Uma pequena escola precisa de energia diária E_daily = 9,00 kWh. Irradiância média G = 5,0 kWh·m?²·dia e…
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 pequena escola precisa de energia diária E_daily = 9,00 kWh. Irradiância média G = 5,0 kWh·m?²·dia e painéis com eficiência ? = 16%. Calcule a área de painel necessária (m²) e o número aproximado de módulos se cada módulo tem área 1,6 m².
- A) Área A ˜ 5,00 m²; número de módulos ˜ 4.
- B) Área A ˜ 10,00 m²; número de módulos ˜ 6.
- C) Área A ˜ 11,25 m²; número de módulos ˜ 7 (1,6 m² cada).
- D) Área A ˜ 15,00 m²; número de módulos ˜ 9.
- E) Área A ˜ 12,00 m²; número de módulos ˜ 8.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identificar a relação entre energia diária, irradiância e eficiência. A energia que o painel produz por dia é igual à irradiância média multiplicada pela área e pela eficiência: E_daily = G x A x eta. Logo, A = E_daily / (G x eta).
- Substituir os dados. A eficiência de 16% vale 0,16. Então G x eta = 5,0 x 0,16 = 0,80 kWh/dia por m². A = 9,00 / 0,80 = 11,25 m².
- Calcular o número de módulos. Cada módulo tem 1,6 m², então 11,25 / 1,6 = 7,03, ou seja, aproximadamente 7 módulos. Conferindo: 7 x 1,6 = 11,2 m², praticamente a área necessária.
- Comparar com o gabarito. A alternativa C traz exatamente a área 11,25 m² e cerca de 7 módulos, o que coincide com o cálculo. Observação prática: como o número 7,03 fica um pouco acima de 7, na instalação real seria preciso arredondar para 8 módulos (12,8 m²) para garantir a energia total; a alternativa E segue essa lógica de arredondar para cima, mas a área calculada é 11,25 m² e não 12,00 m², por isso a resposta exata da questão é a C.
- Por que as outras estão erradas. A: a área de 5,00 m² é muito pequena para gerar 9 kWh/dia com esse rendimento. B: a área de 10,00 m² corresponde a uma eficiência de 18%, não 16%. D: a área de 15,00 m² é maior do que o necessário e não resulta dos dados. E: a área de 12,00 m² é um arredondamento da área calculada, não o valor obtido pela fórmula.
💡 Dica: Relacione a energia diária à irradiância e à eficiência, depois divida a área pelo tamanho de cada módulo e arredonde para cima.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente ignorou a eficiência ou inverteu a relação entre energia e irradiância, chegando a um valor pequeno que não corresponde à fórmula A = E / (G x eta).
O aluno calculou mal o produto G x eta, usando uma eficiência próxima de 18% em vez de 16%, o que levou a uma área de 10,00 m².
E=?·G·A ? A=E/(?·G)=9/(0,16·5)=9/0,8=11,25 m². Nº módulos = 11,25/1,6 ˜ 7,03 ? 7 módulos.
O aluno errou a multiplicação G x eta (obtendo 0,60 em vez de 0,80), o que inflou a área para 15,00 m².
O aluno arredondou a área calculada de 11,25 m² para 12,00 m² e tomou o número de módulos arredondado para cima como resposta, sem atender ao valor exato pedido para a área.
Por que engana: O aluno pode esquecer de considerar a eficiência dos painéis ou arredondar para baixo o número de módulos, obtendo área ou quantidade insuficiente para atender à demanda.
Raio-X da questão
Conversão de energia solar
avaliacao
Eficiência de conversão energética · Relações entre energia e área
Revise a relação entre energia incidente, eficiência de conversão e área de captação dos painéis.
O aluno pode esquecer de considerar a eficiência dos painéis ou arredondar para baixo o número de módulos, obtendo área ou quantidade insuficiente para atender à demanda.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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