Introdução
A energia eléctrica é uma importante acomodação que implica custos elevados para a sua geração, quer ao nível da transmissão, quer ao nível da distribuição. Desta forma, os custos são transferidos para os consumidores residenciais, comerciais e industriais. Desta forma, e devido a este facto, as iniciativas envolvendo as energias alternativas tornaram-se opções cada vez mais atractivas e que contribuem para a preservação do meio ambiente.
Assim, torna-se essencial o aproveitamento pleno da energia solar, que contribuirá para o desenvolvimento sustentável do país.
No entanto, só seremos auto-sustentáveis se houver financiamento para este tipo de projectos que facilitem a aquisição dos materiais capazes de gerar energia eléctrica e aquecer água.
Acreditamos que há a necessidade de informar e consciencializar a população, seja ao nível de exposições, palestras ou simplesmente por via verbal.
Assim, é importante ter em conta alguns aspectos no que respeita a construção do painel solar para assegurar que o mesmo terá o maior rendimento possível e aproveite inteiramente a energia solar.
Para a concepção do nosso projecto foi necessária uma pesquisa acentuada sobre os princípios que iriam actuar sobre o mesmo. No entanto, apesar de ainda não termos comprovado a veracidade dos fundamentos, sabemos que vários princípios se aplicam ao nosso trabalho. Assim, numa fase posterior iremos testar alguns princípios de carácter científico.
Basicamente, o painel solar é um dispositivo que promove o aquecimento de água, ou seja, transformam a radiação solar directamente em energia térmica. Torna-se indispensável, e para que haja uma eficiente conversão de energia, ter em conta alguns factores climáticos, geográficos e principalmente construtivos.
Sistema de Aquecimento Solar
Um sistema de aquecimento solar, pode ser dividido em três fases, nomeadamente:
- Captação: composta basicamente pelo painel solar onde circula água a ser aquecido, as tubulações de ligação entre os colectores.
- Acumulação: o seu componente principal, o reservatório térmico.
- Consumo: compreende toda a distribuição hidráulica entre o reservatório térmico e os pontos de consumo.
Existem três factores que são essenciais para o bom funcionamento do painel solar: factores geográficos, climáticos e construtivos.
Factores geográficos
Principalmente no Verão, Portugal é um país onde verificamos que a energia fornecida pelo sistema solar é normalmente superior às necessidades de energia de água. Assim, o aproveitamento do sistema solar é quase perfeito, ou seja, não é necessária a utilização de sistemas para aquecer a água o que dá um grande rendimento por parte dos painéis solares.
Como vemos na figura
A localização geográfica do painel solar deve ser considerada, uma vez que a correcta orientação do painel solar é sempre para o Norte e a inclinação ideal é cerca de 23º.
Factores Climáticos
De facto, as condições climatéricas e atmosféricas no ponto de instalação do painel solar são factores muito importantes. Devido à variação da radiação solar, que é seriamente afectada pelas nuvens, nevoeiro e estações frias do ano, é necessário conhecer, se possível, o perfil da intensidade luminosa durante os dias e semanas do local onde será instalado o painel solar.
Factores construtivos
- Corpo negro
Em relação aos factores construtivos, é importante favorecer que a superfície interna do colector solar se comporte como um corpo negro, ou seja, absorva toda a radiação solar incidente sobre o próprio.
A superfície interior do colector, protegida pelas garrafas, é constituída por pacotes de leite com pintura preta fosca que captará ao máximo a radiação solar.
As garrafas transparentes envolvem os pacotes de leite e, devido à sua transparência as garrafas deixam com que as radiações solares incidam sobre os pacotes de leite provocando um aumento da temperatura interna, devido ao isolamento da radiação solar incidente que sofre reflexão sucessiva e acaba se convertendo em calor, com o respectivo aumento da temperatura da área colectora.
Ao longo da exposição ao Sol por várias horas, o colector solar aumenta a temperatura média da água circulante, que será armazenada no reservatório térmico.
- Ângulo de instalação do painel solar
A localização geográfica do painel solar deve ser considerada, uma vez que a correcta orientação do painel solar é sempre para o Norte e a inclinação ideal é cerca de 23º (se o nível do chão for plano) para que tenha a maior área de incidência possível. Assim, haverá muito maior transferência de energia.
Desta forma, o painel solar será de ser instalado de Este para Oeste de modo que o painel absorva a maior quantidade de energia possível. Se não for possível, este terá de ser instalado para Norte.
- Correntes de convecção
As correntes de convecção são uma parte essencial no sucesso do painel solar.
Assim, graças a estas, o ar que está a ser aquecido torna-se menos denso e mais leve e, por isso, irá subir enquanto o ar frio vai descer uma vez que é mais denso e mais “pesado”.
- Condução térmica
A condução é o processo pelo qual o calor se transfere de uma região à temperatura mais elevada para outra região à temperatura mais baixa.
Num meio sólido, a condução térmica pode ser atribuída à actividade atómica na forma de vibrações da rede. Sólidos bons condutores como, por exemplo, o cobre e o alumínio são normalmente utilizados como placa absorvedora de painéis solares e a transferência de energia faz-se através do movimento são provocadas pelo movimento atómico.
- Tubos PVC
Estes tubos são materiais com baixa condutividade térmica, resistem à humidade e têm grande eficiência térmica.
Assim, as tubulações utilizadas em instalações solares suportam as pressões e temperaturas de operação do sistema. Actualmente, os tubos PVC são as mais utilizadas por serem de fácil instalação, por resistir à corrosão e altas temperaturas, por atenderem bem às necessidades requeridas por uma instalação solar e ainda por apresentarem um custo-benefício razoável.
- Suporte metálico
A perfeita adequação dos colectores solares ocorrem através do uso de suportes metálicos, garantindo assim a orientação e inclinação desejáveis para uma maior captação de energia do sistema.
Ao definir um modelo de suporte que adequado aos colectores e à área disponível para instalação, devem ser considerados os seguintes aspectos:
- Verificar se a estrutura do local onde serão instalados suportará o peso total do conjunto (suportes metálicos, colectores solares e acessórios hidráulicos);
- O suporte deverá suportar as cargas de vento da localidade onde ele será instalado,
- Ser resistente à corrosão;
- Ser de fácil montagem;