Calculo 3

Aquecedor solar: utilização e vantagens.

aquecedor-evacuado-de-fluxo-pComo mais uma forma alternativa de geração de energia, os aquecedores solares vem ganhando espaço no mercado e na casa das pessoas. Prova disso é o aumento no na arrecadação da indústria de energia solar: em 2009, o faturamento global chegou a 38 bilhões de dólares. Se antes, essa forma de captação energética era empregada apenas em grandes construções, hoje a evolução é tanta que há até projetos de moradia popular que incluem aquecedores solares nas residências.Conheça a seguir o funcionamento, as vantagens e variações desses aparelhos.

O conceito de energia solar

Proveniente do Sol, a energia solar é captada por meio de painéis solares, formados por células fotovoltaicas, e transformada em energia elétrica ou mecânica. A energia solar é utilizada, também e principalmente, para o aquecimento de água.Entre suas principais características positivas, destaca-se o fato de ser uma forma de energia renovável, inesgotável e limpa, não agredindo o meio ambiente. Já como negativa, caracteriza-se justamente para o fato de só funcionar durante o dia, enquanto o sol aquece. Por isso a energia solar é considerada uma forma complementar de energia.

Histórico de aplicação

O sistema de aquecimento da água por meio do sol começou a ser utilizado na Califórnia por volta de 1890. Na época, ficou provado que esta forma de geração de energia era mais benéfica que o carvão ou a madeira queimada. Foi muito utilizada em residências, já que a eletricidade era ainda muito cara.A energia solar começou a ser esquecida no início do século XX, quando foram descobertos depósitos subterrâneos de gás natural e petróleo. Com o aumento desses recursos, houve o barateamento da energia gerada por combustíveis fósseis, e os sistemas solares acabaram ficando de lado.A volta dos sistemas de aquecimento solarEm tempos de sustentabilidade, investir em energia solar é lei. Desde julho de 2008 é obrigatório na cidade de São Paulo o uso de aquecedores solares em residências com quatro ou mais banheiros, no sistema de aquecimento de piscinas e em estabelecimentos que fazem uso intensivo de água quente, tais como academias, hotéis, clínicas, entre outros, conforme determina o artigo 3 da lei municipal 14.459/07.A lei também define que residências novas com até três dormitórios tenham pelo menos a infraestrutura instalada para futuramente receber o sistema de aquecimento, isto é: tubulação em cobre ou em outro material adequado à água quente, tal como o CPVC.Outras cidades como Ribeirão Pires (SP), Jundiaí e Campo Grande (SP) criaram leis de incentivo ao uso de aquecedor solar.

Benefícios

Além da criação de leis de obrigatoriedade do uso dos aquecedores solares, há outros dois tópicos essenciais que fazem a diferença na hora de investir no produto: a preservação do meio ambiente e a economia.O primeiro quesito é de fundamental importância, visto que é com base nele que as leis de incentivo foram criadas. De acordo com um levantamento daDASOL (Departamento Nacional de Aquecimento Solar da Associação Brasileira de Refrigeração, Ar condicionado, Ventilação e Aquecimento – ABRAVA), cada 1 m2 de coletor instalado permite os seguintes benefícios para o meio ambiente:

Evitar a inundação de 56 m2 para geração de energia elétrica;

Economizar 66 litros de diesel por ano;

Economizar 55 kg de gás de cozinha por ano;

Evitar o uso de usinas termo elétricas e de energia nuclear;

Economizar 73 litros de gasolina por ano;

Eliminar a queima de 220 kg de lenha por ano;

Proporcionar a economia com gasto de energia elétrica.

Quanto ao critério econômico, o aquecedor solar também proporciona benefícios. Segundo o mesmo levantamento, a economia nos gastos com a conta de luz pode chegar a 70%, o que propicia um retorno rápido do investimento. Além disso, a instalação de sistemas de aquecedor solar valoriza o imóvel.

Como funciona

Modelos de Aquecedor Solar (clique para ampliar)Os componentes principais do sistema de aquecimento solar são: coletor solar de alto desempenho e reservatório térmico. No primeiro ocorre a transmissão do calor por meio de três processos: condução, convecção e radiação. A energia solar que incide por radiação é absorvida pelas placas coletoras. Estas transmitem essa energia para a água que circula no interior de suas tubulações de cobre. Uma pequena parte da energia é refletida para o ar que envolve a chapa. A eficiência do coletor é dada pela proporção dessas três parcelas de energia (absorvida, transmitida e refletida) em relação à quantidade total de energia incidente.O segundo dispositivo é o que armazena e mantém a água quente por longos períodos. O reservatório é termicamente isolado, abastecido por uma caixa de água fria e deve ser mantido sempre cheio. Pode ser equipado com apoio elétrico que garante água quente em períodos chuvosos. Nos sistemas convencionais, a água circula entre os coletores e o reservatório térmico por meio de um sistema chamado termos sifão ou circulação natural. Nesse sistema, a circulação faz-se por convecção natural, em que o fluido térmico aquece tornando-se menos denso, e sobe do coletor para o depósito, esfria, e desce novamente para o coletor. O processo é contínuo desde que haja radiação solar disponível e a temperatura no coletor seja superior à do acumulador.

Sistema de termos sifão.

A circulação da água também pode ser feita por meio de motobombas em um processo chamado de circulação forçada ou bombeado, normalmente instalados em piscinas e sistemas de grandes volumes. A bomba força o transporte do fluido térmico entre os coletores e o acumulador. Esta bomba é comandada por uma unidade de controle, que em sistemas simples, reage à diferença de temperatura entre o fluido térmico à saída dos coletores e a emperatura da água na parte mais baixa do depósito. O acumulador geralmente é colocado no interior do edifício e a bomba consome em média 9 kWh por mês.

Tipos

No mercado, há dois tipos básicos: os planos e os evacuados.

Aquecedores Planos

Caracterizam-se por terem coletores do tipo planos: placas de absorção comumente chamadas de placa solar.