Ficha 02 · Vento, sistemas térmicos, apoios e comunicação com o cliente

Exercício 1 · Potência do vento num planalto

Um cliente de uma aldeia perto de Miranda do Douro estuda uma turbina com rotor de 5 m de diâmetro. O vento é de 7 m/s. A pressão do ar é de 93 000 Pa e a temperatura de 288 K (R = 287 J/(kg·K)). (a) Calcula a densidade do ar. (b) Calcula a potência no vento. (c) Calcula a potência extraída com Cp = 0,38 e o limite máximo de Betz. (d) O que acontece à potência se o vento passar para 9 m/s?

Exercício 2 · Subir a torre compensa?

Uma quinta nos arredores de Sintra, com mata e edifícios à volta (terreno rugoso, α = 0,25), tem vento medido de 4,2 m/s a 10 m de altura. O cliente hesita entre uma torre de 15 m e uma de 30 m para uma turbina de 3 kW. (a) Calcula a velocidade a 15 m e a 30 m. (b) Calcula o aumento de potência no vento da torre de 30 m face à de 15 m. (c) Com fatores de capacidade didáticos de 10 % na torre de 15 m e de 14 % na de 30 m, e energia a 0,20 €/kWh, quanto vale por ano a produção extra e qual o sobrecusto máximo da torre mais alta para um retorno de 10 anos? (d) Que outras razões, além da velocidade, favorecem a torre mais alta?

Exercício 3 · Fator de capacidade e retorno de uma turbina de 6 kW

Uma turbina de 6 kW produziu 8 100 kWh num ano de medição. O cliente consome 85 % da produção (a 0,20 €/kWh) e vende o resto a 0,05 €/kWh. A manutenção custa 250 € por ano e o investimento foi de 17 500 €. (a) Calcula o fator de capacidade. (b) Calcula a poupança líquida anual. (c) Calcula o retorno simples e o ganho líquido em 20 anos de vida útil. (d) Que ressalvas dás ao cliente?

Exercício 4 · Solar térmico num alojamento local em Tavira

Um pequeno alojamento local em Tavira precisa de 600 litros de água quente por dia, a 50 °C, a partir de água da rede a 17 °C. Funciona 300 dias por ano. (a) Calcula a energia diária e anual (kWh). (b) Com sistema solar térmico de fração solar de 75 %, que energia é poupada e que eletricidade deixa de ser comprada (apoio com resistência, rendimento de 0,95)? (c) Qual a poupança anual a 0,20 €/kWh e o retorno de um investimento de 6 800 €? (d) Compara com uma bomba de calor de COP 3,4, sem solar. (e) Calcula as emissões evitadas pelo solar térmico, com o fator didático de 0,20 kg CO2/kWh. (f) Se a fração solar real ficar em 60 % em vez de 75 %, qual passa a ser o retorno? Como dizes isto ao cliente?

Exercício 5 · Cenários com e sem apoio

Um sistema fotovoltaico de 5,4 kWp custa 7 200 € e poupa 810 € por ano. Existe a hipótese de um apoio de 30 % do investimento, com limite de 2 500 €. O cliente diz: «O meu vizinho recebeu 2 000 € de apoio, eu também quero». (a) Calcula o retorno sem apoio e com apoio. (b) Escreve uma resposta assertiva ao cliente, com três elementos: reconhecimento, facto e passo seguinte.

Exercício 6 · Três perguntas, três respostas

Três clientes perguntam: (a) «Tenho de registar um sistema de 5 kWp?»; (b) «O meu certificado energético ainda vale?»; (c) «Se pôr painéis, a classe energética da casa sobe?». Para cada pergunta, indica o que o técnico responde, a quem remete e o que não faz. Identifica ainda, em uma frase, o papel da ERSE, da DGEG, da ADENE e do Fundo Ambiental.

Exercício 7 · A produção desceu 12 %

O Sr. Armindo, agricultor, tem um sistema fotovoltaico há dois anos. No primeiro ano produziu 6 000 kWh e no segundo 5 280 kWh. Telefona zangado: «Isto não presta, está a produzir menos de ano para ano!». (a) Calcula a descida percentual. (b) Com uma degradação anual esperada de 0,4 %, que produção seria de esperar no segundo ano? A diferença é normal? (c) Que dados pedirias antes de visitar a exploração? (d) Escreve a primeira frase que dirias ao telefone, em estilo assertivo.

Exercício 8 · Que turbina para uma quinta?

Uma quinta ligada à rede, em terreno aberto, consome 14 000 kWh por ano e tem vento medido de cerca de 6 m/s à altura do cubo. Foram propostas três turbinas: T1, eixo horizontal, três pás, passo variável, 10 kW, em terra, ligada à rede; T2, eixo vertical, 1 kW, passo fixo, montada num telhado, com baterias; T3, eixo horizontal, 2 MW, passo variável, flutuante no mar, ligada à rede. (a) Classifica cada turbina quanto ao eixo, ao passo, à localização (onshore ou offshore) e à ligação. (b) Qual serve este cliente? Justifica.

Exercício 9 · Impacto ambiental: painéis ou turbina?

Uma exploração agrícola compara um sistema fotovoltaico de 4 kWp (1 400 kWh/kWp, retorno energético de 1,5 anos, vida útil de 25 anos) com uma turbina de 5 kW (fator de capacidade de 18 %, retorno energético de 1 ano, vida útil de 20 anos). Fator de emissão didático: 0,20 kg CO2/kWh. (a) Calcula as emissões evitadas por ano em cada solução. (b) Quantas vezes cada sistema produz a energia gasta no seu ciclo de vida (sem considerar a degradação)? (c) Indica um impacto local e um problema de fim de vida de cada uma.