Exercicios Indiv. FEA

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Cadeira: FEA Curso: ER Março, 2016 1 
 
 
Exercício Individual-Parte I 
Escola Superior de Desenvolvimento Rural 
Departamento de Engenharia Rural Ano lectivo de 2016 Semestre: I 
Curso (s): Licenciatura em Engenharia Rural 
Unidade Curricular: Fontes de Energia na Agricultura 
Nome do docente: Eng. Egas José Armando Data de entrega:05/04/15 
 
1) A residência estudantil da ESUDER possui uma instalação de aquecimento de água 
para consumo dos estudantes, os colectores solares ocupam uma área total de 4,0 m
2
. 
Em condições atmosféricas adequadas, a radiação solar absorvida por estes colectores é, 
em média, 800 W/m
2
. 
Considera um depósito, devidamente isolado, que contém 150 kg de água. Verifica-se 
que, ao fim de 12 horas, durante as quais não se retirou água para consumo, a 
temperatura da água do depósito aumento 30 ºC. 
Calcula o rendimento associado a este sistema solar térmico. 
Considere: c=(capacidade térmica mássica da água) = 4,185 kJ kg
-1 
ºC
-1
 
 
 
2) Um centro de processamento de produtos agro-pecuários possui colector solar de 
água, com uma potência de 800 W por metro quadrado. O rendimento das 
transferências no interior do colector até à água é de cerca de 20%. Que área deverá ter 
o colector para aquecer 100 L de água de 18 ºC a 29 ºC, em 4,0 horas? 
3) A central térmica de Maluvane possui um painel solar Mon silícico que ocupa 
uma área de área 20 m
2 
e um rendimento de 10%. A energia solar que atinge o painel, 
por segundo e por unidade de área de painel, é de 1,4 kW/m
2
. Determinar a potência 
máxima que o painel fornece. 
 
4) A FUNAE pretende admitir no seu quadro pessoal recém-graduados com concentração 
em engenharias renováveis, contudo, dispõe-se de painéis fotovoltaicos que fornecem 16 
kW à estação, com um rendimento de 11%. Qual a área dos painéis, admitindo que 
recebem, por segundo, 1,4 kW/m
2 
de energia solar? 
5) A Dhocolo-comercial dispõe de 7,0 horas de sol por dia no inverno. Contudo pretende 
colocar um painel fotovoltaico cuja potência útil é de 100 W/m
2
. Determinar a área, 
necessária, do painel fotovoltaico para alimentar a serradora de carnes que consome 30 
kW h de energia por dia. 
Cadeira: FEA Curso: ER Março, 2016 2 
 
6) Um produtor de pequena escala pretende que uma bateria alimente duas lâmpadas 
de 100 W cada, durante 4 horas. A bateria é carregada durante o dia por um painel 
fotovoltaico. 
Admite que as perdas no processo de carga e descarga da bateria são 60% da energia 
útil fornecida pelo painel. 
a) Calcula a energia que é necessário a bateria fornecer durante a noite para fazer 
funcionar as lâmpadas; 
b) Quantas células fotovoltaicas são necessárias para fornecer a intensidade de corrente 
necessária para carregar a bateria? 
Admite que o painel está, em média, 5 horas exposto à luz solar e que cada célula 
tem 10 W de potência útil. 7) 
 
7. A Boch lançou recentemente no mercado um painel fotovoltaico potência máxima de 
40 W, quando o ligado a uma resistência de aquecimento de água, a intensidade da 
corrente que percorre o circuito é de 0,4 A e a diferença de potencial nos terminais do 
painel fotovoltaico é de 20 V. Calcula o rendimento do funcionamento do painel 
fotovoltaico com esta resistência. 
 
8) No Município de Vilankulo, a potência solar média por metro quadrado, 
incidindo na superfície terrestre durante um dia, é 250 W/m
2
, contudo um munícipe 
resolves instalar painéis fotovoltaicos no seu telhado, com um rendimento de 10%, e 
um consumo diário de gasta, 4,0 kW. Qual é a área dos painéis que é necessário instalar 
 
9) A Jam-Life pretende encher o reservatório com um volume de 7520 litros/ dia 
necessários para irrigar a cultura de milho. A fonte da qual a água será bombeada possui 
uma profundidade de 60,96 metros e que o pior dia de radiação solar é de 6 horas de sol 
pleno. Dimensione um sistema fotovoltaico que alimentará uma bomba que irá suprir esta 
quantidade de água. Dados: Rendimento da bomba = 25% Perda na tubulação = 5%