Sistemas Solares Trmicos A constituio do coletor solar

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> O COLETOR SOLAR

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Qualquer corpo exposto radiao solar na superfcie terrestre recebe um fluxo energtico, ET, que o aquece. Simultaneamente esse mesmo corpo est sujeito a perdas trmicas.

ET

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O COLETOR SOLAR

As perdas trmicas podem ocorrer de trs modos:

Radiao, quando o calor se propaga para o exterior atravs da emisso de radiao a partir das superfcies;

Conduo, quando o calor se propaga para o exterior atravs do contacto de superfcies a diferentes temperaturas;

Conveco, quando o calor se propaga para o exterior atravs da deslocao de ar sobre as superfcies;

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Chegamos a um momento em que as perdas trmicas, EP, se igualam aos ganhos devidos ao fluxo energtico incidente, atingindo-se a temperatura de equilbrio. Assim, no equilbrio temos: ET = EP Se conseguirmos extrair continuamente uma parte do calor produzido mudaremos as condies do equilbrio anterior, e teremos:

ET = EU + EP

Energia Total

Energia til Energia Perdida

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Um melhor isolamento permite reduzir as perdas. Quanto menores forem as perdas, melhor ser o coletor e mais energia til se poder extrair do coletor, melhor ser o rendimento. A eficcia ou rendimento de um coletor a relao existente entre a energia captada e recebida num determinado instante

= EU / ET

Rendimento

Energia til Energia total

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Os Colectores Solares servem para converter a maior quantidade de Radiao Solar disponvel em calor e transferir este calor com o mnimo de perdas para o resto do sistema. Existem diversos tipos e designs de coletores para diferentes aplicaes com custos e performances especficos.

Coletores sem cobertura Coletores Planos Coletores Parablicos Compostos(CPC) Coletores de Tubos de Vcuo

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Estes coletores consistem apenas numa placa e so geralmente em plstico negro. Proporcionam uma boa captao Solar e representam um baixo investimento, contudo, uma vez que no possuem cobertura, revestimento e isolamento trmico, as perdas de calor so muito elevadas

O COLETOR SOLAR coletor sem Cobertura

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Cobertura Transparente

Superfcie Absorsora

Isolamento

Caixa

Coletor Plano O COLETOR SOLAR

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A utilizao de uma Cobertura Transparente sobre a superfcie absorsora permite a criao do efeito de estufa, diminuindo as perdas por radiao.

radiao solar atravessa a cobertura de vidro

radiao emitida reflectida para o interior

cobertura constitui barreira ao contacto com o escoamento exterior, diminuindo, tambm, as perdas por conveco

Coletor Plano O COLETOR SOLAR

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Cobertura Transparente:

elevada transmitncia da radiao solar

assegurar a estanquicidade gua e vento, devendo resistir presso do vento, peso do gelo e neve e a choques trmicos

pode apresentar tratamento das superfcies exterior e interior

provoca o efeito de estufa e diminui perdas por conveco

Coletor Plano O COLETOR SOLAR

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Superfcie absorsora:

elevada absortividade (>0.9) e baixa emissividade superfcies selectivas

chapa clipada chapa soldada

absorve a radiao solar e transmite-a ao fluido trmico

Ligao ao circuito de fluido trmico:

roll-bond

Coletor Plano O COLETOR SOLAR

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Isolamento trmico:

elevada resistncia trmica

l de vidro, poliuretano, etc.

comportamento deve manter-se com elevadas temperaturas e com humidade

entre a caixa e absorvedor, deve reduzir ao mnimo as perdas por conduo

Coletor Plano O COLETOR SOLAR

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Caixa:

garantir estabilidade mecnica do coletor

assegurar a estanquicidade a gua e vento

resistncia corroso

proteco dos elementos exteriores, vento, chuva

deve prever a evacuao da condensao no interior do coletor

Coletor Plano O COLETOR SOLAR

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Para reduzir as perdas trmicas existentes nos coletores planos desenvolveu-se uma tecnologia baseada na reduo da rea de absoro, em comparao com a rea de captao da radiao Solar. O modo de funcionamento destes coletores passa pela concentrao da radiao solar, na placa absorsora, atravs de um sistema duplo de absoro. Estes coletores so conhecidos por Parablicos Compostos devido configurao da superfcie reflectora em forma de parbola.

Coletor Parablico Composto O COLETOR SOLAR

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No Coletor CPC a rea de absoro constituda por duas alhetas unidas a um tubo e colocada por cima de uma superfcie reflectora. O Sol incide nas alhetas e na superfcie parablica reflectora, os raios so reflectidos e acabam por incidir na parte inferior das alhetas ou ento directamente no tubo de circulao, contribuindo dessa forma para um aumento do rendimento do Colector.

Coletor Parablico Composto O COLETOR SOLAR

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Estes consistem geralmente em tubos de vidro transparente (tubo de vcuo) cujo interior contm tubos metlicos (absorvedores). O calor captado por cada elemento transferido para o absorvedor, geralmente de cobre, que est dentro do tubo. Desta maneira, o fluido trmico aquece e, pelo vcuo, se reduzem as perdas trmicas para o exterior.

Coletor de Vcuo O COLETOR SOLAR

Tubo do Fludo Trmico

Absorvedor

Tubo de Vcuo

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No seu interior, a presso do ar muito reduzida, impedindo a troca de calor por conveco. Na fase de montagem, o ar entre o absorvedor e o tubo aspirado e assim se assegura uma hermeticidade perfeita e durvel ao longo do tempo.

Coletor de Vcuo O COLETOR SOLAR

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FONTES BIBLIOGRFICAS

http://www.aguaquentesolar.com http://www.energiasrenovaveis.com http://www.spes.pt