Uma comunidade consome 60 kWh/dia. Compare duas soluções: (i) gerador diesel 20 kW operando 4 h/dia com…
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 comunidade consome 60 kWh/dia. Compare duas soluções: (i) gerador diesel 20 kW operando 4 h/dia com eficiência elétrica 35%; (ii) sistema solar com irradiância média 5 kWh·m?2·dia e módulos com eficiência 15%. Calcule a energia diária gerada por cada opção (use E = P·t e E_solar = I·A·?) e avalie disponibilidade, custo/benefício e impactos ambientais.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Cálculos: (i) gerador: P_el = ?·P_inst = 0,35·20 kW = 7 kW ? E = 7 kW·4 h = 28 kWh/dia (insuficiente para 60 kWh/dia). (ii) solar: energia por área = I·? = 5 kWh·m?2·dia·0,15 = 0,75 kWh·m?2·dia; para 60 kWh/dia A = 60/0,75 = 80 m². Avaliação: o gerador exige combustível contínuo, emissões e custo operacional alto; o solar requer investimento inicial e área (~80 m²) mas tem custo operacional baixo e menores impactos ambientais. Escolha técnica: se houver área e recurso solar, fotovoltaico é preferível pelo menor custo a longo prazo e menores emissões; se área limitada ou investimento inicial proibitivo, o gerador pode suprir demanda parcial, mas com custo e impacto maiores.
Explicação
Os cálculos demonstram que o gerador diesel não atende à demanda diária de energia da comunidade, enquanto o sistema solar, embora exija uma área considerável, pode suprir essa necessidade com um custo operacional mais baixo e menos impactos ambientais. A análise das opções revela que, a longo prazo, a energia solar é mais vantajosa, especialmente em locais com boa irradiância. A escolha entre as soluções deve considerar a disponibilidade de espaço e o investimento inicial, com o solar sendo a opção sustentável quando viável.
Raio-X da questão
geração de energia
avaliacao
cálculo de energia elétrica · eficiência de sistemas
Revisar os conceitos de eficiência e cálculo de energia gerada.
O aluno pode confundir a eficiência do gerador com a potência, resultando em um cálculo incorreto da energia gerada.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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