De acordo com [5], a quantidade total de eletricidade que poderia potencialmente ser gerada a partir do vento nos Estados Unidos foi estimada em
MWh anualmente. Se um décimo desse potencial for desenvolvido, estime o número de usinas eólicas de 1,5 MW que seriam necessárias, assumindo que, em média, uma usina eólica produz apenas
da energia de que é capaz.
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos que calcular quantas usinas eólicas de 1,5 MW seriam necessárias para gerar um décimo da quantidade total de eletricidade que o vento poderia produzir nos Estados Unidos, que é de
MWh por ano. Além disso, sabemos que cada usina opera, em média, a apenas 30% da sua capacidade. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de potência, energia e fator de capacidade.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular quanto é um décimo da energia total disponível. A energia total estimada é
MWh por ano. Então, um décimo disso é:
Passo 3
Agora, precisamos entender quanto de energia uma única usina eólica pode gerar por ano. Cada usina tem uma potência de 1,5 MW, mas ela opera em média a 30% dessa capacidade, o que chamamos de fator de capacidade. Para encontrar a potência efetiva média, fazemos:
Passo 4
Com a potência efetiva, podemos calcular a energia que uma usina gera por ano. Sabemos que:
Sabendo que um ano tem
, temos:
Passo 5
Para encontrar o número de usinas necessárias, dividimos a energia total que queremos desenvolver pela energia que uma única usina gera por ano:
Resposta
Seriam necessárias aproximadamente 273.676 usinas eólicas de 1,5 MW para desenvolver um décimo do potencial de geração de energia eólica nos Estados Unidos, considerando que cada usina opera, em média, a 30% de sua capacidade.