Uma cidade tem demanda média contínua de 120 MW. Pretende suprir 60% da demanda média com painéis solares…

Questão

Uma cidade tem demanda média contínua de 120 MW. Pretende suprir 60% da demanda média com painéis solares (fator de capacidade 20%) e o restante com uma usina térmica de reserva. Calcule: a) capacidade instalada de fotovoltaico necessária em MWp; b) potência média que a térmica deverá fornecer em MW; c) energia diária entregue pela térmica em MWh; d) massa de combustível necessária por dia em kg, sabendo que a térmica tem eficiência 40% e o combustível tem poder calorífico 40 MJ/kg.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Dados: demanda média = 120 MW. Parte solar desejada = 60% ? potência média requerida do PV = 0,60·120 MW = 72 MW (média). Com fator de capacidade 20% (0,20), capacidade instalada PV = potência média / fator = 72 MW / 0.20 = 360 MWp. Potência média da térmica = restante = 40%·120 MW = 48 MW. Energia diária da térmica = 48 MW · 24 h = 1152 MWh/dia. Converter para MJ: 1 MWh = 3600 MJ ? 1152 MWh = 1152·3600 MJ = 4 147 200 MJ/dia (energia elétrica entregue). Considerando eficiência ? = 0,40, energia térmica necessária do combustível = energia elétrica / ? = 4 147 200 MJ / 0.40 = 10 368 000 MJ/dia. Com poder calorífico 40 MJ/kg, massa de combustível = 10 368 000 MJ / 40 MJ·kg?¹ = 259 200 kg ˜ 259,2 t por dia. Resumo dos resultados: a) 360 MWp; b) 48 MW; c) 1152 MWh/dia; d) ˜259 200 kg/dia.

Explicação

Os cálculos realizados consideram a proporção da demanda que será suprida por energia solar e térmica, aplicando o fator de capacidade para determinar a capacidade instalada necessária dos painéis solares. A potência média da usina térmica é obtida pela diferença entre a demanda total e a contribuição solar, e a energia diária é calculada multiplicando a potência média pela quantidade de horas no dia. Por fim, a massa de combustível necessária é encontrada ao converter a energia elétrica em energia térmica, levando em conta a eficiência da usina e o poder calorífico do combustível.

Raio-X da questão

Questões parecidas com resolução

• (Dissertativa) Uma comunidade consome 30 kWh/dia. Projete um arranjo híbrido em que painéis fotovoltaicos supram 80% da…
• Uma comunidade rural consome 45 kWh/dia. Pretende-se combinar painéis fotovoltaicos e uma microturbina no córrego local…
• Um município consome 120 MWh/mês. Há uma usina solar de 30 kW (fator de capacidade 0,20) e um parque eólico de 500 kW…
• Uma comunidade tem demanda média P_avg = 15,0 kW (E_daily = 360 kWh). Deseja-se suprir 60% da energia diária com um…
• Projeto híbrido para posto de saúde rural: demanda E_daily = 18,0 kWh/dia contínuos e pico P_peak = 4,00 kW. Deseja-se…
• Um reservatório contém V = 200 L de água a T1 = 15,0 °C. Deseja-se aquecê-la a T2 = 60,0 °C em t = 3,0 h usando um…

Todas as questões de Biodiversidade e Sustentabilidade