Comunidade rural off-grid: vento médio 6 m/s, insolação 5 h/dia, demanda média 15 kWh/dia. Proponha uma…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Comunidade rural off-grid: vento médio 6 m/s, insolação 5 h/dia, demanda média 15 kWh/dia. Proponha uma solução combinada (solar + eólica), calcule capacidades aproximadas e justifique considerando eficiência, custo e impacto ambiental.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Proposta: dividir demanda: 10 kWh/dia por PV e 5 kWh/dia por eólico. PV: considerar perdas sistêmicas (?s˜0,75); potência PV ˜ 10 kWh / (5 h·0,75) ˜ 2,67 kW pico. Eólico: assumir fator de capacidade ˜30% para vento 6 m/s ? geração ˜ 24 h·0,30 = 7,2 kWh/dia por kW nominal; potência eólica ˜ 5/7,2 ˜ 0,7 kW nominal. Armazenamento: autonomia 2 dias ? energia útil 30 kWh; com DoD 0,8 e perdas inverter ˜0,9, bateria ˜ 30/(0,8·0,9) ˜ 41,7 kWh instalada. Justificativa técnica: combinação aumenta disponibilidade (complementaridade), reduz necessidade de dimensionamento excessivo e custo de baterias; PV tem menor custo por kW instalado, eólico pode suprir demanda noturna/variável. Impacto ambiental: instalações têm baixo emissões diretas; priorizar áreas já degradadas e evitar obstáculos para fauna; avaliar ruído e uso do solo. Análise de custo/benefício: comparar investimento inicial (PV geralmente menor) com produção anual esperada e custos de manutenção; considerar subsídios e logística local. Ajustes regionais: calibrar rendimento PV conforme irradiação local real e estimar fator de capacidade eólico com dados locais antes do projeto.
Explicação
A proposta divide a demanda de energia de forma equilibrada entre as fontes solar e eólica, considerando a eficiência e a capacidade de geração de cada uma. A justificativa técnica destaca a complementaridade das fontes, que maximiza a disponibilidade de energia e minimiza custos com armazenamento. Além disso, a análise de impacto ambiental e de custo/benefício assegura que a solução proposta é viável e sustentável, levando em conta fatores locais e regionais.
Raio-X da questão
energia renovável combinada
avaliacao
cálculo de energia · sistemas de energia renovável
Revisar os princípios de energia solar e eólica, incluindo cálculos de capacidade.
O aluno pode errar ao não considerar a variabilidade da fonte de energia e a eficiência dos sistemas na sua proposta.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cotidiano
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