kW ou kWh?

Potência e energia: Duas grandezas físicas e suas diferenças

kW é uma unidade de potência
kWh é uma unidade de energia

As plantas de geração de energia elétrica, ou simplesmente usinas de energia, são mensuradas de acordo com a capacidade de geração da energia a cada segundo, isto é, sua potência. No caso da eletricidade, usamos o Watt com ou sem seus prefixos múltiplos, quilo, mega, giga, etc. Potência é a grandeza que considera a razão entre a energia e o tempo. 1 Watt é a energia de 1 Joule consumida ou gerada a cada 1 segundo. Por exemplo: se a especificação de um aparelho elétrico diz que sua potência é de 100W, significa que ele consome 100 Joules de energia a cada segundo.
(100 W = 100 J/s)

Então, para saber a quantidade de energia que esse mesmo aparelho elétrico consumiria se ligado por 10 segundos, basta multiplicar sua potência por esse tempo. Então: 100 W x 10s = 1.000Ws, ou 1.000J.

Companhias de energia elétrica não medem o tempo em segundos, mas sim em horas. Então usam a mesma fórmula para calcular a quantidade de energia, ou seja, multiplicam a potência pelo tempo. No caso, se esse mesmo aparelho ficar ligado por 10 horas, então consumirá de energia 100W x 10h = 1.000Wh, ou 1kWh, ou 3.600.000J. A fatura de consumo adota a unidade de energia em kWh (quilowatt-hora).

Experimente, abaixo, calcular o consumo de energia de um aparelho de sua casa, como um carregador de celular, aparelho de TV ou chuveiro elétrico.

Em maio de 2021, o BNDES anunciou o financiamento de uma nova unidade do maior parque eólico do mundo, no RN: O projeto Santa Martina 9, com 63MW de potência, equivalente ao consumo de 130 mil casas, segundo o próprio BNDES. A potência proporcional a cada casa, então, é de aproximadamente 0,48kW. Para saber quanta energia isso significa no período de 1 mês, basta multiplicar essa potência aproximada pelo tempo de horas que tem cada mês, ou seja, 720 horas (30dias x 24h/dia). Então 0,48kW x 720h = 345,6kWh.

Porém, segundo a empresa de pesquisa energética (EPE), o consumo mensal médio das residências brasileiras foi de 148,1kWh nos 12 meses entre julho de 2020 e junho de 2021, ou seja, corresponde a 42,44% da energia máxima que a usina eólica poderia produzir. Esta proporção é chamada de Fator de Capacidade. O Fator de Capacidade médio mundial para a produção eólica é de 30%.

A explicação para essa discrepância é que a potência instalada para uma usina de energia eólica é muito diferente da potência média realizada, proporcional à energia gerada efetivamente. Isso se deve à sazonalidade da fonte: Os ventos nem sempre sopram, e quando sopram, nem sempre têm força suficiente.

Este é um dos principais motivos em se considerar o oceano como a melhor fonte de energia renovável, já que as correntes marítimas estão ativas ininterruptamente nas 24 horas do dia, enquanto as marés, que em razão dos eventos cíclicos de preamar e baixa-mar, podem ter correntes relevantes para a produção de energia por aproximadamente 16 horas diárias. Ou seja, os Fatores de Capacidade para a fonte submarina, com projetos de UCEC’s bem dimensionados, podem ficar próximos de 100% e 67% pra correntes marítimas e das marés respectivamente.

Considerando o Fator de Capacidade, os mesmos 63MW de potência projetados para a usina de Santa Martina 9 atenderiam 77 mil casas na matriz fotovoltaica, 204 mil casas na fonte de correntes das marés, e 306 mil casas na matriz das correntes marítimas.