MAPA – GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA – 54_2024

MAPA – GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA – 54_2024

 

Usinas Geradoras.  

 

Olá, Estudante! Seja bem-vindo à nossa atividade MAPA da disciplina Geração de Energia Elétrica. Esta atividade tem como tema “Usinas Gerador”. Nesta atividade você encontrará situações em que terá que aplicar os conhecimentos adquiridos durante a disciplina de Geração de Energia Elétrica para propor a escolha de alguns problemas.   

As suas tarefas nesse M.A.P.A. serão:  

Identificar as características das usinas geradoras.  

Determinar características de projeto e viabilidade econômica.  

Bom trabalho!  

Profº Me. Murilo F. Coradini  

 

INSTRUÇÕES DE ENTREGA  

Este é um trabalho INDIVIDUAL.  As respostas devem ser entregues utilizando o Modelo de Resposta MAPA Geração de Energia Elétrica disponibilizado. Sobre o seu preenchimento, é necessário o cumprimento das seguintes diretrizes:  Não serão aceitas respostas que constam apenas o resultado numérico, sem que seja demonstrado o raciocínio que o levou a encontrar aquela resposta; Toda e qualquer fonte e referência que você utilizar para responder os questionários deve ser citada ao final da questão;  Após inteiramente respondido, o Modelo de Resposta MAPA Geração de Energia Elétrica deve ser enviado para correção pelo seu Studeo em formato de arquivo DOC / DOCX ou PDF, e apenas estes formatos serão aceitos;  

O Modelo de Resposta MAPA Geração de Energia Elétrica pode ter quantas páginas você precisar para respondê-lo, desde que siga a sua estrutura;  

O Modelo de Resposta MAPA Geração de Energia Elétrica deve ser enviado única e exclusivamente pelo seu Studeo, no campo “M.A.P.A.” desta disciplina. Toda e qualquer outra forma de entrega deste Modelo de Resposta MAPA não é considerada.  A qualidade do trabalho será considerada na hora da avaliação, então preencha tudo com cuidado, explique o que está fazendo, responda as perguntas e mostre sempre o passo a passo das resoluções e deduções. Quanto mais completo seu trabalho, melhor!  Problemas frequentes a evitar:  Coloque um nome simples no seu arquivo para não se confundir no momento de envio;  Se você usa OPEN OFFICE ou MAC, transforme o arquivo em PDF para evitar incompatibilidades;  Verifique se você está enviando o arquivo correto! É o MAPA da disciplina certa? Ele está preenchido adequadamente?  

Como enviar o arquivo:  

Acesse no Studeo o ambiente da disciplina e clique no botão M.A.P.A. No final da página há uma caixa tracejada de envio de arquivo. Basta clicar nela e então selecionar o arquivo de resposta da sua atividade;  Antes de clicar em FINALIZAR, certifique-se de que está tudo certo, pois uma vez finalizado você não poderá mais modificar o arquivo. Sugerimos que você clique no link gerado da sua atividade e faça o download para conferir se está de acordo com o arquivo entregue.  

Sobre plágio e outras regras:  

Trabalhos copiados da internet ou de outros alunos serão zerados;  Trabalhos copiados dos anos anteriores também serão zerados, mesmo que você tenha sido o autor.  A equipe de mediação está à sua disposição para o atendimento das dúvidas por meio do “Fale com o Mediador” em seu Studeo. 

Aproveite essa ferramenta!

 

Olá, pessoal!  

Como futuros engenheiros eletricistas, é essencial que compreendam os desafios enfrentados na geração de energia elétrica. O conhecimento profundo desses problemas não só ajudará na resolução de questões técnicas, mas também permitirá fornecer soluções eficazes para os clientes.  

 

Problemas Enfrentados na Geração de Energia Elétrica:  

Variabilidade da Fonte de Energia: Fontes renováveis, como a solar e a eólica, apresentam variabilidade natural. A produção pode oscilar com as condições climáticas, afetando a estabilidade e a confiabilidade da rede elétrica.  

 

Eficiência dos Geradores: 

A eficiência dos geradores varia com o tipo de tecnologia utilizada. Geradores a carvão, gás e nuclear têm diferentes níveis de eficiência e impacto ambiental, influenciando os custos e as emissões de gases poluentes.  

 

Manutenção e Vida Útil dos Equipamentos: 

O desgaste dos equipamentos é um desafio constante. A manutenção preventiva e corretiva é crucial para evitar falhas e garantir a continuidade da geração. Isso inclui a análise da vida útil dos equipamentos e a necessidade de substituições ou atualizações.  Impacto 

 

Ambiental: 

A geração de energia pode ter impactos significativos sobre o meio ambiente, desde a poluição atmosférica até a alteração de ecossistemas locais. A gestão desses impactos é uma parte importante do planejamento e operação das plantas geradoras.  Custo e Investimento: A construção e operação de usinas geradoras exigem investimentos significativos. A análise de custos, retorno sobre o investimento (ROI) e financiamento são aspectos críticos para viabilizar projetos de geração de energia.  

 

Regulamentação e Políticas Públicas: 

A conformidade com regulamentações e políticas governamentais é essencial. As leis podem variar conforme o país e a região, e o cumprimento dessas normas é necessário para operar legalmente e evitar penalidades.  

 

Os exercícios a seguir são projetados para refletir situações reais que um engenheiro de uma empresa de consultoria pode enfrentar no seu dia a dia. Eles envolvem a análise de matrizes elétricas e a aplicação de conceitos para resolver problemas práticos de geração de energia.  Para realização da nossa atividade, será necessário realizar o experimento “AEROGERADORES PARA GERAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA”, então é importante seguir todo o roteiro e realizar todas as atividades, (1, 2 e 3), assim, depois de ler a nossa atividade MAPA (é importante, pois será solicitado algumas fotos do processo), leia o roteiro do experimento com muita atenção, realize o experimento primeiro e depois volte para continuar a nossa atividade.  Roteiro disponível em: https://221322w.ha.azioncdn.net/Arquivo/ID/8051/experimentos/aerogeradoresgeracao-energia-eolica.html Imagine que um cliente chega com um aerogerador e queira fazer alguns testes, o aerogerador em questão é o utilizado no experimento “AEROGERADORES PARA GERAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA”, então seu primeiro passo é realizar todo experimento.  

 

No primeiro momento, será observado o comportamento do aerogerador em vazio, levantando uma curva de tal situação. Siga os passos 1 ao 14 da situação 1 da atividade 3 do experimento:  

 

1) Tire fotos do processo do passo 12 quando a tensão fornecida do gerador é de 4,1, 8,9 e 12 V (Mostrando os valores nos instrumentos).  

 

2) Complete a tabela com os valores de frequência e rotação com os valores experimentais encontrados:

 

Tensão Fornecida
0
1,8
4,1
6,3
8,9
10,8
11,5
12

 

Fonte: Elaborado pelo autor.

 

3) Utilizando os dados da tabela realizem um gráfico de Rotação versus Tensão fornecida pelo gerador, pode-se utilizar software para gráficos.

 

Agora, observaremos o aerogerador quando ele está conectado às cargas de teste, sigam os passos 1 ao 12 da situação 2 da atividade 3.  

 

4) Tire fotos do processo do passo 8 quando a tensão fornecida do gerador é de 4,9, 7,5 e 12 V (Mostrando os valores nos instrumentos).   

 

5) Varie a frequência da tensão fornecida ao motor, para cada nível de tensão fornecida na tabela encontre o valor da frequência, rotação do gerador, corrente de linha e potência trifásica, complete a tabela com os valores encontrados:

 

1)   

 

Tensão Fornecida Gerador (V)				Potência Trifásica
0,4
1,1
2,3
3,5
4,9
6,1
7,5
8,8
10,2
11,6
12

Fonte: Elaborado

 

 

6) Monte um gráfico que relaciona a rotação do gerado à potência trifásica, pode-se utilizar software para gráficos.  

7) Sabendo que a velocidade do vento é dada pela equação:

 

Onde, ρ é a massa específica do ar, A é a área de varredura das pás do rotor e P é a potência do potencial eólico, (por facilidade assumiremos um sistema sem perdas, então seria igual à potência trifásica).  

 

1. a) Sabendo disto e considerando, A=π 0, 575 ² m² e ρ = 1,184 kg/m³, determine a velocidade do vento para cada valor de potência e preencha a tabela: 

 

Tensão Fornecida
0,4
1,1
2,3
3,5
4,9
6,1
7,5

 

8,8
10,2
11,6
12

 

1. b) Agora considerando, A=π 1, 15 ² m² e ρ = 1,184 kg/m³ complete a tabela: 

 

 

Tensão Fornecida
0,4
1,1
2,3
3,5
4,9
6,1
7,5
8,8
10,2
11,6
12

 

8) Agora faça em um mesmo gráfico, um gráfico de Velocidade do vento por Potência Trifásica para as duas condições vistas em 7a) e 7b). E responda qual efeito teve ao dobrar o raio da Pá.  

 

9) Considerando uma velocidade média de 8,6 m/s encontre qual será o custo unitário de geração para a usina eólica com as 20 turbinas (em R$/kW.ano), considerando o caso 7b A=π 1, 15 ² m² e ρ = 1,184 kg/m³), considere o investimento total com a instalação das 20 turbinas de 280 milhões de reais e considere a potência instalada soma das potências encontradas em uma das turbinas, considere também as seguintes informações.  

– Fator de capacidade: 0,70 . 

– Taxa de atualização: 12%. 

 – Vida útil: 20 anos.