Um acumulador solar é um tanque onde é armazenada a água quente de uma instalação solar térmica. Ou seja, é uma reserva de energia térmica.
A produção de água quente através da energia solar é lenta. Portanto, é necessário ter um acumulador para armazenar a maior quantidade de água quente para quando for necessário. Por exemplo, durante a noite, pode ser necessária água quente sanitária, mas a radiação solar não está disponível para aquecê-la.
Componentes de um tanque de armazenamento de água solar
Um acumulador solar consiste em um tanque de metal, feito de material sintético ou aço inoxidável e isolado.
Por sua vez, o acumulador incorpora um ou dois trocadores de calor ou trocadores de calor em sua instalação. Esses trocadores permitem maximizar sua segurança para evitar o risco de vazamentos e perda de energia termodinâmica.
Como funciona um acumulador?
O sistema funciona através de dois circuitos de água. O circuito primário é um circuito fechado no qual circula sempre o mesmo líquido passando pelos coletores solares (c) e por um trocador de calor (FG).
O circuito secundário está aberto. Tem uma entrada de água fria (A) e uma saída de água quente (E), que é a que será utilizada no nosso sistema de aquecimento ou água quente sanitária.
A água fria entra no acumulador solar (B) à medida que se esvazia ao ser consumida. A água fria é um pouco mais densa que a água quente, por isso tende a se depositar no fundo do tanque. Portanto, quando a água quente for necessária, ela será extraída do topo.
O líquido do circuito primário passa pelos coletores solares que o aquecem graças à exposição à radiação solar (D) e vai para um trocador de calor com o líquido do acumulador.
No trocador de calor os dois líquidos estão em contato térmico, mas não se misturam, pois formam uma parede diatérmica. De acordo com a segunda lei da termodinâmica, o calor só pode ser transferido de um corpo quente para um corpo frio, que é o líquido de armazenamento.
Orientação horizontal ou vertical?
Se o acumulador estiver na posição vertical, a estratificação de temperatura é realizada de forma mais fácil e eficaz, não sendo necessário que todo o tanque esteja na temperatura definida.
Além disso, quando o acumulador é instalado na posição vertical, obtém-se um maior desempenho térmico dos coletores solares, evitando-se novamente as perdas térmicas.
Tipos de acumuladores solares
O tamanho da instalação solar é o elemento mais importante para escolher um tipo de acumulador ou outro.
Dependendo do tamanho da instalação
Para estruturas de pequeno ou médio porte, é comum que o próprio tanque também contenha a água potável.
Por outro lado, em grandes e complexas instalações de energia solar térmica, é essencial que outros tanques intermediários sejam estabelecidos gradualmente. Os tanques de amortecimento permitem que a energia térmica seja armazenada, que será posteriormente transferida para o acumulador solar.
Trocadores internos ou externos
Além disso, dependendo se os trocadores de calor são externos ou localizados dentro do condensador, podemos obter outras variantes.
Se o tanque não tiver um trocador embutido, a água é aquecida no exterior. Por outro lado, se estiver incluído no interior, tanto a acumulação de água como o seu consequente aumento de temperatura ocorrem dentro do mesmo tanque.
Dependendo da localização do acumulador
O acumulador pode ser:
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Acima dos coletores solares
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Em outro local da instalação.
Se estiverem acima, é um sistema solar termossifão; o fluido que circula entre os coletores solares e o acumulador não necessita de bombeamento.
Se, por outro lado, o acumulador estiver localizado em outro lugar, é necessária uma entrada de energia elétrica para bombear o fluido. Nesses casos, a energia fornecida pode vir de outra fonte de energia renovável ou diretamente da rede elétrica.
