As turbinas hidrelétricas são classificadas em três tipos principais: Pelton, Francis e Kaplan. Cada uma delas é projetada para operar em diferentes condições de altura de queda d’água e vazão, otimizando a eficiência de geração de energia. Enquanto a turbina Pelton é mais adequada para grandes quedas d’água, as turbinas Francis e Kaplan são frequentemente usadas em quedas menores e possuem características distintas quanto ao seu desempenho em diferentes vazões.

Elaborado pelo professor, 2024.

Com base nesse contexto analise o gráfico a seguir:

Figura: Ábaco das turbinas hidraulicas.

Fonte: Sandoval Erazo, Washington. (2018). Capítulo 6: Conceptos Básicos de Centrales Hidroeléctricas.)

Considerando o contexto apresentado e os dados observados no gráfico, assinale a alternativa que descreve corretamente a aplicação da turbina Kaplan.

Centrais termelétricas e nucleares são instalações usadas para a geração de energia elétrica, mas com diferentes fontes de combustível e processos de geração. Ambos os tipos de usinas desempenham papéis importantes na matriz energética mundial, mas suas desvantagens incentivam a busca por alternativas mais limpas e sustentáveis, como as energias solar e eólica.

Elaborado pelo professor, 2024.

Com base nesse contexto, assinale a alternativa que descreve corretamente uma das principais diferenças entre uma usina termelétrica convencional e uma usina nuclear.

Hidrelétrica é um complexo arquitetônico, um conjunto de obras e de equipamentos voltados à geração de energia elétrica através do aproveitamento do potencial hidráulico. A Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) adota três classificações para hidrelétricas: Centrais Geradoras Hidrelétricas (capacidade instalada seja igual ou inferior a 5.000 kW.), Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCH) (potência instalada superior a 5.000 kW e igual ou inferior a 30.000 kW) e Usina Hidrelétrica de Energia (UHE) (com mais de 30 MW).

Resolução normativa da ANEEL N° 875, de 10 de março de 2020, adaptada pelo Professor, 2023.

Como exemplos de usinas hidrelétricas temos, a usina de Ilha Solteira localizada no Rio Paraná, entre os municípios de Ilha Solteira (SP) e Selvíria (MS), a usina de Ilha Solteira tem uma potência instalada de 3444 MW. A usina Três Irmãos é localizada no município de Andradina, na região do baixo Tietê, no estado de São Paulo e possui uma potência instalada de 807,5 MW. Já a usina Três Quedas localizada no interior do Estado de São Paulo vem operando com uma potência instalada de 640 kW.

Elaborada pelo professor, 2023.

Com base nestas informações, analise as afirmações a seguir:

I. Dos exemplos citados apenas Ilha Solteira é uma UHE.
II. Ilha Solteira e Três Quedas são PCHs.
III. Três Quedas é uma CGH.
IV. Ilha Solteira e Três Irmãos são UHE.

É correto o que se afirma em:

A curva de produção (ou despacho) de uma usina geradora de eletricidade nos mostra como a potência é gerada ao longo do tempo, indicando a produção média e a produção de pico, esta última limitada pela capacidade instalada da usina. O fator de capacidade é outro parâmetro importante para entender produção de energia elétrica, sendo mais relevante em usinas como hidrelétricas, termelétricas e fontes renováveis, como eólica e solar.

Elaborado pelo professor, 2024.

Assinale a alternativa correta que melhor descreve o fator de capacidade de uma usina geradora de energia.

A escolha da turbina em uma usina hidrelétrica desempenha um papel crucial na eficiência e no desempenho global da instalação. A seleção adequada do tipo de turbina, como a turbina Francis, Kaplan ou Pelton, depende das características do fluxo de água e da queda de altura disponível no local. Uma escolha bem fundamentada pode otimizar a conversão de energia hidráulica em energia elétrica, maximizando a produção de eletricidade de maneira econômica e sustentável. Além disso, a escolha da turbina também afeta a capacidade de responder às flutuações na demanda de eletricidade e contribui para a estabilidade e confiabilidade do sistema elétrico, tornando-a uma consideração fundamental na concepção e operação de usinas hidrelétricas.

Para ajudar na escolha da turbina, é usado o esquemático da figura a seguir:

Figura 1 – Ábaco para escolha de turbina
Fonte: https://www.researchgate.net/publication/326560960_Capitulo_6_Conceptos_Basicos_de_Centrales_Hidroelectricas. Acesso: 25 out. 2023.

Sobre o tipo indicado para uma usina com 20 MW e uma queda de 50 m, assinale a alternativa correta:

Os sistemas de energia solar termoelétrica utilizam a radiação solar para gerar eletricidade, funcionando de maneira semelhante às usinas termelétricas convencionais. Nesses sistemas, a radiação solar é concentrada para aquecer um fluido que, em seguida, gera energia mecânica por meio de turbinas a vapor. Existem quatro tipos principais de tecnologia em usinas solares termoelétricas, cada uma com suas características específicas.

Elaborado pelo professor, 2024.

Considerando as informações apresentadas, assinale a alternativa que representa um sistema projetado para concentrar os raios solares em um receptor central, localizado no topo de uma torre, podendo utilizar sal derretido como fluido de transferência de calor e armazenamento de energia.

Os reatores nucleares podem ser classificados em vários tipos de acordo com a tecnologia empregada para a geração de energia. Os reatores à água leve, como os modelos PWR (reator à água pressurizada) e BWR (reator à água fervente), são amplamente utilizados no mundo. O PWR, por exemplo, é o tipo de reator utilizado nas usinas nucleares de Angra dos Reis, no Brasil. Cada tipo de reator possui características distintas em termos de eficiência, segurança e custo.

Elaborado pelo professor, 2024.

Com base nesse contexto, analise as alternativas e identifique qual afirmação descreve corretamente uma característica do reator PWR.

As fontes de energia despacháveis referem-se àquelas que têm a capacidade de fornecer eletricidade de forma controlada e ajustável, conforme a demanda. Isso significa que é possível aumentar ou diminuir a produção de eletricidade conforme necessário. Essas fontes desempenham um papel fundamental na gestão da estabilidade da rede elétrica, permitindo atender às flutuações na demanda de eletricidade. Por outro lado, as fontes de energia não despacháveis são aquelas cuja geração de eletricidade não pode ser facilmente controlada ou ajustada de acordo com a demanda. Isso ocorre porque essas fontes dependem das condições naturais. Como resultado, a produção de eletricidade a partir dessas fontes é intermitente e está sujeita à disponibilidade dessas condições naturais. No que diz respeito à classificação em fontes de energia primárias e não primárias, as fontes de energia primárias são aquelas que convertem diretamente uma fonte primária de energia em eletricidade, sem a necessidade de processos intermediários. Em contrapartida, as fontes de energia não primárias envolvem a conversão de uma fonte primária de energia em eletricidade por meio de processos intermediários. Isso significa que há um estágio adicional de transformação da fonte primária antes de produzir eletricidade.

Elaborado pelo professor, 2023.

Sabendo dessas informações assinale a alternativa correta que contêm a classificação de uma usina hidrelétrica: