Uma residência consome 20 kWh/dia. Proponha e analise um sistema híbrido: turbina eólica P_r = 2,5 kW com…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar questões socioambientais, políticas e econômicas relativas à dependência do mundo atual em relação aos recursos não renováveis e discutir a necessidade de introdução de alternativas e novas tecnologias energéticas e de materiais, comparando diferentes tipos de motores e processos de produção de novos materiais.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma residência consome 20 kWh/dia. Proponha e analise um sistema híbrido: turbina eólica P_r = 2,5 kW com fator de capacidade CF = 25%; arranjo fotovoltaico A = 10 m², eficiência ? = 18%, irradiância média I = 400 W/m² por t = 6 h/dia. Use E_wind = P_r·CF·24 h e E_PV = A·?·I·t. Calcule produção média diária de cada fonte, avalie se atendem à demanda e comunique os resultados para um público leigo.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Cálculos: E_wind = P_r·CF·24 = 2,5 kW·0,25·24 h = 15 kWh/dia. E_PV = A·?·I·t = 10 m²·0,18·400 W/m²·6 h = 10·0,18·2400 Wh = 4320 Wh = 4,32 kWh/dia. Produção total ˜ 15 + 4,32 = 19,32 kWh/dia (~96,6% da demanda de 20 kWh). Déficit médio ˜ 0,68 kWh/dia. Avaliação: o sistema atende quase toda a demanda; recomenda-se bateria ou conexão à rede para cobrir o déficit e variações. Comunicação para leigos (exemplo curto): "A turbina fornece ~15 kWh por dia e os painéis ~4,3 kWh; juntos geram cerca de 19,3 kWh, cobrindo quase toda a sua necessidade diária de 20 kWh. Será necessário um pequeno reservatório de energia (aprox. 1 kWh de bateria) ou um respaldo da rede para garantir fornecimento em dias de baixa geração."
Explicação
Os cálculos realizados demonstram a produção diária de energia de cada fonte, mostrando que a combinação da turbina eólica e do sistema fotovoltaico quase atende à demanda total da residência. A análise do déficit revela a necessidade de um sistema de armazenamento ou conexão à rede para garantir o fornecimento contínuo de energia. A comunicação simplificada torna as informações acessíveis, permitindo que o público leigo compreenda a eficácia do sistema proposto e suas limitações.
Raio-X da questão
sistemas híbridos de energia
avaliacao
cálculo de energia elétrica · sistemas de energia renovável
Revisar cálculos de energia e eficiência de sistemas fotovoltaicos e eólicos.
O aluno pode confundir a eficiência do sistema fotovoltaico com a irradiância, resultando em um cálculo incorreto da energia gerada.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cotidiano
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