Uma escola rural consome 5 kWh por dia. Avalie numericamente e qualitativamente duas soluções: (A) sistema…
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 escola rural consome 5 kWh por dia. Avalie numericamente e qualitativamente duas soluções: (A) sistema fotovoltaico conectado à rede sem armazenamento; (B) sistema fotovoltaico off-grid com bateria. Considere irradiação média 5 kWh/m²·dia, rendimento do painel 15% e perdas do sistema de 20%; rendimento da bateria 85%. Calcule área de painel e energia de bateria necessárias e comente eficiência e custo-benefício.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Energia diária requerida: 5 kWh. Energia gerada por m²: 5 kWh/m²·dia × 0,15 × (1-0,20) = 0,6 kWh/m²·dia. Área ˜ 5 / 0,6 = 8,33 m². Energia útil necessária na bateria (1 dia, rendimento 85%): 5 kWh / 0,85 ˜ 5,88 kWh. Comentário: A solução (A) evita custo de baterias e perdas associadas, melhor custo-benefício se a rede for confiável; (B) exige ˜5,9 kWh de armazenamento e aumenta custo inicial e perdas (bateria ˜85% eficiência), mas é necessária onde não há rede ou para autonomia. Recomenda-se análise de custo por kWh armazenado e impacto ambiental ao decidir.
Explicação
A análise quantitativa considera a energia consumida e a eficiência dos sistemas, permitindo calcular a área necessária para os painéis e a capacidade da bateria. A comparação qualitativa destaca as vantagens e desvantagens de cada solução, levando em conta fatores como custo, eficiência e confiabilidade da rede elétrica. Essa abordagem ajuda a tomar uma decisão informada sobre a melhor alternativa para a escola rural.
Raio-X da questão
sistemas fotovoltaicos
avaliacao
sistemas de energia renovável · cálculo de eficiência energética
Revisar os conceitos de eficiência de painéis solares e sistemas de armazenamento de energia.
O aluno pode confundir a eficiência do sistema com a capacidade de geração, não considerando as perdas e o rendimento dos componentes.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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