Proponha e justifique uma solução energética para uma comunidade rural de 20 residências cuja demanda média é…
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
Proponha e justifique uma solução energética para uma comunidade rural de 20 residências cuja demanda média é 500 W por residência durante 6 h/dia. Considere disponibilidade solar, eficiência dos painéis 15%, baterias com eficiência 80% e irradiância média 500 W/m². Apresente cálculos para potência pico necessária do arranjo fotovoltaico e capacidade mínima de armazenamento (kWh).
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Cálculo modelo: energia diária por residência E1 = 500 W · 6 h = 3,0 kWh. Total comunidade E_total = 3,0 kWh · 20 = 60 kWh/dia. Considerando perdas no armazenamento: energia a produzir E_prod = E_total / ?_bateria = 60 kWh / 0,80 = 75 kWh/dia. Assumindo 5 h equivalentes de pico solar (hora de sol equivalente), potência de pico necessária P_peak = E_prod / 5 h = 75 kWh / 5 h = 15 kW. Área estimada dos painéis usando irradiância média e eficiência: potência disponível por m² = irradiância·?_panel = 500 W/m² · 0,15 = 75 W/m²; área ˜ P_peak / 75 W/m² = 15000 W / 75 W/m² = 200 m². Capacidade mínima de bateria para 1 dia útil (energia armazenável) = E_prod = 75 kWh; se considerar DOD máximo de 80% para preservar vida útil, banco ˜ 75 kWh / 0,80 ˜ 93,75 kWh. Justificativa: sistema fotovoltaico de ~15 kW com ˜95 kWh de bateria atende a demanda diária com margem para perdas, aproveita recurso solar local e evita impacto ambiental de geradores a combustível; deve-se avaliar custo/benefício, topografia, e possibilidade de complemento hidráulico ou híbrido conforme disponibilidade local.
Explicação
Os cálculos apresentados consideram a demanda total de energia da comunidade, levando em conta as perdas de eficiência tanto dos painéis solares quanto das baterias. A proposta de um sistema fotovoltaico dimensionado para atender essa demanda, juntamente com a capacidade de armazenamento adequada, assegura um fornecimento contínuo de energia. Além disso, a justificativa enfatiza a sustentabilidade e a viabilidade econômica da solução proposta.
Raio-X da questão
energia solar fotovoltaica
avaliacao
cálculo de potência elétrica · eficiência de sistemas energéticos
Revisar cálculos de potência e armazenamento em sistemas fotovoltaicos.
O aluno pode errar ao não considerar a eficiência dos painéis e das baterias, resultando em um cálculo incorreto da potência necessária.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cotidiano
Questões parecidas com resolução
- “Quando o sol se põe, a iluminação do posto de saúde não pode falhar”, afirmou uma moradora durante a escolha de um…
- — Se a energia dos painéis já é suficiente, por que instalar dois transformadores? — perguntou uma moradora durante a…
- Por que elevar a tensão ajuda a “levar” energia elétrica mais longe? Em uma comunidade rural, um pequeno gerador solar…
- Em um teste de laboratório, um circuito com resistência total de 20 O foi ligado a uma fonte de 120 V. O professor pediu…
- Uma pilha de 9 V foi ligada a um resistor de 3 O em um circuito fechado de demonstração. — Considerando a montagem, qual…
- Para medir a diferença de potencial entre os terminais de uma lâmpada em funcionamento, sem interromper o circuito, como…
Todas as questões de Corrente Elétrica, Resistores e Leis de Ohm
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog
