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PEA 2200 – ENERGIA, MEIO AMBIENTE E SUSTENTABILIDADE
1ª Prova – 12.04.2013 - Profa. Eliane e Prof. Alberto
Instruções:
- Responda as questões nos espaços reservados para as respostas, caso necessário, utilize o verso da folha que contém a questão para complementar sua resposta.
Nome:__GABARITO______________________Nº ________________Turma:______
Questão 1 – Energia – Desenhe um fluxograma representando um sistema energético utilizando como fonte primária o gás natural e como serviço de energia o transporte de indivíduos. Denomine cada etapa do processo. (2,0 pontos)
. Gás natural Plataforma de gás Refinaria GNV
Transporte de indivíduo Automóvel/ônibus rede de gás/ rodovia/ferrovia
Questão 2 - Energia
a) Defina balanço energético (1,0 ponto)
È um documento que apresenta os fluxos energéticos das fontes primárias e secundárias de energia , desde a produção até o consumo final, nos principais setores da economia.
b) Cite dois aspectos do planejamento energético que podem ser avaliados a partir do conhecimento do balanço energético (1,0 ponto)
Dois dentre os seguintes aspectos:
- comportamentos retrospectivos e prospectivos ( tendências futuras)
- A participação de cada energético ( petróleo,gás) ou grupo de energéticos ( Ex: renováveis) na matriz energética
- A auto-suficiência em energia, a dependência externa e o comércio exterior (produção, importações, exportações)
- A eficiência nos processos de transformação de energia primária em secundária
- A distribuição do consumo de energético por setor.
- Estimativa de indicadores ( Ex: intensidade energética), dentre outros
Fonte Extração e
tratamento
Tecnologia de
conversão
Tecnologia Distribuição
de uso final
Serviço
energético
Energético
Questão 3 – Fontes de energia elétrica -
a) Identifique a função de cada um dos seguintes componentes de uma UHE: (1,0 ponto)
(0,25 ponto) Barragem represar a água para captação e desvio; elevar o nível da água para aproveitamento elétrico e navegação; represar a água para regularização de vazões e amortecimento de ondas e enchentes
(0,25 ponto) Vertedouro
Permite a passagem direta da água para jusante com o objetivo de descarregar as cheias e evitar que a barragem seja danificada.
(0,25 ponto) Comportas
Componentes que permitem isolar a água do sistema final de produção de energia elétrica, permitindo, por exemplo, trabalhos de manutenção.
(0,25 ponto) Casa de força
É o local de instalação das turbinas hidráulicas, dos geradores elétricos,, painéis e outros
equipamentos do sistema elétrico de geração. Ou seja local onde a energia hidráulica é transformada em energia mecânica e elétrica.
b) Apresente e defina os parâmetros básicos que descreve a conversão da energia hidráulica em elétrica (1,0 ponto)
Q – vazão de água – H – altura da barragem Rendimento hidráulico (tubulações e tomada de água) Rendimento da turbina mecânica Rendimento do gerador elétrico
c)Apresente e defina os parâmetros básicos que descreve a conversão de energia eólica em energia elétrica (1,0 ponto)
A – área formada pelo giro das pás ( função do diâmetro das pás) V – velocidade do vento M – massa específica do ar Cp – Coeficiente de potência ( rendimento do rotor eólico) N – rendimento mecânico ( eixos, caixas de engrenagem e demais equipamentos mecânico da nacele) Ng – rendimento do gerador elétrico
a vapor gera energia mecânica e esta por sua vez é transformada em energia elétrica pelo
gerador elétrico. O vapor que sai da turbina a vapor passa por um condensador tornando-
se água novamente e sendo bombeado de volta á caldeira.
Questão 4 – Fontes Alternativas – Energia Solar - (1,5 pontos)
Deseja-se usar módulos fotovoltaicos para alimentar uma carga de 12 V, cujo consumo
diário é de 3,0 kWh. Considerando-se:
a) A radiação solar diária incidente é de 6 kWh/m2/dia;
b) Cada módulo é de 50 Wp e 6 V;
c) Rendimento do módulo é de 10 %.
Determinar:
I) (0,5 ponto) A potência total (Wp) a ser instalada;
II) (0,5 ponto) O arranjo de ligação dos módulos para alimentar a carga;
III) (0,5 ponto) A área total a ser ocupada pelos módulos.(m2)
Solução:
I) P= consumo diário (kWh) / número de horas de sol pleno – 3000Wh/ 6 horas = 500 Wp
II)
III)
P (Wp) = rendimento x A(m2) x radiação (1000/m2) 500 Wp = 0,1 x A x 1000W/m2 A = 5m
Ou
3kWh = 0,1 x A x 6kWh A = 5m
12 V
6v
