Questões de Geração de Energia (Engenharia Elétrica)

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A geração de energia eólica depende da conversão da energia cinética do vento em energia elétrica, com eficiência limitada por fatores aerodinâmicos e mecânicos. Avaliando turbinas de 2 megawatts (MW) de potência nominal operando em ventos de 12 metros por segundo (m/s) em uma região costeira, a análise técnica concentra-se na eficiência de conversão das turbinas eólicas. Acerca desse tema, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas.

(__)A eficiência de conversão das turbinas eólicas é limitada pelo coeficiente de potência, que depende exclusivamente da velocidade do vento.
(__)A eficiência de conversão das turbinas eólicas é limitada pelo limite teórico de Betz, que estabelece um máximo de 59,3%.
(__)A eficiência de conversão das turbinas eólicas depende apenas da área de varredura das pás, sem influência do design aerodinâmico.
(__)O coeficiente de potência das turbinas eólicas é otimizado pelo design das pás e pelo controle de ângulo de ataque.

Após análise, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta dos itens acima, de cima para baixo:

  • A V, V, V, V.
  • B V, F, F, F.
  • C V, F, V, F.
  • D F, F, V, V.
  • E F, V, F, V.

Um projeto de ampliação da matriz energética em uma região utiliza uma usina hidrelétrica com reservatório de 100 milhões de metros cúbicos e vazão média de 50 metros cúbicos por segundo. A análise técnica avalia a eficiência na conversão de energia potencial em energia elétrica, considerando perdas no sistema. Sobre a eficiência de conversão em usinas hidrelétricas, assinale a alternativa correta.

  • A Calcular a eficiência de conversão utiliza a energia cinética da água no reservatório, sem considerar perdas por turbulência.
  • B Calcular a eficiência de conversão considera a relação entre a energia elétrica gerada e a energia potencial da água, incluindo perdas por atrito e conversão eletromecânica.
  • C Calcular a eficiência de conversão é feito dividindo a energia elétrica gerada pela energia térmica do reservatório.
  • D Calcular a eficiência de conversão baseia-se exclusivamente na vazão da água, ignorando a altura de queda e as perdas no gerador.
  • E Calcular a eficiência de conversão depende apenas da potência nominal do gerador, sem relação com a energia potencial da água.

Um sistema fotovoltaico é constituído por 10 módulos fotovoltaicos conectados em série. Cada módulo possui as seguintes especificações:

- Potência 400 W
- Tensão de máxima potência 40 V
- Corrente de máxima potência 10 A
- Tensão de circuito aberto 50 V
- Corrente de curto-circuito 11 A
- Eficiência 20%

O inversor mais adequado para este arranjo tem as seguintes especificações:

  • A Potência nominal 4000 W, Corrente máxima de entrada 12 A, Faixa de tensão de MPP entre 300 e 500 V.
  • B Potência nominal de 400 W, Corrente máxima de entrada 12 A, Faixa de tensão de MPP entre 300 e 500 V.
  • C Potência nominal 4000 W, Corrente máxima de entrada 12 A, Faixa de tensão de MPP entre 30 e 50 V.
  • D Potência nominal 400 W, Corrente máxima de entrada 120 A, Faixa de tensão de MPP entre 30 e 50 V.
  • E Potência nominal 400 W, Corrente máxima de entrada 12 A, Faixa de tensão de MPP entre 300 e 500 V.

Qual das alternativas abaixo representa uma vantagem da energia solar?

  • A Emite grandes quantidades de poluentes na atmosfera.
  • B Depende exclusivamente de combustíveis fósseis.
  • C Funciona apenas durante a noite.
  • D Requer a queima de carvão para gerar eletricidade.
  • E É uma fonte renovável e inesgotável.

Pode-se dizer que, se a irradiância solar aumenta sobre um módulo fotovoltaico, a corrente elétrica gerada pelo módulo

  • A diminui linearmente.
  • B aumenta linearmente.
  • C permanece constante.
  • D aumenta exponencialmente.
  • E diminui exponencialmente.