Em um laboratório escolar, estudantes avaliaram um painel fotovoltaico sob condições estáveis de iluminação…
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
Em um laboratório escolar, estudantes avaliaram um painel fotovoltaico sob condições estáveis de iluminação. Um radiômetro registrou irradiância solar de 1000 W/m² sobre toda a superfície do painel. A área ativa do painel era de 1,5 m², e o equipamento forneceu 200 W de potência elétrica. Para comparar o desempenho de painéis diferentes, os estudantes calcularam a eficiência como a razão entre a potência elétrica produzida e a potência solar incidente, expressa em porcentagem. Com base nos dados do experimento, qual é a eficiência do painel fotovoltaico?
- A) 20%
- B) 30%
- C) 13,3%
- D) 75%
- E) 0,13%
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Calcule a potência solar incidente sobre o painel. Ela é a irradiância multiplicada pela área: 1000 W/m² × 1,5 m² = 1500 W.
- A potência elétrica produzida é de 200 W, dado do enunciado.
- Calcule a razão entre a potência elétrica e a potência incidente: 200 / 1500 = 0,1333...
- Converta para porcentagem multiplicando por 100: 0,1333 × 100 = 13,3%. Logo, a eficiência é de aproximadamente 13,3%, que é a alternativa C, em concordância com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A alternativa A (20%) resulta de 200 / 1000, esquecendo de multiplicar a irradiância pela área. A alternativa B (30%) resulta de 1,5 × 200 = 300 e depois 300 / 1000, invertendo a operação com a área. A alternativa D (75%) vem de relacionar a área de 1,5 m² com um valor de potência sem sentido físico, tratando grandezas diferentes como se fossem comparáveis. A alternativa E (0,13%) é o valor correto da razão em forma decimal sem a conversão para porcentagem, sendo um erro de unidade.
💡 Dica: Calcule a eficiência dividindo a potência gerada pela radiação solar total recebida.
Alternativa por alternativa
O aluno calculou 200 / 1000 e ignorou a área do painel, tratando a irradiância como se fosse a potência total incidente.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre potência gerada e potência recebida, calculando a eficiência de forma incorreta ao não considerar a área do painel.
O aluno multiplicou a potência elétrica pela área (200 × 1,5 = 300) em vez de calcular a potência incidente, e depois dividiu por 1000, invertendo a lógica da razão.
A potência solar incidente no painel é dada pelo produto entre a irradiância e a área: Psolar = 1000 W/m² × 1,5 m² = 1500 W. Assim, a eficiência é η = (Pelétrica/Psolar) × 100 = (200/1500) × 100 ≈ 13,3%.
O aluno tratou a área de 1,5 m² como se fosse uma grandeza comparável à potência elétrica, formando uma razão sem sentido físico (1,5 em relação a 2 centenas de watts).
O aluno calculou corretamente a razão 200 / 1500 ≈ 0,133, mas esqueceu de multiplicar por 100 para expressar em porcentagem, e ainda rotulou o resultado com o símbolo de porcentagem.
Raio-X da questão
eficiência de painel solar
avaliacao
cálculo de eficiência · potência elétrica
Revisar o cálculo de eficiência em sistemas de energia.
O aluno pode confundir a relação entre potência gerada e potência recebida, calculando a eficiência de forma incorreta ao não considerar a área do painel.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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