Uma vila remota consome E_dem = 350 kWh/dia. Duas soluções propostas: (A) micro-hidrelétrica P_inst = 100 kW…
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
Uma vila remota consome E_dem = 350 kWh/dia. Duas soluções propostas: (A) micro-hidrelétrica P_inst = 100 kW com fator de capacidade FC = 0,5; (B) parque fotovoltaico que gera E_PV = 350 kWh/dia mais banco de baterias com eficiência round-trip ?_b = 85%. Avalie qual solução atende melhor à demanda considerando eficiência energética, continuidade do suprimento e impactos ambientais. Fundamente com cálculos e argumentos técnicos.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Cálculos: (A) potência média = P_inst·FC = 100·0,5 = 50 kW ? energia diária E_hydro = 50·24 = 1200 kWh/dia, muito acima da demanda (sobra de 850 kWh/dia); continuidade é alta salvo variação sazonal do fluxo hídrico. (B) sistema PV entrega bruto 350 kWh/dia; com perdas de armazenamento útil E_entregue = 350·0,85 = 297,5 kWh/dia, ficando ˜52,5 kWh/dia abaixo da necessidade. Conclusão técnica: A micro-hidrelétrica, nominalmente, supre a demanda com folga e maior continuidade, mas impõe impactos ambientais (alteração de fluxo, fauna, sedimentos) e dependência de recursos hídricos sazonais; tem potencial de excedente para venda ou bombeamento. O PV+bateria tem menor impacto local e escalabilidade, mas exige maior capacidade instalada ou bateria adicional para suprir déficit e manter disponibilidade noturna/estacional, aumentando custo e ciclo de vida de baterias. Recomendação: avaliar regime hídrico anual e impacto ambiental; se vazões forem estáveis, micro-hidrelétrica é energeticamente mais eficiente e contínua; se vazões forem sazonais e impacto ambiental inaceitável, optar por PV com maior capacidade e/ou híbrido (PV + menor hidro) e planejamento de armazenamento. Use indicadores: energia anual E_ann = P_inst·FC·24·365 e energia útil PV = E_PV·?_b para comparação econômica e ambiental.
Explicação
A análise das duas soluções considera a capacidade de suprir a demanda diária de energia e os impactos ambientais associados. A micro-hidrelétrica apresenta um excedente significativo de energia e alta continuidade, mas pode causar alterações no ecossistema local, enquanto o sistema fotovoltaico, apesar de ter menor impacto ambiental, não atende totalmente à demanda sem ajustes adicionais. A escolha entre as soluções deve levar em conta a estabilidade dos recursos hídricos e a aceitação dos impactos ambientais, além da eficiência energética e custos associados.
Raio-X da questão
eficiência energética
avaliacao
eficiência energética · cálculos de energia
Revisar conceitos de eficiência energética e impactos ambientais.
O aluno pode confundir a eficiência do sistema com a capacidade instalada, não considerando a relação entre a energia gerada e a demanda real.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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