(Originais Teachy 2023) - Questão Difícil de Energia Sustentável

Com o crescente interesse por fontes de energia sustentáveis, a inovação tecnológica tem transformado o setor energético, possibilitando a transição para um futuro mais limpo e renovável. A geração distribuída por meio de painéis solares, por exemplo, tornou-se mais acessível em muitas regiões devido a avanços em eficiência e redução de custos. A adoção de veículos elétricos também representa um passo significativo rumo à diminuição da dependência em combustíveis fósseis. Considerando essas inovações e as perspectivas futuras de crescimento das energias limpas, analise o seguinte cenário: Uma cidade no Brasil está planejando uma expansão do seu sistema de transporte público, visando a substituição de ônibus movidos a diesel por uma frota de ônibus elétricos alimentados por energia solar. A cidade deseja diminuir tanto a emissão de poluentes atmosféricos quanto os custos operacionais a longo prazo. Com base nesse contexto e nos conhecimentos sobre fontes renováveis de energia, qual seria o mais importante aspecto a ser avaliado no planejamento dessa transição energética para garantir a viabilidade e sustentabilidade do projeto de adoção de ônibus elétricos alimentados por energia solar?

A usina geotérmica de Larderello, na Itália, é uma das mais antigas do mundo e continua a operar graças ao calor proveniente do interior da Terra. A energia geotérmica é gerada através da utilização desse calor para aquecer a água e a transformar em vapor, que por sua vez aciona turbinas geradoras de eletricidade. A temperatura do vapor é um fator crítico para a eficiência do processo, e por isso a profundidade de perfuração é estrategicamente determinada. Com base nesse cenário, qual fator deve ser considerado prioritário no planejamento de uma usina geotérmica para assegurar que a temperatura do vapor atinja níveis ideais para a geração de energia elétrica de forma sustentável?

Os painéis solares fotovoltaicos são feitos de células que convertem a luz solar em corrente elétrica contínua, mas essa energia gerada depende de fatores como a intensidade da radiação solar, a inclinação e a orientação do painel em relação ao sol. Considerando um sistema de painéis solares em uma região que possui uma expectativa anual de 5,5 horas diárias de sol pleno, e sabendo que a energia solar é uma fonte intermitente, qual seria, teoricamente, a máxima quantidade de energia que poderia ser gerada por um painel de 1 m² de área, se todas as condições ideais fossem atendidas sem interrupções ao longo do ano? Suponha uma eficiência de conversão fotovoltaica de 20% e que não há perdas no sistema de conversão e armazenamento da eletricidade gerada.

A Usina de Cana-de-Açúcar da cidade de Leme, em São Paulo, adotou recentemente uma iniciativa para maximizar a eficiência energética e reduzir o impacto ambiental. A empresa decidiu implementar um sistema de cogeração de energia que utiliza biomassa como combustível. O processo começa com a queima de bagaço de cana, um subproduto da produção de açúcar, para gerar vapor. Esse vapor aciona turbinas que, por sua vez, movem geradores elétricos, convertendo a energia térmica em energia elétrica. Considerando que a produção de bagaço de cana é contínua e que a queima desse resíduo é parte fundamental do processo de cogeração, avalie como a intermitência na disponibilidade de bagaço de cana pode afetar a geração de energia elétrica nesta usina, levando em conta os princípios de inércia térmica e a eficiência da conversão de energia nesta forma de cogeração.