aula 2 - energia e rendimento energético

Lei da conservação da 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


combustãodegasessaiqueáguageradadeeletricida

entraqueáguaarlcombustíve

EEE

EEE

Figura: diagrama de blocos de uma termelétrica. Entrada de energia = saída de energia, uma vez que não ocorre armazenamento.


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

Rendimento energético

É a relação entre a potência mecânica fornecido no eixo (saída) e a potência ativa fornecida pela energia elétrica (entrada) .

Energia fornecida

Efeito Útil



Perda x Desperdício

Lei da conservação da energiaPerda x Desperdício


Qual é a perda energética?


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%


Balanço energético do sistema:


* Melhorando o balanço energético do sistema:

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





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



* Novo balanço energético do sistema:

6,11 kW

0,61 kW


Exercício 2:


Exercício 2: Solução

Perda = 7,279 kW Perda = 4,201 kW


Exercício 2: Solução

Recurso80,879 kW

Efeito Útil73,6 kW

Desperdício3,078 kW

Perdas4,201 kW

Perda = 7,279 kW Perda = 4,201 kW

Lei da dissipação da energia


Segunda lei da Termodinâmica



Sistema + energia Sistema - energiaENERGIA

TRANSMITIDA

Definição de eficiência energética


LOGO:

A eficiência máxima de um sistema é o produto da eficiência de cada uma das etapas do sistema.

Eficiência sistema = E1 * E2 * ... * En


- 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:

%2,1012,004,085,035,0lâmpadaãodistribuiçotransmissãasinu


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.


É possível otimizar o processo?


É possível otimizar o processo?

ANALISE :

Otimização do processo x Custo / beneficio

Definição de eficiência energéticaExercício : 1- Defina o que é eficiência energética?2- Diferencie eficiência energética no processo e nos equipamentos.

Definição de eficiência energéticaExemplo 1:

Definição de eficiência energéticaExemplo 2:

aula 2 - energia e rendimento energético

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