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Lista de Exercícios 1 1. Qual é a Matriz Energética do Brasil, quais são as tendências mundiais das formas de geração de energia elétrica? Você tem alguma ideia diferente das que existem hoje? R. A Matriz energética brasileira está baseada em hidráulica, termo e eólica, vemos a tendência do crescimento mundial da nuclear e as fontes renováveis. Existem estudos do uso das propriedades dos materiais magnéticos. 2. Como seria o mundo sem a descoberta da Energia Elétrica? Em sua opinião, a sustentabilidade social e econômica seria baseada em que forma de tecnologia? R. Os avanços tecnológicos em todas as áreas como vemos hoje, principalmente na científica, não o teríamos, o conhecer seria num ritmo mais lento. Sem a energia Elétrica teríamos desenvolvido tecnologias baseadas na natureza: Vento, queda d água e etc. A energia elétrica é uma das mais nobres formas de energia secundária. A sua facilidade de geração, transporte, distribuição e utilização, com as conseqüentes transformações em outras formas de energia, atribuem à eletricidade uma característica de universalização, disseminando o seu uso pela humanidade. No mundo de hoje, eletricidade, como alimento e moradia, é um direito humano básico. Eletricidade é a dominante forma de energia moderna para telecomunicações, tecnologia da informação, e produção de bens e serviços. 3. Descreva o funcionamento de 3 formas de geração de energia vistas em sala de aula. O que há em comum e as diferenças entre essas formas de geração de energia? R. A Hidrelétrica utiliza como combustível a força das quedas d’água que vão girar as pás dos geradores, A Termoelétrica utiliza como combustível qualquer material que na sua reação químico possa fornecer calor suficiente para aquecer um reservatório de água até que a água atinja o seu ponto de ebulição, o vapor deste processo é conduzido dentro de dutos até as pás que movimentarão o gerador. A Eólica utiliza a força dos ventos para poder girar as pás conectadas aos aero geradores. Igualdades e diferenças leia a questão 7. 4. Defina o efeito corona? Como o efeito corona interfere na transmissão de Energia Elétrica? Em que condições e níveis de tensões ele surge? R.O efeito corona normalmente aparece nas superfícies dos condutores das linhas de transmissões de energia elétrica, em conseqüência dos níveis de tensões de operação, normalmente em Extra Alta, das configurações de fixação dos condutores e das condições climáticas onde estão construídas. Esse efeito ocorre devido às partículas de ar, de poeiras e a alta umidade (vapor d água) encontrada em torno dos condutores, que quando submetido a um campo elétrico muito elevado e intenso, tornam-se ionizadas e, como conseqüências, emitem luz. É bom ressaltarmos que os efeitos corona provocam perdas de eletricidade que podem variar de alguns quilowatts até algumas centenas de quilowatts por quilômetros, principalmente quando as linhas de transmissões ficam sob condições adversas de chuvas ou garoa. 5. Descreva a rede de distribuição, quais os principais elementos e suas funções? R. - Subestação Abaixadora ou Subestação de distribuição: Para ser distribuída pelos fios da cidade, a eletricidade tem sua tensão reduzida em subestações abaixadoras através de transformadores. A tensão de linha de transmissão é baixada para valores padronizados nas redes de distribuição primária – 6, 11, 13.8, 15 e 34.5 KV. Uma subestação de distribuição geralmente tem como características: . Tem transformadores que reduzem a tensão de transmissão para a tensão de distribuição . Tem um "barramento" que pode direcionar a energia para várias cargas; . Geralmente há disjuntores e chaves, visando desconectar a subestação da rede de transmissão ou desligar linhas que saem da subestação de distribuição quando necessário. - Redes de distribuição: Das subestações distribuição primária (alta tensão), partem as redes de distribuição secundária (baixa tensão). Finalmente, a energia elétrica é transformada novamente para os padrões de consumo local e chega às residências e outros estabelecimentos – tensão 230/127V No Brasil há cidades onde a tensão fase neutro é de 220V – Região Norte, Nordeste e outras em 110, 120 ou 127 V como região sul, São Paulo, Rio de janeiro. As redes de distribuição nos centros urbanos também podem ser aéreas ou subterrâneas. Nas redes aéreas os transformadores são montados nos próprios postes ou em subestações abrigadas. A entrada de energia nas edificações é chamada de ramal de entrada. Como vimos as redes de distribuição são trifásicas, mas as ligações para consumo podem ser monofásicas, bifásicas ou trifásicas de acordo com a carga necessária: . Até 15 KW – monofásica (um fase e um neutro) . De 15 KW a 25 KW – bifásica (dois fases e um neutro) . Maior que 25 KW – trifásica (três fases e um neutro) No alto dos postes, os três cabos que normalmente observamos são os três cabos para a energia trifásica. O quarto cabo mais abaixo é o fio terra. Muitas vezes veem-se cabos extras, normalmente fios de telefone ou de TV a cabo que utilizam os mesmos postes. Essa subestação em particular produz dois níveis de tensão, a tensão mais alta precisa ser reduzida novamente, o que geralmente acontecerá em outra subestação ou em transformadores menores em algum lugar da linha. Em alguns postes, vemos também transformadores cuja função é diminuir ainda mais a tensão, de modo que a energia possa ser usada nas edificações, chegando a tensão de 127/230 volts. - Terminais: Uma casa precisa de apenas uma das três fases; então, é comum terminais para uma ou duas das fases escoarem pelas ruas laterais. - Na Residência: Fora de uma casa comum existe um conjunto de postes com um condutor fase e um fio condutor terra (embora às vezes haja duas ou três fases no poste, dependendo de onde a casa está localizada na rede de distribuição). Em cada casa, ou trecho de rua, há um transformador. O trabalho do transformador é reduzir a voltagem de transmissão para os 230 ou 127 volts usados nas instalações elétricas residenciais normais. Os 230 ou 127 volts entram em sua casa através de um típico wattímetro. 6. Descreva uma subestação, qual a sua utilidade ao longo do percurso da energia elétrica? R. Vide as perguntas 5 e 10. 7. O que há em comum e diferenças nas 3 principais formas de geração no Brasil? Cite 3 motivos porque o Brasil adotou a interligação do seu sistema de energia. R. De comum é que todas as três necessitam de uma transferência de energia mecânica para converter em energia elétrica, e as diferenças estão nos combustíveis que geram energia mecânica ( água, vento, biomassa, urânio, gás e etc.) . Quanto a interligação do sistema de energias: - Aumento da estabilidade – sistema torna-se mais robusto podendo absorver, sem perda de sincronismo, maiores impactos elétricos. - Aumento da confiabilidade – permite a continuidade do serviço em decorrência da falha ou manutenção de equipamento, ou ainda devido às alternativas de rotas para fluxo da energia. - Aumento da disponibilidade do sistema – a operação integrada acresce a disponibilidade de energia do parque gerador em relação ao que se teria se cada empresa operasse suas usinas isoladamente. - Mais econômico - permite a troca de reservas que pode resultar em economia na capacidade de reservas dos sistemas. O intercâmbio de energia está baseado no pressuposto de que a demanda máxima dos sistemas envolvidos acontece em horários diferentes. O intercâmbio pode também ser motivado pela importação de energia de baixo custo de uma fonte geradora, como por exemplo, a energia hidroelétrica para outro sistema cuja fonte geradora apresenta custo mais elevado. 8. Quais serão as tendências futuras para a distribuição de energia elétrica? R. A nova tendência internacional é de liberalização do mercado de energia elétrica