(Dissertativa) Uma escola rural necessita de E_day = 50,0 kWh/d e pico P_peak = 8,0 kW. Compare tecnicamente…
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
(Dissertativa) Uma escola rural necessita de E_day = 50,0 kWh/d e pico P_peak = 8,0 kW. Compare tecnicamente duas soluções: A) sistema fotovoltaico com baterias; B) gerador diesel com bateria de suporte. Considere irradiância G = 5,0 kWh/m²·d, ?_pv = 0,18, ?_inv = 0,90, ?_bat (round-trip) = 0,85, ?_g = 0,30, LHV = 4,0×10^7 J/kg. Faça cálculos de dimensionamento, perdas e comente disponibilidade, impacto ambiental e custo/benefício.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Solução A (PV+bateria): energia útil diária requerida na DC antes perdas = E_day/(?_inv·?_bat)=50/(0,90·0,85)=˜65,36 kWh/d. Energia gerada por m²/d = G·?_pv =5,0·0,18=0,90 kWh/m²·d. Área necessária ˜65,36/0,90 ˜72,6 m². Capacidade de bateria para autonomia 24 h (energia entregue) = E_day/?_bat ˜50/0,85 ˜58,8 kWh (energia armazenada). Perdas: inversor ~10%, baterias ~15% ciclo. Emissões operacionais nulas; alto investimento inicial em painéis e baterias, baixo custo operacional; adequado se irradiância fiable e logística difícil. Solução B (diesel+suporte): energia térmica requerida = E_day/?_g =50/0,30 ˜166,67 kWh_th/d =166,67·3,6×10^6 J =6,0×10^8 J/d. Massa de diesel ˜6,0×10^8 /4,0×10^7 ˜15 kg/d. Perdas: calor não convertido e perdas mecânicas; ruído, emissões de CO2/NOx, necessidade de reabastecimento e manutenção. Custo/benefício e disponibilidade: diesel tem menor custo inicial e rápida implantação, mas custo operacional elevado e impacto ambiental; PV requer maior investimento inicial e espaço (~73 m²) mas menor custo de operação e menores emissões. Recomendação técnica: priorizar PV+bateria como solução principal quando há insolação média a alta e financiamento para CAPEX; manter gerador diesel como reserva para dias de baixa insolação ou picos além da capacidade do banco de baterias. Calcular custos monetários e analisar topografia/logística local para decisão final.
Explicação
A análise técnica considera a eficiência dos sistemas fotovoltaicos em comparação com geradores a diesel, levando em conta a energia necessária, as perdas e a capacidade de armazenamento. Além disso, a solução fotovoltaica apresenta benefícios em termos de impacto ambiental e custos operacionais a longo prazo, enquanto o gerador diesel, embora tenha um custo inicial menor, gera emissões e requer manutenção constante. A recomendação de priorizar o sistema fotovoltaico reflete a importância de soluções sustentáveis em áreas com boa insolação e a necessidade de um backup confiável.
Raio-X da questão
sistemas de energia renovável
avaliacao
sistemas de energia renovável · cálculo de eficiência energética
Revisar conceitos de dimensionamento de sistemas fotovoltaicos e geradores diesel.
O aluno pode confundir os conceitos de eficiência e perdas, não considerando corretamente as perdas no sistema fotovoltaico em comparação ao gerador diesel.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
Questões parecidas com resolução
- — Se a conta de luz sobe, como saber o que cada aparelho realmente consome? — perguntou um funcionario ao responsavel…
- — Se a boia afundar, a gente perde o sensor do rio — disse um dos moradores ao testar boias caseiras feitas com garrafas…
- Moradores de um bairro ribeirinho passaram a montar uma barreira flutuante para reter lixo antes que ele alcance uma…
- Se a gente fixar esse suporte na parede, fica mais f0cil erguer a bicicleta para ajustar a corrente, disse um…
- Um estudo recente sobre turbinas eólicas de pequeno porte investigou a relação entre velocidade do vento e potência…
- — Professora, por que o celular descarrega tão rápido se posso carregá-lo pedalando? questionou Lucas enquanto ajustava…
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog