Física1ª sérieBNCC EM13CNT106Difícil⏱ longo

Uma residência consome em média 300 kWh/mês. Em uma região com insolação média 4 kWh/m²·dia, proponha e avalie…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT106

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 residência consome em média 300 kWh/mês. Em uma região com insolação média 4 kWh/m²·dia, proponha e avalie uma solução baseada em energia fotovoltaica: estime a potência necessária do sistema (kW), considere rendimento global do sistema 75% (inverter, perdas) e discuta relação custo/benefício, disponibilidade de recurso e impactos ambientais.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Cálculo de capacidade: consumo mensal 300 kWh ? consumo diário ˜ 300 kWh/30 d = 10 kWh/dia. Com insolação média S = 4 kWh/kW·dia e rendimento ? = 0,75, potência do arranjo Ppv = Ediária / (S·?) = 10 kWh/dia ÷ (4 kWh/kW·dia · 0,75) ˜ 3,33 kW. Interpretação: um sistema ˜ 3,3 kW (˜ 10–12 painéis de 330 W) cobre consumo médio; dimensionamento deve incluir margem para dias nublados e degradação. Relação custo/benefício: comparar custo inicial (instalação e inversor) versus economia na tarifa elétrica (economia mensal = tarifa·300 kWh). Avaliar disponibilidade: insolação local favorável (4 kWh/m²·dia) indica boa viabilidade; em regiões com sombreamento ou baixa irradiância recomenda-se complementar com rede ou bateria. Impactos ambientais: redução de emissões e menor impacto local comparado a geração fóssil, mas considerar uso de área e descarte de módulos. Conclusão prática: recomendar sistema fotovoltaico on-grid de ~3,3 kW com monitoramento digital para otimizar produção; analisar payback financeiro usando tarifa local e custo do sistema para decidir entre armazenamento em bateria ou conexão apenas à rede.

Explicação

A resposta apresenta um cálculo detalhado da potência necessária para atender ao consumo da residência, considerando fatores como insolação e rendimento do sistema, o que é essencial para dimensionar corretamente um sistema fotovoltaico. Além disso, aborda a relação custo/benefício, destacando a importância de comparar os custos iniciais com as economias geradas, e discute a viabilidade do recurso solar na região, além dos impactos ambientais, o que demonstra uma análise abrangente e prática. Essa abordagem fornece uma base sólida para a tomada de decisão sobre a implementação do sistema fotovoltaico.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Avaliar

Leitura alto

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ situacional🧩 desafio

🎯 Conceito central

energia fotovoltaica

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

cálculo de potência elétrica · rendimento de sistemas

📚 Reveja

Revisar conceitos de energia solar e eficiência de sistemas fotovoltaicos.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode errar ao não considerar o rendimento do sistema, superestimando a potência necessária para atender ao consumo.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

Questões parecidas com resolução

Todas as questões de Circuitos Elétricos e Potência (Consumo de Energia)

🔎 Procurar outra questão

Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.

Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog