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(UNICAMP - 2022 - 2ª fase)

Foi inaugurada em 2021, no deserto do Atacama, no Chile, a primeira usina termossolar da América Latina. Nessa usina, a energia solar é usada para fundir uma mistura de sais em temperaturas elevadas. A energia térmica armazenada nesses sais fundidos é então usada para produzir vapor de água em alta pressão e temperatura, o qual aciona as turbinas geradoras de eletricidade. A coleta da energia solar é feita por mais de dez mil espelhos móveis (helióstatos) distribuídos sobre o terreno.

 

a) A insolação diária \(\sigma\) é a energia solar incidente por unidade de área durante 1 dia. Na área \(A = 6,0 \cdot 10^6 \ m^2\) do terreno ocupado pelos helióstatos, \(\sigma = 8,0 kWh/m^2\). Uma fração de 5% dessa energia solar incidente no terreno é convertida em energia elétrica pela usina, energia esta fornecida para o consumo durante as 24 h do dia a uma potência constante. Qual é a potência fornecida pela usina?

b) Quanto tempo leva para que uma massa m = 25000 toneladas de sal seja fundida se a potência luminosa usada para a fusão for\(P_{lumin} = 400 MW\)? O calor latente de fusão do sal é \(L_{sal} = 160 kJ/kg\). Desde o início até o final do processo, a temperatura do sal permanece constante e igual à temperatura de fusão.