Painéis fotovoltaicos de energia solar

Instalação solar térmica

Usina de energia solar
Termelétrica

Coletor solar

Coletor solar

Coletores solares são os elementos que capturam a radiação solar e a convertem em energia térmica, em calor. É um tipo de painel solar projetado para uso em instalações solares térmicas. Também é conhecido como coletor solar.

A função da energia térmica solar é aproveitar a energia solar para obter calor, para aquecer um fluido. Ao contrário da energia solar fotovoltaica, cuja função é gerar eletricidade.

Como coletores solares, aqueles com placas planas, aqueles com tubos a vácuo e coletores absorvedores sem proteção ou isolamento são conhecidos. Os sistemas de coleta plana (ou plana) com cobertura de vidro são os mais comuns na produção de água quente sanitária. O vidro deixa os raios do Sol passarem, eles aquecem tubos metálicos que transmitem calor para o líquido interno. Os tubos são de cor escura, pois as superfícies escuras esquentam mais.

O vidro que cobre o coletor não apenas protege a instalação, mas também permite conservar o calor produzindo um efeito estufa que melhora o desempenho do coletor.

Eles consistem de uma carcaça de alumínio fechada resistente a ambientes marinhos, uma estrutura de alumínio eloxat, uma junta perimetral isenta de silicone, isolamento térmico que respeita o ambiente de lã de rocha, cobertura de vidro solar de alta transparência e finalmente por tubos soldados de ultra-som.

Os coletores solares são compostos dos seguintes elementos:

  • Capa: é transparente, pode estar presente ou não. Geralmente é feito de vidro, embora o plástico também seja usado, já que é mais barato e mais fácil de manejar, mas deve ser um plástico especial. Sua função é minimizar as perdas por convecção e radiação e, portanto, deve ter uma transmissão solar o mais alto possível. A presença da cobertura melhora o desempenho termodinâmico do painel solar.
  • Canal de ar: É um espaço (vazio ou não) que separa a cobertura da placa absorvente. Sua espessura será calculada levando-se em conta a finalidade de equilibrar as perdas por convecção e as altas temperaturas que podem ocorrer se forem muito estreitas.
  • Placa absorvente: A placa absorvente é o elemento que absorve a energia solar e a transmite para o líquido que circula nos tubos. A principal característica da placa é que ela deve ter uma grande absorção solar e uma redução de emissão térmica. Como os materiais comuns não atendem a esse requisito, os materiais combinados são usados para obter a melhor taxa de absorção / emissão.
  • Tubos ou eletrodutos: os tubos estão tocando (às vezes soldados) a placa absorvedora de forma que a troca de energia seja a maior possível. Pois os tubos circulam o líquido que vai aquecer e vai para o tanque de acumulação.
  • Camada isolante: O objetivo da camada isolante é cobrir o sistema para evitar e minimizar as perdas. Por que o isolamento é o melhor possível, o material isolante deve ter uma baixa condutividade térmica.

Colectores solares de placa plana

O núcleo do sistema é um portão vertical de tubos de metal, para simplificar, que conduz a água fria em paralelo, conectada por um tubo horizontal à entrada de água fria e acima por outro similar ao retorno.

O grill é encaixado em uma tampa, como a descrita acima, geralmente com vidro duplo na parte superior e isolamento nas costas.

Em alguns modelos, os tubos verticais são soldados a uma placa de metal para aproveitar a insolação entre o tubo e o tubo.

Colectores solares de tubo de vácuo "Todos os vidros"

Neste sistema os tubos de metal do sistema anterior são substituídos por tubos de vidro, encapsulados, um a um, em outro tubo de vidro entre os quais o vácuo é feito como isolamento. As grandes vantagens destes tipos de coletores são seu alto desempenho e que, no caso de um dos tubos estar danificado, não é necessário trocar o painel inteiro por um novo, mas apenas o tubo afetado deve ser trocado. Pelo contrário, como desvantagem, temos que, em relação às placas planas, estas são mais caras.

Colectores solares de tubos de vácuo com "heat pipes" através de mudança de fase

Este sistema aproveita a mudança de fase de vapor para líquido dentro de cada tubo, para fornecer energia a um segundo circuito de líquido de transporte.

Os elementos são tubos fechados, normalmente feitos de cobre, que contêm o líquido que, quando aquecido pelo sol, ferve e se transforma em vapor que sobe até o topo, onde há uma cabeça mais larga (zona de condensação), que no a parte externa fica em contato com o transportador de líquido, que sendo mais frio que o vapor do tubo capta o calor e faz com que o vapor se condense e caia na parte inferior do tubo para reiniciar o ciclo.

O líquido do tubo pode ser água que, tendo reduzido a pressão fazendo um vácuo parcial, terá um baixo ponto de ebulição para funcionar mesmo com a insolação dos raios infravermelhos em caso de nuvem.

O tubo de calor pode ser enrolado com uma jaqueta feita de materiais especiais para minimizar as perdas devido à irradiação.

O tubo de calor é fechado num outro tubo de vidro entre o vácuo é feita para isolar. Elas são muitas vezes utilizados tubos de vidro resistente, para reduzir os danos em caso de pequenas granizo.

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Última revisão: 31 de maio de 2018

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