Coletores solares

coletores solares

Os coletores solares Os coletores térmicos, também conhecidos como coletores solares térmicos, são parte integrante das instalações solares térmicas. Um coletor solar é um tipo de painel solar responsável por captar a radiação solar e convertê-la em energia térmica. Portanto, esse tipo de energia renovável é denominado energia solar térmica.

Neste artigo, vamos contar tudo o que você precisa saber sobre coletores solares, suas características e usos.

O que são coletores solares

coletores solares para que serve

O objetivo deste tipo de painel solar é converter energia: a radiação solar que o módulo solar experimenta é convertida em calor. Em alguns tipos de instalações solares térmicas, este calor é usado para gerar vapor e obter eletricidade, mas esta não é a função de um coletor solar. Por outro lado, os painéis fotovoltaicos têm a capacidade de gerar eletricidade diretamente na forma de corrente contínua. Os painéis fotovoltaicos são um elemento indispensável nas instalações solares fotovoltaicas.

Do ponto de vista físico, os coletores solares usam a termodinâmica para a conversão de energia. Em contraste, os painéis fotovoltaicos não usam as leis da termodinâmica para converter a energia solar, mas sim um processo elétrico.

Tipos de coletores solares

tubos vazios

Existem muitos tipos de coletores solares. O coletor solar usado dependerá de sua finalidade. Por exemplo, se quisermos aquecer uma piscina a uma temperatura de 25-28 graus Celsius na primavera, precisamos de um coletor solar simples, porque a temperatura ambiente pode facilmente atingir essa ordem de magnitude ou até mais. Por outro lado, se quisermos aquecer o fluido a uma temperatura de 200ºC, precisaremos de um coletor solar concentrador para coletar a radiação solar e transferi-la para uma pequena quantidade de fluido.

Atualmente, no mercado solar, podemos distinguir os seguintes tipos de coletores solares:

  • Coletores solares planos ou planos. Este tipo de painel solar capta a radiação solar que a superfície recebe para aquecer o fluido. O efeito estufa é freqüentemente usado para capturar calor.
  • Coletores solares para captar a radiação solar. Este tipo de coletor captura a radiação recebida em uma superfície relativamente grande e a concentra na superfície menor por meio de um espelho.
  • Coletor solar com tubo de vácuo. Este coletor solar é composto por um conjunto de tubos cilíndricos, constituídos por absorvedores seletivos, localizados na sede do refletor e circundados por um cilindro de vidro transparente.

Em aplicações solares de baixa temperatura, são usados ​​principalmente coletores solares de placa plana. Quando a temperatura do fluido de trabalho é inferior a 80ºC, considera-se que as aplicações de energia solar são realizadas a baixas temperaturas, como aquecimento de piscinas, produção de água quente sanitária e até aquecimento. Essas placas podem ser utilizadas sem ou sem tampa de vidro, dependendo da aplicação.

Componentes de coletores solares

coletores térmicos

O coletor solar padrão é composto pelos seguintes elementos:

  • Capa: A tampa do coletor solar é transparente, pode ser ou não. Geralmente é feito de vidro, embora o plástico também seja usado por ser mais barato e mais fácil de manusear, mas deve ser um plástico especial. Sua função é minimizar as perdas por convecção e radiação, por isso deve ter a maior transmitância solar possível. A presença da tampa melhora o desempenho termodinâmico do painel solar.
  • Canal de ar: É um espaço (vazio ou vazio) que separa o forro da placa de absorção. Ela será levada em consideração no cálculo de sua espessura para equilibrar a perda por convecção e a alta temperatura que pode ocorrer se for muito estreita.
  • Placa absorvente: A placa absorvente é um elemento que absorve a energia solar e a transmite para o líquido que circula pelo duto. A principal característica da prancha é que ela deve ter alta absorção de energia solar e baixa radiação térmica. Como os materiais comuns não atendem a esse requisito, os materiais combinados são usados ​​para obter a melhor taxa de absorção / emissão.
  • Canos ou canos: Os tubos estão em contato com placas de absorção (às vezes soldadas) para trocar energia ao máximo. No caso de tubos, o líquido vai aquecer e entrar no tanque de acumulação.
  • Camada de isolamento: O objetivo da camada de isolamento é cobrir o sistema para evitar e reduzir as perdas. Como o isolamento é o melhor, o material de isolamento deve ter uma baixa condutividade térmica para reduzir a transferência termodinâmica de calor para o exterior.
  • Acumulador: O acumulador é um elemento opcional, às vezes é parte integrante do painel solar, nestes casos geralmente está localizado diretamente acima ou no campo visual imediato. Em muitos casos, a bateria não faz parte do painel solar, mas sim do sistema térmico.

Usa

Os coletores solares são utilizados principalmente para fornecer água quente sanitária e aquecimento ou para gerar eletricidade.

Para água quente sanitária e coletores de aquecimento, o reservatório de água armazena a água doméstica em contato com o fluido através da serpentina. A bobina permite que o fluido transfira a energia térmica armazenada para a água sem contaminá-la. Esta água pode ser utilizada como água quente sanitária (80% de integração), podendo também ser utilizada para complementar o piso radiante da divisão (10% de integração). Painéis solares térmicos podem fornecer uma grande quantidade de água quente, Mas, devido à instabilidade da energia solar, eles não podem substituir completamente os métodos de aquecimento usuais.

Os coletores solares usados ​​para gerar eletricidade precisam aquecer o trocador de calor até ferver. Uma vez que o líquido completa a mudança de fase termodinâmica e entra na fase gasosa, ele é enviado para a turbina termoelétrica, que converte o movimento do vapor d'água em eletricidade. Este tipo de sistema é denominado termodinâmica solar e requer muito espaço para instalar painéis solares e um sol contínuo. Exemplos dessas plantas foram instaladas no deserto.

Na definição e instalação das instalações solares térmicas, deve-se levar em consideração que os coletores solares devem ser distribuídos em grupos. Esses grupos de coletores solares eles devem ser sempre compostos de unidades do mesmo modelo e distribuídos tão uniformemente quanto possível. Existem duas opções ou tipos básicos para agrupar dois ou mais coletores: série ou paralelo. Além disso, a área de captação de água pode ser configurada combinando dois grupos, o que chamamos de circuitos agrupados ou híbridos.

Espero que com essas informações você possa aprender mais sobre os coletores solares e suas características.


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