FUVEST 2021: Painéis solares fotovoltaicos têm sido cada vez mais usados em instalações elétricas domésticas e industriais

FUVEST 2021: Painéis solares fotovoltaicos têm sido cada vez mais usados em instalações elétricas domésticas e industriais. Considere um painel solar conectado a um resistor variável de resistência Rv.

Ajustando-se o valor de Rv, são medidas a corrente e a ddp entre os terminais do resistor e é obtida a curva mostrada na figura 1.

Com base nos dados do gráfico:

a) Calcule a resistência Rv quando a ddp é de 6 V.

b) Em quais dos pontos marcados (1, 2 ou 3) a potência fornecida ao resistor é maior? Justifique sua resposta. Um parâmetro importante para o funcionamento de painéis solares é a irradiância da luz solar (medida em W/m²), que corresponde ao fluxo de energia por unidade de área perpendicular à direção do fluxo. A irradiância depende de vários fatores, tais como as condições atmosféricas e a latitude do local. Em um dado local e horário, a direção da luz solar (linhas vermelhas na figura 2) faz um ângulo de 30° com a direção perpendicular ao solo. A figura 2 mostra duas situações para um painel solar nessa localidade: (I) o painel está inclinado em 30° em relação ao solo e (II) o painel está paralelo ao solo.

c) Considerando que a irradiância é a mesma nas duas situações e que, na situação (I), a energia por unidade de tempo coletada no painel solar é P1, calcule P2, que é a energia por unidade de tempo coletada na situação (II).