Considere uma comunidade rural com consumo médio E_d = 50,0 kWh/dia. Avalie, do ponto de vista físico, duas…
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
Considere uma comunidade rural com consumo médio E_d = 50,0 kWh/dia. Avalie, do ponto de vista físico, duas soluções: (A) gerador a diesel com rendimento ?_g = 0,30 e energia do diesel ˜ 10 kWh/L; (B) sistema fotovoltaico com insolação média I = 4,5 kWh/m²·dia e painéis com eficiência ?_p = 0,15. Calcule: consumo de combustível (L/dia), área de painel (m²) e capacidade de bateria (kWh) para 1 dia de autonomia; indique critérios físicos para escolha.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Cálculos: (A) combustível L/dia = E_d/(?_g·10) = 50/(0,30·10) = 16,67 L/dia. (B) área A = E_d/(I·?_p) = 50/(4,5·0,15) = 74,07 m². Bateria para 1 dia com DoD=0,80 e eficiência round-trip ?_b=0,90: C = E_d/(DoD·?_b) = 50/(0,8·0,9) = 69,44 kWh. Critérios físicos: disponibilidade do recurso (combustível vs insolação), eficiência energética (?_g vs ?_p), perdas e autonomia (capacidade de bateria e DoD), variabilidade temporal (intermitência solar), densidade energética (diesel alto, exige logística), emissões térmicas e impacto ambiental; escolha técnica depende de custo operacional, disponibilidade local e confiabilidade — solar exige maior investimento inicial (painéis+bateria) mas menor custo e emissões operacionais; diesel tem menor custo inicial, maior consumo contínuo de combustível e maiores emissões.
Explicação
Os cálculos apresentados demonstram a viabilidade de cada solução em termos de consumo de combustível e área necessária para geração de energia, além de considerar a capacidade de armazenamento necessária para garantir autonomia. Os critérios físicos abordados são fundamentais para avaliar a eficiência, a disponibilidade dos recursos e o impacto ambiental, permitindo uma escolha informada entre as opções. A comparação dos custos iniciais e operacionais também é essencial para determinar a solução mais adequada para a comunidade rural.
Raio-X da questão
energia renovável e não renovável
avaliacao
cálculo de eficiência energética · análise de sistemas energéticos
Revisar conceitos de eficiência energética e cálculo de consumo.
O aluno pode confundir a eficiência do gerador com a energia total disponível, levando a um cálculo incorreto do consumo de combustível.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cotidiano
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