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Questões de Concurso sobre Fontes renováveis (eólica , solar e maremotriz)
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Um sistema híbrido composto por 5 kW de painéis solares e uma turbina eólica de 3 kW gera um total de 48 kWh por dia em condições ideais.
Se a eficiência dos painéis reduzir para 80% devido à poeira e a turbina operar a 60% da capacidade por ventos fracos, qual será a nova geração total diária?
A
30,4 kWh.
B
28,8 kWh.
C
43,6 kWh.
D
34,8 kWh.
E
39,2 kWh.
A energia solar fotovoltaica é a tecnologia que converte a luz solar diretamente em eletricidade. Isso é feito por meio de painéis solares (módulos fotovoltaicos) que contêm células fotovoltaicas. Essas células, geralmente feitas de materiais semicondutores como o silício, produzem uma corrente elétrica contínua (CC) quando a luz solar incide sobre elas. Essa CC é então convertida em Corrente Alternada (CA) por um inversor, tornando-a utilizável em residências e indústrias, ou injetável na rede elétrica. A capacidade de geração e o dimensionamento dependem da irradiação solar do local, da inclinação e da orientação dos painéis. Assinale a alternativa que apresenta os seis passos principais para a realização de uma instalação fotovoltaica residencial, desde a concepção até a operação, respectivamente.
A
Projeto, instalação dos painéis, homologação, compra dos equipamentos, vistoria da concessionária e limpeza dos painéis.
B
Levantamento de consumo, dimensionamento do sistema, homologação com a concessionária, instalação física, vistoria e conexão, e comissionamento e monitoramento.
C
Compra dos painéis, contratação do instalador, início da geração, pagamento da conta de luz, manutenção dos equipamentos e desligamento do sistema.
D
Análise estrutural, instalação do inversor, solicitação de orçamento, aprovação da prefeitura, troca do medidor e gerenciamento da energia.
E
Elaboração de relatórios, definição de metas, venda de energia, contratação de seguros, treinamento da equipe e auditoria externa.
Fontes de energia renovável, como a solar e a eólica, desempenham um papel fundamental na transição para uma matriz energética sustentável, sendo amplamente utilizadas em diversos países. Acerca do assunto, marque V, para as afirmativas verdadeiras, e F, para as falsas:
(__)A energia solar é gerada a partir da conversão direta da luz do sol em eletricidade por meio de células fotovoltaicas.
(__)A energia eólica apresenta eficiência superior em áreas urbanas devido ao aproveitamento de ventos turbulentos e irregulares.
(__)A geração de energia solar não apresenta impacto ambiental significativo, sendo completamente livre de emissões de carbono em todo o ciclo de vida.
(__)A energia eólica é gerada por aerogeradores que convertem a energia cinética do vento em energia elétrica.
A sequência está correta em:
A
V − V − V − V.
B
F − F − V − V.
C
V − F − F − F.
D
V − F − F − V.
Uma usina fotovoltaica funciona, na maior parte do dia, em potência de pico, o que indica uma alta disponibilidade.
C
Certo
E
Errado
O uso de fontes de energia renovável, como energia solar, eólica, e biomassa, é amplamente promovido como uma solução para reduzir os impactos ambientais causados pelo uso de combustíveis fósseis. No entanto, essas fontes também podem causar impactos ambientais negativos, como a alteração de ecossistemas, poluição sonora, desmatamento e emissão de partículas no ar. Por isso, é fundamental que sejam aplicadas medidas de mitigação para minimizar esses impactos e garantir a sustentabilidade no uso dessas tecnologias.
Para garantir que o uso de energias renováveis contribua para um desenvolvimento sustentável, é necessário que sejam adotadas medidas de mitigação dos impactos ambientais, como __________.
A
A utilização de combustíveis fósseis para complementar a geração de energia solar em dias nublados.
B
Planejamento adequado para a localização de parques eólicos, reduzindo a interferência em rotas migratórias de aves.
C
O aumento do uso de água potável em processos de geração de energia hidrelétrica para elevar a eficiência energética.
D
A expansão de áreas agrícolas para o cultivo de biomassa, sem considerar impactos em áreas florestais.
E
A substituição de florestas nativas por monoculturas de árvores de rápido crescimento para a produção de biomassa.
Um parque eólico é projetado para operar em uma região com velocidade média de vento (V) de 8 m/s. A energia gerada depende da área (A) varrida pelas pás e da densidade do ar (p).
Considerando a velocidade média de vento, a área varrida pelas pás e a densidade do ar, qual a fórmula básica para calcular a potência eólica disponível?
A
P=ρ⋅V3
B
P=ρ⋅A⋅V2
C
P=21⋅A⋅V2
D
P=21⋅ρ⋅A⋅V3
E
P=31⋅ρ⋅A⋅V
Uma concessionária de energia elétrica opera uma rede que tem como principal geradora uma grande usina hidrelétrica, conhecida por sua capacidade de despacho e fator de capacidade elevado. Para diversificar sua matriz, a empresa está avaliando a integração de uma nova usina solar fotovoltaica de grande escala. A principal preocupação da equipe de engenharia não é a eficiência de conversão da energia solar, mas sim o impacto operacional da nova fonte. O principal desafio técnico e operacional para integração dessa usina solar é
A
a intermitência da geração solar, que exige que a usina hidrelétrica (ou outra fonte despachável) compense as variações de produção.
B
o elevado custo de manutenção dos painéis fotovoltaicos, que excede a rentabilidade da energia produzida, tornando a usina solar inviável economicamente em comparação com a hidrelétrica.
C
o alto ruído gerado pelos geradores solares de grande porte, que perturba a frequência da rede e exige investimentos adicionais em equipamentos de controle.
D
a necessidade de converter a alta tensão DC gerada pelos painéis em AC, o que exige inversores com uma eficiência de conversão superior a 99% para evitar perdas significativas.
E
a inviabilidade de transmitir a energia solar a longas distâncias, devido ao efeito joule, que causaria perdas de potência insustentáveis para a operação.
Os sistemas de energia eólica convertem a energia cinética do vento em energia mecânica, que posteriormente é transformada em energia elétrica através de geradores. A eficiência desses sistemas depende de diversos fatores, incluindo a velocidade do vento, o design das turbinas e as condições ambientais. As turbinas eólicas podem ser instaladas em terra firme (onshore) ou no mar (offshore), e a escolha da localização e do tipo de turbina afeta diretamente o desempenho e a viabilidade econômica do sistema.
Nos sistemas de energia eólica, a quantidade de energia gerada por uma turbina é proporcional ao cubo da velocidade do vento, o que significa que:
A
pequenas variações na velocidade do vento resultam em grandes variações na energia gerada.
B
turbinas de menor porte são mais eficientes para captar energia em regiões de ventos fracos.
C
a potência gerada é diretamente proporcional à área varrida pelas pás da turbina, independentemente da velocidade do vento.
D
a eficiência da turbina é maximizada em qualquer velocidade de vento, desde que a orientação das pás esteja correta.
E
a potência gerada depende apenas da resistência do ar e não da velocidade do vento.
Um sistema solar fotovoltaico é composto por um arranjo de 120 módulos conectados em série e em paralelo. Cada módulo possui uma tensão nominal de 30 V e uma corrente de curto-circuito de 8 A. O técnico deseja calcular a máxima potência que esse arranjo pode fornecer sob condições ideais de irradiação.
Se o arranjo é formado por 10 strings em paralelo, cada uma com 12 módulos em série, qual é a potência total gerada pelo sistema em condições de irradiação padrão (1.000 W/m²)?
A
18 kW.
B
48 kW.
C
36 kW.
D
28,8 kW.
E
86,4 kW.
De acordo com o item 7.51 da Agenda 21, uma abordagem abrangente da questão do desenvolvimento dos assentamentos humanos deve incluir a promoção do desenvolvimento de energia sustentável em todos os países. São orientações propostas aos países em desenvolvimento:
I. Formular programas nacionais de ação para promover o desenvolvimento integrado de tecnologias de economia de energia e de utilização de fontes renováveis de energia, em especial fontes de energia solar, hidráulica, eólica e de biomassa.
II. Promover uma ampla disseminação e comercialização das tecnologias de fontes renováveis de energia, por meio de medidas adequadas como, entre outras, mecanismos tributários e de transferência de tecnologia.
III. Promover o aumento da geração de energia através da implantação de mais usinas nucleares e termoelétricas.
IV. Implementar programas de informação e treinamento destinados a fabricantes e usuários, com o objetivo de promover técnicas que economizem energia e artigos que utilizem energia de forma eficaz.
Quais estão INCORRETAS?
A
Apenas III.
B
Apenas IV.
C
Apenas II e III.
D
I, II, III e IV.
A manutenção de sistemas de energias renováveis, como solar e eólica, é essencial para garantir a eficiência e longevidade dos equipamentos. A manutenção preventiva ajuda a identificar possíveis falhas e minimizar o tempo de inatividade, enquanto a manutenção corretiva trata de problemas inesperados que possam comprometer a operação. Em sistemas solares fotovoltaicos, a limpeza dos painéis e a inspeção das conexões elétricas são cruciais para manter o desempenho.
Qual é o principal objetivo da manutenção preventiva em sistemas de energia renovável, como solar fotovoltaica por exemplo?
A
Aumentar a potência nominal dos sistemas para gerar mais energia do que o projetado.
B
Reduzir os custos de operação desligando partes do sistema durante o dia.
C
Garantir a eficiência e a confiabilidade do sistema, minimizando falhas e prolongando a vida útil dos equipamentos.
D
Substituir automaticamente todos os componentes a cada ano, independentemente de estarem funcionando corretamente.
E
Aumentar o número de inversores no sistema para otimizar o fluxo de corrente contínua (CC).
A biomassa é considerada uma importante fonte de energia, sendo utilizada em diferentes formas para a produção de calor, eletricidade e biocombustíveis. Sobre as características e aplicações da biomassa, é correto afirmar:
A
a biomassa é considerada uma fonte de energia não renovável, pois sua taxa de recomposição é inferior à de exploração.
B
a gaseificação da biomassa consiste na conversão do material orgânico em gás natural fóssil, pronto para uso em turbinas a gás.
C
a biomassa, ao ser queimada, não emite dióxido de carbono (CO2), o que a torna completamente neutra em termos de poluição atmosférica.
D
o bagaço de cana-de-açúcar, os resíduos florestais e os óleos vegetais são exemplos de insumos energéticos que podem ser aproveitados como biomassa.
E
a utilização de biomassa para geração elétrica é restrita a países de clima temperado, devido à baixa disponibilidade de matéria-prima em regiões tropicais.
Um sistema de geração fotovoltaica é composto de painéis solares com área efetiva de 1,5 m² e eficiência de 20%. O sistema é instalado em uma região onde o nível de irradiação solar médio diário é de 4,0 kWh/m².
Sabendo que o rendimento dos inversores utilizados no sistema de geração é de 80%, o número mínimo de painéis fotovoltaicos necessário para gerar 720 kWh em 30 dias é
A
4.
B
5.
C
20.
D
25.
E
30.
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.
Assinale a alternativa correta com relação aos sistemas fotovoltaicos e a norma NBR 16690:2018.
A
A tensão dos módulos fotovoltaicos é nula quando o circuito está aberto; portando, não há risco elétrico com os módulos não conectados com um inversor.
B
O melhor desempenho do arranjo fotovoltaico é obtido orientando-o em direção ao sul com uma inclinação próxima de trinta graus.
C
A eficiência dos módulos fotovoltaicos diminui com o aumento da temperatura de operação dos módulos; portanto, uma ventilação do arranjo deve ser objetivo de projeto.
D
O aterramento das partes metálicas do arranjo fotovoltaico deve ter seção mínima de 1,5 mm² e ser de alumínio para evitar corrosão.
E
A corrente de curto-circuito de um arranjo fotovoltaico não depende da irradiância solar, e tem o seu valor máximo no ponto de máxima potência.
A crescente preocupação com as mudanças climáticas tem levado o mundo a transicionar as fontes e formas de obtenção de energia da natureza, priorizando tanto as energias renováveis quanto as formas de geração com baixa emissão de gases estufa. Com o refino das metodologias de análise, agora contabilizamos as emissões de gás carbônico não somente na operação da geração de energia, mas ao longo de todo o ciclo de implantação, operação e descomissionamento dos empreendimentos de geração de energia elétrica. Sendo assim, são exemplo, respectivamente, de uma fonte de geração renovável e uma fonte de geração de baixa emissão de carbono:
A
o gás natural e os ventos.
B
a luz solar e o xisto.
C
a fissão nuclear e a luz solar.
D
os ventos e o carvão mineral.
E
a luz solar e a fissão nuclear.
Uma usina solar está localizada em uma área com irradiação média anual de 5,5 kWh/m² por dia. A equipe técnica precisa calcular a geração potencial para projetar a capacidade instalada.
Se a usina possui 1.000 m² de área de painéis e o rendimento dos painéis é de 18%, qual será a energia gerada por dia?
A
1.320 kWh.
B
1.210 kWh.
C
990 kWh.
D
1.980 kWh.
E
2.200 kWh.
A integração de sistemas de energia renovável à rede elétrica, como solar fotovoltaica e eólica, apresenta desafios técnicos e operacionais. Esses desafios incluem a intermitência da geração, a sincronização com a rede elétrica e a necessidade de garantir a estabilidade da frequência e da tensão. A integração eficaz desses sistemas exige o uso de tecnologias como inversores, sistemas de armazenamento de energia e dispositivos de controle que garantam o fornecimento confiável de energia, mesmo quando as condições climáticas variam.
Considere as seguintes afirmações sobre a integração de sistemas de energia renovável à rede elétrica:
I. A intermitência da energia solar e eólica pode causar flutuações na rede elétrica, sendo necessário o uso de sistemas de armazenamento de energia ou geração de reserva para compensar as variações de produção.
II. Os inversores utilizados em sistemas de geração renovável conectados à rede desempenham um papel crucial na sincronização da frequência da energia gerada com a frequência da rede elétrica.
III. A integração de grandes quantidades de energia renovável à rede pode reduzir a estabilidade da rede, devido à incapacidade desses sistemas de contribuir com a regulação de frequência.
IV. A geração distribuída por meio de energia renovável exclui a necessidade de infraestrutura de transmissão de alta tensão, já que a energia é consumida localmente.
Assinale a alternativa que apresenta APENAS as afirmações corretas.
A
III e IV.
B
II, III e IV.
C
I, II e III.
D
I e IV.
E
I, II e IV.
Um novo projeto de geração de energia eólica foi iniciado em uma região com grande potencial de ventos. A equipe técnica está planejando a configuração das turbinas e o tipo de gerador a ser utilizado.
Qual é o principal tipo de gerador utilizado em turbinas eólicas?
A
Gerador síncrono.
B
Gerador assíncrono (indução).
C
Alternador de corrente contínua.
D
Motor de corrente alternada.
E
Transformador de potência.
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.
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