Questão nº 52

Questão de Planejamento da Geração de Energia · FGV EPE 2024 (nº 52)

FGV2024Analista de Pesquisa Energética - Planejamento da Geração de EnergiaPlanejamento da Geração de Energia

As turbinas eólicas têm características que desafiam o emprego dos geradores comumente utilizados em usinas térmicas e hidrelétricas. A baixa rotação da máquina primária e suas constantes variações de velocidade exigem soluções distintas das usadas em outros tipos de usina.

A respeito das diferentes tecnologias usadas para superar esses desafios, analise as afirmativas a seguir e assinale (V) para a verdadeira e (F) para a falsa.

( ) Usinas que empregam geradores de indução com rotor de gaiola de esquilo são incapazes de fornecer potência reativa à rede, sempre operando com fator de potência indutivo.
( ) O uso de geradores síncronos com terminais conectados diretamente à rede e com rotor de acoplamento direto a turbina, exige que a máquina seja construída com um alto número de polos, aumentando suas dimensões.
( ) Para que um gerador de indução forneça potência ativa à rede, a velocidade de rotação de seu rotor deve ser maior que sua velocidade síncrona, ou seja, deve operar com escorregamento negativo.

As afirmativas são, respectivamente,

AF – V – V.
BV – V – V. (alternativa correta)
CV – F – V.
DV – V – F.
EV – F – F.

Resposta comentada

Gabarito Alternativa B

As turbinas eólicas convertem a energia do vento em eletricidade. Devido à natureza variável e geralmente baixa da velocidade do vento, os geradores precisam ser adaptados para operar de forma eficiente nessas condições, diferentemente dos geradores de usinas térmicas ou hidrelétricas que operam em velocidades mais constantes e elevadas.

(A) Incorreta: A afirmativa está correta, mas a alternativa é incorreta porque o gabarito oficial indica que todas são verdadeiras.
(B) Correta:
- Primeira afirmativa (V): Geradores de indução com rotor de gaiola de esquilo (SCIG) são máquinas que, por sua natureza, precisam consumir potência reativa da rede para estabelecer seu campo magnético. Eles não conseguem fornecer potência reativa e, portanto, operam com um fator de potência indutivo, ou seja, atrasado.
- Segunda afirmativa (V): Para um gerador síncrono conectado diretamente à rede elétrica (com frequência fixa, ex: 60 Hz) e acoplado diretamente à turbina (que gira a baixas velocidades), a relação entre frequência ( $f$ ), número de polos ( $P$ ) e velocidade de rotação ( $N$ ) é dada por $f = (P \times N) / 120$ . Se $f$ é constante e $N$ é baixo, o número de polos ( $P$ ) deve ser alto. Um maior número de polos resulta em um gerador fisicamente maior e mais pesado.
- Terceira afirmativa (V): Um gerador de indução só pode fornecer potência ativa à rede se seu rotor girar a uma velocidade superior à sua velocidade síncrona. Quando a velocidade do rotor ( $N_r$ ) é maior que a velocidade síncrona ( $N_s$ ), o escorregamento ( $s = (N_s - N_r) / N_s$ ) torna-se negativo, indicando que a máquina está operando como gerador e injetando potência ativa na rede.
(C) Incorreta: A afirmativa está incorreta porque o gabarito oficial indica que todas são verdadeiras.
(D) Incorreta: A afirmativa está incorreta porque o gabarito oficial indica que todas são verdadeiras.
(E) Incorreta: A afirmativa está incorreta porque o gabarito oficial indica que todas são verdadeiras.

Fonte: FGV EPE 2024 Analista de Pesquisa Energética - Planejamento da Geração de Energia (Caderno Tipo 1). Reproduzida para fins de estudo.

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