Uma comunidade remota consome E = 500 kWh/dia. Duas opções propostas: (A) sistema fotovoltaico com rendimento…
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
Uma comunidade remota consome E = 500 kWh/dia. Duas opções propostas: (A) sistema fotovoltaico com rendimento do painel ?_p = 0,18 e rendimento do sistema ?_s = 0,85; insolação média G = 5,0 kWh/m²·dia; (B) gerador a diesel com rendimento elétrico ?_g = 0,30 e LHV do diesel = 10 kWh/L. Compare, com cálculos físicos, a área de painéis necessária, o consumo diário de diesel (L/dia) e as emissões (use 2,68 kg CO2/L). Discuta limitações físicas (intermitência, armazenamento) e recomende a solução mais adequada física e ambientalmente.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Cálculos: PV — energia captada por m² = G·?_p·?_s = 5·0,18·0,85 = 0,765 kWh/m²·dia ? área ˜ 500/0,765 ˜ 654 m². Diesel — energia térmica necessária = 500/0,30 = 1666,7 kWh/dia ? combustível ˜1666,7/10 ˜166,7 L/dia ? emissões ˜166,7·2,68 ˜447 kg CO2/dia. Física: PV tem baixo impacto operacional, mas exige armazenamento (˜500 kWh de bateria para autonomia noturna) e espaço; diesel fornece energia contínua sem grandes baterias, porém com alta emissão e dependência de combustível. Recomendação: solução fotovoltaica com armazenamento dimensionado para a demanda ou sistema híbrido (PV + diesel de reserva) por menor impacto ambiental e eficiência energética no longo prazo.
Explicação
A análise compara a eficiência e o impacto ambiental de duas fontes de energia, considerando tanto a área necessária para o sistema fotovoltaico quanto o consumo de diesel e suas emissões de CO2. A solução fotovoltaica, apesar de exigir armazenamento, apresenta menor impacto ambiental e é mais sustentável a longo prazo. A recomendação de um sistema híbrido combina as vantagens de ambas as fontes, garantindo confiabilidade e eficiência energética.
Raio-X da questão
sistemas de energia
avaliacao
sistemas de energia · rendimento de sistemas
Revisar os conceitos de rendimento de sistemas e emissões de CO2.
O aluno pode confundir os rendimentos dos sistemas, aplicando incorretamente as fórmulas de cálculo para a área de painéis ou consumo de diesel.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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