EFICIÊNCIA DE COLETOR TERMOSSOLAR TIPO CONCENTRADOR FIXO PARA AQUECIMENTO DE ÁGUA EM RESIDENCIAS

Resumo

Coletor solar é um tipo especial de trocador de calor que transforma energia radiante do sol em calor, que é transferido para o fluido de trabalho.O sistema básico de aquecimento de água por energia solar é composta pelos coletores solares (placas) e reservatório térmico (Boiler). A função das placas coletoras é a absorção da radiação solar, o calor captado pelas placas é transferido para a água que circula no interior de suas tubulações, preferencialmente de material de alta condutividade.A circulação da água no reservatório se divide em duas: convencionais ou forçadas. Na primeira, é quando o coletor está em um nível acima, fazendo assim a água circular entre os coletores e o reservatório térmico. Nesse sistema, a água dos coletores fica mais quente, consequentemente menos densa que a água do reservatório. Assim, a água fria pressiona a água quente gerando a circulação. Na segunda classificação, a circulação fechada, não há uma diferença de pressão necessária para fazer a circulação natural, assim usa-se motores bomba. A utilização deste geralmente é em piscinas ou em sistemas de grandes volumes (WOLFGANG P, 2002). Desta forma, o objetivo deste projeto é a construção de um coletor solar, previamente selecionado, neste caso o concentrador fixo, a fim de validar a eficiência do protótipo, com base nos cálculos e medições empíricas. O projeto foi desenvolvido na disciplina de Energia Solar I, as medições foram realizadas na Universidade Federal do Pampa, campus Bagé, com Latitude 31°1953 Sul, Longitude 54°0625 Oeste e Altitude de 212 metros. O sistema é composto por um reservatório de 20 litros, e por um coletor concentrador fixo de 0,5m2. O coletor possui inclinação em relação à horizontal de podendo ser ajustado até 45°.A coleta de dados teve início as 10 horas no dia 5 de setembro de 2016 e término as 14 horas no mesmo dia. Com o auxilio de uma placa fotovoltaica para medir a irradiação do dia faz-se os cálculos para estimar o que deveria coletar e o que de fatos coletamos. Com está razão calculamos a eficiência. Conseguimos elevar a temperatura média da água em 31,2°C sem ultilizar energia elétrica, apenas energia solar com um rendimento de 20,08%. Conclui-se, que o concentrador fixo quando comparado ao coletor plano (mais usado atualmente) ele atinge temperaturas maiores. Para ocorrer esse aumento de temperatura, basicamente se diminui a área das perdas, um pequeno absorvedor irá ter uma perda menor quando comparado ao coletor plano com o absorvedor na mesma temperatura. Este aquecedor passa da temperatura ideal para um banho que é de 36°C a 45°C, sendo necessário ser instalado em paralelo com uma fonte de água fria para chegar na temperatura ideal. Com a implantação de aquecedores termo solares em residências, pode diminuir consideravelmente o consumo de energia elétrica, pois o grande vilão de consumo de energia elétrica nas residências é o chuveiro elétrico e é uma boa alternativa com um custo de implantação relativamente barato que tem retorno em aproximadamente 3 anos de uso.