Vantagens da Instalao de Painis Solares de Tubos de Vcuo

Porqu usar o sol como fonte de energia?

O recurso solar uma fonte energtica inesgotvel, abundante em todo o planeta e principalmente no nosso pas. Portugal o pas da Europa com mais tempo de exposio solar. A mdia anual aproximadamente 8 horas dia com recepo superior a 1200W/m2. A energia solar diria que chega a Portugal em mdia 430.000 GWH o que representa aproximadamente a energia que o pas gasta em 1000 dias.

Qual o papel dos colectores solares de vcuo?

Os colectores solares de vcuo tiveram um grande desenvolvimento nos ltimos anos, e hoje em dia, so o sistema de aquecimento de guas mais rentvel do mercado. Estes captam a energia solar atravs de tubos de vcuo com a finalidade de aquecer guas sanitrias, aquecimento ambiente e aquecimento de piscinas.

Os colectores solares de vcuo so compostos de uma srie de tubos modulares, montados paralelamente, por onde circula a gua glicolada. Este nmero pode variar conforme as necessidades de consumo de gua quente.

Devido situao geogrfica de Portugal, um metro quadrado de tubos de vcuo produz acima de 800W/h de energia. Quer isto dizer que a energia solar que chega terra aproveitada numa grande percentagem.

Devido forma cilndrica do tubo de vcuo, o sol incide sempre sobre ele perpendicularmente, o que reduz a reflexo e maximiza a quantidade total de radiao solar a que os colectores esto expostos durante o dia.

O vcuo do tubo reduz as perdas de calor condutivas e convectivas no seu interior. Os tubos so capazes de absorver a energia dos raios infravermelhos e ultravioleta que podem passar atravs das nuvens.

A existncia desse espao em vcuo no tubo possibilita uma captao constante de energia mesmo com temperaturas negativas s sendo necessrio a existncia de luz solar. O vento e as baixas temperaturas tm o mnimo efeito na eficincia dos painis de tubos de vcuo.

Os sistemas tubos de vcuo so de montagem fcil e com grande capacidade de captao da radiao solar.

Os Tubos de Vcuo

Institutos de investigao da Alemanha e Inglaterra inventaram e experimentaram tubos de vcuo no aproveitamento da energia solar. Esta tecnologia agora muito aceite em todo o mundo e est a ser utilizada h vrios anos em pases como Alemanha, Inglaterra, Canad e China.

O componente chave deste sistema solar so os tubos de vcuo de alta tecnologia. Estes, alm de absorverem a radiao solar directa, tambm absorvem o calor do meio ambiente e a radiao solar difusa (cu nublado).

Cada tubo de vcuo consiste em dois tubos de vidro. O tubo exterior feito de borosilicato transparente de alta resistncia capaz de suster o impacto de granizos com

2,5cm de dimetro. O tubo interior, tambm feito de borosilicato, est coberto com nitrato de alumnio, material com uma excelente absoro de calor.

Durante o processo de fabrico do tubo, o ar entre os dois tubos de vidro extrado para formar o vcuo, o que elimina perdas de calor por conduo. Para manter este vcuo utilizado brio a altas temperaturas para cobrir o fundo dos tubos, que solidifica numa capa prateada. A capa de brio tambm serve de indicador visual: se o tubo perder o vcuo, a capa prateada de brio adquire a cor branca. Isto ajuda a determinar se o tubo est a funcionar eficientemente.

Tcnica dos Tubos de Vcuo

O modo de aquecer gua usando energia solar atravs de colectores que so colocados no telhado de edifcios ou em paredes viradas para o sol. Noutros casos, o colector pode ser montado no solo, desde que nele incidam directamente os raios solares.

O sistema solar de vcuo baseia-se no princpio de concentrao. Requer uma superfcie reflectora curva, onde recebe a radiao. Por efeito desta curva os raios so projectados para a parte central do tubo onde se concentram e alcanam uma temperatura elevada. Essa temperatura transmitida para a parte superior.

do colector para posterior aproveitamento.

Esta transmisso pode ser efectuada por dois processos:

Fluxo directo

O tubo de vcuo absorve os raios solares e transforma-os em energia trmica, aquecendo a gua que se encontra dentro deles. O aumento da temperatura torna a gua ligeiramente menos densa, e ento, esta ascende para o tanque. Consequentemente, a

gua a uma temperatura inferior desce at aos tubos de vcuo. Ao manter-se este ciclo natural de aquecimento, a gua no depsito progressivamente aquecida.

Com tubo de calor (heat-pipe) - Circulao de fluido

Funciona com um fluido facilmente evaporvel armazenado no interior do tubo e que actua como transportador do calor. Este fluido evapora-se por efeito da radiao solar e sobe at a parte superior do tubo, que se encontra a uma temperatura inferior. A, cede a sua energia trmica agua e condensa, voltando ao estado lquido e cai por aco da gravidade na parte inferior do tubo. Ao receber mais radiao, volta a evaporar e comea um novo ciclo. O ciclo de evaporao condensao tem lugar enquanto no se alcana a temperatura crtica do fluido vaporizante, evitando os riscos de um aumento incontrolado da temperatura no interior dos tubos.

- Tubo condutor O transporte do calor efectuado para a parte superior, atravs de um metal super condutor.

- Alhetas Para um melhor aproveitamento da energia, ao tubo condutor so acrescidas alhetas de modo a uma melhor captao e transmisso da energia produzida. Estes sistemas so considerados os de super conduo.

Aquecimento guas Quentes Sanitrias Os colectores solares de vcuo tm um alto rendimento e baixos custos de manuteno, o que origina que seja o sistema de aquecimento de guas mais rentvel do mercado.

O aquecimento de guas pode-se efectuar por dois processos:

Sistema de Termossifo

Neste sistema a circulao da gua faz-se por efeito de termossifo. Este efeito resulta da diferente densidade da gua quente que aquecida por radiao solar e a gua fria que entra no depsito vinda da rede. Para que este efeito resulte necessrio que exista uma determinada inclinao no painel e que o depsito esteja colocado na parte superior.

Os sistemas de termossifo no necessitam de bombas de circulao nem controladores sendo por essa razo mais econmicos.

Sistema de circulao forada

Neste sistema o depsito acumulador instalado separadamente dos painis solares. O depsito colocado verticalmente, resultando uma melhor estratificao dos nveis de temperatura e num maior aproveitamento da energia solar. Sendo o depsito colocado num local resguardado, onde as perdas trmicas so mnimas. Outra vantagem deste sistema diz respeito esttica j que o acumulador no precisa de ser colocado em local visvel.

Aquecimento Ambiente por Energia Solar

Na maioria dos casos combina-se o sistema solar para aquecimento central com o sistema de aquecimento tradicional, tendo como objectivo aproveitar ao mximo a energia solar disponvel.

A energia acumulada utilizada quando necessrio no aquecimento da habitao quer atravs de piso radiante, de radiadores ou de ventiloconvectores.

No sistema solar a energia aquece a gua de um acumulador que ter prioridade no aquecimento da habitao.

A casa pode ser aquecida pela combinao de dois ou mais sistemas.

Convm combinar o aquecimento solar com piso radiante dado este sistema se torna mais econmico devido a ter de utilizar temperaturas inferiores comparativamente com os outros sistemas.

Atravs de uma combinao eficiente dos sistemas de climatizao possvel garantir um bem-estar com um consumo energtico mnimo.

Aquecimento de Piscinas

O aquecimento de piscinas uma aplicao ideal para o uso de painis solares tubos de vcuo, uma vez que a temperatura requerida bastante baixa: menos de 30C.

Em comparao com os painis solares planos, os painis de tubos de vcuo possuem vrias vantagens: Para aquecer uma piscina com painis planos necessrio uma rea com cerca de 50% da rea da piscina.

Com os colectores de tubos de vcuo essa rea reduzida para cerca de 25%.Uma instalao em tubos de vcuo tornasse assim tambm mais econmica e de maior rapidez de amortizao relativamente ao investimento.

Devido alta eficincia dos colectores de tubos de vcuo, mesmo nos meses mais frios, o aquecimento da piscina ser em grande parte garantido.

A utilizao de painis tubos de vcuo no aquecimento de piscinas de uso domstico em complemento do aquecimento da habitao torna altamente rentveis estes sistemas pois podero trabalhar os doze meses do ano.

Em piscinas cobertas de utilizao anual conseguimos que o retorno do investimento se fao num muito curto espao de tempo. Depois de decorrido esse tempo vamos usufruir dessa energia de uma maneira grtis e sem emisses de gases poluentes.

Aquecimento Industrial

A capacidade de ligar colectores solares de tubos de vcuo em srie torna este sistema ideal para a indstria, onde a necessidade de guas quentes bastante elevada.

As temperaturas de gua exigidas por algumas indstrias tornam os painis tubos de vcuo a ferramenta ideal para estar altura dessa demanda. Os ganhos econmicos e ambientais so elevados.

Instalao de Painis Solares de Tubos de Vcuo

A instalao de um sistema solar de aquecimento de gua atravs de tubos de vcuo um investimento que tem um retorno econmico a curto prazo e que ir poupar dinheiro e energia ao longo de muitos anos.

Estes sistemas de aquecimento minimizam os efeitos ambientais associados ao consumo exigido pela vida actual.

O retorno do investimento num sistema de tubos de vcuo em alguns casos inferior a dois anos.

So ideais para lugares frios onde existe uma grande diferena entre a temperatura ambiente e a do colector.

A tecnologia dos tubos de vcuo garante no s a absoro da energia solar directa, mas tambm da radiante. Como o coeficiente das perdas de radiao reduzido torna-os bons para o aproveitamento da radiao solar difusa. Trabalham bem em dias frios durante todas as horas do dia e em dias parcialmente nublados.

A sua instalao rpida e o seu alinhamento com o sol fcil. Mesmo com fraca radiao solar o sistema comea a funcionar prontamente.

No requer manuteno tcnica, apenas os tubos devero ser limpos de vez em quando para no acumularem demasiadas impurezas o que os tornaria menos eficientes.

No caso de partir algum tubo de vidro fcil a substituio e o sistema continua a funcionar. Permitem elevadas poupanas porque utilizam um recurso gratuito: o sol.

Durabilidade: O tempo mdio de vida de um tubo de vcuo sujeito s condies de funcionamento normais superior a quinze anos.

A utilizao deste tipo de fontes de energia reduz o recurso a sistemas de aquecimento convencionais, e consequentemente reduz os nveis de poluio.

Utiliza-se todo o ano pois tem uma grande resistncia quer a temperaturas negativas quer a temperaturas positivas elevadas.

Comparao entre painis solares planos e de tubos de vcuo

O grfico esquerda mostra-nos a comparao entre um colector de tubos de vcuo (a vermelho) com um painel plano (a azul). Quando o sol brilha mais intensamente (ao princpio da tarde), ambos os colectores so bastante eficientes a absorver o calor proveniente do sol e a transferi-lo para a gua. Mas noutras alturas do dia, nas quais o sol j no incide directamente nos painis, o colector solar de tubos de vcuo tem uma muito melhor performance que o painel plano.

Os tubos de vcuo isolam o fludo contido nele (ou o heat-pipe), prevenindo perdas de calor por conduo, e assim aumenta a eficincia do colector. O grfico abaixo mostra

como os tubos de vcuo funcionam bem em dias frios. A temperatura exterior pode ser muito inferior do interior do tubo, mas mesmo assim o colector eficaz.

Quanto maior for a sua necessidade de gua quente, maior o rendimento retirado do uso de colector solares de tubos de vcuo.