Energia Solar Térmica

Prof. Ramón Eduardo Pereira SilvaEngenharia de EnergiaUniversidade Federal da Grande DouradosDourados – MS 2014

Tipos de SistemasEnergia Solar Térmica - 2014

Prof. Ramón Eduardo Pereira SilvaEngenharia de EnergiaUniversidade Federal da Grande DouradosDourados – MS 2014

Introdução

› Basicamente, o dimensionamento propõe a

determinação do volume de acumulação de água quente

e da área de captação solar.

› Para a determinação desses parâmetros podem ser

utilizados dois métodos.

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Introdução

› Para a determinação desses parâmetros podem ser

utilizados dois métodos.

– Dimensionamento com valores preestabelecidos,

– Cálculo com valores reais

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Cálculo com valores preestabelecidos

– Algumas entidades estabelecem um critério prático de

dimensionamento que recomenda uma área total de captação

relacionada com o volume de acumulação:

50 < V/A < 180

Sendo:

V – volume do reservatório de acumulação em litros

A – área total de captação em m²

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Cálculo com valores preestabelecidos

– A sugestão prevê diferentes valores para essa relação.

› 180 l/m² para zonas frias

› 50 l/m² para zonas quentes

– Na prática considera-se a relação V/A que mais se aproxime das condições do local

e recorre-se a um sistema auxiliar, ou

– Recorre-se a uma razão V/A extremamente alta, porém a instalação fica

superdimensionada no verão

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Cálculo utilizando variáveis reais

– Esse cálculo leva em conta as condições reais da localização da

instalação e da fração solar adequada à aplicação.

– Contudo requer o conhecimento da temperatura da água da

rede (água fria) e da irradiação solar local nas diferentes

estações do ano

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Cálculo utilizando variáveis reais

– Cálculo energético

› O Cálculo energético determina a quantidade de energia demandada pela aplicação:

𝑄 = 𝑚. 𝑐𝑝,ℎ20. 𝜌𝐻2𝑂 . 𝑇𝑑𝑒𝑚 − 𝑇𝑓𝑟𝑖𝑎

› Sendo:

– Q -Energia demandada [kWh]

– M – consumo total de água quente [l/dia]

– ρ – massa específica da água [kg/l]

– Cp – calor específico da água [kWh/kg.K/ ( 1,16 x 10-3 kWh)

– Tdem – temperatura da água de serviço [°C]

– Tfria – temperatura da água fria [°C]

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Cálculo utilizando variáveis reais

– Radiação solar global diária – média anual típica (MJ/m2.dia)

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Cálculo utilizando variáveis reais

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Cálculo utilizando variáveis reais

– Cálculo da área de captação

› A área de captação é dimensionada pela seguinte equação

𝑆𝑐 =𝐹𝑠,𝑚𝑖𝑛 . 𝑄

𝜂. 𝐸𝑚𝑒𝑑

› Sendo:

– Sc – área de captação [m²]

– Fs,min – fração solar mínima [%]

– Q -Energia demandada [kWh]

– η – eficiência do sistema [k%]

– Emed – energia solar média [kWh/m²]

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Cálculo utilizando variáveis reais

– Cálculo da área de captação – rendimento da instalação

› Nem toda energia solar incidente é aproveitada.

› Desde os painéis solares até o local de consumo existem perdas que

podem ser superiores a 50%

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Cálculo utilizando variáveis reais

– Cálculo da área de captação – fração solar

› A fração solar ou cobertura solar é razão entre a energia captada e a

energia demandada.

› É utilizada em instalações onde o sistema de apoio é utilizado como

complemento ao solar.

› Sendo E a energia captada pelo painel em kWh

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𝐹𝑠 =𝐸𝑐𝑎𝑝𝑄

REFERÊNCIAS

› Benito, T. P., Práticas de energia solar térmica. Publindústria, 2009.

› Guia para Instaladores de Colectores Solares – Ministério da Economia de Portugal

› Seye, O. Apostila de energia solar térmica. UFGD

› http://dicasesquemas.blogspot.com.br/2013/03/ligacao-entre-coletores-paineis-solares.html