Como este item é corrigido. Os 10 pontos são atribuídos por níveis de desempenho, contando os espaços certos: as três opções corretas valem 10 pontos (nível 3), apenas duas valem 7 (nível 2), apenas uma vale 4 (nível 1). Nenhuma certa vale zero. Não há desconto por errar: responde aos três espaços.
O ponto de partida. O painel fotovoltaico converte a energia da radiação que chega à sua superfície em energia elétrica. A potência que fornece é, por isso, tanto maior quanto maior for a potência da radiação que ele recebe e consegue aproveitar. Os três espaços mexem, cada um, numa coisa diferente dessa potência recebida: a inclinação dos raios, a composição da luz e a área que a apanha. Para cada um, pergunta-te: chega mais, menos ou a mesma energia por segundo ao painel?
a) — o ângulo para a potência máxima
Imagina um feixe de luz de secção fixa. Se os raios chegam perpendiculares à superfície do painel, o feixe todo cai sobre ela e concentra-se na menor área possível: cada metro quadrado do painel recebe o máximo de radiação. À medida que o painel se inclina em relação aos raios, a mesma luz espalha-se por uma área maior (e parte dela passa ao lado), e cada metro quadrado recebe menos.
Raios perpendiculares à superfície fazem um ângulo de 0∘ com a normal — a normal é, ela própria, a perpendicular à superfície. Cuidado com a palavra: o ângulo é medido em relação à normal, e não em relação à superfície.
No extremo oposto, 90∘ com a normal são raios rasantes, paralelos à superfície: praticamente nenhuma radiação incide no painel. E 45∘ é um caso intermédio — alguma potência, mas não a máxima.
a) → 3 (0∘).
b) — o filtro vermelho
Um filtro vermelho deixa passar a componente vermelha da luz e absorve as outras (o amarelo, o verde, o azul, …). Não acrescenta energia nenhuma: tira. Como o enunciado diz que o painel é sensível a toda a radiação visível, todas essas componentes contribuíam para a potência que ele fornecia. Com o filtro, chega-lhe só a parte vermelha, isto é, menos potência de radiação — e o painel fornece menos potência.
«Mantém-se» seria verdade só se o painel apenas aproveitasse o vermelho (e o enunciado diz o contrário); «aumenta» é impossível, porque um filtro só retira radiação.
b) → 1 (diminui).
c) — duplicar a área
A irradiância é a potência da radiação que chega a uma superfície por unidade de área. Com a mesma lâmpada, à mesma distância e com a mesma orientação, a irradiância não muda. A potência recebida pelo painel é essa irradiância vezes a área:
Precebida=Er×ADuplicando A, a potência recebida duplica, e o painel — com o mesmo rendimento — fornece mais potência.
c) → 2 (aumenta).
Resposta: a) — 3; b) — 1; c) — 2.
onde se perdem pontos
- Medir o ângulo em relação à superfície e não à normal. Quem pensa «os raios devem fazer 90∘ com o painel» tem a ideia certa mas escolhe a opção errada no espaço a): o enunciado fala no ângulo com a normal.
- Achar que o vermelho «carrega mais energia». A radiação vermelha é a de menor energia do visível; e, seja como for, um filtro só retira radiação, não junta.
- Confundir irradiância com potência. Ao duplicar a área, a irradiância mantém-se (é por unidade de área), mas a potência aumenta. Quem responde «mantém-se» no espaço c) está a responder sobre a irradiância.
- Deixar espaços em branco. Cada espaço certo sobe de nível: uma certa já vale 4 pontos.
- Não indicar a versão da prova. A chave da Versão 2 é diferente; sem versão inequívoca, os itens de seleção valem zero.
a regra a fixar
A potência fornecida por um painel acompanha a potência da radiação que ele recebe: é máxima com os raios ao longo da normal (ângulo de 0∘), diminui quando se retira parte da radiação que ele aproveita (filtros), e é proporcional à área para a mesma irradiância.