Enunciado

13.5. A incidência solar média por unidade de área numa dada região é 600 W /m 2 , durante um intervalo de tempo efetivo de 6 h/d.

a. Qual é a energia disponível, orp unidade de área, para ser coletada por dia por um coletor solar plano? Dê a sua resposta em J/m 2.

b. Deseja-se usar um coletor cuja eficiência é 48% para aquecer uma residência que consome cerca de 1 115 X 106 J/d. Qual deve ser a área desse coletor?

c. Esse coletor é viável na prática? Por quê? Sugira uma maneira de produzir um sistema viável.

Passo 1

Vamos lá.

Vamos começar pelo item (a). Bom a gente tem pelo enunciado que:

P i n c = 600 W m 2

E

Δ t = 6   h

Ou seja:

Δ = 6 ⋅ 3600 = 21600   s

Então, a energia disponível é:

E d i s p = P i n c ⋅ Δ t

Substituindo os valores:

E d i s p = 600 ⋅ 21600 = 1,296 ⋅ 10 7 J m 2

Passo 2

Agora vamos para o item (b). A gente pode calcular a área pela razão:

A = E c o n s E p r o d

A energia consumida é dada no enunciado:

E c o n s = 1115 ⋅ 10 6 J d

A energia produzida é dada por:

E p r o d = η ⋅ E d i s p

Isso fica:

E p r o d = 0,48 ⋅ 1,296 ⋅ 10 7 J m 2

Então a área é dada por:

A = 1115 ⋅ 10 6 0,48 ⋅ 1,296 ⋅ 10 7 = 179   m 2

Passo 3

Finalmente vamos para o item (c).

Esse coletor seria muito grande na prática, logo seria inviável. Um sistema viável seria a produção de energia em menor escala. Se o painel fotovoltaico fosse usado só para aquecer a água por exemplo, sua área seria menor e ainda assim representaria uma contribuição significativa da energia consumida na casa.

Resposta

  1. E d i s p = 1,296 ⋅ 10 7 J m 2
  2. A = 179   m 2
  3. Seria inviável.
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