Menu

Instalação solar térmica

Usina de energia solar
Termelétrica

Energia solar térmica

Energia solar térmica

A energia solar térmica consiste na transformação da energia solar em energia térmica. É uma forma de energia renovável, sustentável e respeitosa com o meio ambiente.

Essa maneira de gerar energia pode ser aplicada em residências e pequenas instalações e em grandes usinas de energia.

Existem três tipos de energia solar térmica:

Coletores solares. O que são e para que servem?

Um coletor solar é um tipo de painel solar para energia solar térmica. Eles também são chamados de coletor solar.

Os coletores transformam energia solar em energia térmica. Existem três tipos de coletores, dependendo do uso que terão:

  • O coletor solar plano. É o coletor solar mais difundido. Aumentos de temperatura de 60 graus Celsius podem ser obtidos a um custo reduzido. É usado em usinas térmicas solares de baixa temperatura.

  • Coletores solares térmicos não vidrados. É frequente aquecer a água das piscinas. O aumento da temperatura é baixo, em torno de 30 graus Celsius. Eles são mais baratos que os coletores solares planos.

  • Coletores solares a vácuo. Eles consistem em tubos de metal que cobrem o tubo de metal que contém o fluido de trabalho, deixando entre eles uma câmara que atua como isolante. Eles têm um desempenho muito alto, mas seu custo também é alto.

  • Coletores solares com sistemas de concentração de radiação. Eles são usados ​​para instalações que exigem temperaturas mais altas. São utilizados painéis solares em formas parabólicas ou semi-cilíndricas.

  • Sensores com sistemas de rastreamento Sun. Sua posição e inclinação variam ao longo do dia para manter uma posição perpendicular à radiação solar recebida.

Usina Termelétrica Solar. Como funciona?

Nas usinas térmicas solares, a radiação solar é concentrada em um ponto para gerar vapor. Com o vapor, uma turbina a vapor é alimentada. Com isso, você obtém um trabalho mecânico. Finalmente, a turbina está conectada a um gerador elétrico.

A operação de uma usina termelétrica solar é muito semelhante à de uma usina termelétrica a carvão ou nuclear. A diferença está na maneira de gerar calor para obter vapor.

Em uma usina termelétrica, o calor provém da combustão de combustíveis fósseis. Por outro lado, a energia é obtida pela fissão do urânio. No nosso caso, a energia inicial é obtida do sol.

O desempenho termodinâmico é baixo, mas o preço do combustível é nulo.

Esquema de energia solar térmica para uma casa

Esses tipos de instalações são sistemas solares térmicos de baixa temperatura.

O esquema básico de uma instalação de energia térmica solar é o seguinte:

Energia solar térmica

São dois circuitos fechados com um trocador de calor. No primário, o fluido frio passa através do painel solar. A radiação do sol aquece. Com a alta temperatura, vai para um trocador, onde transfere o calor para o circuito secundário. Repita o ciclo novamente.

No circuito secundário, o fluido, depois de receber o calor no trocador, vai para o acumulador. O calor é transferido para o acumulador por contato térmico, mas sem mistura. Depois de frio, ele volta ao trocador de calor.

A água que será usada na instalação circula e é armazenada no acumulador. Pode ser água sanitária ou água para aquecimento.

Sistema de acumulação

Este sistema consiste em armazenar a energia térmica em um tanque de acumulação para uso posterior. A água quente obtida através do sistema de coleta é levada ao local onde será utilizada.

Energia solar térmicaA água quente armazenada pode ser usada diretamente, como no caso de aquecimento de água de piscina, em água quente sanitária ou em aplicações de aquecimento por demanda.

Como o tempo de necessidade de água quente nem sempre coincide com o tempo em que há radiação suficiente, será necessário aproveitar ao máximo as horas de sol para acumular energia térmica na forma de água quente.

O sistema de armazenamento de energia térmica é composto por um ou mais tanques de água quente. O tamanho dos tanques de armazenamento deve ser proporcional ao consumo estimado e deve cobrir a demanda por água quente por um ou dois dias.

Sistema de distribuição

Depois que os coletores solares aquecerem o meio de transporte de calor (água ou ar), aumentando sua energia térmica, podemos transferir essa energia térmica para outras fontes mais frias.

Este sistema inclui todos os elementos destinados à distribuição do meio transportador de calor e condicionamento para consumo: 

  • Sistemas de controle.

  • Canos e canos.

  • Vasos de expansão

  • Bombas

  • Purgers,

  • Válvulas etc.

O sistema de suporte também faz parte desse sistema. O sistema de suporte é baseado em energias convencionais para fornecer energia quando não há sol ou em picos de alta demanda.

Sistemas de suporte de energia convencionais

As instalações de energia solar térmica precisam de sistemas de suporte convencionais, antecipando a falta de radiação solar ou um consumo superior ao dimensionado.

Na maioria dos casos, as instalações são projetadas para fornecer entre 60-80% da água quente demandada. No entanto, em áreas com alta insolação ao longo do ano, o percentual de contribuição é geralmente maior.

Esses sistemas de suporte de energia podem ser de várias fontes:

Nos meses com menor radiação solar, 60% das necessidades não são atendidas. Pelo contrário, no verão atinge praticamente 100%.

O objetivo com o qual as instalações térmicas solares são projetadas é cobrir um mínimo de 60% das necessidades anuais de energia, dependendo da área geográfica.

Visar cobrir acima de 60% ou 70% ao ano exigiria a colocação de um campo solar muito grande. Isso seria tão caro que nunca seria amortizado.

Por outro lado, nos meses de maior radiação solar, seria gerado um excedente de produção que não poderia ser usado. Além disso, causaria problemas de superaquecimento.

Sumário

Energia solar térmica é a técnica pela qual a radiação solar é convertida em energia térmica. Para eles são usados ​​coletores solares.

Os coletores solares são um tipo de painel solar cuja função é converter a radiação do Sol em calor. Existem diferentes tipos de coletores, dependendo da temperatura de trabalho.

As usinas térmicas solares são aplicações de alta temperatura. Sua função é gerar eletricidade a partir do calor solar.

As menores instalações de baixa temperatura podem ser instaladas em residências. Este tipo de instalação requer:

  • Um sistema de acumulação térmica.

  • Um sistema de distribuição de calor.

  • Sistemas de energia alternativa. Eles são usados ​​quando a demanda é superior à capacidade de produção.

Referências

Autor:

Data de publicação: 13 de julho de 2011
Última revisão: 12 de setembro de 2019