Quando a intensidade varia com o tempo, ao longo de um dia por exemplo, a equação para a energia fica dada por
U=a integral I(t) d t
O CRESESB (Centro de Referência para as energias solar e eólica Sérgio Brito) fornece o valor da radiação média incidente para qualquer localidade do Brasil. Como fornecer a função I(t) seria muita trabalhoso, adota-se como referência uma intensidade constante de 1.0 kW / m^2 e é informado o tempo efetivo te f que satisfaz a relação
integral I(t) d t=(10^3 W / m^2) te f
No Rio de Janeiro te f é aproximadamente 6 h no verão. Suponha que um painel fotovoltaico tenha área de 1.6 m^2 e efeiciencia de 17 %. Calcule a energia fornecida por esse painel em um dia de verão no Rio de Janeiro. (1.63 kWh)

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que a energia gerada por um painel num dia é
U = a integral I(t),dt
Mas, pra simplificar, a gente usa uma intensidade constante de 1,0;kW/m^2 e define um tempo efetivo tef tal que
integral I(t),dt = (10^3;W/m^2),tef,
No Rio no verão, tefapprox6;h. O painel tem área a=1,6;m^2 e eficiência eta=17%.
Conteúdo: cálculo de energia a partir de irradiância e eficiência. Vamos precisar da fórmula da energia, do conceito de eficiência (relação entre energia recebida e entregue) e de conversão de unidades (Wh para kWh).

Passo 2

Primeiro, calcula a energia total que chega ao painel (antes da eficiência). Substituindo na fórmula:
Urm recebida ;=; a,l(1000;W/m^2r),tef,
Aqui a gente está usando que integral I(t),dt = 1000,tef em unidades de W·h/m².

Passo 3

Agora entra a eficiência eta: só uma fração da energia recebida vira energia elétrica. Então a energia útil é
E = eta ;Urm recebida,
Isso significa multiplicar a energia que bate no painel por 0,17 (17%).

Passo 4

Bora botar os números:
a = 1,6 m²
tef=6,h
eta=0,17
Então
Urm recebida = 1,6;m^2times1000;W/m^2times6;h = 1,6times6000;Wh = 9600;Wh
E com eficiência:
E = 0,17times9600;Wh = 1632;Wh
Pra ficar em kWh, divide por 1000:
E = 1,632;kWhapprox1,63;kWh

Resposta

A energia gerada pelo painel num dia de verão no Rio de Janeiro é aproximadamente 1,63 kWh.

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