Questão 93 do ENEM 2022 — Ciências da Natureza

Para resolver essa questão, precisamos descobrir qual é a área total de painéis solares necessária para gerar a potência elétrica informada no enunciado.

Primeiro, vamos organizar os dados que a questão nos fornece e padronizar as unidades:

• A potência total instalada (potência útil que o parque gera) é $P = 150 \text{ MW}$. Como o prefixo "Mega" ($\text{M}$) significa $10^6$ (ou $1\,000\,000$), temos $P = 150 \times 10^6 \text{ W}$.
• A irradiância solar média, que é a quantidade de energia solar que chega por segundo em cada metro quadrado, é $I = 1\,500 \text{ W/m}^2$.
• A eficiência dos painéis é de $\eta = 20\%$, o que significa que apenas $20\%$ (ou $0,20$) da energia solar que atinge os painéis é de fato convertida em energia elétrica útil.

A potência elétrica gerada por um painel solar depende da irradiância que ele recebe, da sua área e da sua eficiência. Podemos escrever essa relação da seguinte forma: $P = \eta \cdot I \cdot A$

Onde:

• $P$ é a potência elétrica gerada;
• $\eta$ é a eficiência de conversão;
• $I$ é a irradiância solar;
• $A$ é a área total dos painéis.

Substituindo os valores que organizamos na fórmula, temos: $150 \times 10^6 = 0,20 \cdot 1\,500 \cdot A$

Podemos simplificar o lado direito da equação calculando quanto de potência elétrica é gerada por cada metro quadrado de painel: $0,20 \cdot 1\,500 = 300 \text{ W/m}^2$

Isso significa que cada metro quadrado de painel consegue gerar $300 \text{ W}$ de potência útil. Agora, substituímos esse valor de volta na equação: $150 \times 10^6 = 300 \cdot A$

Isolando a área $A$: $A = \frac{150 \times 10^6}{300}$

Para facilitar a conta, podemos reescrever $150 \times 10^6$ como $150\,000\,000$: $A = \frac{150\,000\,000}{300}$

Cortando dois zeros do numerador e do denominador: $A = \frac{1\,500\,000}{3}$ $A = 500\,000 \text{ m}^2$

Portanto, a área total dos painéis solares que compõem o parque é de $500\,000 \text{ m}^2$, o que nos leva à alternativa correta.