Construção e avaliação do desempenho de um coletor solar térmico "faça você mesmo"

Abstract

Um coletor solar térmico é um dispositivo capaz de captar a radiação solar e fazer a transferência dessa radiação sob a forma de energia térmica. A qualidade de um coletor solar avalia-se pelo seu rendimento, que é o quociente entre a energia transferida sob a forma de calor (energia útil) e a radiação incidente. Sendo uma das soluções mais simples e eficientes de aproveitamento das energias renováveis, a reduzida utilização é frequentemente associada aos elevados custos iniciais, aos custos de manutenção e, por vezes, a uma desconfiança face ao desconhecido. A proposta de construção de um coletor solar térmico de baixo custo utilizando processos acessíveis a qualquer pessoa que disponha de ferramentas básicas permite reduzir significativamente os custos iniciais e de manutenção, mas também combater o desconhecimento e desconfiança face a estes sistemas “caseiros”. O teste em condições típicas de funcionamento permite compará-lo com coletores existentes no mercado, e tirar conclusões sobre o seu interesse prático.Este estudo integra uma iniciativa mais ampla dos orientadores (ADAI-LAETA) no incentivo à investigação aplicada, disseminação e integração das Energias Renováveis nas edificações existentes. Neste contexto serão relembrados os problemas ambientais relacionados com o uso de energias fósseis e os benefícios que a energia renovável pode representar na redução do seu consumo. São apresentados os vários tipos de coletores solares térmicos e as suas aplicações típicas para demonstrar a sua aplicabilidade, no entanto este será mais inclinado para a vertente de produção de água quente, que compreende sistemas de circulação por termossifão ou por circulação forçada.O desempenho do coletor foi comparado com um modelo existente no mercado e foram estudadas as duas alternativas ao longo de 5, 10 e 15 anos.

A solar thermal collector is a device capable of capturing solar radiation and transferring this radiation in the form of thermal energy. The quality of a solar collector is evaluated by its efficiency, which is the quotient between the energy transferred in the form of heat and the incident radiation. As one of the simplest and most efficient solutions for renewable energy use, low utilization is often associated with high start-up costs, maintenance costs and sometimes mistrust of the unknown.The proposal to build a low-cost solar thermal collector using processes accessible to anyone with basic tools can significantly reduce the initial and maintenance costs, but also combat the lack of knowledge and distrust of these "home" systems. The test under typical operating conditions allows comparing it with existing collectors in the market and draw conclusions about their practical interest.This study integrates a broader initiative of the advisors (ADAI-LAETA) to encourage the applied research, dissemination and integration of Renewable Energies in existing buildings. In this context, the environmental problems related to the use of fossil fuels and the benefits that renewable energy can represent in reducing their consumption will be recalled. The various types of solar thermal collectors and their typical applications are shown to demonstrate their applicability, however this will be more inclined towards the hot water production line, which comprises thermosyphon circulation systems or forced circulation.The performance of the collector was compared with a model in the market and the two alternatives were studied over 5, 10 and 15 years.