aplicados em diversos países, são as tarifas feed-in, os leilões e os certificados verdes. Assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) As sentenças I e II estão corretas. b) ( ) Somente a sentença II está correta. c) ( ) As sentenças I e III estão corretas. d) (X) Somente a sentença III está correta. 16 FONTES ALTERNATIVAS E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 3 Uma série de mecanismos já foram adotados por diversos países, e várias políticas públicas vêm sendo desenvolvidas para promover o uso de outras fontes de energia. De acordo com as experiências nacionais e internacionais, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) Frente a tarifas feed-in, as concessionárias devem aceitar a energia elétrica gerada por fontes renováveis com preços fixados por tecnologia. ( ) Uma metodologia, comumente, aplicada é o net metering. Esse sistema funciona para o excedente de energia renovável gerada pelo agente, a qual é injetada na rede da concessionária, sendo utilizado o preço de varejo. ( ) No Brasil, o primeiro e único programa de incentivo à energia eólica foi o PROEÓLICA, em 2001. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V – F – F. b) (X) V – V – F. c) ( ) F – V – F. d) ( ) F – F – V. 4 As grandes hidrelétricas causam impactos socioambientais, como o alagamento de florestas nativas, o desalojamento da população e a alteração da hidrologia local. As políticas públicas, para o incentivo ao uso de novas tecnologias e fontes alternativas, devem ser regulamentas por meio de leis, decretos e/ou outros instrumentos legais. No setor de energia, qual é a importância da adoção de políticas públicas? R.: As políticas públicas funcionam como uma forma de sinalizar as prioridades e as diretrizes por parte do governo, dessa forma, é possível receber orientações dos agentes do setor ou, ainda, a aplicação compulsória de medidas estabelecidas. Essas medidas podem impulsionar novas tecnologias e promover a diversificação das fontes. As políticas públicas que impulsionam o uso de energias alternativas e renováveis ajudam, não somente, na redução da emissão de poluentes, mas, também, podem ser um instrumento de distribuição de renda, promovendo a reciclagem de resíduos e o aproveitamento de pequenas fontes de geração de energia. 17 FONTES ALTERNATIVAS E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 5 Não somente a criação de novas políticas públicas garante a mudança das matrizes energética e elétrica dos países. Uma vez que o setor de energia é um dos principais emissores de gases de efeito estufa e impactos sociais, diversos mecanismos devem ser aplicados. Neste contexto, mencione outras ações que podem ser aplicadas para a promoção das fontes alternativas. R.: Outra medida que viabiliza o crescimento da participação das fontes alternativas de energia é a mudança das políticas atuais. Conforme o Greenpeace sugere, pode-se eliminar os subsídios e os incentivos dados às fontes de combustíveis fósseis e às usinas nucleares de Angra, destinando essas condições econômicas para as fontes renováveis. Também, estabelecer padrões e metas mais rigorosas, para os equipamentos elétricos, edifícios e veículos, com o intuito de impulsionar a eficiência energética, contribui para a segurança energética, incluindo o estabelecimento de novas políticas ou marcos regulatórios para o desenvolvimento de novas formas ou tecnologias de energia renovável. UNIDADE 3 TÓPICO 1 1 O uso racional de energia e a eficiência energética devem fazer parte do planejamento dos países, uma vez que o consumo energético tem aumentado gradativamente. Com base no conceito de sustentabilidade, ou de desenvolvimento sustentável, assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) Atualmente, possuímos modelos de aplicação do uso racional de energia, os quais podem ser aplicados em qualquer região ou país. b) ( ) O perfil de consumo das edificações não tem sofrido alterações, uma vez que, sempre, houve aplicação do conforto térmico, com ambientes climatizados. 18 FONTES ALTERNATIVAS E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA c) (X) As primeiras medidas de eficiência energética, nos Estados Unidos, foram aplicadas em 1970, devido à crise do petróleo. d) ( ) A urbanização não tem grande impacto no consumo final de energia de uma região, mas a quantidade de indústrias. 2 O desenvolvimento sustentável é um conceito que surgiu no final do século XX, e abarca que o desenvolvimento econômico precisa levar em consideração o equilíbrio ecológico e a preservação da qualidade de vida. Assim, analise as sentenças a seguir: I- A emissão de resíduos poluentes deve ser minimizada constantemente, sendo que se deve respeitar as capacidades de absorção e de regeneração dos ecossistemas. II- Independentemente dos níveis de problemas e de degradação dos diferentes locais, esses são problemas mundiais que afetam todos os países. III- A reutilização e a reciclagem dos resíduos produzidos pelo uso de fontes não renováveis se tornam inviáveis dos pontos de vista econômico e ambiental. Assinale a alternativa CORRETA: a) (X) As sentenças I e II estão corretas. b) ( ) Somente a sentença II está correta. c) ( ) As sentenças I e III estão corretas. d) ( ) Somente a sentença III está correta. 3 A energia é um elemento necessário para o desenvolvimento humano, sendo, o consumo de energia per capita, um indicador da importância dos problemas que afetam cada país. Assim, de acordo com a dependência energética, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) Parte da população que não tem acesso à energia elétrica depende de madeira, carvão, carvão vegetal ou resíduo animal para cozinhar e aquecer. ( ) O crescimento demográfico e o uso de tecnologias à base dessas fontes têm ocasionado um consumo crescente, o qual deve ser atendido por fontes derivadas de petróleo. ( ) A necessidade das diversas formas de energia vem crescendo, principalmente, depois da Revolução Industrial. 19 FONTES ALTERNATIVAS E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V – F – F. b) (X) V – F – V. c) ( ) F – V – F. d) ( ) F – F – V. 4 O consumo de energia elétrica do brasileiro, de fato, é menor quando comparado ao de outros países industrializados. Por meio das curvas de carga típicas, percebemos que o consumo, atualmente, possui demandamáxima nos meses de verão. Disserte a respeito do perfil de demanda e de como ele pode ser alterado. R.: O pico de demanda por energia elétrica ocorre nos meses de verão, geralmente, na metade do período da tarde. Isso se deve ao uso do condicionamento de ar. Entretanto, a demanda, no horário de ponta, que ocorre entre 17h e 21h, pode ser maior do que a registrada pelo Sistema Interligado Nacional. Em razão das altas tarifas no horário de ponta, diversos consumidores utilizam geradores a diesel e gás, por exemplo, assim, mascaram o pico real de demanda nesses períodos. A EPE estima, também, que a geração distribuída diminui a curva em cerca de 10%, deslocando a demanda máxima registrada para o período da tarde desde 2008. Com o objetivo de deslocar, ou de reduzir a demanda por energia elétrica no horário de ponta, foi adotado, no Brasil, pela primeira vez, no verão de 1931/1932, o horário de verão. Essa metodologia consiste em adiantar a hora oficial em uma hora em algumas regiões do país. Permitindo o uso da iluminação natural, é possível aproveitar mais o dia, com momentos de lazer e segurança na volta para casa. 5 A questão fundamental é a alocação eficiente dos recursos naturais, fazendo com que ocorram os desenvolvimentos econômico e social e o respeito ao meio ambiente. Além da preocupação com a alocação desses recursos, quais são as outras estratégias que podem ser tomadas para garantir a segurança e a sustentabilidade para o fornecimento de energia elétrica? R.: As estratégias complementares, que visam ao desenvolvimento sustentável, são a intensificação da eficiência e da cogeração, o aumento da participação das energias renováveis e alternativas e a fixação da emissão de CO2. 20 FONTES ALTERNATIVAS E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA Uma das principais estratégias é o controle da demanda por energia, seguida da inserção de fontes renováveis para atender à necessidade, sendo, assim, possível minimizar os impactos da geração de energia. Entretanto, a fixação de CO2 permite que sejam utilizados os combustíveis fósseis para que ocorra a transição gradual, controlando os impactos ao meio ambiente, devido às emissões de poluentes. TÓPICO 2 1 A eficiência energética tem sido aplicada em todos os setores e edificações, buscando a redução do consumo energético e a sustentabilidade. A respeito do conceito e da aplicação da eficiência energética, assinale a alternativa CORRETA: a) (X) Deve-se promover o consumo racional de energia, garantindo os serviços, a produtividade, a saúde e o conforto. b) ( ) A eficiência energética visa à mudança cultural. O intuito é que os processos deixem de utilizar energia elétrica para ser feitos de outra forma. c) ( ) Deve-se utilizar, apenas, a energia primária, extinguindo o uso dos produtos resultantes das transformações, ou seja, a energia secundária. d) ( ) É possível realizar a conversão de energia sem perdas. 2 Os motores elétricos são cargas importantes quando analisado o consumo de energia elétrica em uma indústria. Ainda, são utilizados em diversas aplicações. Com base nesses equipamentos, analise as sentenças a seguir: I- Sob qualquer condição de operação, os motores apresentam perdas fixas e variáveis, de acordo com o carregamento. II- O acréscimo de eficiência está associado à redução das perdas, por meio da utilização de novos materiais e de melhor qualidade e por alteração das características construtivas, melhores projetos e qualidade de fabricação. 21 FONTES ALTERNATIVAS E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA III- A variação eletrônica de velocidade permite responder a alterações de carga dos motores, por meio da variação da velocidade, reduzindo as perdas em 100%. Assinale a alternativa CORRETA: a) (X) As sentenças I e II estão corretas. b) ( ) Somente a sentença II está correta. c) ( ) As sentenças I e III estão corretas. d) ( ) Somente a sentença III está correta. 3 Em geral, os fornos elétricos, as estufas e os sistemas de aquecimento apresentam elevadas eficiências, entretanto, as perdas são significativas. São equipamentos que representam boa parte do consumo de energia elétrica, principalmente, nas indústrias. Para minimizar o consumo de energia elétrica, alguns pontos podem ser observados. Assim, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) As perdas inerentes ao processo produtivo são as próprias do processo, por exemplo, vapores extraídos das estufas de secagem. ( ) As perdas, devido às características do equipamento, são relacionadas ao dimensionamento e à escolha desse equipamento, mas não estão relacionadas aos materiais utilizados para a fabricação dele. ( ) As perdas relacionadas à operação, ou seja, à operação inadequada, ocorrem, como uma porta, ou uma tampa do forno aberta desnecessariamente, ou a utilização de uma temperatura superior à necessária. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V – F – F. b) (X) V – F – V. c) ( ) F – V – F. d) ( ) F – F – V. 4 Atualmente, com a evolução tecnológica, surgiram as lâmpadas de LED, que são dispositivos semicondutores preenchidos com gases e revestidos com diferentes materiais de fósforo. O consumo de energia elétrica delas é ainda menor, com a possibilidade 22 FONTES ALTERNATIVAS E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA de descarte dos resíduos, pois há, apenas, materiais atóxicos. A redução desse consumo de energia elétrica, por parte dos sistemas de iluminação, não se restringe à troca por equipamentos mais eficientes. Outras medidas importantes, também, podem ser aplicadas. Cite essas outras medidas. R.: • Fazer a aplicação adequada do tipo de lâmpada para cada ambiente. • Utilizar a iluminação artificial, somente, quando não há a iluminação natural (uso racional). • Usufruir da iluminação, apenas, em locais ocupados, ou da iluminação que contribua para a segurança. • Reduzir a potência da iluminação em locais utilizados, apenas, para circulação, ou depósitos. • Manter as luminárias limpas, para que a poeira não reduza o fluxo luminoso. • Deixar as luminárias abertas para um melhor nível de iluminação. • Incluir o uso de timer para programar o desligamento da iluminação externa e dos letreiros. • Compreender a limpeza das paredes, das janelas, do forro e do piso, também, é importante, pois a superfície limpa reflete melhor a luz. • Priorizar o aproveitamento da iluminação natural, utilizando-se estratégias arquitetônicas. • Dividir a iluminação em vários circuitos, para que possa utilizar parcialmente. 5 A qualidade da energia elétrica, também, contribui para identificar o nível de eficiência energética de uma unidade consumidora. Um indicador importante é o Fator de Potência. Nesse contexto, disserte a respeito da necessidade de correção do FP, da contribuição e de exemplos de aplicação. R.: Em uma indústria com baixo FP, ocorrerão incremento nas perdas de potência e flutuações de tensão, o que pode danificar equipamentos; sobrecarga na instalação, desgaste acelerado de dispositivos e equipamentos; elevados custos com condutores; e possibilidade de limitação térmica da corrente elétrica. O baixo FP significa que a instalação apresenta excesso de potência reativa, que não realiza trabalho, mas que ocupa espaço nos 23 FONTES ALTERNATIVAS E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA condutores, impedindo que novas cargas possam ser conectadas e proporcionando dificuldade de regulação do sistema. As principais causas do baixo FP são motores operando em vazio ou superdimensionados; transformadores, também, em vazio, com pequenas cargas e superdimensionados; nível de tensão acima da nominal; utilização de lâmpadas de descarga; e grande quantidade de motores de pequena potência. Os capacitores estáticos são os mais utilizados. Em geral, podem ser instalados com as grandes cargas indutivas, no barramentogeral de Baixa Tensão, na extremidade dos circuitos alimentadores e na entrada de energia em Alta Tensão. TÓPICO 3 1 Estima-se que, em edificações novas, é possível atingir 50% de redução do consumo de energia elétrica, e, em existentes, consegue-se aplicar estratégias que proporcionam reduções de 30%. A respeito dessas estratégias para a eficiência energética na arquitetura, assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) Caso a edificação não tenha sido planejada desde a concepção dela, não é possível implementar estratégias para uma eficiência energética. b) ( ) Caso as estratégias passivas não sejam suficientes, não se torna interessante a aplicação delas. c) (X) A arquitetura bioclimática proporciona, principalmente, conforto térmico, reduzindo o consumo de energia. d) ( ) As estratégias são idênticas, independentemente do local onde se encontra a edificação. 2 As edificações que possuem estratégias bioclimáticas, ou seja, estratégias de eficiência energética e sustentabilidade, têm estabilidades térmica e higrométrica. A envoltória de uma edificação é um dos elementos mais importantes para os desempenhos térmico e energético. Com base no exposto, analise as sentenças a seguir: 24 FONTES ALTERNATIVAS E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA I- O desempenho depende, apenas, dos materiais isolantes, possuindo os mesmos resultados em qualquer região. II- A envoltória é a barreira física entre os ambientes interno e externo. Também, é a proteção contra chuva, calor, frio e radiação solar. III- Os vidros e as janelas, também, podem utilizar estratégias, como a combinação de vidros duplos e com múltiplas camadas de baixa emissividade, com preenchimento de gás de baixa condutividade térmica. Assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) As sentenças I e II estão corretas. b) ( ) Somente a sentença I está correta. c) (X) As sentenças II e III estão corretas. d) ( ) Somente a sentença III está correta. 3 As estratégias são definidas, de acordo com o local da edificação, ou seja, a zona bioclimática na qual está inserida. Existem as estratégias passivas, que contribuem para a estabilidade térmica, reduzindo o consumo energético de condicionamento de ar. Assim, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) A ventilação natural, também, é considerada uma estratégia passiva. A orientação da edificação pode favorecer a ventilação cruzada nos dias mais quentes. ( ) Barreiras de vegetação, ou barreiras da própria edificação, ou seja, elementos arquitetônicos, podem direcionar o vento, para o melhor aproveitamento dele. ( ) A ventilação cruzada é uma técnica muito eficaz, mas depende de equipamentos e de um complexo planejamento. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V – F – F. b) ( ) V – F – V. c) (X) V – V – F. d) ( ) F – F – V. 4 Em uma edificação sustentável, encontramos diversas estratégias, as quais são adotadas de acordo com a especificidade climática do local de cada edificação. Exemplifique, de maneira geral, aspectos relevantes que caracterizam uma edificação sustentável. 25 FONTES ALTERNATIVAS E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA R.: Fácil acesso para pessoas, bicicletas e automóveis. Árvores para a proteção contra o vento forte e para o sombreamento. Muito interessantes em situações de fachadas leste e oeste. Bons materiais isolantes na envoltória da edificação. Telhados e coberturas com revestimento de baixa absorção de calor. Dispositivos para o aproveitamento da iluminação natural. Utilização da ventilação natural. Aplicação de equipamentos centralizados e de alto rendimento. 5 As estratégias bioclimáticas e o uso racional de energia contribuem para a redução da demanda por energia elétrica nas edificações, entretanto, os edifícios sustentáveis, ainda, podem contar com outras tecnologias integradas à arquitetura. Nesse contexto, disserte a respeito da possibilidade de geração das energias elétrica e térmica. R.: Por meio da integração arquitetônica, é possível realizar o aproveitamento da energia solar de duas maneiras: de forma ativa, convertendo a radiação solar em energia elétrica, ou térmica, por meio de equipamentos adequados; ou passiva, para a climatização, por meio de aspectos construtivos.