(Dissertativa) Comunidade remota consome E_day = 300 kWh/dia com pico P_peak = 50 kW. Disponibilidades locais…
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
(Dissertativa) Comunidade remota consome E_day = 300 kWh/dia com pico P_peak = 50 kW. Disponibilidades locais: irradiância média G_day = 5,0 kWh/m²/dia, área útil disponível A_max = 1000 m²; rio com vazão Q = 0,20 m³/s e altura útil h = 20 m. Compare a viabilidade de suprir a demanda com (A) geração solar fotovoltaica + baterias e (B) aproveitamento hidráulico contínuo. Considere ?_pv = 0,18, ? = 1000 kg/m³, g = 10 m/s², ?_h = 0,8. Apresente cálculos, restrições e recomendação.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Cálculos: (A) E_pv/m² = G_day·?_pv = 5,0·0,18 = 0,90 kWh/m²/dia ? área requerida = 300/0,90 ˜ 333 m² (= A_max). Necessita bateria ˜150 kWh (meia-noite) + perdas ? ~180 kWh. (B) P_h = ?·g·Q·h·?_h =1000·10·0,20·20·0,8 = 32 000 W = 32 kW contínuos ? energia diária ˜32 kW·24 h = 768 kWh/dia; porém P_h < P_peak (32 kW < 50 kW) exigindo armazenamento/gerador de pico. Avaliação: PV ocupa área viável e fornece pico com baterias projetadas; hidráulica fornece base estável e excedente de energia diária mas não atende pico sozinho. Recomendação: sistema híbrido—usar hidráulica para carga de base e reduzir capacidade de bateria/PV para suprir picos, ou aumentar infraestrutura de pico; comparar custos e impacto ambiental local.
Explicação
A análise considera a capacidade de geração de energia de ambas as fontes, levando em conta a demanda diária e os picos de consumo. A geração solar atende a demanda de área e fornece suporte durante os picos com armazenamento, enquanto a hidráulica oferece uma base estável, mas não é suficiente sozinha para os picos. A recomendação de um sistema híbrido otimiza o uso dos recursos disponíveis, garantindo eficiência e sustentabilidade.
Raio-X da questão
geração de energia
avaliacao
cálculo de energia · análise de viabilidade
Revisar os princípios de geração de energia solar e hidráulica.
O aluno pode confundir os conceitos de geração solar e hidráulica, não considerando corretamente as restrições de cada método.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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