Obteno de energia mecnica e/ou eltrica a partir de energia solarAquecimento solar trmico (gua quente sanitria)Arrefecimento ambiente a partir de energia solarRadiao solar mdia anualMAPA DAS ZONAS CLIMATRICAS - PORTUGALhttps://vulcanopt.resource.bosch.com/media/vulcano/documenta__o/cat_logo_de_produtos/solar/versonet26setcatlogo_solar_2012_22.pdfO Sol envia anualmente, para a atmosfera terrestre, uma quantidade imensa de energia (avaliada em 1,5 x 1018kW.h), correspondente a cerca de 10.000 vezes o consumo mundial de energia verificado nesse mesmo perodo.Em Portugal, o nmero mdio anual de horas de Sol varivel entre 2200 e 3000, no continente, e entre 1700 e 2200, respetivamente, nos arquiplagos dos Aores e da Madeira. Na Alemanha, por exemplo, este indicador varia entre 1200 e 1700 horas.O potencial disponvel em Portugal para aproveitamento deenergia solar para aquecimento de gua significativo. De acordo com estudos no nosso pas poderiam ser instalados no sector domstico cerca de 7 500 000 m2de coletores solares, proporcionando cerca de 4 900 GWh/ano de energia til.Mesmo que apenas 1/3 desse potencial seja concretizado, esse resultado j permitir reduzir em 150 000 tep a nossa dependncia energtica de recursos fsseis provenientes de outros pases e evitar a libertao de 620 000 ton de CO2eq. libertao de 620 000 ton de CO eq.A quantidade de CO2evitado por uma famlia que resolve instalar um sistema domstico de aquecimento de gua com 4m2de coletores compensa a quantidade de CO2por que responsvel, ao fazer com o seu carro, uma quilometragem mdia anual de 15 000 km...!Sistema Solar: Toneladas de CO2evitados: 3,4 tonCarro familiar: Toneladas de CO2produzidos: 3,3 tonFEE- Fundo de Eficincia EnergticaRegulamento das Caractersticas do Comportamento Trmico dos Edifcios (RCCTE):COLECTORES SOLARES OBRIGATRIOS!Nos edifcios unifamiliares, multifamiliares e de servios.Desde que haja cobertura com exposio solar adequada Energia solar trmica: Energia solar trmica:gua Quente SolarObjetivos:2010: 1 000 000 m2 (objetivo no alcanado)2020: 1 700 000 m2 (~100 000 m2 /ano)Reduzir o consumo de Agua Quente Solar (AQS) para reduzir o consumo de energia. Reduzir o tempo de utilizao Reduzir a presso Reduzir o caudal Reduzir o caudal Eliminar as fugas Suprimir o consumo de AQS em certas zonasConverso Trmica da energia SolarAplicaes mais frequentes: Produo de gua quente sanitria para uso domstico, (temperatura inferiores a (30 a 60 C); Aquecimento de piscinas, (temperaturas variam entre os (20 -35C); (temperaturas variam entre os (20 -35C); Aquecimento ambiente com piso radiante; Produo de gua a elevadas temperaturas, destinada a uso industrial por concentrao dos raios solares em coletores parablicos (80 -150C);.Principais aplicaesProduo de gua Quente Sanitria (AQS), para uso domstico, hospitais, hotis, etc...:temperatura inferiores a 60 C, com perodos mnimos de utilizao do equipamento solar entre oito a dez meses por ano. Estas instalaes dimensionam-se, normalmente, para as necessidades energticas anuais, evitando assim excedentes energticos nos meses de vero;Aquecimento de piscinas: dependendo do tipo e finalidade da piscina, os valores da temperatura de utilizao variam entre os 25-35C, sendo possvel a aplicao a piscinas de utilizao anual ou sazonal (vero);aquecimento ambiente: do ponto de vista tecnolgico possvel a utilizao da energia solar para o aquecimento ambiente de forma activa dos edifcios, no entanto esta aplicao est limitada pela utilizao em apenas 3 a 4 meses por ano, sendo assim economicamente menos interessante;arrefecimento ambiente: possvel produzir frio combinando energia solar com mquinas dearrefecimento ambiente: possvel produzir frio combinando energia solar com mquinas de absoro ou sistemas hbridos (solar-gs), que operam a temperaturas na ordem dos 80 C (mquinas de Brometo de Ltio), ou 120 C (mquinas de Amnia/H2O), o que, combinado com o aquecimento ambiente no inverno, tornam estas aplicaes muito interessantes, quer do ponto de vista ambiental com a reduo de consumo de energia primria, quer do ponto de vista econmico, com a rentabilizao total do sistema;produo de gua a elevadas temperaturas destinada a uso industrial: temperaturas superiores a 80 C e 100 C (gua saturada ou vapor), com aplicaes industriais directas, de pr-aquecimento de gua de processo ou vapor para produo de energia elctrica (temperaturas de superiores a 450 C).outras aplicaes: aplicaes de baixa ou intermdia temperatura, como estufas, secadores desalinizadores, secadores, destoxificadores (Ultra Violeta) e ainda cozinhas solares.FONTE: portal das energias renovveis.Geralmente os sistemas solares no garantem a totalidade do consumo energtico, sendo necessrio o apoio de uma instalao convencional, que assegure as necessidades energticas no cobertas pelo sistema solar.COBERTURA SOLAR DAS NECESSIDADES DE GUA QUENTE DURANTE O ANOhttps://vulcanopt.resource.bosch.com/media/vulcano/documenta__o/cat_logo_de_produtos/solar/versonet26setcatlogo_solar_2012_22.pdfAquecimento Solar da gua em Vrios Climas Aquecimento Solar da gua em Vrios ClimasPara um sistema domstico de aquecimento solar da gua com 6 m2de coletor revestido, a necessidade de 300 L/dia de gua quente a 60C e 300 L armazenamento, a frao solar, a seguinte:21% em Troms, Noruega (70 N) 21% em Troms, Noruega (70 N)40% em Yellowknife, Canad (62 N) 32% em Warsaw, Polonia (52 N)51% em Harbin, China (46 N)67% em Sacramento, EUA (39 N)39% em Tokyo, Japo (36 N)78% em Marrakech, Morrocos (32 N)75% em Beer-Sheva, Israel (31 N)81% em Matam, Senegal (16 N)59% em Puerto Limn, Costa Rica (10 N)59% em Jakarta, Indonesia (6 S)86% em Huancayo, Peru (12 S)69% em Harare, Zimbabwe (18 S)65% em Sydney, Australia (34 S)39% em Punta Arenas, Chile (53 S)Tipos de sistemas solares trmicos- Por circulao forada com uma bomba (para mdias e grandes instalaes)- Por circulao natural (termossifo) para pequenas instalaesCirculao foradaCirculao natural (termossifo)- Por circulao natural (termossifo)H=30 cmOu vlvula anti-retornoO efeito de termossifo consiste na movimentao do fluido, atravs das diferenas de densidades criadas pelas diferenas de temperatura, a gua quente que menos densa sobe e a gua fria desce, criando assim uma circulao. Circulao natural(termossifo) Nas situaes em que no vivel a colocao do depsito acima da parte superior dos coletores e para os grandes sistemas em geral necessrio usar bombas para movimentar o fluido trmico. A bomba poder ser comandada por um sistema de controle automtico Circulao foradaum sistema de controle automtico (ou comando diferencial). O sistema de controle (comando diferencial) est regulado de modo a pr a bomba em funcionamento logo que a diferena de temperatura (Tout - Tdep) entre os coletores e o depsito seja de 5 C.Fonte: www.artesolar.ptComponentes bsicos de um sistema solar para aquecimento de guasColectores solaresPurgador de arSistema de comandoVlvula de seguranaArmazenamentoUm depsito que acumula a gua quente at que esta seja necessria para Captao da energia solarUm ou mais colectores que transformam a radiao solar incidenteem energia trmica, mediante aquecimento do fludo de transferncia de calor que nele(s) circula.seja necessria para consumo.PermutadorEfectua a transferncia da energia trmica captada pelos colectores(circuito primrio) para a gua quente de consumo (opcional).Circuito hidrulicoTubagens, bombas, vlvulas, etc..Regulao e controloElementos mecnicos e eletromecnicos que asseguram o correto funcionamento da instalao.Apoio energticoPara fazer face a perodos de menor insolao ou sem Sol, utilizado um equipamento convencional de apoio (caldeiras, termoacumuladores, resistncia eltrica) que deve, no entanto, serinstalado de forma a dar sempre prioridade ao bom funcionamentodo sistema solar.Simbologia utilizada nos esquemas dos sistemas solares trmicosSimbologia utilizada nos esquemas dos sistemas solares trmicosComponentes de uma instalao solar trmica (circulao forada) Componentes de uma instalao solar trmica (circulao forada) Componentes de uma instalao solar trmica (termossifo) Coletor Solar: a mais comum das tecnologias de aproveitamento da energia solar trmica ativa. Existem vrios tipos de coletores: Planos; Concentradores; Concentradores parablicos compostos; De tubo de vcuo. Sistemas de coleta da radiao solar para aquecimento de gua e de arElementos constitutivos do coletor planoA caixa: A funo da caixa proteger do vento, da chuva, da poeira, suportar os diversos elementos do coletor e atuar de unio com a estrutura atravs dos elementos de fixao necessrios. A caixa deve ser estanque e resistente corroso. A cobertura deve ter elevada transparncia;- provocar o efeito de estufa e reduzir as perdas por conveco, melhorando o rendimento do coletor.- assegurar que o coletor seja estanque gua e ao ar. As coberturas dos coletores devem resistir presso do vento, ao peso do gelo, da neve e aos choques trmicos. os materiais mais utilizados so o vidro e alguns tipos de acrlicosA placa absorsora tem a funo de receber a energia, transform-la em calor e transmiti-la ao fludo trmico (ar, gua ou leo).Para ter um rendimento elevado podemos recorrer a superfcies seletivasque absorvem to bem como o corpo negro mas que emitem menos por radiao. Isolamento posteriorSitua-se entre a caixa e o absorsor. Para minimizar as perdas calorficas do sistema, necessrio isolar as suas paredes com l de vidro ou de rocha, poliuretano, aglomerado de cortia, etc.O isolamento deve resistir a temperaturas superiores a 150 C. O envelhecimento e a humidadeso dois factores a ter em conta. Elementos constitutivos do colector parablico (CPC)A diferena fundamental em relao ao colector plano a geometria da superfcie absorsora. Nos colectores CPCs a rea absorsora constituda por duas alhetas unidas a um tubo e colocadas em cima de uma superfcie reflectora. Assim, a captao solar realiza-se atravs das duas faces das alhetas e as perdas trmicas so inferiores, porque a rea de absoro inferior.Coletores de tubos de vcuoImportncia do isolamento do termoacumuladorEscalonamento das temperaturas