Análise da relação desempenho/custo de alguns coletores solares comerciais

Abstract

O uso da energia térmica provinda da energia solar a partir do uso de aquecedores solares de água residuais associados aos sistemas convencionais vêm crescendo, principalmente com o intuito da redução do uso dos chuveiros elétricos. Porém é necessário que tais equipamentos sejam dimensionados de maneira correta de acordo com cada aplicação e necessidade, já que se isso não ocorrer o sistema não apresentará vantagens. Um sistema de aquecimento de água é basicamente composto por um coletor de placa plana, um reservatório térmico e um sistema de aquecimento auxiliar. Coletores solares são capazes de transformar a energia da radiação solar em energia térmica, que na forma de calor, é transferida para um fluido. O sistema de um coletor solar depende da radiação solar sobre as placas, da temperatura do ar ambiente e da temperatura desejada da água quente. A radiação solar é dependente da localização em que o coletor foi instalado e para que a direção o mesmo está voltado, definindo assim a quantidade de calor útil absorvido pelo coletor e seu rendimento. A eficiência do coletor solar é definida como a razão entre o calor útil recebido pelo fluido e a radiação solar incidente sobre a superfície do coletor, na forma de radiação direta, difusa e a refletida de outras superfícies, em um dado intervalo de tempo. A eficiência do coletor depende de vários fatores de projetos, sendo os principais: o número de coberturas da placa, o tipo de vidro e suas características refletivas, o espaçamento entre o coletor e o vidro, o tipo e espessura do isolamento, o fator de absorção da placa absorvedora, entre outros fatores. Para o dimensionamento correto de sistemas de aquecimento solar de água para o uso doméstico, a partir das curvas de eficiência dos coletores, foram desenvolvidas algumas metodologias, baseadas na equação da energia útil, ou no cálculo da utilizabilidade diária da radição solar, ou na...

The thermal solar energy use for domestic water heaters associated with conventional system, have been growing, especially the aim of reducing the electric showers use. However it is necessary that the equipment is design correctly according to each application, since if that system does not fulfill this will not present advantages. A solar hot water system is composed by a flat-plate collector, a thermal storage and auxiliary heating system. Solar collectors are able to transform solar radiation into thermal energy and in the heat form that is transferred to al fluid. The solar collector depends on the solar radiation over the plates, the ambient temperature and the demand hot water temperature. Solar radiation is depended on the localion which the collector was collector was installed and the direction it is facing, thus the useful heat absorved by the collector and its performance can be define. The solar collector efficiency is defined as the ratio of useful heat received by the fluid and the solar radiation incident on the collector surface, which it is composed by the radiation direct, diffuse and reflected from other surfaces, in a given time interval. The collector efficiency depends on several projects factors, and the main factors are: the number of collectors covers, the kind of the glass and its reflective characteristics, the spacing between the absorber surface and the glass and the thickness of insulation, the absorption factor of the plate, the other factors. The correct design of the domestic solar hot water using, from the collectors efficiency curves, some methodologies based on the useful energy equation, or the calculation of daily utilizability of solar radiation, or the determination of solar fraction of the system that supplied the hot water demand. This paper proposes an analysis of different methods to desing solar hot water system, the economic study of solar heating systems and optimized analysis in order to...