(Originais Teachy 2023) - Questão Médio de Energia Sustentável

A energia nuclear é gerada a partir da fissão ou fusão de núcleos atômicos. No contexto de geração de eletricidade, as usinas nucleares utilizam a fissão controlada do urânio-235, que libera uma grande quantidade de energia. Este processo é realizado em reatores nucleares, e o calor liberado é utilizado para gerar vapor, que aciona turbinas conectadas a geradores. Considerando o fluxo de energia em uma usina nuclear, identifique a etapa em que a energia nuclear é convertida em energia elétrica.

Em um projeto de energia renovável, uma escola técnica decidiu integrar um sistema híbrido de geração que combina painéis solares fotovoltaicos e uma pequena turbina eólica. A produção de energia elétrica com esses sistemas pode variar ao longo do dia e da noite devido à intermitência na radiação solar e no vento. Para garantir o fornecimento contínuo de energia, a escola precisa implementar um sistema de armazenamento de energia que possa ser facilmente integrado à configuração existente. Considerando as opções de armazenamento de energia disponíveis, como baterias de íon-lítio, reservatórios de hidrogênio e armazenamento térmico, qual seria a solução de armazenamento mais adequada para esse cenário híbrido, levando em conta a eficiência, a modularidade e a capacidade de fornecer energia em períodos de baixa ou nenhuma geração dos sistemas fotovoltaicos e eólicos?

Os sistemas de energia solar fotovoltaica convertem a luz do sol em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico, que ocorre quando certos materiais são expostos à luz e geram uma corrente elétrica. Este processo é amplamente utilizado em painéis solares para geração de energia elétrica sustentável. Considerando a importância do dimensionamento correto de um sistema fotovoltaico para garantir sua eficiência e a máxima captação de energia solar, analise o seguinte cenário: uma residência deseja instalar um sistema de energia solar para suprir em média 80% de sua demanda energética anual, que é de 10.000 kWh. Sabendo que a irradiação solar média na região é de 5,5 kWh/m²/dia e considerando uma eficiência média dos painéis de 15%, determine a área necessária de painéis solares para atender a esta demanda, desconsiderando quaisquer perdas no sistema de geração e transmissão.

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?