Sistemas de Aquecedores Solares e Modulos fotovoltaicos

SISTEMAS DE AQUECEDORES SOLARES E MÓDULO FOTOVOLTAICO GERANDO ENERGIA LIMPA

HEATING SYSTEMS AND SOLAR MODULE PHOTOVOLTAIC GENERATING CLEAN ENERGY

Fabio Augusto de Oliveira Corrêa¹; Felipe Garcia de Abreu2; Stela Mara Bordin3

1Programa de Graduação em Engenharia de Produção – 16TEPA

ETEP Faculdades – Unidade Taubaté – Taubaté/SP - Brasil

[e-mail]

2Programa de Graduação em Engenharia de Produção – 9TEPA

ETEP Faculdades – Unidade Taubaté – Taubaté/SP - Brasil

[e-mail]

3Programa de Graduação em Engenharia de Produção – 16TEPA

ETEP Faculdades – Unidade Taubaté – Taubaté/SP - Brasil

[e-mail]

Resumo

O objetivo deste documento é apresentar uma inovação tecnológica com a união de equipamentos voltados a gerar energia limpa, ou seja, a energia solar. A inovação consiste em produzir paralelamente um Sistema de Aquecedor Solar e Módulo Fotovoltaico. A proposta é elaborada através do processo de fabricação, pois ambos possuem o processo semelhante. Embora semelhantes, as características são diferentes. O Sistema de Aquecedor Solar é utilizado para aquecimento apenas de água e o Módulo Fotovoltaico, gera energia elétrica em forma de corrente continua ou alternada. Também, apresenta o fito para geração de energia alternativa, o que hoje no Brasil, esta sendo necessário devido à crise de energia elétrica que o país enfrenta. Visto que a localização geográfica do país é favorável quanto à emissão de luz solar e ambos os Sistemas trabalham dependendo dessa radiação, torna-se adequado a posição estratégica adotada para que aproveitemos de forma plena o que o Planeta nos fornece em termos de sustentabilidade.

Palavras-chave: fotovoltaica, energia, solar, inovação.

Abstract

The purpose of this document is to present a technological innovation with the union of equipment designed to generate clean energy, namely solar energy. Innovation is to produce parallel a Solar Heater System and Photovoltaic Module. The proposal is prepared by the manufacturing process as they both have the similar process. Although similar, the features are different. Solar heating system is used only for heating water and the photovoltaic module generates electric current continuously or alternating. Also presents the idea for alternative energy generation, which in Brazil today, this is necessary because of the energy crisis facing the country. Since the geographical location of the country is favorable as the issue of sunlight and both systems work depending on this radiation, it is appropriate to the strategic position adopted to take advantage of the full form that the planet provides us in terms of sustainability.

Key-words: photovoltaic, power, solar, innovation.

1. Introdução

Devido ao esgotamento de energias não renováveis, o interesse da sociedade para novas formas de gerar energia despertou. Hoje, o Brasil demonstra ter um mercado ideal para o desenvolvimento de energia solar, pois as fontes de geração de energia elétrica estão escassas. Deste modo, é necessário um meio alternativo e limpo de geração de energia. A inovação tecnológica da junção de Sistema de Aquecedor Solar com Módulos Fotovoltaicos é analisar essa condição com um retorno de 140% de economia. Embora ambos derivem sua fonte de funcionamento do Sol, estes apresentam características diferentes e importantes. Enquanto o Aquecedor Solar armazena água quente para chuveiros, torneiras e piscinas, o Módulo Fotovoltaico transforma a energia solar em elétrica para toda residência, condomínio, universidade, empresa, etc.

Há grandes vantagens em escolher a energia solar como a fonte da energia elétrica. Visto que o sol é uma fonte inesgotável, sua matéria prima é a luz e a radiação emitida pelo mesmo, seu nível de poluição é insignificante em termos químicos, térmicos e acústicos. Ao considerar esses fatos, o trabalho expõe a proposta de adaptação de ambos os sistemas para geração de energia elétrica totalmente limpa. Esse plano de desenvolvimento visa o conceito de combinação, focando uma inovação de produto e processo considerando mudanças organizacionais dentro de uma empresa que adapte a proposta oferecida.

1. Energia solar

A energia solar é uma solução ideal para energia abundante e permanente, especialmente no Brasil onde os índices de insolação são bons. De acordo com a CRESESB em 2006, “o sol fornece anualmente..., 1,5 x 1018 kWh de energia. Correspondendo a 10000 vezes o consumo mundial de energia neste período”.

O sol pode gerar eletricidade diretamente da luz, utilizando um material semicondutor, o qual trabalha com a liberação de elétrons que contém partículas de carga negativa (essencial para a realização desse processo). Para realizar a conversão da radiação direta em energia térmica, a mesma deve ser captada através de uma superfície de captação e refletida para tubos absorvedores e transferida ao fluido e ao ar atmosférico por convecção e por radiação. Esse é o processo que um coletor solar ou uma placa fotovoltaica pode realizar.

1. Aplicações para energia solar

Utiliza-se a energia solar basicamente com duas aplicações, segundo Junior et al. 2012:

1. Fototérmica: explora-se a capacidade de determinado corpo para o armazenamento de calor, a partir do momento que o mesmo recebe incidência da radiação solar. Utilizam-se coletores solares para o aquecimento ou resfriamento de determinado material ou ambiente;
2. Fotovoltaica: A transformação de radiação solar em energia elétrica, através da excitação de elétrons de alguns materiais na presença da luz solar. São a partir do efeito fotovoltaico que são projetados e desenvolvidos os painéis solares.

1. Sistema Aquecedor Solar

A conversão da radiação solar direta em energia térmica passa por dois estágios, onde  primeiro a radiação solar é captada através de uma superfície e refletida para o tubo absorvedor. No segundo, a radiação absorvida pelo tubo é transferida ao fluido e ao ar atmosférico por convecção e por radiação (TEIXEIRA et al., 2011).

Segundo a (TEMPERSOL, 2015), o aquecedor solar armazena água aquecida pelo sol para chuveiros, torneiras e piscinas. É composto por coletores solares (placas), onde, por meio dos raios solares, ocorre o aquecimento da água através de tubos de inox ou de cobre e um reservatório térmico (boiler) que armazena a água aquecida para uso posterior, ilustrada na Figura 1.