2. Aula 2 – Energia e rendimento
RECAPITULANDO…
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Apresentação da disciplina;
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Conceito de energia;
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Conceito de eficiência energética;
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Panorama energético mundial;
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Panorama energético brasileiro;
3. Aula 2 – Energia e rendimento
PLANO DE AULA
Objetivos
• Lei da conservação da energia;
• Lei da dissipação da energia;
• Definição de eficiência energética;
4. LEI DA CONSERVAÇÃO DE ENERGIA
PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA
Lei da conservação da energia – 1840
( A energia não se cria nem se destrói mas se transforma)
∑ Energia na Entrada = ∑ Energia na saída + variação da energia do sistema
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5. LEI DA CONSERVAÇÃO DE ENERGIA
RENDIMENTO
É a relação entre a potência mecânica fornecido no eixo (saída) e a
potência ativa fornecida pela energia elétrica (entrada) .
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6. LEI DA CONSERVAÇÃO DE ENERGIA
PERDAS
É a diferença entre a energia de entrada e a energia de saída (efeito útil) de
um sistema.
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8. LEI DA CONSERVAÇÃO DE ENERGIA
PERDAS
Aula 2 – Energia e rendimento
A perda energética é:
Perda = Energia da entrada – Efeito Útil
Perda = 6,96 kW - 5,5 kW = 1,46 kW
9. LEI DA CONSERVAÇÃO DE ENERGIA
PERDAS
Aula 2 – Energia e rendimento
A perda energética é:
Perda = Energia da entrada – Efeito Útil
Perda = 6,96 kW - 5,5 kW = 1,46 Kw
O percentual de perda do sistema é: P% = 1,46 / 6,96 = 21%
10. LEI DA CONSERVAÇÃO DE ENERGIA
PERDAS
Aula 2 – Energia e rendimento
Exercício 1:
Substituindo no exemplo anterior o motor atual por um de alto rendimento
(90%). Calcule a perda neste novo sistema e o novo balanço de energia.
11. LEI DA CONSERVAÇÃO DE ENERGIA
PERDAS
Aula 2 – Energia e rendimento
Exercício 1: Substituindo no exemplo anterior o motor atual por um de alto
rendimento (90%). Calcule a perda neste novo sistema e o novo balanço de energia.
Energia entrada = Efeito útil / η = 5,5 / 0,9 = 6,11 kW
A perda energética é:
Perda = Energia da entrada – Efeito Útil
Perda = 6,11 kW - 5,5 kW = 0,61 kW ou 10% de perda
Qual o valor da redução da perda?
12. LEI DA CONSERVAÇÃO DE ENERGIA
PERDAS
Aula 2 – Energia e rendimento
Exercício 1: Substituindo no exemplo anterior o motor atual por um de alto
rendimento (90%). Calcule a perda neste novo sistema e o novo balanço de energia.
Energia entrada = Efeito útil / η = 5,5 / 0,9 = 6,11 kW
A perda energética é:
Perda = Energia da entrada – Efeito Útil
Perda = 6,11 kW - 5,5 kW = 0,61 kW ou 10% de perda
Qual o valor da redução da perda?
Redução perda = perda atual – perda alto rendimento
Redução perda = 1,46 – 0,61 = 0,85 kW
13. LEI DA CONSERVAÇÃO DE ENERGIA
PERDAS
Aula 2 – Energia e rendimento
Exercício 2:
14. LEI DA DISSIPAÇÃO DE ENERGIA
SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA
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Sistema + energia Sistema - energia
ENERGIA
TRANSMITIDA
η<100%
16. DEFINIÇÃO DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
Aula 2 – Energia e rendimento
LOGO:
A eficiência máxima de um sistema é o produto da eficiência de cada uma das etapas
do sistema.
Eficiência sistema = E1 * E2 * ... * En
17. DEFINIÇÃO DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
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- Processo de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica e sua eficiência
- No exemplo da figura, a porcentagem da energia do combustível (carvão) convertida
em energia elétrica é calculada por:
ηusina×ηtransmissão+distribuição×ηlâmpada=0,35×0,85×0,04=0,012⇒1,2
18. DEFINIÇÃO DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
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Eficiência de alguns sistemas e esquemas de conversão de energia
Sistema/equipamento tipo de conversão eficiência
Geradores elétricos mecânica-elétrica 70-99%
Motor elétrico elétrica-mecânica 50-95%
Fornalha à gás química-térmica 70-95%
Turbina de vento mecânica-elétrica 35-50%
Termelétrica com combustível fóssil química-térmica-mecânica-elétrica 30-40%
Usina nuclear nuclear-térmica-mecânica-elétrica 30-35%
Motor automotivo química-térmica-mecânica 20-30%
Lâmpada fluorescente elétrica-luminosa 20%
Lâmpada incandescente elétrica-luminosa 5%
Célula solar luminosa-elétrica 5-28%
Fonte:energia e meio ambiente Hinrichs & Kleinbach.
19. DEFINIÇÃO DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
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É possível otimizar o processo?
