Questão do ENEM 2021

Ciências da Natureza · habilidade 23Reaplicação · Caderno Azul · Questão 125

O Brasil possui um nível de irradiação solar tão alto que mesmo no local menos ensolarado do país é possível gerar mais eletricidade solar que no local mais ensolarado da Alemanha, que investe muito no desenvolvimento e implantação de plantas fotovoltaicas.

No ano de 2013, a quantidade de energia elétrica gerada em toda a Alemanha a partir de células solares, cuja eficiência média é de 15%, somou 30 000 GWh em uma área estimada de 170 $\mathrm{km^2}$ . Por sua vez, no chamado cinturão solar brasileiro, a irradiação chega a atingir 2 200 $\mathrm{kWh/m^2}$ anuais. Uma alternativa de geração de energia elétrica nessa região é a instalação de células solares como as da Alemanha, que podem abastecer milhões de residências. No Brasil, nos últimos anos, o consumo médio residencial foi da ordem de 2 000 kWh anuais.

PIERRO, B. Para aproveitar o sol. Pesquisa Fapesp, n. 258, ago. 2017 (adaptado).

O número de residências, em milhões, que poderiam ser abastecidas caso fossem instalados, no cinturão solar brasileiro, painéis solares com área e eficiência equivalentes aos utilizados na Alemanha é mais próximo de:

Alternativa A: 2,3
Justificativa
Esta alternativa está errada. Com 2,3 milhões de residências, a energia necessária seria $2{,}3 \cdot 10^6 \cdot 2\,000 \approx 4{,}6$ TWh, muito menor que os cerca de 56 TWh que painéis com a área e a eficiência da Alemanha gerariam sob a irradiação do cinturão solar.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.
Alternativa B: 15
Justificativa
Esta alternativa está errada. O valor vem de dividir os 30 000 GWh gerados na Alemanha pelo consumo de 2 000 kWh por residência, o que dá 15 milhões. Essa conta ignora que a irradiação no cinturão solar brasileiro, 2 200 kWh/m² por ano, é bem maior que a alemã.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.
Alternativa C: 28 gabarito
Justificativa
Esta alternativa está correta. A área é a da Alemanha, 170 km², isto é, $1{,}7 \cdot 10^8\ \mathrm{m^2}$ . A energia solar incidente por ano é $2\,200 \cdot 1{,}7 \cdot 10^8 = 3{,}74 \cdot 10^{11}$ kWh. Com eficiência de 15%, são $0{,}15 \cdot 3{,}74 \cdot 10^{11} \approx 5{,}6 \cdot 10^{10}$ kWh elétricos. Dividindo pelo consumo de 2 000 kWh por residência, $\frac{5{,}6 \cdot 10^{10}}{2\,000} \approx 2{,}8 \cdot 10^7$ , ou 28 milhões.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.
Alternativa D: 56,1
Justificativa
Esta alternativa está errada. O valor é o dobro do correto e equivale a usar um consumo de 1 000 kWh por residência, em vez dos 2 000 kWh anuais informados. Com os dados do enunciado, a energia gerada abastece metade desse número de casas.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.
Alternativa E: 187
Justificativa
Esta alternativa está errada. O valor $\frac{3{,}74 \cdot 10^{11}}{2\,000} \approx 187$ milhões resulta de ignorar a eficiência de 15%, tratando toda a energia solar incidente como eletricidade. Apenas 15% dela é aproveitada.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

Comentários do professor

Ainda sem comentário cadastrado.

Comentários de alunos

Entre com uma conta matriculada em turma para ver e postar comentários.

Fonte e auditoria

Código INEP: 111669
Código da prova: 989
Arquivo do PDF: ENEM_2021_P2_CAD_07_DIA_2_AZUL.pdf