Questão de Engenharia Elétrica · FGV TRF1 2024 (nº 62)

Para dimensionar um sistema fotovoltaico, precisamos garantir que a combinação de painéis forneça a tensão e a corrente necessárias para a carga, pois a potência é o produto de ambas ($P = V \times I$).

• (A) Incorreta: Com 4 painéis, podemos formar duas séries de dois painéis (20V, 2A cada série). Conectando essas duas séries em paralelo, teríamos 20V e 4A (2A + 2A), resultando em 80W, o que é insuficiente para a carga de 100W.
• (B) Incorreta: Esta é a armadilha da banca. Se você simplesmente dividir a potência total necessária (100W) pela potência de um painel (10V * 2A = 20W), você obterá 5 painéis. No entanto, essa abordagem ignora a necessidade de casar a tensão e a corrente. Com 5 painéis, não é possível obter 20V e 5A simultaneamente. Por exemplo, se fizermos duas séries de dois painéis (total de 4 painéis), teríamos 20V e 4A (80W). O quinto painel não poderia ser adicionado de forma a manter os 20V e aumentar a corrente para 5A.
• (C) Correta: Primeiro, calculamos a corrente que a carga necessita: $I_{carga} = P_{carga} / V_{carga} = 100 \text{ W} / 20 \text{ V} = 5 \text{ A}$.
  1. Para atingir a tensão de 20V, como cada painel tem 10V, precisamos conectar $20 \text{ V} / 10 \text{ V/painel} = 2$ painéis em série. Uma "string" (série de painéis) terá 20V e 2A.
  2. Para atingir a corrente de 5A, como cada string fornece 2A, precisamos conectar $5 \text{ A} / 2 \text{ A/string} = 2,5$ strings em paralelo. Como não podemos ter meia string, arredondamos para cima, precisando de 3 strings.
  3. O número total de painéis é o número de painéis por string multiplicado pelo número de strings: $2 \text{ painéis/string} \times 3 \text{ strings} = 6$ painéis.
• (D) Incorreta: Sete painéis seriam mais do que o mínimo necessário (6 painéis), resultando em um custo e complexidade maiores sem necessidade.
• (E) Incorreta: Oito painéis também seriam mais do que o mínimo necessário, e embora o técnico tenha 8 painéis disponíveis, a pergunta pede a quantidade mínima.