Conceitos de Energia Solar Fotovoltaica

Prévia do material em texto

Usuário ANA PAULA DANTAS FONTES 
Curso POS1259 ENERGIA SOLAR PG0552-212-5 - 202122.ead-18879.01 
Teste Teste Final (N2) 
Iniciado 29/09/21 17:28 
Enviado 29/09/21 17:32 
Status Completada 
Resultado da tentativa 6 em 10 pontos 
Tempo decorrido 4 minutos 
Resultados exibidos Respostas enviadas, Respostas corretas, Comentários 
 Pergunta 1 
0 em 1 pontos 
 Duas cidades, A e B, localizadas no hemisfério sul, ao nível do mar, possuem 
diferentes latitudes, mas a mesma longitude. Em ambas as cidades foi 
instalado o mesmo sistema de geração solar, com um ângulo de inclinação β 
sendo igual à latitude local. Na cidade A foi registrada uma massa de ar 
AM=1,5 e na cidade B foi registrada uma massa de ar AM=1,9. As condições 
atmosféricas em ambas as cidades são idênticas. 
 
Considerando a informação apresentada e o conteúdo estudado sobre a 
massa de ar AM, analise as afirmativas a seguir: 
 
I. A cidade B é mais austral do que a cidade A. 
II. A cidade A é mais austral do que a cidade B. 
III. A elevação solar na cidade A é maior do que na cidade B. 
IV. A elevação solar na cidade B é maior do que na cidade A. 
 
Está correto o que se afirma em: 
 
Resposta Selecionada: 
I, II, III e IV. 
Resposta Correta: 
I e III, apenas. 
Comentário 
da resposta: Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois a 
espessura da camada atmosférica que a radiação solar deve 
atravessar antes de atingir a superfície da Terra cresce à 
medida que o local se afasta da linha do equador. Uma massa 
de ar maior indica que a distância da linha do Equador até a 
latitude indicada é maior, portanto, a cidade B é mais austral 
(fica mais ao sul) do que a cidade A. A partir da equação de 
massa de ar , fica claro que o ângulo zenital é menor 
na cidade A do que na cidade B, logo, a elevação solar α na 
cidade A é maior. 
 
 
 Pergunta 2 
0 em 1 pontos 
 Como resultado da inclinação do eixo de rotação da Terra em relação ao 
plano da elipse de translação e em função do próprio movimento de 
translação do planeta, existem dois momentos a cada ano, durante os quais 
o dia e a noite têm a mesma duração em ambos os hemisférios. Esses 
 
momentos são denominados equinócios. 
 
Ao respeito dos equinócios, analise as afirmativas a seguir e assinale V para 
a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). 
 
I. ( ) No hemisfério sul, o equinócio de primavera ocorre no mês de setembro 
e o equinócio de outono ocorre no mês de março. 
II. ( ) No hemisfério sul, o equinócio de primavera ocorre no mês de março e 
o equinócio de outono ocorre no mês de setembro. 
III. ( ) No hemisfério norte, o equinócio de primavera ocorre no mês de 
setembro e o equinócio de outono ocorre no mês de março. 
IV. ( ) No hemisfério norte, o equinócio de primavera ocorre no mês de 
março e o equinócio de outono ocorre no mês de setembro. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
Resposta Selecionada: 
V, V, V, V. 
Resposta Correta: 
V, F, F, V. 
Comentário 
da resposta: Sua resposta está incorreta. A sequência está incorreta, pois 
em alguns momentos específicos do ano (21 de março e 21 de 
setembro), denominados equinócios, ambos os hemisférios 
recebem a mesma quantidade de radiação solar; isto é, o plano 
do equador forma um ângulo nulo em relação aos raios 
incidentes (δ=0) e a “duração” do dia é a mesma em ambos os 
hemisférios. Enquanto no hemisfério sul inicia a primavera (21 
de setembro), no hemisfério norte inicia o outono. Enquanto no 
hemisfério sul inicia o outono (21 de março), no hemisfério 
norte inicia a primavera. 
 
 
 Pergunta 3 
1 em 1 pontos 
 Os dispositivos fotovoltaicos (células, módulos e painéis) podem ser 
associados eletricamente em série e/ou paralelo, de forma a se obter os 
níveis de corrente e tensão requeridos pela carga. A denominação de um 
arranjo fotovoltaico muda em função dos elementos associados. 
 
Considerando a informação apresentada e o conteúdo estudado sobre 
sistemas fotovoltaicos, analise os itens a seguir: 
 
I. Um conjunto de células solares forma um módulo. 
II. Um conjunto de painéis solares forma um módulo. 
III. Um conjunto de módulos solares forma um painel. 
IV. Um conjunto de módulos solares forma uma célula. 
 
Está correto o que se afirma em: 
 
Resposta Selecionada: 
I e III, apenas. 
Resposta Correta: 
I e III, apenas. 
Comentário 
da resposta: Resposta correta. A alternativa está correta, pois na associação 
de elementos fotovoltaicos, visando incrementar a potência 
elétrica entregue, assim como controlar os valores de corrente 
e tensão, temos que: várias células agrupadas formam um 
módulo fotovoltaico e, por sua vez, vários módulos formam um 
painel. Alguns autores também chamam o painel de string e 
propõem ainda uma nova categoria: vários painéis (ou strings) 
formam um sistema. 
 
 Pergunta 4 
1 em 1 pontos 
 Um módulo solar fotovoltaico é instalado na cidade de Santa Vitória do 
Palmar (RS), nas coordenadas 33°00'00.0"S 53°00'00.0"W. O módulo é 
orientado para o norte, sua inclinação é fixada em β=33° e seu ângulo 
azimutal de superfície é 𝛾=0. A irradiação diária no plano inclinado é de 4,72 
kWh/m 2 
(média anual). 
 
A partir da informação apresentada e do conteúdo estudado, é possível 
concluir que: 
 
Resposta 
Selecionada: 
 
O ângulo de incidência da radiação solar sobre a superfície 
(𝛳) é variável. 
Resposta Correta: 
O ângulo de incidência da radiação solar sobre a superfície 
(𝛳) é variável. 
Comentário 
da resposta: Resposta correta. A alternativa está correta, pois a potência 
gerada por qualquer usina solar varia o tempo todo, uma vez 
que a irradiância muda em função da hora do dia, pois o 
ângulo de incidência da radiação solar sobre a superfície (𝛳) 
varia em função do movimento relativo entre a Terra e o Sol. 
 
 
 Pergunta 5 
1 em 1 pontos 
 O sombreamento que age sobre um gerador solar deve ser avaliado antes da 
sua instalação, uma vez que pode vir a inviabilizar o projeto. O cenário crítico 
ocorre durante o solstício de inverno, momento no qual a declinação do 
planeta projeta as sombras de maneira especialmente acentuada. 
 
A partir da informação apresentada e do conteúdo estudado, é possível 
afirmar que: 
 
Resposta 
Selecionada: O prolongamento da sombra durante o inverno é uma 
consequência direta da diminuição da elevação solar α. 
Resposta 
Correta: 
 
O prolongamento da sombra durante o inverno é uma 
consequência direta da diminuição da elevação solar α. 
Comentário 
da resposta: Resposta correta. A alternativa está correta, pois durante o 
inverno a elevação solar α é particularmente baixa, uma vez 
que a declinação do planeta δ é máxima. Note que na equação 
de espaçamento ( ) esse comportamento faz com que o 
numerador tenha uma pequena diminuição, mas, ao mesmo 
tempo, induz a uma queda significativa no denominador (atinge 
o mínimo valor possível), logo o valor da divisão que descreve o 
espaçamento atinge o máximo valor. Em outras palavras, a 
sombra projetada pelo módulo é mais longa porque a fonte de 
luz (o sol) se afasta o máximo possível do zênite. 
 
 Pergunta 6 
0 em 1 pontos 
 Um parâmetro de vital importância no estudo de geradores solares é o 
número de horas de sol pleno (HSP). As HSPs correspondem à hipotética 
quantidade de horas de Sol que garantem uma irradiância constante de 
1.000 W/m 2 em um dado local, durante um período específico. Considere 
que em um dia específico do ano, na cidade fictícia de City ABC, foi 
registrada uma irradiação de 5 kWh/m 2 . 
 
A partir da informação apresentada e do conteúdo estudado, assinale a 
alternativa que descreve a o comportamento da duração do dia em City ABC: 
 
Resposta 
Selecionada: 
 
O dia durou menos do que cinco horas, mas “juntando” toda a 
energia irradiada teríamos um dia de cinco horas com 
irradiância constante de 1.000 W/m 2. 
Resposta 
Correta: 
 
O dia durou mais do que cinco horas, mas “juntando” toda a 
energiairradiada, teríamos um dia de cinco horas com 
irradiância constante de 1.000 W/m2. 
Comentário 
da resposta: Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois 
com base na irradiação registrada e usando a equação de 
horas de sol pleno ( ), é possível afirmar que nesse dia 
específico houve cinco horas de sol pleno. A partir da 
informação disponibilizada não é possível estabelecer quantas 
horas de sol houve exatamente (certamente mais do que cinco) 
 
nem a estação do ano. O dia durou mais de cinco horas, mas a 
irradiação equivale a cinco horas de sol pleno. Dado que é 
impossível atingir valores de irradiância natural constante de 
1.000W/m 2 (ou maiores), é possível concluir que houve mais do 
que cinco horas de sol que permitiram alcançar a irradiação 
declarada. 
 
 Pergunta 7 
0 em 1 pontos 
 A radiação solar pode ser utilizada para produzir calor útil por meio de 
coletores solares. Essa tecnologia consegue atender satisfatoriamente a 
demanda térmica de pequenos, médios e grandes consumidores. Dois tipos 
de coletores solares são amplamente comercializados: coletores de placas 
planas e coletores concentradores. 
 
A partir da informação apresentada e do conteúdo estudado, analise as 
asserções a seguir e a relação proposta entre elas. 
 
I. Os coletores de placas planas concentram a radiação solar para elevar a 
temperatura de um fluido de trabalho. 
Pois: 
II. Os coletores de placas planas são coletores de alto rendimento, pouco 
sensíveis à variação da temperatura ambiente. 
 
A seguir, assinale a alternativa correta: 
 
 
Resposta 
Selecionada: 
 
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a asserção II é 
uma proposição falsa. 
Resposta Correta: 
As asserções I e II são proposições falsas. 
Comentário 
da resposta: Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois os 
coletores de placas planas são trocadores de calor de baixo 
rendimento que usam a radiação solar para aquecer um fluido 
de trabalho a temperaturas moderadas, próximas dos 100 °C, 
não dispõem de sistema concentrador e são especialmente 
sensíveis à variação da temperatura ambiente, uma vez que 
seu coeficiente de perdas é elevado. 
 
 
 Pergunta 8 
1 em 1 pontos 
 Uma célula fotovoltaica é basicamente um semicondutor fotossensível, isto é, 
um material que gera pares elétrons-lacuna, quando submetidos a uma 
ionização por impacto. A fonte dos fótons que impactam e induzem a 
ionização em um dispositivo fotovoltaico é justamente o sol. 
 
 
A partir da informação apresentada e do conteúdo estudado, assinale a 
alternativa que descreve a resposta de uma célula fotovoltaica à ionização 
por impacto de fótons: 
Resposta Selecionada: 
O aparecimento de uma corrente elétrica. 
Resposta Correta: 
O aparecimento de uma corrente elétrica. 
Comentário 
da resposta: Resposta correta. A alternativa está correta, pois a ionização 
por impacto em uma célula fotovoltaica é o fenômeno 
responsável pelo surgimento da corrente elétrica, isto é, da 
energia elétrica. Graças à ionização do material semicondutor, 
são criados pares elétron-lacuna que ultrapassam a barreira de 
potencial do material e dessa forma promovem a circulação de 
cargas (eletricidade). 
 
 
 Pergunta 9 
1 em 1 pontos 
 Leia o trecho a seguir: 
“O Sol tem uma temperatura efetiva de corpo negro de 5.777 K. A 
temperatura na região central interior é estimada entre 8×10 6 K e 40×10 6 
K e sua massa específica é de aproximadamente 100 vezes a massa 
específica da água. O Sol é, de fato, um reator de fusão contínua.” 
DUFFIE, J. A.; BECKMAN, W. A. Solar engineering of thermal 
processes, photovoltaics and wind . 5. ed. Hoboken: Wiley, 2020. p. 3. 
 
A partir do excerto apresentado e do conteúdo estudado, assinale a 
alternativa que descreve a natureza do Sol: 
 
Resposta 
Selecionada: 
 
O Sol é uma esfera de matéria gasosa intensamente quente, 
com um diâmetro de 1,39x10 9 m e está, em média, a 
1,5x10 11 m de distância da Terra. 
Resposta 
Correta: 
 
O Sol é uma esfera de matéria gasosa intensamente quente, 
com um diâmetro de 1,39x109 m e está, em média, a 
1,5x1011 m de distância da Terra. 
Comentário 
da resposta: Resposta correta. A alternativa está correta, pois o Sol é 
composto de matéria não radioativa em fase gasosa, não sólida 
ou líquida. Sua temperatura é muito elevada, da ordem de 
5.500 °C, seu diâmetro se estima em 1,39x10 9 m e a distância 
média até a terra é da ordem de 1,5x10 11 m. Geometricamente, 
o Sol se assemelha a uma esfera. 
 
 
 Pergunta 10 
1 em 1 pontos 
 Radiação solar é a denominação da energia originada no Sol e transferida na 
forma de radiação eletromagnética. A radiação solar que atinge a superfície 
da Terra pode ser quantificada em termos de potência incidente por unidade 
de área ou em termos de energia incidente por unidade de área. 
 
Considerando a informação apresentada e o conteúdo estudado sobre a 
quantificação da radiação solar, analise as afirmativas a seguir: 
 
I. A irradiância define a radiação solar em termos de energia por unidade de 
área e sua unidade de medida é o Wh/m 2 . 
II. A irradiação descreve a radiação solar em termos de potência por unidade 
de área e sua unidade medida é o W/m 2 . 
III. A irradiância descreve a radiação solar em termos de potência por 
unidade de área e sua unidade medida é o W/m 2 . 
IV. A irradiação define a radiação solar em termos de energia por unidade de 
área e sua unidade de medida é o Wh/m 2 . 
 
Está correto o que se afirma em: 
 
Resposta Selecionada: 
III e IV, apenas. 
Resposta Correta: 
III e IV, apenas. 
Comentário 
da resposta: Resposta correta. A alternativa está correta, pois a radiação 
solar que atinge a superfície da Terra pode ser quantificada em 
termos de potência por unidade de área, isto é, de irradiância e 
sua unidade medida é W/m 2. Já a quantidade de energia 
registrada por unidade de área, ou seja, a integral da 
irradiância no tempo, é denominada irradiação e é medida em 
Wh/m 2. 
 
 
Quarta-feira, 29 de Setembro de 2021 17h33min53s BRT