Compare e comunique, para um público leigo, a produção energética média diária de um arranjo fotovoltaico e de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Compare e comunique, para um público leigo, a produção energética média diária de um arranjo fotovoltaico e de um microaerogerador num telhado. Dados: irradiância média I = 200 W/m², painel A_p = 10,0 m², eficiência ?_p = 18%; aerogerador diâmetro D = 1,50 m (A = pD²/4), velocidade média do vento v = 5,0 m/s, densidade do ar ? = 1,2 kg/m³, coeficiente de potência C_p = 0,30. Calcule a energia média diária (kWh) e recomende a opção, justificando.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Cálculo do fotovoltaico: P_solar = I·A_p·?_p = 200 W/m²·10,0 m²·0,18 = 360 W. E_solar/dia = 360 W·24 h = 8640 Wh = 8,64 kWh/dia. Cálculo do aerogerador: A_w = pD²/4 = p·(1,50 m)²/4 ˜ 1,767 m². P_wind = 0,5·?·A_w·C_p·v³ = 0,5·1,2 kg/m³·1,767 m²·0,30·(5,0 m/s)³ ˜ 40 W. E_wind/dia ˜ 40 W·24 h = 960 Wh = 0,96 kWh/dia. Conclusão: o arranjo fotovoltaico fornece ˜8,6 kWh/dia contra ˜1,0 kWh/dia do microaerogerador; recomenda-se priorizar painéis no telhado por maior produção específica e menor impacto sonoro e de vibração. Para comunicação ao público: apresentar valores em kWh/dia, comparar em linguagem simples ("painel produz ~9 vezes mais energia"), e mencionar variabilidade climática e benefício de combinação das fontes para maior confiabilidade.
Explicação
Os cálculos demonstram que o arranjo fotovoltaico gera significativamente mais energia diária em comparação ao microaerogerador, o que o torna uma opção mais eficiente para a produção de eletricidade em telhados. Além disso, a instalação de painéis solares resulta em menos ruído e vibrações, proporcionando um ambiente mais confortável. A combinação de fontes de energia pode aumentar a confiabilidade do sistema, considerando as variações climáticas.
Raio-X da questão
produção energética fotovoltaica e eólica
avaliacao
cálculo de energia · física de fluidos
Revisar os conceitos de eficiência de painéis solares e potência de aerogeradores.
O aluno pode confundir a eficiência do painel fotovoltaico com a potência do aerogerador, levando a um cálculo incorreto da energia gerada.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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