Lição de casa da aula: Força do Vento Física
Nesta atividade, nós vamos praticar a descrever as vantagens e desvantagens das turbinas eólicas e quais locais são adequados para parques eólicos.
Questão 1
Um volume de ar que passa por uma turbina eólica tem uma massa de kg. Se o ar estiver se movendo a 5 m/s, qual é a energia cinética do volume de ar? Dê sua resposta em megajoules para 2 números significativos.
Questão 2
A capacidade instalada de uma turbina eólica é a potência máxima que ela pode produzir.
Qual é a capacidade instalada de um parque eólico contendo 180 turbinas se a capacidade instalada de uma turbina eólica for 3,6 MW?
Qual das seguintes é a principal razão pela qual um parque eólico não atinge sua capacidade instalada na maior parte do tempo?
- AA velocidade do vento não é constante; assim, as turbinas eólicas nem sempre estão produzindo sua potência máxima.
- BUma grande quantidade de energia é perdida para aquecer a transmissão da corrente elétrica do parque eólico até o ponto em que ela se conecta à rede elétrica.
- CMuita energia é perdida para aquecer nos geradores nas turbinas eólicas; assim, a potência real de um parque eólico é sempre menor do que a capacidade instalada.
- DTurbinas eólicas não são confiáveis e geralmente quebram; assim, na maioria das vezes, nem todas as turbinas do parque eólico estão operando.
- ETurbinas eólicas tornam-se menos eficientes ao longo do tempo; assim, a potência máxima que eles podem produzir diminui com o tempo.
Questão 3
O gráfico representa a potência útil de um tipo particular de aerogerador em função da velocidade do vento. A tabela mostra informação relativa à velocidade do vento em três locais diferentes medidos em cinco dias consecutivos.
Calcule a velocidade média do vento em cada local nos cinco dias em que a velocidade do vento foi medida e utilize essa informação para determinar qual o local que produzirá maior potência útil se um aerogerador for lá instalado.
| Velocidade do Vento (m/s) | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Dia 1 | Dia 2 | Dia 3 | Dia 4 | Dia 5 | |
| Local A | 6,5 | 5,9 | 7,0 | 3,5 | 4,0 |
| Local B | 1,1 | 2,8 | 3,1 | 2,4 | 4,1 |
| Local C | 8,5 | 4,6 | 7,1 | 4,2 | 5,5 |
- ALocal C
- BLocal B
- CLocal A
Questão 4
Os aerogeradores convertem a energia do movimento do ar em energia .
- Atérmica, química
- Bpotencial gravítica, elétrica
- Cpotencial gravítica, cinética
- Dcinética, elétrica
- Ecinética potencial gravítica
Questão 5
Que tipo de corrente elétrica produzem os aerogeradores?
- ACorrente alternada retificada
- BCorrente pulsante
- CCorrente contínua
- DCorrente alternada
Questão 6
O diagrama apresenta três localizações em que os aerogeradores podem ser colocados. A velocidade média do vento é de 1,2 m/s no vale, 5,5 m/s no promontório e 7,9 m/s no oceano.
Qual das três localizações não é adequada para aerogeradores?
- AO promontório
- BO mar
- CO vale
Porque é que esta localização não é adequada para aerogeradores?
- AHá mais espaço no mar, só alguns aerogeradores poderiam ser colocados no vale, enquanto muitos mais caberiam no mar.
- BOs aerogeradores perturbam a paisagem, portanto é melhor colocá-los em lugares remotos tais como promontórios e próximo do mar.
- CA velocidade do vento aumenta linearmente com a altura acima da água do mar, assim seria melhor colocar aerogeradores em locais de elevada altitude.
- DOs aerogeradores não podem gerar eletricidade se a velocidade do vento for inferior a 3 m/s.
- EAerogeradores no mar são mais baratos que os em terra, portanto colocar aerogeradores no vale seria mais caro que colocá-los no mar.
Questão 7
A tabela apresenta as velocidades médias do vento em três localidades diferentes, a potência útil de um aerogerador e o custo da construção de um parque eólico em cada localidade.
| Velocidade Média do Vento ( m/s) | Potência Útil de um Aerogerador (W) | Custo da Construção de um Parque Eólico com 200 Aerogeradores | |
|---|---|---|---|
| Localidade A | 10,8 | 1 440 | £ 1,1 mil milhões |
| Site B | 12,3 | 1 640 | £ 1,2 mil milhões |
| Site C | 7,5 | 690 | £ 0,7 mil milhões |
Qual seria a potência útil total de um parque com 200 aerogeradores instalados na localidade A quando a velocidade do vento é a velocidade média do vento para essa localidade?
Ignorando quaisquer custos que envolvem a manutenção do parque eólico, qual é o custo por megawatt pela construção de um parque eólico com 200 aerogeradores? Apresente a resposta em milhões libras.
- A£ 3 milhões
- B£ 1 milhões
- C£ 8 milhões
- D£ 4 milhões
- E£ 5 milhões
Ignorando quaisquer custos que envolvem a manutenção do parque eólico, em que localidade o custo por megawatt pela construção do parque eólico com 200 aerogeradores seria mínimo?
- ALocalidade A
- BLocalidade B
- CLocalidade C
Questão 8
O London Array é um parque eólico localizado na costa de Kent no Estuário do Tamisa. A sua capacidade instalada é de 630 MW. Qual é a energia total produzida pela London Array no decorrer de um ano se gera da sua capacidade? Utilize 365 para o número de dias num ano. Apresente a resposta em gigawatt-horas com 2 algarismos significativos.
Questão 9
O Parque Eólico Hornsea é um parque eólico em construção no Mar do Norte, na costa de Inglaterra. Quando estiver completa, a primeira etapa do projeto fornecerá 1,2 GW de energia quando funcionar na sua capacidade instalada.
Se o parque eólico funcionar a da sua capacidade instalada ao longo de um ano, quanta energia produzirá em 1 ano? Apresente a resposta em gigawatt-hora com 2 algarismos significativos. Utilize o valor de 365 para o número de dias num ano.
Em 2014, o Reino Unido utilizou 302 TWh de eletricidade. Se o Reino Unido tiver utilizado a mesma quantidade de eletricidade no ano seguinte, que percentagem da eletricidade do Reino Unido poderia ser fornecida pelo Parque Eólico Hornsea? Apresente a resposta com 1 casa decimal.
- A
- B
- C
- D
- E