Questão FC278166
Figura I Figura II Avanços da tecnologia têm permitido o desenvolvimento de novas formas de geração de energia sustentável. Dois processos usuais de transformação de energia solar
Dinâmica
CEBRASPE (CESPE) · 2023
Figura I
Figura II
Avanços da tecnologia têm permitido o desenvolvimento de novas formas de geração de energia sustentável. Dois processos usuais de transformação de energia solar em energia elétrica são ilustrados nas figuras I e II, precedentes: a conversão de energia solar com a utilização de espelhos côncavos e a conversão de energia eólica com a utilização da velocidade do vento, respectivamente.
No método de geração de energia representado na figura I, um processo conhecido como concentração solar, espelhos côncavos são usados para concentrar a luz solar em um ponto focal (acumulador de energia), onde a energia solar é transformada em calor e, em seguida, convertida em eletricidade. Esse processo é frequentemente utilizado em usinas de energia solar termossolares.
Na geração de energia representada na figura II, a partir do rotor da hélice, a energia cinética do vento é convertida em energia mecânica. Um multiplicador de velocidade, conjunto de engrenagens sem escorregamento, transforma a rotação lenta das hélices (20 rotações por minuto) em uma rotação mais rápida (1.800 rotações por minuto) capaz de operar o gerador de eletricidade. A quantidade da energia que o vento transfere para o rotor dependerá da densidade do ar (\(\rho\)), da área circular de varredura do rotor (\(A\) = 9.000 m2) e do deslocamento de uma massa de ar (\(m\)) a uma velocidade (\(\nu\)). A potência do vento (\(P_v\)) associada ao deslocamento da massa de ar é definida por \(P_v = \dfrac 1 2 \dfrac {\Delta m} {\Delta t}v^2\) e o fluxo de massa de ar que atravessa as pás do rotor é dado por \(\dfrac {\Delta m} {\Delta t} = \rho A \nu\).
Tendo como referência as figuras I e II e as informações precedentes, e considerando que a densidade do ar seja 1,2 kg m-3, julgue o próximo item.
No gerador desenvolvido a partir de energia eólica, ocorre um processo de conversão de energia mecânica em energia elétrica.
Mostrar resposta e comentário
Gabarito
Certo
Comentário do professor
A afirmação é certa porque descreve corretamente a sequência de conversão energética numa turbina eólica: a energia do vento, na forma de energia cinética de massas de ar, é capturada pelas pás do rotor e transformada em energia mecânica de rotação.
Matematicamente, a potência do vento que incide no rotor é dada por \(P_v=\tfrac{1}{2}\dfrac{\Delta m}{\Delta t}v^2\) com \(\dfrac{\Delta m}{\Delta t}=\rho A v\), levando a \(P_v=\tfrac{1}{2}\rho A v^3\).
Essa energia mecânica rotacional passa pelo multiplicador de velocidade e aciona o gerador, que, por indução eletromagnética, converte movimento (energia mecânica) em energia elétrica.
Portanto, a afirmação é correta: o processo principal é a conversão de energia mecânica em energia elétrica (com perdas e limites práticos de eficiência).
Conteúdo do catálogo FC Concursos · Atualizado em