Exercício 1

Os paineis fotovoltaicos são utilizados para produzir energia elétrica a partir da energia solar. Ao pretender-se instalar painéis fotovoltaicos para abastecer uma casa que consome 3600 kW h de energia por ano. A casa está numa zona em que a insolação é, em média, 5 horas por dia.

a)  Qual é o consumo de energia da casa, por dia?

b)  Qual a potência necessária instalar para para o consumo da casa?

c)  Que potência é fornecida aos painéis, sabendo que o seu rendimento é de 15%?

d)  Se cada célula tiver uma potência de 1,5 W, quantos painés de 36 células serão necessários?

e)  Que área aproximada ocuparão os painéis se cada célula tiver uma área de 100 cm² ?

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Exercício 2

Supondo que a energia solar total incidente no solo durante um ano, numa localidade é de 1,10 × 10¹º Jm². Calcule a área de painéis fotovoltaicos necessários para se realizar um gasto diário médio de eletricidade de 21 kW h, se instalar na sua casa painéis com um rendimento de 25%.

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Exercício 3

Leia com a tenção o seguinte texto:

   “ Mas é em Portugal que estará a maior instalação de painéis fotovoltaicos do Mundo. Na escaldante Amareleja, concelho de Moura, hão-de espalhar-se, até ao fim do ano, ao longo de 250 hectares, 2520 seguidores solares, cada um deles equipado com 104 painéis, uma potência instalada de 46 MW.(…) Eficiência e rendimentos baixos- entre 14% e 16%, na Central Solar Fotovoltaica da Amareleja – são os principais argumentos a favor de uma utilização exclusiva em microgeração. (…)

   Portugal é um país priviligiado para esta forma de produção de energia. As 3300 horas de sol anuais no Sul são um recorde europeu.(…) De janeiro a junho de 2008, tinham sido gerados 31,9 Gw h de eletricidade, a partir de painéis fotovoltaicos, quando o total produzido a partir de renováveis era de 14 479  GW h.”

3.1. A utilização de painéis fotovoltaicos em microgeração tem vantagens e desvantagens. Classifique como verdadeira (V) ou falsa (F) cada uma das seguintes afirmações:

  A.  Os painéis são de difícil montagem.

  B. Os painéis exigem bastante manutenção.

 C. Os painéis fotovoltaicos podem ser dimensionados consoante as necessidades energéticas.

 D. O fabrico de módulos fotovoltaicos necessita de sofisticada tecnologia, sendo o seu custo de investimento elevado.

E. Os painéis não possuem qualidade ecológicas; são poluente.

 F. O rendimento dos painéis fotovoltaicos é baixo, face ao custo de investimento.

3.2.  A expressão do texto “Portugal é um país privilegiado para esta forma de produção de energia. As 3300 horas de sol anuais no Sul são um recorde europeu” refere-se à insolação no Sul do país.     Neste contexto, poderemos concluir que:

A.   A energia recebida é equivalente a 9 h diárias de luz solar, com uma potência solar constante.

B.  A energia recebida é equivalente a 200 h/mês de luz solar, com uma potência solar constante.

C.  A energia recebida é equivalente a 9 h diárias de luz solar, com uma potência solar variável.

D. A energia recebida é equivalente a 200 h/mês de luz solar, com uma potência solar variável.

Selecione a opção correta.

3.3. Numa região do Sul, em contexto de microgeração, foram colocados painéis fotovoltaicos numa moradia. Em condições atmosféricas favoráveis, a intensidade da radiação solar absorvida pelo painel é, em média, 939 W/m². Considere que o rendimento do conjunto de painéis é de 15% e a sua potência útil de 2,1 kW.

3.3.1. Qual a potência fornecida ao conjunto de painéis?

3.3.2. Se cada painel tiver aproximadamente um metro quadrado de área, quantos painéis se colocaram no telhado da moradia?

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Exercício 4

Numa localidade, a potência solar média que incide na superfície terrestre por cada metro quadrado é de 350 W.

Pretende-se instalar painéis fotovoltaicos, com um rendimento de 18%, numa habitação dessa localidade.

A área de painéis a instalar é de 30 m², e pretende-se colocar em funcionamento os seguintes equipamentos:

• uma máquina de lavar roupa de 1200W;
• Um frigorífico de 900 W;
• uma torradeira de 500 W.

Para um período em que a incidência da radiação solar é significativa:

a) podemos colocar em funcionamento os três aparelhos em simultâneo?

b) quais os aparelhos que podem funcionar ao mesmo tempo?

c) qual a área mínima de painéis a instalar para colocar os três aparelhos a funcionar em simultâneo?

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Exercício 5

  No laboratório construiu-se um circuito elétrico idêntico ao da figura. 

 a) Que pretendeu simular a resistência variável no circuito?

b) Para que servem os aparelhos de medida sinalizados com V e A no esquema?

c) Como varia a potência com a resistência?

d) Como estudar o fator intensidade da luz incidente em laboratório?

e) Explica como se deverá proceder para melhorar o rendimento de um painel fotovoltaico.