Física III ⇒ (Enem PPL 2021) Energia e potência Tópico resolvido

[CherryBoy]

O Brasil possui um nível de irradiação solar tão alto que mesmo no local menos ensolarado do país é possível gerar mais eletricidade solar que no local mais ensolarado da Alemanha, que investe muito no desenvolvimento e implantação de plantas fotovoltaicas.
No ano de 2013, a quantidade de energia elétrica gerada em toda a Alemanha a partir de células solares, cuja eficiência média é de 15%, somou 30 000 GWh em uma área estimada de 170 km2. Por sua vez, no chamado cinturão solar brasileiro, a irradiação chega a atingir 2 200 kWh/m² anuais. Uma alternativa de geração de energia elétrica nessa região é a instalação de células solares como as da Alemanha, que podem abastecer milhões de residências. No Brasil, nos últimos anos, o consumo médio residencial foi da ordem de 2 000 kWh anuais.

PIERRO, B. Para aproveitar o sol. Pesquisa Fapesp, n. 258, ago. 2017 (adaptado).

O número de residências, em milhões, que poderiam ser abastecidas caso fossem instalados, no cinturão solar brasileiro, painéis solares com área e eficiência equivalentes aos utilizados na Alemanha é mais próximo de:
a) 2,3
b) 15
c) 28
d) 56,1
e) 187

Resposta

---

R=C

[lmtosta]

CherryBoy,


Iniciemos pela Alemanha!!!!!!!

Em uma área estimada de 170 quilômetros quadrados, segundo o enunciado, a quantidade de energia elétrica chegou a 30.000 GWh!!!!!!!!

Considerando que isto representa os 15% de eficiência das células fotovoltaicas, concluímos que a energia solar disponível, proporcionalmente, no país é de:
[tex3]E_{solar} = \frac {E_{célula}} {0,15} = \frac {30.000 GWh} {0,15} = 200.000 GWh[/tex3].

O enunciado comenta que, no Brasil, mais precisamente no cinturão solar brasileiro, o nível de irradiação alcança a marca de 2.200 KWh/metro quadrado ao ano!!!!!!!!

Comenta também que o consumo médio residencial anual, no Brasil, mais precisamente no cinturão solar brasileiro, costuma ser da ordem de 2.000 kWh!!!!!!!!

O exercício pede o número total aproximado de residências que poderiam ser abastecidas no tal cinturão brasileiro com os painéis solares, com a mesma área (os 170 quilômetros quadrados) e eficiência (os 15%) equivalentes aos parâmetros alemães!!!!!!!!

Se para a Alemanha, os 170 quilômetros quadrados são irradiados por um equivalente energético de 200.000 GWh durante um ano, para o cinturão brasileiro, com a mesma área, teremos um equivalente energético de:
[tex3]E_{solar Brasil} = I_{rrad.}*A_{rea}[/tex3]
[tex3]E_{solar Brasil} = 2.200 \frac {kWh} {m^2} * 170 km^2*10^6\frac {m^2} {km^2} = 3,74.10^{11} kWh = 3,74.10^{11}kWh*\frac {1,0 GWh} {1,0.10^6 kWh} = 374.000 GWh[/tex3].

Comparando os cinturões alemão e brasileiro, observamos que o nível energético solar para a mesma área de 170 quilômetros quadrados, é de quase o dobro de energia para o Brasil, comparado com a Alemanha!!!!!!!!

Considerando a eficiência energética das células, temos que:
[tex3]E_{célula Brasil} = 0,15*E_{solar Brasil} = 0,15*374.000 GWh = 56.100 GWh[/tex3].

Como o consumo médio de energia dos brasileiros é da ordem de 2.000 kWh por residência, o número "N" de residências que poderiam ser atendidas é dado por:
[tex3]N = \frac {E_{célula Brasil}} {E_{residencial}} = \frac {56.100 GWh} {2.000 \frac {kWh} {residência}} = \frac {56.100 GWh * 1,0.10^6\frac {kWh} {GWh}} {2.000\frac {kWh} {residência}} = \frac {5,61.10^{10} kWh} {2.000\frac {kWh} {residência}} = 28.050.000 residências[/tex3].

Aproximadamente!!!!!!!!!!

Logo, letra "C"!!!!!!!!!!