(Dissertativa) Uma comunidade consome E_daily = 100 kWh/dia. Compare duas opções de geração local: (A) painel…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Investigar e analisar os efeitos de programas de infraestrutura e demais serviços básicos (saneamento, energia elétrica, transporte, telecomunicações, cobertura vacinal, atendimento primário à saúde e produção de alimentos, entre outros) e identificar necessidades locais e/ou regionais em relação a esses serviços, a fim de avaliar e/ou promover ações que contribuam para a melhoria na qualidade de vida e nas condições de saúde da população.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
(Dissertativa) Uma comunidade consome E_daily = 100 kWh/dia. Compare duas opções de geração local: (A) painel fotovoltaico com irradiância média equivalente a 5,0 kWh/m²·dia e eficiência do arranjo ?_PV = 15%; (B) micro-hidrelétrica com vazão média Q = 0,02 m³/s, queda H = 3,0 m e rendimento global ?_h = 60%. Calcule a geração diária estimada de cada opção (use g = 10 m/s², ? = 1000 kg/m³) e discuta vantagens e desvantagens físicas (variabilidade, área necessária, armazenamento, impactos).
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Cálculos: (A) PV: energia por m² = irradiância·? = 5,0 kWh/m²·dia·0,15 = 0,75 kWh/m²·dia. Área necessária ˜100/0,75 ˜133 m² para 100 kWh/dia. (B) Micro-hidro: potência P=?·g·Q·H·? =1000·10·0,02·3·0,6 =3 600 W ? energia ˜3,6 kW·24 h =86,4 kWh/dia (pressupondo operação contínua). Discussão: PV requer ˜133 m² e depende de horas de sol; necessita baterias ~100 kWh para autonomia, é modular e tem baixo impacto local; micro-hidro gera mais contínuo (˜86 kWh/dia aqui) com menos área, mas depende de vazão estável, pode ter impacto ecológico e exigir obras civis; armazenamento requerido menor para micro-hidro se vazão for estável; escolha técnica considera disponibilidade hídrica, custo de infraestrutura, sazonalidade e integração à rede.
Explicação
A resposta apresenta cálculos claros e precisos para determinar a geração de energia de cada opção, permitindo uma comparação objetiva entre elas. A discussão aborda aspectos práticos e técnicos relevantes, como a área necessária, a variabilidade da geração e os impactos ambientais, que são fundamentais para a escolha entre as tecnologias. Essa abordagem abrangente fornece uma visão equilibrada das vantagens e desvantagens de cada sistema de geração local.
Raio-X da questão
geração de energia
avaliacao
cálculo de energia · física de fluidos
Revisar os princípios de geração de energia a partir de fontes renováveis.
O aluno pode confundir a eficiência do sistema com a geração total de energia, não considerando as perdas no processo de conversão.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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