Os sistemas de células de combustível que também utilizam o calor produzido podem atingir eficiências próximas a 80 % [10], mais que o dobro da geração elétrica baseada em turbina a gás. Suponha que 20 milhões de residências produzam uma média de 5 kW . Calcule a porcentagem de eletricidade gerada por esses sistemas de célula de combustível em comparação com a geração anual de eletricidade nos Estados Unidos de 3,8 cdot 10^9 MWh [2].

Passo 1

Vamos resumir o que a questão está pedindo. Temos sistemas de células de combustível com eficiência de 80% que podem gerar eletricidade. Precisamos calcular qual a porcentagem dessa eletricidade em relação à geração anual total de eletricidade nos Estados Unidos, que é de MWh. Para isso, vamos precisar saber a potência total gerada por 20 milhões de residências, cada uma produzindo em média 5 kW, e depois converter isso para energia anual considerando a eficiência das células de combustível.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a potência total gerada pelas 20 milhões de residências. Cada residência gera 5 kW, então:
Potência total = 20.000.000 residências times 5 kW = 100.000.000 kW êê
Isso equivale a 100.000 MW, já que .

Passo 3

Agora, vamos converter essa potência total para energia anual. Sabemos que existem 24 horas em um dia e 365 dias em um ano. Portanto:
Energia anual (sem eficiência) = 100.000 MW times 24 horas/dia times 365 dias = 876.000.000 MWh ê

Passo 4

Considerando a eficiência das c��lulas de combustível, que é de 80%, vamos calcular a energia efetivamente gerada:
Energia anual (com eficiência) = 876.000.000 MWh times 0,80 = 700.800.000 MWh ê

Passo 5

Por fim, vamos calcular a porcentagem dessa energia em relação à geração anual total de eletricidade nos Estados Unidos:
Porcenta>=m = ( 700.800.000 MWh3,8 times 10^9 MWh ) times 100% approx 18,48%

Resposta

A eletricidade gerada pelos sistemas de células de combustível representa aproximadamente 18,5 % da geração anual de eletricidade nos Estados Unidos.

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