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Questões de Concurso sobre Geração de Energia
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O Brasil possui um dos maiores potenciais de geração eólica do mundo. Já são mais de 33 GW de potência instalada no país, distribuídas ao longo de cerca de 12 estados e mais de 700 parques eólicos instalados. O Estado do Rio Grande do Norte (RN) é o que possui o maior potencial gerador instalado, sendo cerca de mais de 5 GW distribuídos em mais de 180 parques instalados. Um dos parâmetros mais importantes para se considerar a viabilidade de instalação de aerogeradores em parques eólicos é o fator de capacidade (é a porção do ano em que o gerador está operando no pico de potência), que é a razão entre a energia estimada produzida em um ano e o pico de energia que pode ser produzida, obtida a partir da curva de potência da turbina eólica. Esse fator não deve ser inferior a 30%, se não a instalação do parque eólico é considerada inviável. Na figura, podem ser observados parâmetros da curva de um fabricante de uma turbina que será adquirida para um parque aerogerador.
Ao se considerar o estudo da velocidade do vento em uma localidade, de acordo com o número de horas ao longo de 1 (um) ano (365 dias), estimou-se que a produção de energia eólica foi de cerca de 300 MWh.
De acordo com essa potência, sobre a viabilidade ou inviabilidade da instalação e do fator de capacidade do parque eólico na localidade, é correto afirmar que o sistema é, respectivamente,
A
viável e o fator de capacidade é aproximadamente 31%.
B
viável e o fator de capacidade é aproximadamente 33%.
C
viável e o fator de capacidade é aproximadamente 36%.
D
inviável e o fator de capacidade é aproximadamente 20%.
E
inviável e o fator de capacidade é aproximadamente 25%.
Um sistema fotovoltaico residencial, para gerar energia, deverá ser dimensionado com uma potência instalada de 15 kWp (kilowatt-pico). O local onde o projeto será instalado possui uma irradiação solar média mensal de 5,08 kWh/m² dia. Considerando uma eficiência de 77% no primeiro ano, em função de perdas por temperatura, inversor, cabos, sujeira etc. e assumindo que os meses possuem 30 dias em média, o valor gerado ao final de 12 meses será de
A
21,12 megawatts-hora.
B
23,32 megawatts-hora.
C
25,82 megawatts-hora.
D
27,43 megawatts-hora.
E
29,78 megawatts-hora.
A geração de energia elétrica é o processo de transformação de diversas formas de energia (mecânica, química, solar, nuclear) em energia elétrica. No Brasil, a matriz elétrica é predominantemente renovável, mas exige um conhecimento profundo sobre as tecnologias de conversão e os impactos operativos de cada fonte para garantir a estabilidade do SIN. Sobre o tema, assinale a alternativa INCORRETA.
A
Em usinas hidrelétricas, a energia potencial gravitacional da água é convertida em energia cinética e, posteriormente, em energia elétrica por meio de geradores síncronos.
B
A geração eólica utiliza aerogeradores em que a variação da velocidade do vento impacta diretamente a frequência da rede, exigindo o uso de conversores de eletrônica de potência para acoplamento.
C
Painéis fotovoltaicos convertem a radiação solar diretamente em Corrente Alternada (CA) por meio do efeito fotoelétrico em materiais semicondutores.
D
A energia nuclear gera eletricidade por meio da fissão de átomos de urânio, que libera calor para vaporizar a água e acionar turbinas, sendo considerada uma fonte de baixa emissão de gases de efeito estufa.
E
Sistemas de Geração Distribuída (GD) permitem que o consumidor gere sua própria energia, reduzindo perdas por transmissão e aliviando a carga sobre o sistema principal.
Um sistema fotovoltaico possui área total de 12 m2 e eficiência de conversão de 15%. Durante um ensaio, a irradiância solar incidente foi de 900 W/m2 . Assinale a alternativa que apresenta, aproximadamente, a potência elétrica entregue pelo sistema.
A
10,8 kW
B
1,2 kW
C
500 W
D
1,6 kW
E
60 W
Ano:
2026
Um painel fotovoltaico encontra-se instalado em uma região hipotética, submetida a uma irradiância de 1.000 W/m².
Dados da placa:
- área: 2 m²;
- tensão terminal nominal: 20 V;
- corrente terminal nominal: 30 A.
Considerando-se essas informações, o rendimento do painel, em percentual, é
A
1
B
1,5
C
3
D
30
E
60
Um sistema fotovoltaico residencial possui 8 módulos de 500 Wp conectados em série. A irradiância local no momento considerado é de 1000 W/m² e a eficiência global do sistema é de 60%.
A potência entregue pelo arranjo fotovoltaico ao inversor nesse instante é de
A
4.000 Wp.
B
3.500 Wp.
C
2.800 Wp.
D
2.400 Wp.
E
2.000 Wp
No contexto da matriz energética brasileira, a biomassa desempenha um papel crucial, sendo o bagaço de cana-de-açúcar a principal fonte utilizada para geração de eletricidade. Assinale a opção que apresenta corretamente a característica da biomassa, em comparação com fontes intermitentes como a eólica e a solar, que a torna particularmente valiosa para a segurança e a confiabilidade do Sistema Interligado Nacional (SIN).
A
Sua alta densidade energética, que permite o transporte por longas distâncias com baixo custo.
B
Sua natureza não renovável, que garante estabilidade de suprimento independentemente das condições climáticas.
C
Seu potencial de geração restrito, que evita problemas de curtailment na rede de transmissão.
D
Sua capacidade de ser armazenada e despachada, permitindo a geração de energia de forma controlada e programada.
E
Seu custo de implantação de usinas, que é significativamente menor do que o de usinas hidrelétricas.
Entre os componentes utilizados para a geração de energia fotovoltaica, a string box é responsável por
A
realizar a conversão da corrente alternada gerada pelas placas solares em corrente contínua.
B
medir o fluxo de eletricidade em duas direções.
C
sincronizar a energia gerada pelos painéis com a frequência e a tensão da rede elétrica.
D
proteger o sistema contra sobrecargas e curtos-circuitos e isolar partes do circuito para inspeção ou substituição de componentes.
E
permitir o tipo de sistema on-grid.
Ao planejar a implantação de um sistema de energia fotovoltaica em uma Escola Municipal em Gravataí, quais são os procedimentos básicos essenciais a serem seguidos?
A
Realizar o levantamento do histórico de consumo, análise da viabilidade estrutural do telhado, elaboração de projeto por profissional habilitado (com ART) e solicitação de acesso junto à concessionária RGE.
B
Conectar o sistema diretamente à rede elétrica da escola sem a necessidade de projeto, contanto que o disjuntor geral seja de alta capacidade.
C
Solicitar à prefeitura a troca imediata de todos os equipamentos da escola por modelos de corrente contínua para evitar o uso de inversores.
D
Apenas fixar os módulos fotovoltaicos voltados para o sul e utilizar baterias automotivas para armazenar toda a energia produzida durante o dia.
E
Instalar os painéis diretamente sobre o telhado existente sem análise estrutural, utilizando qualquer inversor disponível no mercado para acelerar a entrega.
Os sistemas de conversão de energia são responsáveis por transformar uma forma de energia em outra, permitindo seu aproveitamento eficiente em diferentes aplicações.
Nesse contexto, analise os itens a seguir:
I. Em células fotovoltaicas, a conversão ocorre pela emissão termoiônica de elétrons provocada pelo aquecimento de semicondutores sob radiação solar.
II. Em sistemas de geração a biomassa, a conversão de energia térmica em elétrica, envolve uma etapa anterior de conversão química.
III. Em sistemas termoelétricos, a conversão de energia térmica em elétrica ocorre por meio de ciclos de Carnot e Rankine combinados.
Está correto o que se afirma em
A
I, apenas.
B
II, apenas.
C
III, apenas.
D
I e II, apenas.
E
II e III, apenas.
Em usinas termelétricas de ciclo combinado, os ciclos termodinâmicos Rankine e Brayton são acoplados para maximizar a eficiência.
A principal diferença técnica entre os fluidos de trabalho e os componentes primários que permite o acoplamento eficiente é que o ciclo
A
Rankine utiliza vapor d'água como fluido de trabalho com troca de fase (líquido-vapor), enquanto o ciclo Brayton utiliza um gás (geralmente ar) sem troca de fase.
B
Rankine é um ciclo de potência a gás, enquanto o ciclo Brayton é um ciclo de refrigeração a vapor.
C
Rankine utiliza ar como fluido de trabalho em uma turbina a gás, enquanto o ciclo Brayton utiliza vapor d'água em uma turbina a vapor.
D
Brayton opera em temperaturas mais baixas e pressões mais altas do que o ciclo Rankine.
E
Rankine é composto por turbina, compressor, câmara de combustão e trocador de calor, enquanto o ciclo Brayton é composto por bomba, caldeira, turbina e condensador.
Foi implantada uma usina termelétrica a combustão no Nordeste brasileiro para atuar como backup do sistema nacional, a ser acionada quando o operador identificar aumento de demanda. Em regime de plena carga, cada grupo motor-gerador é composto por: motor (fabricante A) com potência nominal de 9,089 MW e gerador (fabricante B) com potência nominal de 8,64 MW. A usina possui 10 grupos idênticos. Determine a capacidade total de geração elétrica da usina e assinale a alternativa correta.
A
71,82 megawatts.
B
77,25 megawatts.
C
86,40 megawatts.
D
90,89 megawatts.
E
97,29 megawatts.
Entre as fontes de geração de energia renovável, destaca-se a solar fotovoltaica, que apresentou crescimento exponencial nos últimos anos, impulsionada pela oferta de soluções para geração residencial, viabilizada pelas regras das concessionárias (geração distribuída). Tendo isso em vista, suponha que se deseje dimensionar apenas a área mínima ocupada por módulos para um sistema de 7,0 kWp (kilowatt-pico) em uma residência. Considere módulos de 1 m² com potência de 600 Wp (watt-pico) (desconsidere espaçamentos, inclinação, corredores e qualquer outra necessidade além da área das placas). Qual é a área mínima necessária?
A
10,66 m2.
B
11,66 m2.
C
12,33 m2.
D
13,01 m2.
E
14,66 m2.
Uma das vantagens da produção de energia a partir da biomassa é o uso de resíduos agrícolas que seriam perdidos ou descartados como lixo.
C
Certo
E
Errado
Um estabelecimento comercial possui um consumo médio mensal (30 dias) de energia elétrica de 750 kWh. A irradiação solar média no local é de 4 horas por dia, e o sistema tem perdas globais de 30% (sombras, temperatura, cabos e inversor). Considerando que cada módulo fotovoltaico disponível possui potência de 200 Wp, o número de módulos necessários é igual a
A
35.
B
40.
C
45.
D
50.
E
55.
Em um cenário de produção de energia sustentável, o uso de sistemas híbridos que integram diferentes fontes de energia renovável, como solar, eólica e biomassa, é uma alternativa viável para aumentar a confiabilidade e a eficiência energética. Um sistema híbrido bem dimensionado é capaz de suprir a demanda energética mesmo em condições climáticas adversas, aproveitando a complementaridade entre as fontes de energia. No entanto, para que isso ocorra de forma eficiente, é necessário considerar aspectos como a variabilidade das fontes, o armazenamento de energia e o controle de carga. A implementação de sistemas híbridos requer análises aprofundadas para garantir a otimização do desempenho e minimizar o impacto ambiental.
Com base no suporte e nos conhecimentos sobre sistemas híbridos de energia renovável, analise as seguintes afirmações:
l. A integração de diferentes fontes de energia renovável reduz a necessidade de armazenamento de energia, pois a variabilidade das fontes é compensada pela complementaridade entre elas.
Il. O uso de sistemas híbridos permite aumentar a eficiência energética e reduzir custos operacionais, quando comparado ao uso de uma única fonte renovável.
llI. Em sistemas híbridos, a análise de desempenho deve considerar, não apenas a geração, mas também o consumo de energia e a estabilidade da rede.
IV. A principal desvantagem dos sistemas híbridos é a impossibilidade de integração entre diferentes tecnologias de geração renovável.
Assinale a alternativa que apresenta APENAS as afirmações corretas:
A
I e II.
B
I e III.
C
I, II e III.
D
I, III e IV.
E
IV.
No que se refere aos sistemas de geração e distribuição de energia elétrica, assinale a opção correta.
A
Um gerador com bobinas ligadas em triângulo é um gerador a quatro fios.
B
As usinas hidrelétricas geram energia a partir do vapor d’água que passa em turbinas.
C
As placas de uma usina fotovoltaica convertem a energia solar diretamente em corrente alternada.
D
A transmissão de energia é normalmente realizada em alta tensão, para que a corrente seja baixa e os cabos tenham dimensão reduzida.
E
Um gerador com bobinas ligadas em triângulo possui um ponto comum de interligação das três bobinas.
Em uma instalação elétrica, o Gerador de Energia e o No-Break (UPS) têm funções diferentes para garantir a alimentação. Qual é a principal diferença de função entre esses dois equipamentos em caso de uma interrupção de energia elétrica (falta de luz) na rede pública?
A
O Gerador fornece eletricidade em corrente contínua (CC) por pouco tempo; o No-Break fornece corrente alternada (CA) por tempo ilimitado.
B
O Gerador corrige pequenas variações de tensão (oscilações), protegendo os equipamentos; o No-Break apenas transforma o tipo de corrente.
C
O No-Break só funciona em instalações de baixa tensão (127V), e o Gerador é usado apenas em instalações de alta tensão (acima de 1.000V).
D
O Gerador protege os equipamentos contra raios e picos de tensão; o No-Break fornece apenas uma luz de emergência para a área de trabalho.
E
O No-Break mantém equipamentos ligados por um curto período (minutos), permitindo o desligamento seguro; o Gerador fornece energia por um longo período (horas).
Uma unidade domiciliar tipicamente caracterizada como carga em um sistema elétrico de distribuição pode ser convertida em uma unidade consumidora/fornecedora de energia. Para isso, deve-se implementar um sistema de geração alternativo com fonte de energia renovável, como, por exemplo, a solar, desde que acondicionada na forma de corrente e tensão alternadas e em sincronia com as fases da rede elétrica a serem conectadas.
C
Certo
E
Errado
Um gerador fornece uma potência constante de 12,8 kW durante 3 horas. Qual a quantidade total de energia liberada?
A
2,9 x 104 Wh
B
1,92 x 104 Wh
C
3,84 x 104 Wh
D
12.800 Wh
E
38.400 kWh
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