Instalação solar térmica

Usina de energia solar
Termelétrica

Coletores solares térmicos

Coletores solares térmicos

Um coletor solar térmico é um componente de uma instalação térmica solar. Um coletor solar é um tipo de painel solar responsável por captar a energia solar e transformá-la em calor. É também chamado de coletor solar térmico.

O coletor solar é o elemento básico dessa fonte de energia renovável.

De coletores solares, existem muitos tipos. O coletor solar utilizado dependerá do uso que será dado. Por exemplo, se quisermos aquecer uma piscina a uma temperatura de 25-28ºC, na primavera, precisamos de um sensor simples, uma vez que a temperatura ambiente será facilmente desta ordem ou até mais alta. Por outro lado, se quisermos aquecer um fluido a temperaturas de 200ºC, precisaremos de coletores solares de concentração para concentrar a radiação solar e transferi-la para um pequeno volume de fluido.

Tipos de colectores solares térmicos

Atualmente, no mercado solar, podemos diferenciar os seguintes tipos de coletores solares térmicos:

  • Coletores planos solares ou coletores de placas planas. Este tipo de painel solar captura a radiação solar recebida em uma superfície para aquecer um fluido. O efeito estufa é freqüentemente usado para capturar o calor.
  • Coletores térmicos solares de concentração de radiação solar. Este tipo de coletor captura a radiação recebida em uma superfície relativamente grande e a concentra por meio de espelhos em uma superfície menor.
  • Coletores solares térmicos de tubo de vácuo. Este colector solar térmico constituído por um conjunto de tubos cilíndricos formados por um absorvente selectivo, um reflector situado no assentamento e rodeado por um cilindro de vidro transparente.

Em aplicações solares de baixa temperatura, isto é, em temperaturas abaixo de 80 ° C, como o aquecimento de piscinas, a produção de água quente doméstica ou mesmo o aquecimento, a maioria dos coletores solares térmicos de placa plana é usada, com ou sem cobertura envidraçada, dependendo da aplicação.

Ligação de colectores solares térmicos

Ao definir e montar uma instalação térmica solar, é necessário levar em conta que os coletores solares devem ser distribuídos em grupos.

Esses grupos de coletores solares térmicos devem sempre ser formados por unidades do mesmo modelo e com uma distribuição o mais uniforme possível.

Existem duas opções ou tipos básicos para agrupar dois ou mais sensores: serial ou paralelo. Além disso, você pode configurar um campo de captura combinando os dois grupos, que é o que chamamos de agrupamentos ou circuitos mistos.

Conexão de coletores solares em série

Na conexão em série, a saída do primeiro coletor solar se conecta diretamente com a entrada do próximo, e assim sucessivamente. A temperatura do fluido de entrada para cada coletor é maior que a do coletor anterior, de forma que na saída de um grupo de coletores podemos obter temperaturas mais altas do que se trabalhássemos com o salto térmico de um único coletor.

Este tipo de conexão tem a desvantagem de que o desempenho dos coletores diminui proporcionalmente com o aumento da temperatura de trabalho; por conseguinte, este tipo de ligação, é utilizado apenas em aplicações muito especiais, e com um máximo de 6 a 10 m2 de colectores solares térmicos ligados em série, de acordo com a zona climática.

Quanto ao comportamento hidráulico desta configuração, o fluxo total do grupo de coletores será o equivalente do fluxo de um único coletor e, ao contrário, a perda de carga causada pelo grupo será o equivalente da soma da perda de responsável por todos os coletores solares.

Conexão de coletores solares em paralelo

Na conexão de coletores solares em paralelo, tanto a saída quanto a entrada dos coletores são conectadas aos pontos de entrada e saída comuns aos demais coletores.

Com essa configuração, a temperatura do fluido de entrada é a mesma em todos os coletores e a mesma coisa acontece com as temperaturas de saída, de modo que na saída da bateria ou do grupo de coletores obtemos a temperatura como se estivéssemos trabalhando com o coletor. salto térmico de um único sensor.

Portanto, todos os coletores trabalham no mesmo ponto da curva de juros. Esta conexão é a mais comum em instalações térmicas solares de baixa temperatura.

 

Hidraulicamente, essa configuração nos apresenta um fluxo total do grupo, que é a soma dos fluxos parciais de cada coletor, enquanto a perda de carga do grupo será equivalente à de um único coletor solar térmico.

Ligação do coletor misto

Em algumas ocasiões, o volume dos coletores e / ou a necessidade de temperaturas mais altas resultam em instalações que combinam o arranjo em série e em paralelo. Chamamos esse tipo de conexão de painéis solares misturados.

Equilíbrio do campo de influência

Basicamente, existem duas metodologias para equilibrar o fluxo de fluido de transporte de calor em um campo de coletores solares térmicos:

  • Combinando o comprimento dos circuitos. Isto é conseguido com o que é chamado retorno invertido. Ou seja, equalize o comprimento dos tubos de conexão de todos os coletores solares para que o fluido tenha a mesma perda de pressão.
  • Inserção de perdas de carga através do arranjo de válvulas de balanceamento na entrada das baterias do coletor. Assim, quanto menor o comprimento do circuito, mais perda de carga é aplicada com a válvula correspondente.
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    Última revisão: 29 de maio de 2018