Prova Geral de Fontes Alternativas de Energia (EEK525)

Prova Geral de Fontes Alternativas de Energia (EEK525)

10 de Julho de 2015

Professores: David Castelo Branco e Alexandre Szklo

Aluno:

(Escreva aqui seu nome por extenso)

Considere hipoteticamente uma ilha no meio do oceano. Chamemo-la Francônia. Seus habitantes (os Francolinos) desconhecem a existência de outros países e consideram que devem atender todas as suas demandas de energia útil a partir dos recursos de que dispõem. A curva de carga da demanda elétrica na ilha no dia típico (que representa bem todo o ano) segue a Figura 1.

Figura 1 - Curva de carga da ilha (kW)

[pic 1]

Hora	P (kW)	Hora	P (kW)
1	278	13	3.569
2	278	14	3.569
3	278	15	3.569
4	278	16	3.569
5	1.111	17	6.667
6	1.111	18	6.667
7	1.111	19	6.667
8	1.111	20	6.667
9	1.111	21	6.667
10	3.569	22	1.111
11	3.569	23	1.111
12	3.569	24	1.111
Total	2.777

Responda [Considere os dois casos excludentes]:

1. A ilha recebe no dia típico adotado para o projeto uma irradiação média de 5 kWh/m2.

1. Considere uma eficiência de projeto (para Wp), proponha um sistema capaz de atender a demanda por eletricidade da ilha, apenas a partir da energia solar. Desenhe o sistema e o dimensione (potência instalada), explicando o princípio de funcionamento da tecnologia selecionada (como é feita a conversão de energia solar em eletricidade e as eficiências de 1ª Lei adotadas).
2. Existe uma limitação de espaço na ilha correspondente a 0,07 km2. Reveja a sua resposta acima de forma a dimensionar o footprint do sistema proposto (MW/m2) e verificar se seu sistema atende a limitação de área. Neste caso, desconsidere a demanda por área de eventuais sistemas de acúmulo de energia.
3. Proponha alterações na sua proposta de sistema que permitam atender a limitação da área (mudança de tecnologia, mudança de processo de conversão...).

1. Um outro ilhéu propõe um sistema de geração estacionária baseado em motores de combustão por compressão. Ele sugere plantar uma planta lenhosa com produtividade de 70 t/ha (sendo 1 ha igual a 0,01 km2), PCI igual a 20 GJ/t e ciclo de colheita de 8 anos (note que, neste caso, a produtividade ocorre uma vez a cada 8 anos).

1. Proponha uma rota tecnológica para a produção do combustível adequado a esta ideia. Apresente um fluxograma simplificado do processo.
2. Considerando um rendimento típico (proponha o valor) para o grupo gerador e para as etapas de conversão de energia primária em energia final (proponha valores de rendimento também neste caso), qual seria a demanda por área para atender a demanda anual da ilha?

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