Instalações de energia solar térmica de baixa temperatura são aquelas instalações solares térmicas que fornecem calor útil em temperaturas abaixo de 65 graus Celsius por meio da energia solar.
Uma instalação solar térmica de baixa temperatura é composta por:
Coletores solares.
Dois circuitos de água (circuito primário e circuito secundário).
Fluido de transferência de calor.
Trocador de calor.
Acumulador.
Vidro de expansão.
Pipelines.
A circulação da água dentro dos circuitos pode ser obtida por meio de um termossifão, aproveitando a diferença de densidade da água em diferentes temperaturas ou por meio de uma bomba de circulação. Embora com uma bomba de circulação seja necessário um suprimento externo de energia elétrica.
Para que é usada a energia solar térmica?
O uso de energia solar térmica de baixa temperatura é utilizado em muitas aplicações, das quais destacamos o seguinte:
Produção de Água Quente Sanitária (AQS)
A principal aplicação da energia solar térmica é a produção de água quente sanitária (AQS) para o setor doméstico e de serviços. A água quente sanitária é usada a uma temperatura de 45 graus Celsius. Essa temperatura pode ser facilmente alcançada com coletores solares planos que podem atingir uma temperatura média de 80 graus Celsius.
Aquecimento de baixa temperatura
Os sistemas de aquecimento solar são um complemento do sistema de aquecimento tradicional, especialmente para sistemas que utilizam água de reposição abaixo de 60 ° C.
Para o aquecimento com entrada solar, o sistema que melhor funciona é o piso radiante (circuito formado por uma rede de tubos que passa pelo chão), uma vez que a temperatura do fluido que circula por este circuito é cerca de 45 ° C, facilmente atingível por energia solar colecionadores.
Aquecimento da água da piscina
A utilização de colectores solares permite o suporte de energia nas piscinas exteriores, prolongando o período balnear.
Deve-se considerar que a legislação de alguns países não permite o aquecimento de piscinas externas a partir de fontes convencionais de energia, geralmente não renováveis.
Neste tipo de instalações podem ser utilizados coletores solares sem vidro. Esses painéis solares são simplesmente constituídos por um grande número de minúsculos tubos de metal ou plástico dispostos em uma bobina por onde circula a água.
Como é feita a coleta da radiação solar?
O sistema de coleta de radiação solar é composto por coletores solares interligados. Sua missão é captar a energia solar para transformá-la em energia térmica, aumentando a temperatura do fluido que circula pela instalação.
O tipo de coletor térmico mais difundido é o coletor solar plano, que atinge aumentos de temperatura de 60 ° C a um custo baixo.
O coletor solar plano é formado por uma placa metálica que é aquecida pela radiação solar com sua exposição ao Sol (absorvedor). Esta placa é de cor preta, de modo que não reflete a radiação solar incidente. Normalmente o painel solar é colocado em uma caixa com tampa de vidro. A água circula dentro da caixa por meio de uma bobina ou circuito de tubos para que o calor seja transmitido ao fluido por meio de um processo termodinâmico.
O efeito que ocorre é semelhante ao de uma estufa, a luz solar passa pela placa de vidro e aquece a placa enegrecida. O vidro é uma "armadilha solar", pois deixa passar a radiação do Sol (onda curta) mas não deixa sair a radiação térmica emitida pela placa enegrecida (onda longa) e por consequência esta placa aquece e transmite a calor para o líquido que circula pelos tubos.
Também existem no mercado coletores solares de vácuo. São 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 rendimento muito alto, mas seu custo também é alto.
Os coletores solares térmicos são compostos dos seguintes elementos:
Capa: A capa deve ser de material transparente. A função da tampa é minimizar as perdas de calor termodinâmico.
Canal de ar: O canal de ar é um espaço que separa a tampa da placa absorvente e pode ou não estar vazio.
Placa absorvente: a placa absorvente é o elemento que absorve a energia solar e a transmite calor para o líquido que circula pelos tubos. A principal característica da placa absorvente é que ela deve ter alta absorção da radiação solar e baixa emissão térmica.
Tubos ou dutos: Os tubos estão tocando a placa absorvente para maximizar a troca de energia térmica por condução térmica. O líquido circula pelos tubos que serão aquecidos e transportarão o calor para o tanque de acúmulo.
Camada isolante: A finalidade da camada isolante é cobrir o sistema para evitar e evitar perdas térmicas. Para obter o melhor isolamento possível, o material isolante deve ter uma baixa condutividade térmica.
