8/15/2019 Aula 11 - Geração de Energia (Exercício)

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UNIVERSIDADE REGIONAL INTEGRADA DO ALTO URUGUAI E DAS MISSÕESDEPARTAMENTO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

GERAÇÃO DE ENERGIAEXERCÍCIOS DA AULA 11

Professor: Me. Aquiles Rossoni e-mail: rossoni@uri.edu.br 

A Tabela 1 apresenta as médias mensais de velocidade horária do vento em Fortaleza (CE) a50 metros de altura.

Tabela 1. Velocidade média de vento (50 m).Mês 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

V  (m/s)  7,7 6,7 5,6 5,6 5,7 8,0 8,2 9,7 9,7 9,8 9,3 9,4

A) Considerando um campo aberto (fator de rugosidade igual a 0,15), determine a velocidademédia de vento em cada mês a uma altura de 70 metros, bem como o fluxo de potência,considerando a densidade do ar igual a 1,225 kg/m3.B) Se o aerogerador for projetado para ser de 2 MW de potência instalada, e a potênciamáxima é obtida para a velocidade de vento de 11 m/s, considerando um rendimento total de0,3, estime o tamanho das hélices.C) Com base no tamanho das hélices, determine a razão de velocidade, considerando que orotor gira a uma velocidade de 15 rpm, e informe que tipo de turbina é recomendável.D) Estime a energia gerada em cada mês (considerando o fluxo de potência médio e meses de30 dias) e o fator de capacidade do aerogerador.

3 3 31 1 1, 225. . . .2 2 2

d d 

 P  P d AV dV V 

 A  (Tabela 2)

Tabela 2. Velocidade do vento e fluxo de potência médios (70 m).Mês 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

V  (m/s)  8,1 7,0 5,9 5,9 6,0 8,4 8,6 10,2 10,2 10,3 9,8 9,9

d  P A  (W/m2)  325 214 125 125 132 365 393 650 650 671 573 592

GWh 0,57 0,38 0,22 0,22 0,23 0,65 0,69 1,15 1,15 1,18 1,01 1,05

3 3 2

62

2

1,225 1,225

11 815 W/m2 2

2 108178 m

0,3 815

51 m

2 51 15 607,28

11

d 

d e

 P 

V  A

 P  P A A

 A

 A r r A

 DN  RV 

V 

 

 

  

 

Turbina de três hélices.

 _   ( ) ( ) (30 24) 0,3 8178d d 

 g mes e

 P P  E horas P horas A

 A A

 

 (Tabela 2)

 _ _    8,51 GWh g ano g mes E E   

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9 6( ) 8,51 10 2 10 30 24 0,492 g e E P FCU horas FCU