Em uma escola pública do semiárido brasileiro, um sistema fotovoltaico foi instalado no telhado para reduzir o…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, tecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais e culturais.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma escola pública do semiárido brasileiro, um sistema fotovoltaico foi instalado no telhado para reduzir o consumo de eletricidade da rede. Em determinado período, a irradiância solar média sobre os painéis é de 1.000 W/m², e a área total dos painéis é de 20 m². Os painéis transformam em eletricidade 20% da energia solar recebida. Depois, o inversor fornece à residência 90% da potência elétrica produzida pelos painéis, devido às perdas no processo de conversão. Com base nesses dados, qual é a potência elétrica média efetivamente fornecida à residência pelo sistema fotovoltaico?
- A) 20.000 W
- B) 4.000 W
- C) 2.000 W
- D) 400 W
- E) 3.600 W
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Irradiância média = 1.000 W/m²; área dos painéis = 20 m²; eficiência dos painéis = 20%; o inversor entrega 90% da potência elétrica produzida.
- Calcule a potência solar incidente nos painéis: 1.000 W/m² x 20 m² = 20.000 W.
- Calcule a potência elétrica produzida pelos painéis: 20% de 20.000 W = 0,20 x 20.000 = 4.000 W.
- Calcule a potência efetivamente fornecida à residência, descontando as perdas do inversor: 90% de 4.000 W = 0,90 x 4.000 = 3.600 W.
- Conclusão. A resposta correta é a alternativa E (3.600 W). O gabarito oficial está correto e coincide com a resolução feita de forma independente.
- Por que as outras estão erradas. A (20.000 W) é a potência solar incidente, antes da conversão nos painéis. B (4.000 W) é a potência produzida pelos painéis, sem descontar a perda do inversor. C (2.000 W) resulta de aplicar um desconto de 50% ou de tomar 10% de 20.000 W, o que não corresponde a nenhum dado do enunciado. D (400 W) resulta de tomar apenas a parcela de 10% perdida no inversor sobre 4.000 W, em vez da parcela que é de fato entregue.
💡 Dica: Calcule a potência multiplicando a radiação pela área do telhado.
Alternativa por alternativa
O aluno calculou apenas a potência solar incidente (1.000 W/m² x 20 m²) e esqueceu de aplicar a eficiência de 20% dos painéis e a perda de 10% do inversor.
O aluno aplicou corretamente a eficiência de 20% dos painéis, chegando a 4.000 W, mas ignorou a perda de 10% no inversor, que reduz a potência fornecida à residência.
Por que engana: O aluno pode confundir a área do telhado com a potência gerada, calculando incorretamente a potência total.
O aluno errou a porcentagem, tomando 10% da potência solar incidente (2.000 W) ou dividindo a potência produzida pela metade, sem base no enunciado.
O aluno calculou 10% de 4.000 W, que é a parcela perdida no inversor, e tomou esse valor como a potência fornecida, confundindo a perda com a potência entregue.
A potência solar incidente sobre os painéis é P = 1.000 W/m² × 20 m² = 20.000 W. Os painéis convertem 20% dessa potência em eletricidade: 20.000 × 0,20 = 4.000 W. Considerando a eficiência de 90% do inversor, a potência fornecida à residência é 4.000 × 0,90 = 3.600 W.
Raio-X da questão
potência solar
avaliacao
cálculo de potência · área de superfícies
Revisar como calcular potência a partir de área e radiação.
O aluno pode confundir a área do telhado com a potência gerada, calculando incorretamente a potência total.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cotidiano
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