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Instalação solar térmica

Usina de energia solar
Termelétrica

O que é um acumulador solar?

Um acumulador solar é um tanque onde a energia térmica capturada durante o dia é armazenada. No campo da energia fotovoltaica, o equivalente a um acumulador seria uma bateria.

O que é um acumulador solar?

O aquecimento de um litro de água leva algum tempo. Portanto, é necessário ter um acumulador para armazenar a maior quantidade de água quente  para quando for necessário . Por exemplo, à noite, pode ser necessária água quente sanitária, mas a radiação solar não está disponível para aquecê-la.

Quando o sistema precisa, por exemplo, de água quente sanitária, o tanque fornece essa água quente e a substitui por água fria. A água fria passará pelo circuito de coletores solares expostos à radiação solar e aumentará sua energia térmica. A água quente retorna ao acumulador para quando é necessária.

Como é formado um acumulador solar?

Um tanque de armazenamento solar é constituído por um tanque de metal feito de material sintético 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 termodinâmica de energia.

Como funciona um acumulador?

O sistema funciona através de dois circuitos de água. O circuito primário é um circuito fechado no qual o mesmo líquido sempre circula, passando pelos coletores solares (c) e por um trocador de calor (FG).

Acumulador solarO circuito secundário está aberto. Possui uma entrada de água fria (A) e uma saída de água quente (E), que será usada em nosso sistema de aquecimento ou água quente sanitária.

A água fria entra no tanque solar (B) quando esvazia quando consumida. A água fria é um pouco mais densa que a água quente, por isso tende a estar no fundo do tanque. Portanto, quando a água quente é necessária, ela será retirada do topo.

O líquido no circuito primário passa pelos coletores solares, que o aquecem graças à exposição à radiação solar (D). Desta forma, a energia térmica do líquido aumenta. Em seguida, o líquido quente é direcionado 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. Segundo a segunda lei da termodinâmica e a afirmação de Clausius, o calor só pode ser transferido de um corpo quente para um corpo frio. Portanto, o calor sempre passa do líquido no circuito primário (mais quente porque foi exposto ao Sol) para o líquido do acumulador.

Por que o trocador de calor é importante?

Um sistema que não usava um trocador de calor e a água que entrava nos coletores era a mesma que a armazenada no tanque também funcionaria.

No entanto, a transmissão de calor em um sistema termodinâmico, a eficiência é proporcional à diferença de temperatura. Em outras palavras, quanto mais frio o líquido que passa pelo coletor solar, mais rápido ele esquenta.

Qual é a melhor orientação de um acumulador?

Se o acumulador estiver na posição vertical, a estratificação da temperatura é realizada com mais facilidade e eficácia, portanto, não é necessário que todo o tanque esteja na temperatura marcada.

Além disso, instalado na posição vertical do acumulador, é obtido um maior desempenho térmico dos coletores solares, e as perdas térmicas são novamente evitadas.

Tipos de acumuladores solares

O tamanho da instalação solar é o elemento mais importante na escolha de um tipo de acumulador ou outro.

Dependendo do tamanho da instalação

Para estruturas pequenas ou médias, é comum que  o próprio tanque também contenha água potável .

Por outro lado, em instalações grandes e complexas de energia solar térmica, é essencial que  outros tanques-tampão sejam gradualmente estabelecidos.  Os tanques de inércia permitem armazenar a energia térmica que será transferida posteriormente para o acumulador solar.

Trocadores internos ou externos

Além disso, dependendo de os trocadores de calor serem 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, o acúmulo de água e o subsequente aumento de temperatura ocorrem no mesmo tanque.

Dependendo da localização do acumulador

O acumulador pode ser:

  • Acima dos coletores solares
  • Em outras partes da instalação.

Se estão acima, é um  sistema de termossifão solar; o fluido que circula entre os coletores solares e o acumulador não requer bombeamento.

Se, por outro lado, o acumulador estiver localizado em outro local, é necessária uma  contribuição 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.

Autor:

Data de publicação: 25 de abril de 2019
Última revisão: 12 de abril de 2020