Uma comunidade costeira demanda 200 kWh/dia. Compare, do ponto de vista físico e ambiental, duas soluções…

Questão

Uma comunidade costeira demanda 200 kWh/dia. Compare, do ponto de vista físico e ambiental, duas soluções: usina de marés (turbinagem de fluxo) e campo fotovoltaico. Considere: para marés use ?=1025 kg/m³ e potência aproximada por fluxo P˜0,5·?·A·v³; para PV use irradiância média diária G=5 kWh/m²·dia e rendimento painel ?=0,18. Avalie disponibilidade de recurso, eficiência, impacto ambiental e estime áreas ou seções necessárias.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Método e cálculo: a demanda diária 200 kWh ˜ 200000 Wh ? potência média ˜ 200000 Wh/24 h ˜ 8,33 kW. PV: energia por m² por dia = G·? = 5 kWh/m²·dia·0,18 = 0,9 kWh/m²·dia; área ˜ 200 kWh /0,9 kWh·m?² ˜ 222 m². Marés: escolha velocidade média v=2,0 m/s; P/A ˜ 0,5·1025·(2)³ = 0,5·1025·8 ˜ 4100 W/m² de área de passagem do fluido; área necessária A ˜ 8,33 kW /4,10 kW·m?² ˜ 2,03 m² (se houver fluxo contínuo e possibilidade de extrair essa potência). Discussão: marés oferecem alta previsibilidade e fator de capacidade elevado, mas são altamente localizadas e têm grande impacto em habitats marinhos e navegação; requerem estruturas subaquáticas e estudos de impacto; a PV exige área moderada (~222 m²), é de baixa interferência local, mas depende da insolação e precisa de armazenamento para garantir fornecimento noturno; eficiência prática de sistemas e perdas (inversor, transmissão, intermitência) reduzem valores ideais. Conservação de energia: extração de energia de uma corrente diminui energia cinética local do fluxo; não é possível extrair mais potência do que o fluxo energético disponível (P_fluxo). Conclusão: escolha depende da geografia e impactos: se houver canal com fluxo contínuo e impacto ambiental aceitável, marés podem suprir demanda com menor área construída; se o local for ecologicamente sensível ou o fluxo insuficiente, PV com armazenamento é mais viável. Inclua análise de custos e manutenção locais e da integração à rede como próximos passos.

Explicação

A análise considera a demanda de energia e calcula a área necessária para cada solução, destacando a eficiência e a disponibilidade dos recursos. A discussão aborda os impactos ambientais e as características específicas de cada tecnologia, permitindo uma comparação informada. A conclusão sintetiza a viabilidade de cada opção com base em fatores geográficos e ambientais, além de sugerir a inclusão de aspectos econômicos e de manutenção na avaliação.

Raio-X da questão

Questões parecidas com resolução

• Segundo a crítica da indústria cultural desenvolvida pela Escola de Frankfurt, meios técnicos de comunicação podem…
• Um gerador hidráulico fornece 1200 W de potência mecânica no eixo. O gerador tem eficiência 85% (mec?el) e alimenta um…
• Um motor elétrico consome P_in = 500 W e fornece P_out = 420 W mecânicos. Calcule a eficiência ? (%) e a potência…
• Uma bobina com N = 100 espiras e área A = 1,0·10^-2 m^2 está ligada a um resistor R. Um campo magnético B = 0,10 T que…
• Um motor elétrico eleva uma massa m = 5 kg verticalmente com velocidade v = 0,5 m/s. A potência elétrica consumida é 200…
• Explique qualitativa e quantitativamente como a velocidade angular ? e o número de espiras N influenciam a tensão…

Todas as questões de Conservação da Energia