colectores solares

Escola Secundária Alves Redol

Carolina EstevamJoão PeixeiroNelson PiedadePedro PiresTatiana Ferreira

10º D

Introdução

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Depois

Aproveitamento da energia solar para fins domésticos, afim de conservar o

meio ambiente.

Antes

Uso de combustíveis fosseis, como consequência a degradação do

ambiente.

O uso dos coletores (painéis) solares tem vindo a crescer nos últimos anos, devido às consequências da utilização das energias que degradam o meio ambiente alterando assim o clima do nosso planeta.Uma forma de tentar ajudar a resolver o problema é recorrer, cada vez mais, à utilização de energias limpas e ilimitadas, neste caso o Sol.

Físico Química A

O que são coletores solares?

Coletores solares são a parte mais exposta de um sistema solar térmico.


Estes devem ser colocados de modo a ficarem direcionados à maior exposição solar, para absorverem a maior quantidade possível de energia.

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Sistemas térmicosSistemas térmicos são constituídos por: coletor

solar, circuito de circulação, unidade de depósito (acumulador) e unidade de controlo.

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FunçãoOs Coletores Solares usam a luz

solar para armazenar energia sob a forma de calor para depois ser aplicada em diversos fins, como o aquecimento de água em casa.


Quais os tipos de coletores solares?Existem 2 tipos de coletores solares:Vidrados

Planos; CPC – concentradores parabólicos compostos; Tubo de vácuo.


Não Vidrados

Constituição


1- calha

2- painel de vidro transparente.

3 & 5 – material isolador.

4 – material absorvente / tubos de cobre com líquido de aquecimento.

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ConstituiçãoCobertura transparente: Serve para provocar o efeito de estufa e reduzir as perdas de calor e ainda assegurar a estanquicidade do coletor.


ConstituiçãoPlaca absorsora: Serve para receber a energia e transforma-la em calor, transmitindo-a para o fluido térmico que circula por uma série de tubos em paralelo ou serpentina. Para obter maiores rendimentos existem superfícies seletivas que absorvem como um corpo negro mas perdem menos radiação.


ConstituiçãoCaixa isolada: Serve para evitar perdas de calor uma vez que deverá ser isolada termicamente, para dar rigidez e proteger o interior do coletor, dos agentes externos.


Coletores Planos

São constituídos por: Vidro Absorvedor Isolamento Caixa


Os coletores solares planos são os mais utilizados..

Características:É através da placa de absorção que circula a água, encarregada de transferir o calor recebido.A maioria destes coletores planos produzem temperaturas até 70ºC acima da temperatura ambiente.

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FuncionamentoTópicos de funcionamento:Radiação incide no vidro;Propaga-se até atingir a placa absorsora e este

aquece;A placa aquecida emite radiação térmica com maior

comprimento de onda;A radiação não consegue atravessar o vidro (mau

condutor);Ficando retida na caixa do coletor, aumentando

assim, a temperatura do fluido térmico.


Concentradores Parabólicos Compostos

São constituídos por:VidroAbsorvedor IsolamentoCaixaEspelho


Um concentrador parabólico composto é um coletor concentrador da radiação solar, para obtenção de temperaturas mais elevadas, com alto rendimento, mas com características de simplicidade que os tornam equivalentes na montagem e utilização aos coletores convencionais. Os CPC são adequados para serem utilizados a elevadas temperaturas.

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Coletores de tubos de vácuoO que os diferencia dos outros coletores é o

facto de terem na sua constituição tubos de vidro transparente, que contem no seu interior tubos metálicos.


Coletores não vidradosSão conectores constituídos por tubos de metal ou

plástico, cobertos por cores escuras (negro), e no seu interior circula água.


Não têm nenhum isolamento adicional, logo o ganho de temperatura é muito limitado (20ºC a 30ºC)

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Para aquecimento de água


Balanço energético no coletor solar


E₁ – Energia (calor) transportada pelo fluido.E₂ – Energia fornecida por sistema complementar.E₃ – Energia (calor) cedida ao exterior pela tubagemE₄ – Energia cedida ao exterior pelo depósito de água.E₅ – Energia para utilização (água quente).

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AplicaçõesSão utilizados em:Água quente sanitária.Aquecimento de espaços.Aquecimento de bairros.Piscinas.Indústria.Refrigeração solar.


Exercício IOs coletores solares são dispositivos que permitem aproveitar o

efeito térmico da radiação que nos chega do Sol.

Pretende-se instalar um sistema solar térmica com coletores orientados de modo que neles incida, por cada metro quadrado (m²), radiação de energia média diária de 1,0x10 J. O sistema, com um rendimento de 35%, destina-se a aquecer 300 kg de água.

Calcule a área de coletores que deve ser instalada, caso se pretenda que o aumento médio diário da temperatura da água seja de 40ºC.

c (capacidade térmica mássica da água) = 4,18x10³ J kg⁻ ºC ⁻.


Exercício II Um fabricante de componentes de coletores solares testou

dois materiais diferentes – cobre e aço inoxidável. Forneceu a mesma quantidade de energia a uma placa de cobre e a uma placa de aço inoxidável, de igual massa e espessura idêntica, colocadas sobre suportes isoladores. Verificou que a placa de cobre sofreu uma elevação de temperatura superior à da placa de aço.

Selecione a única opção que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta.


Exercício II (continuação)Esse teste permitiu concluir que a _______________

do cobre é __________________à do aço.

(A)Condutividade térmica … superior.

(B)Condutividade térmica … inferior.

(C)Capacidade térmica mássica … inferior.

(D)Capacidade térmica mássica … superior.


Capacidade térmica mássica

inferior

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Exercício IIINuma instalação solar de aquecimento de água, a

energia da radiação solar absorvida na superfície das placas do coletor é transferida sob a forma de calor, por meio de um fluido circulante, para a água contida num depósito, como se representa na figura 2.


Exercício III (continuação)a) Numa instalação solar de aquecimento de água para consumo

doméstico, os coletores solares ocupam uma área total de 4,0 m². Considere um depósito, devidamente isolado, que contém 150 kg de água.

Verifica-se que, ao fim de 12 horas, durante as quais não se retirou água para consumo, a temperatura da água do depósito aumentou 30ºC.

Calcule o rendimento associado a este sistema solar térmico.

Apresente todas as etapas de resolução.

c (capacidade térmica mássica da água) = 4,18x10³ J kg ºC .⁻ ⁻


Bibliografiahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Aquecimento_solarhttp://www.soletrol.com.br/educacional/comofunciona.php


http://pt.wikipedia.org/wiki/Aquecimento_solar

http://www.soletrol.com.br/educacional/comofunciona.php

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