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Energia solar termodinâmica

Energia solar termodinâmica

A energia solar termodinâmica é uma combinação de energia térmica aerotérmica e solar.

A energia aerotérmica usa uma bomba de calor para diminuir a temperatura de um líquido de arrefecimento e circulá-lo em contato térmico com o exterior. Como a diferença de temperatura em relação ao ambiente é muito alta, é obtida uma transferência de calor do meio quente (ambiente) para o meio frio (refrigerante) de acordo com as leis da termodinâmica. Uma característica termodinâmica muito importante nesse aspecto é que a velocidade com a qual o calor é transferido é maior quanto maior a diferença de temperatura.

A energia térmica solar é baseada no aquecimento do fluido de resfriamento através da radiação solar. Este fluido circula através dos painéis solares que capturam a irradiação solar aumentando a temperatura do fluido.

A energia solar termodinâmica é um sistema que tira proveito da diferença entre a temperatura do líquido que circula dentro dos painéis termodinâmicos e a temperatura ambiente. O líquido que circula dentro dos painéis é um líquido de refrigeração a uma temperatura muito baixa. De acordo com as leis da termodinâmica, a diferença de temperatura entre o ambiente e o refrigerante gera uma transferência de energia na forma de calor do ambiente para o líquido termodinâmico do painel.

Usos da energia solar termodinâmica.

O principal uso desse sistema é a geração de água quente sanitária (AQS). Geralmente em casas de família, mas também pode ser usado em outras aplicações industriais onde é necessário o uso de água quente.

Vantagens dos painéis solares termodinâmicos.

A principal vantagem de uma instalação de um painel solar termodinâmico é que a energia pode ser gerada em praticamente qualquer condição. O requisito necessário é que a temperatura externa não seja inferior à temperatura do líquido de refrigeração. Assim, diferentemente da energia solar térmica, os painéis continuam a capturar energia térmica do ambiente.

A principal desvantagem dos painéis termodinâmicos é que, devido à necessidade de operar com uma bomba de calor, o consumo de eletricidade é constante. Em condições climáticas ideais, a energia elétrica gerada pode atingir 4 watts por watt de energia elétrica consumida. No entanto, se as condições climáticas não forem ideais, podemos permanecer em um ou dois watts de energia térmica obtida por watt de eletricidade.

Como a energia solar termodinâmica funciona.

Uma instalação termodinâmica de energia solar é composta por um painel termodinâmico que tenta absorver a maior quantidade de calor do ambiente em que é cercado por um gás refrigerante a uma temperatura muito baixa (em torno de -4ºC) que circula através de seu por dentro.

A bomba de calor possui um compressor que move o gás refrigerante do painel termodinâmico para um sistema de expansão; a bomba de calor é o único elemento que consome eletricidade.

O acumulador é o terceiro elemento de nossa instalação solar termodinâmica; no interior, existe uma bobina através da qual o gás refrigerante passa a uma temperatura elevada, produzindo uma troca de calor e aquecendo a água para uso posterior.

Comparação de energia solar termodinâmica com energia solar térmica

A energia solar termodinâmica é um sistema para gerar energia térmica mais complicada, mas mais completa que a energia solar térmica. A energia térmica solar captura apenas o calor através da energia solar, enquanto um sistema termodinâmico também aproveita o calor no ambiente, portanto, possui mais elementos.

Por outro lado, a energia solar termodinâmica tem a vantagem de ser capaz de extrair energia não apenas do sol, mas também do ar ambiente, vento ou mesmo da água da chuva; portanto, não depende tanto de um recurso em mudança quanto o sol Graças a isso, continuará oferecendo desempenho em um cronograma mais amplo e em uma maior diversidade de condições climáticas.

Também devemos ter em mente que um painel termodinâmico é muito mais leve e menor que um painel térmico, o que pode nos dar mais versatilidade ao instalá-lo.

Autor:

Data de publicação: 20 de dezembro de 2019
Última revisão: 20 de dezembro de 2019