A intensidade da luz solar sobre a superfície da Terra é de 340 W/m2. Supondo-se: 1. Uma residência com consumo mensal (30 dias) de 280 kWh sendo 153 kWh relativos ao aquecimento de água (k = 103); 2. Uma insolação diária de 6 h; e 3. Uma eficiência do coletor solar de 50%, a área mínima, em m2 de um coletor para atender ao consumo de água quente dessa residência, que tenha as características descritas, é de
A 5
B 10 30
D 50 150.
A 5
B 10 30
D 50 150.
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. A gente tem que descobrir qual a área mínima de um coletor solar necessária para atender o consumo de água quente de uma residência. Os dados que a gente tem são:
- Intensidade da luz solar: 340 W/m²
- Consumo mensal total: 280 kWh, sendo 153 kWh só para aquecimento de água.
- Insolação diária: 6 horas por dia.
- Eficiência do coletor solar: 50% (ou 0,5 em decimal).
Vamos precisar usar fórmulas de energia solar e entender como calcular a área do coletor com base nesses valores.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular quanto de energia a residência consome por dia para aquecer a água. Sabemos que o consumo mensal é de 153 kWh. Como um mês tem 30 dias, dividimos esse valor por 30:
Isso significa que precisamos que o coletor solar forneça 5,1 kWh por dia para o aquecimento da água.
Passo 3
Agora, vamos calcular quanto de energia um coletor solar pode fornecer por metro quadrado por dia. A intensidade da luz solar é de 340 W/m², e o coletor recebe sol por 6 horas diárias. Além disso, a eficiência do coletor é de 50%. A energia fornecida por metro quadrado por dia é:
Convertendo para kWh:
Passo 4
Agora, sabemos que cada metro quadrado do coletor fornece 1,02 kWh por dia. Para atender aos 5,1 kWh/dia que a residência precisa, vamos dividir o consumo diário pela energia fornecida por m²:
Resposta
A área mínima do coletor solar necessária é de 5 m².