A energia solar térmica de baixa temperatura é uma forma inovadora e sustentável de aproveitar a radiação solar para múltiplas aplicações. Esta abordagem utiliza coletores solares para capturar o calor do sol e convertê-lo em energia útil, com temperaturas mais moderadas em comparação com a energia solar de alta temperatura.
É utilizado no aquecimento de água, de espaços e em aplicações agrícolas, contribuindo para a redução dos custos energéticos e das emissões de carbono. Seus benefícios incluem sustentabilidade, baixos custos operacionais, versatilidade e menor impacto ambiental, tornando-o uma solução promissora para geração de calor e energia em diversas aplicações.
Para que é utilizada a energia solar térmica?
A utilização de energia solar térmica de baixa temperatura é utilizada em diversas aplicações, das quais destacamos as seguintes:
Produção de Água Quente Sanitária (AQS)
A principal aplicação da energia solar térmica é a produção de água quente sanitária (AQS) para os sectores doméstico e de serviços. A água quente sanitária é utilizada a uma temperatura de 45 graus Celsius. Esta temperatura pode ser facilmente alcançada com coletores solares planos que podem atingir uma temperatura média de 80 graus Celsius.
Aquecimento a baixa temperatura
Os sistemas de aquecimento solar são um complemento ao sistema de aquecimento tradicional, especialmente para sistemas que utilizam água de reposição a menos de 60 °C.
Para o aquecimento com entrada solar, o sistema que melhor funciona é o piso radiante (circuito formado por uma rede de tubagens que atravessa o chão), uma vez que a temperatura do fluido que circula por este circuito é de cerca de 45 °C, facilmente alcançável através de colectores solares. .
Aquecimento de água de piscina
A utilização de coletores solares permite o suporte energético nas piscinas exteriores, prolongando o período balnear.
Deve-se considerar que a legislação de alguns países não permite o aquecimento de piscinas exteriores utilizando fontes de energia convencionais, que normalmente são fontes de energia não renováveis.
Neste tipo de instalações podem ser utilizados coletores solares sem vidro. Esses painéis solares são simplesmente compostos de um grande número de minúsculos tubos de metal ou plástico dispostos em uma bobina através da qual a água circula.
Sistemas de coleta de radiação solar
O sistema de coleta de radiação solar é composto por coletores solares interligados. A sua missão é captar a energia solar para a transformar em energia térmica, aumentando a temperatura do fluido que circula pela instalação.
O coletor solar plano é constituído por uma placa metálica que é aquecida pela radiação solar com sua exposição ao Sol (absorvente). Esta placa é preta para não refletir a radiação solar incidente. Normalmente o painel solar é colocado numa 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 produzido 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 permite a passagem da radiação solar (onda curta), mas não deixa escapar a radiação térmica emitida pela placa enegrecida (onda longa) e como consequência, esta placa aquece e transmite calor ao líquido que circula pelos tubos.
Existem também coletores solares a vácuo no mercado. Eles consistem em tubos metálicos que cobrem o tubo metálico que contém o fluido de trabalho, deixando uma câmara entre eles que atua como isolante. Eles têm desempenho muito alto, mas seu custo também é alto.
Componentes de um coletor solar
Os coletores solares térmicos são compostos por vários elementos principais:
- Cobertura : A cobertura, confeccionada em material transparente, desempenha um papel vital na minimização das perdas de calor e na redução das perdas termodinâmicas.
- Canal de ar : O canal de ar atua como uma câmara que separa a tampa da placa absorvente e pode estar vazio ou cheio de ar ou outro fluido.
- Placa absorvedora : A placa absorvedora é a parte do coletor que capta a energia solar e a converte em calor. Deve ter alta capacidade de absorção da radiação solar e, ao mesmo tempo, minimizar a emissão de calor.
- Tubos ou dutos : Os tubos ficam em contato direto com a placa absorvente para maximizar a transferência de calor por condução térmica. O líquido que circula por esses tubos é aquecido e transporta o calor para um tanque de armazenamento.
- Camada isolante : A camada isolante cobre todo o sistema e evita a perda de calor. Para obter um isolamento ideal, é utilizado um material com baixa condutividade térmica.
Juntos, esses componentes permitem que os coletores solares térmicos capturem e utilizem efetivamente a energia solar para aquecer fluidos que são então armazenados e utilizados em sistemas de aquecimento de água ou em aplicações industriais e comerciais.
Benefícios dos sistemas de baixa temperatura
A energia solar térmica de baixa temperatura oferece vários benefícios:
- Sustentabilidade: Utiliza uma fonte de energia inesgotável e limpa: a radiação solar.
- Redução de custos: Pode reduzir despesas com aquecimento e água quente em residências e empresas.
- Ecologicamente correto: Minimiza as emissões de gases de efeito estufa e reduz a dependência de combustíveis fósseis.
- Versatilidade: Aplicado em sistemas de aquecimento de água, aquecimento ambiente, refrigeração solar e aplicações agrícolas.
- Baixos custos operacionais: Uma vez instalados, os sistemas de baixa temperatura são econômicos para operar e requerem manutenção mínima.
- Armazenamento de calor: Você pode integrar sistemas de armazenamento de calor para manter a disponibilidade de energia em horários não solares.
- Independência energética: Os utilizadores podem reduzir a sua dependência das redes elétricas convencionais.
- Aplicações descentralizadas: Pode levar energia para áreas remotas sem acesso a redes elétricas.