Uma das formas de se obter energia elétrica é usar uma lente convergente circular para concentrar os raios de sol em um único ponto, aquecendo um dispositivo localizado nesse ponto a uma temperatura elevada. Com a transformação da energia luminosa em energia térmica, pode ser criado vapor-d’água que moverá uma turbina e gerará energia elétrica. Para projetar um sistema de geração de energia elétrica, a fim de alimentar um chuveiro elétrico de 2 000 W de potência, sabe-se que, neste local, a energia recebida do Sol é 1 000 W/m² . Esse sistema apresenta taxa de eficiência de conversão em energia elétrica de 50% da energia solar incidente. Considere √π = 1,8 Qual deve ser, em metro, o raio da lente para que esse sistema satisfaça aos requisitos do projeto?
A) 0,28
B) 0,32
C) 0,40
D) 0,80
E) 1,11
Solução
É preciso dimensionar uma lente com raio grande o suficiente para gerar 2 000 W de potência útil Pútil
A eficiência desse sistema é de 50%, isso quer dizer que a potência P a ser captada pela lente deve ser
Isso quer dizer que é preciso captar 4 000 W de potência na lente para que se alimente o chuveiro com 2 000 W. O enunciado afirma que o Sol fornece 1 000 W por 1 m2. Assim, 4000 W são 4m².
A área de um círculo pode ser calculada como:
Alternativa E
