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Questões de Concurso sobre Fontes renováveis (eólica , solar e maremotriz)
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O gerador elétrico do tipo PMSG (permanent magnet synchronous generator) é normalmente empregado na geração eólica de energia e seu rotor é conectado à rede elétrica por meio do uso de anéis coletores/escovas e de um sistema de conversores.
C
Certo
E
Errado
O hidrogênio e as baterias de grande capacidade são tecnologias centrais na transição energética, permitindo maior flexibilidade e segurança em sistemas com elevada penetração de fontes renováveis.
Considerando as características e perspectivas dessas tecnologias, assinale a opção correta.
A
O hidrogênio verde é produzido a partir de combustíveis fósseis e, portanto, apresenta alta emissão de carbono, sendo inadequado para aplicações em sistemas sustentáveis, enquanto as baterias são mais sustentáveis.
B
O armazenamento em baterias de íons de lítio tem papel limitado no setor elétrico, pois não contribui para a estabilidade da rede nem para o aproveitamento do excedente das fontes renováveis.
C
As baterias estacionárias de íons de lítio possuem custo decrescente, porém possuem baixa eficiência, o que limita sua adoção em sistemas elétricos modernos, assim como o hidrogênio com célula a combustível.
D
O uso do hidrogênio verde é inviável em aplicações industriais, pois sua densidade energética é muito baixa e não permite substituição de combustíveis fósseis, por isso, as baterias são mais utilizadas para esse fim.
E
Tanto o hidrogênio verde quanto as baterias são tecnologias complementares: o primeiro permite o armazenamento de energia em larga escala e por longos períodos, enquanto o segundo é mais adequado para compensações rápidas e controle de rede.
Uma residência possui consumo médio de 900 kWh/mês. Na localidade, a irradiação solar média diária no plano dos módulos é 5,00 kWh/m²·dia. Considerando um fator de desempenho (PR) de 0,79 (perdas por temperatura, inversor, cabos, sujeira etc.), 30 dias por mês e que cada módulo tem potência nominal de 650 Wp (watt-pico), determine a quantidade mínima de módulos necessária para suprir, em média, o consumo mensal informado e assinale a alternativa correta.
A
10 módulos.
B
11 módulos.
C
12 módulos.
D
13 módulos.
E
14 módulos.
Um parque eólico deve entregar energia elétrica anual líquida de 7.884 MWh à rede. O fator de capacidade médio esperado do parque é CF = 0,25. Considere perdas globais (disponibilidade + perdas elétricas) de 10%, isto é, a energia líquida é 0,90 da energia bruta gerada. Considere, ainda, que o fator de capacidade é a razão entre a energia bruta efetivamente gerada no ano e a energia que seria gerada se o parque operasse à potência nominal durante o ano todo (365 dias). A potência nominal total a ser instalada e a energia bruta anual correspondente são:
A
potência nominal total = 1,0 MW; energia bruta anual = 8.760 MWh
B
potência nominal total = 3,6 MW; energia bruta anual = 7.884 MWh
C
potência nominal total = 4,0 MW; energia bruta anual = 7.884 MWh
D
potência nominal total = 4,0 MW; energia bruta anual = 8.760 MWh
E
potência nominal total = 16,0 MW; energia bruta anual = 8.760 MWh
Para estimar com confi abilidade a energia produzida por um aerogerador é necessário conhecer, além das características da máquina que será utilizada (curva potência x velocidade do vento), a distribuição estatística da velocidade do vento no local onde ela será instalada. Deste modo, para a avaliação do potencial eólico, de acordo com o Centro de Referência para as Energias Solar e Eólica Sérgio de S. Brito (Cresesb), é CORRETO afirmar:
A
A energia eólica disponível varia com o cubo da velocidade do vento, de forma que o dobro de velocidade representa um aumento de oito vezes em energia.
B
A potência no eixo de um aerogerador aumenta com o aumento da velocidade do vento, de modo que velocidades maiores de vento sempre representam maior geração de energia.
C
Até ventos com baixa velocidade têm energia suficiente para acionar os aerogeradores, que não necessitam de uma determinada velocidade para mínima funcionar.
D
Geralmente para aplicações em larga escala com máquinas de grande porte, é necessária uma velocidade média de, no mínimo, 3,5 m/s a 4,5 m/s, para que os sistemas sejam economicamente viáveis.
E
Para a utilização em sistemas isolados pequenos, incluindo os sistemas mecânicos para bombeamento d’água, assume-se que uma média de 2,0 m/s a 3,0 m/s é o mínimo admissível.
Uma residência apresenta um consumo médio de 1200 kWh por mês. A localização recebe, em média, 5 horas de sol pleno por dia. O sistema fotovoltaico será conectado à rede e utilizará módulos com potência nominal de 500 Wp e perdas totais estimadas em 20%.
Considerando um mês com 30 dias, a quantidade de módulos necessários para suprir integralmente o consumo médio da residência é igual a
A
10.
B
15.
C
20.
D
25.
E
30.
No controle de Geradores Síncronos de Ímã Permanente (PMSG) para turbinas eólicas, a técnica de enfraquecimento de campo (Field Weakening) é essencial para operação acima da velocidade nominal. Sobre esta técnica, registre V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas:
(__)A técnica consiste em injetar uma componente de corrente de eixo direto negativa no estator para gerar um fluxo magnético que se opõe ao fluxo dos ímãs permanentes, reduzindo a tensão induzida.
(__)O enfraquecimento de campo permite que o gerador opere em velocidades angulares mais elevadas sem que a tensão de força contra-eletromotriz ultrapasse o limite de tensão do barramento de corrente contínua do conversor.
(__)A aplicação desta técnica aumenta o torque eletromagnético máximo disponível da máquina, permitindo que a turbina suporte cargas mecânicas infinitas mesmo em baixas rotações.
(__)O enfraquecimento de campo é obtido através do aumento exclusivo da frequência de chaveamento dos transistores do inversor, sem a necessidade de manipular as componentes vetoriais da corrente do estator.
Após análise, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo:
A
F, V, F, V.
B
F, F, V, V.
C
V, V, F, F.
D
V, F, V, F.
Em sistemas de conversão de energia eólica ou fotovoltaica para energia elétrica, os denominados controladores MPPT são utilizados para garantir que a frequência das tensões obtidas nas saídas dos inversores seja coerente com a rede convencional.
C
Certo
E
Errado
Denominam-se recursos energéticos ou fontes as reservas acessíveis de energia contidas na natureza, podendo estas serem utilizadas diretamente ou por meio de processos de transformação na geração de energia elétrica ou térmica ou na produção de combustíveis, para aplicação nos setores de transportes, industrial, residencial e de serviços. São exemplos de fontes ou matérias primas para a produção de energia renováveis:
A
petróleo, gás natural e sol.
B
óleo de soja, milho e lenha.
C
carvão mineral, energia nuclear e rios e lagos.
D
gás natural, ventos e beterraba.
Diferentemente das fontes convencionais de energia utilizadas, a energia solar é temporalmente intermitente e apresenta uma variabilidade espacial elevada em razão de fatores astronômicos associados e de sua forte relação com condições meteorológicas locais. Deste modo, considerando-se a geometria solar, podemos AFIRMAR que:
A
A declinação solar (δ) é o ângulo formado pela inclinação do plano equatorial da Terra e a linha de direção Sol-Terra e apresenta variação entre -25° e +25°, ao longo do período de um ano.
B
Apenas o movimento de rotação orbital está ligado ao ciclo diário da variabilidade da incidência da energia proveniente do Sol, sendo necessários conceitos importantes defi nidos geometricamente.
C
O ângulo azimutal do Sol é o ângulo formado entre a linha de projeção da direção do Sol no plano horizontal com o paralelo do observador.
D
O ângulo horário solar (ω) corresponde ao deslocamento angular do movimento aparente do Sol devido à translação da Terra e varia entre -180° e +180°.
E
O ângulo zenital solar (θz) representa o ângulo formado entre a vertical no ponto de observação e a direção da linha que liga o mesmo ponto da superfície da Terra ao Sol.
Usinas maremotrizes de barragem (Tidal Range) podem utilizar ciclos complexos de operação. Sobre a estratégia de bombeamento em usinas de maré, registre V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas:
(__)O ganho líquido de energia advém do fato de que a energia potencial gerada é proporcional ao quadrado da altura da queda, permitindo que o ganho na geração supere o gasto energético do bombeamento.
(__)O bombeamento é energeticamente neutro e serve apenas para oxigenar a água da bacia, visando mitigar os impactos ambientais negativos sobre a fauna marinha e a flora costeira local.
(__)A estratégia utiliza as turbinas reversíveis como bombas motorizadas durante a maré alta para elevar artificialmente o nível da bacia, aumentando a carga hidráulica disponível para a fase de geração.
(__)O bombeamento consome eletricidade da rede e, portanto, gera invariavelmente um prejuízo energético líquido, sendo utilizado exclusivamente para fornecer serviços ancilares de regulação de frequência.
Após análise, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo:
A
F, F, V, V.
B
F, V, F, V.
C
V, V, F, F.
D
V, F, V, F.
O limite teórico de extração de potência cinética de um fluxo fluido é regido por leis de conservação física. Assinale a alternativa que descreve a condição aerodinâmica para o Limite de Betz.
A
O limite é atingido quando a velocidade do vento é reduzida a zero logo após passar pelo plano do rotor, garantindo a captura teórica de toda a energia cinética inicial do fluxo de ar.
B
O Limite de Betz assume que o fluxo de ar é compressível e que há transferência significativa de calor entre o fluido e as pás durante a fase de conversão de energia mecânica.
C
A eficiência máxima requer que o ar seja acelerado ao passar pelo rotor da turbina, criando um efeito de sucção aerodinâmica que aumenta o fluxo de massa através da área varrida.
D
A máxima extração ocorre quando o rotor induz uma redução de velocidade tal que a velocidade do vento na esteira distante é reduzida a um terço da velocidade do vento livre não perturbado.
Um gerador de energia solar fotovoltaica é composto de módulos fotovoltaicos, inversores CC-CA conectados à rede de distribuição e elementos de proteção. Um dos arranjos, conectado à entrada de corrente contínua de um inversor, apresentou uma tensão em circuito aberto, a -15 °C, de 1.200 V, danificando o equipamento de conversão, cuja tensão máxima de entrada é igual a 1.100 V. Nesse sentido, analise as asserções a seguir:
I. O dano ocorreu devido à tensão do arranjo em circuito aberto exceder o limite operacional do equipamento.
PORQUE
II. O coeficiente de temperatura de tensão de um módulo fotovoltaico é diretamente proporcional à temperatura.
Pode-se afirmar que:
A
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
B
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
C
Aasserção l é uma proposição verdadeira, e a ll é uma proposição falsa.
D
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
Sobre a situação em que o excedente de algumas fontes de energia renovável ocasiona desequilíbrio entre demanda e geração para o sistema elétrico é correto afirmar que
A
basta inserir fontes renováveis de baixa inércia na matriz energética, pois o fato de serem sustentáveis garante automaticamente a estabilidade do sistema elétrico.
B
fontes renováveis intermitentes podem requerer planejamento de rede, gerenciamento de excedentes, sistemas de armazenamento ou regulação específica, para que não causem desequilíbrios mesmo sendo sustentáveis.
C
o principal problema das renováveis está no custo de implantação e não há menção à necessidade de armazenamento ou ajuste operacional, pois o planejamento já havia considerado esse aspecto.
D
a expansão de fontes renováveis deve ocorrer o mais rapidamente possível e de forma irrestrita, pois qualquer aumento na geração limpa automaticamente reduz riscos ao sistema elétrico.
E
não há necessidade de planejamento ou regulação adicional para geração renovável, pois as vantagens ambientais estão associadas à redução do custo da energia para todos os brasileiros.
Considere o trecho reduzido da Nota Técnica NT-ONS DOP 0022/2025 - Critérios para Gestão de Excedentes Energéticos do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) e responda às próximas três questões
“O Setor Elétrico Brasileiro (SEB) está vivenciando uma transformação significativa impulsionada pela crescente participação de fontes renováveis variáveis, especialmente eólica e solar, em sua matriz energética. Embora essa transição contribua para a descarbonização, ela também introduz desafios operacionais complexos, destacando-se o fenômeno do curtailment, que se refere à restrição forçada da geração de energia, quando a produção supera a capacidade de transmissão do sistema elétrico ou a necessidade de consumo demandado pela sociedade. A realidade do curtailment é observada também em outros países do mundo. No Brasil, o potencial de geração renovável eólica e fotovoltaica restrito em 2024 foi de 9,4%. Os estudos de planejamento da operação elétrica realizados pelo ONS têm como principal objetivo assegurar que a operação atual e futura do SIN seja realizada com níveis adequados de segurança e confiabilidade.”
Assinale a opção que apresenta a principal condição que leva à ocorrência do curtailment no sistema elétrico, e que mostra o objetivo primário dos estudos de planejamento da operação realizados pelo ONS.
A
A condição é a baixa demanda de consumo em determinados horários e o objetivo é otimizar o preço da energia junto à Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE).
B
A condição é a restrição forçada da geração com alta inércia de potência e o objetivo é garantir a descarbonização da matriz para atender aos protocolos ambientais internacionais.
C
A condição é o excesso de energia, principalmente, de fontes intermitentes frente à demanda de consumo em determinados momentos e o objetivo é assegurar a operação do sistema com segurança e confiabilidade.
D
A condição é a falta de investimento em fontes não renováveis, e o objetivo é aumentar o potencial de geração eólica e solar, pois se trata de energias limpas.
E
A condição é a alta participação de fontes renováveis, e o objetivo é reduzir o potencial de geração de alta inércia de potência elétrica.
A energia geotérmica, que utiliza o calor interno da Terra, é uma fonte de energia renovável com potencial de expansão no Brasil. Apesar de ser uma fonte de base, seu desenvolvimento enfrenta desafios técnicos e econômicos.
O principal desafio técnico e econômico para a exploração da energia geotérmica no Brasil é
A
a intermitência da fonte, por ser renovável, exige sistemas de armazenamento térmico e químico de grande escala.
B
a baixa temperatura dos reservatórios geotérmicos brasileiros que inviabiliza a geração de eletricidade para esse tipo de fonte.
C
a emissão de grandes volumes de gases de efeito estufa (GEE) durante a operação das usinas com a troca de calor dos fluidos de trabalho da usina geotérmica.
D
a limitação de uso apenas para aquecimento direto, como no caso de cidades brasileiras Caldas Novas - GO e Caxambu - MG sem possibilidade de geração elétrica.
E
os altos custos iniciais de perfuração e exploração profunda, e a necessidade de tecnologias específicas para a conversão do calor em eletricidade.
A geração de eletricidade, a partir da energia solar, depende, diretamente, da disponibilidade do recurso solar local. A irradiância solar apresenta comportamento estocástico, variando ao longo do tempo, devido às condições meteorológicas.
Sabendo-se que um engenheiro de uma central fotovoltaica necessita tomar decisões para garantir o desempenho ótimo e a manutenção contínua do fornecimento de eletricidade, qual é a ação mais adequada a ser realizada?
A
Realização do curtailment.
B
Instalação de bancos de capacitores.
C
Desligamento parcial de módulos fotovoltaicos.
D
Implantação de um sistema de armazenamento.
E
Instalação de módulos fotovoltaicos mais eficientes.
Suponha que se deseje instalar um sistema fotovoltaico composto por 10 módulos de 368 Wp. Nesse caso, para maiores economicidade e desempenho, o inversor a ser escolhido deve ter uma potência nominal
A
superior a 6 kW.
B
inferior ou igual a 2,5 kW.
C
superior a 4 kW e inferior ou igual a 5kW.
D
superior a 5 kW e inferior ou igual a 6 kW.
E
superior a 2,5 kW e inferior ou igual a 4 kW.
Em relação às características das usinas fotovoltaicas e seus componentes, assinale a opção correta.
A
Os módulos fotovoltaicos atualmente utilizados perdem cerca de 50% de sua capacidade de geração nos primeiros dez anos de uso.
B
Para uma mesma capacidade de geração de energia, as placas policristalinas são mais eficientes e mais caras que as monocristalinas.
C
O backsheet de uma placa solar realiza a ligação elétrica das células ao cabeamento.
D
As placas solares de filme fino são, em média, menos eficientes que as placas monocristalinas.
E
Temperaturas elevadas aumentam a eficiência do sistema fotovoltaico devido à diminuição da resistência interna dos materiais.
Receptores de torre central em sistemas de Energia Solar Concentrada (CSP) operam em altas temperaturas e exigem revestimentos seletivos. Assinale a alternativa que define as propriedades ópticas ideais baseadas na física de radiação e na Lei de Kirchhoff.
A
A superfície deve comportar-se como um corpo negro ideal, apresentando absortividade e emissividade iguais a um em todos os comprimentos de onda incidentes e emitidos, maximizando a troca térmica.
B
O material deve ter alta absortividade no espectro solar de ondas curtas e baixa emissividade no infravermelho térmico para maximizar o ganho energético e minimizar a perda por radiação do receptor aquecido.
C
O material deve ter baixa absortividade no espectro visível e alta emissividade térmica para dissipar rapidamente o excesso de calor absorvido para o ambiente circundante, protegendo a estrutura.
D
O revestimento deve possuir alta refletividade em todo o espectro eletromagnético para evitar que o material do receptor atinja seu ponto de fusão devido à alta densidade de fluxo solar concentrado.
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