Uma unidade de saúde rural exige P_cont = 800 W contínuos e carga adicional P_peak = 2,0 kW por 4 h/dia…
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 unidade de saúde rural exige P_cont = 800 W contínuos e carga adicional P_peak = 2,0 kW por 4 h/dia. Estime a energia diária E_day (kWh/dia), calcule o combustível necessário para um gerador diesel com rendimento elétrico ?_g = 0,30 e conteúdo energético do diesel 10 kWh/L, e determine a potência mínima de painéis solares P_pv (kW) supondo insolação H = 5 h/dia e rendimento do sistema ?_sys = 0,80. Discuta vantagens físicas e ambientais das duas opções.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Cálculo: E_day = 0,8 kW·24 h + 2,0 kW·4 h = 27,2 kWh/dia. Diesel: energia elétrica por L = 10 kWh·?_g = 3,0 kWh/L, logo consumo ˜ 27,2/3,0 ˜ 9,07 L/dia. PV: P_pv = E_day/(?_sys·H) = 27,2/(0,8·5) = 6,8 kW de pico. Bateria (para 24 h autonomia) ˜ 27,2 kWh/(?_bat·DoD) (especificar química e DoD). Comparação física: gerador oferece energia contínua com baixa capacidade de armazenamento, mas emite gases, requer logística de combustível e tem perdas térmicas; sistema PV+batérias necessita maior investimento inicial e área de painéis, depende de irradiância (H), mas reduz emissões locais e custos operacionais; avaliar custo/benefício, disponibilidade de combustível, impacto ambiental e manutenção para decidir localmente.
Explicação
A explicação fornece um cálculo detalhado da energia diária necessária e do consumo de combustível do gerador diesel, além de determinar a potência necessária dos painéis solares com base na insolação e rendimento do sistema. A comparação entre as duas opções destaca as vantagens e desvantagens físicas e ambientais, permitindo uma análise crítica das alternativas. Essa abordagem abrangente é essencial para entender as implicações práticas e ambientais de cada solução energética.
Raio-X da questão
energia elétrica e renovável
avaliacao
cálculo de energia elétrica · rendimento de sistemas
Revisar cálculos de energia e eficiência de sistemas de geração.
O aluno pode confundir a potência necessária com a energia total, não considerando o tempo de uso diário.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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