Como funciona a energia solar térmica
A energia solar térmica funciona aproveitando a energia solar para obter calor graças a coletores solares que incluem no seu interior um circuito hidráulico selado que absorve o calor do sol e o transmite à água ou fluido que circula no interior das tubagens do painel solar térmico. O calor recolhido neste líquido será transferido através de um permutador de calor para a água que será utilizada para uso doméstico como água quente sanitária (AQS) ou para aquecimento com radiadores ou para piso radiante.
O funcionamento da energia solar térmica é simples e muito eficiente, pois utiliza coletores solares formados por um circuito hidráulico interno, que são fabricados e projetados para que o fluido dentro das tubulações aqueça ao máximo possível quando exposto à luz solar. O fluido coleta o calor do sol até chegar a um trocador de calor, o que permitirá a transferência de calor de um fluido para outro sem que eles se misturem, mantendo os dois circuitos independentes.
A energia solar térmica difere da energia fotovoltaica, pois a energia é obtida na forma de calor em vez de eletricidade. As duas tecnologias aproveitam diferentes níveis de ondas de radiação solar para gerar calor ou eletricidade.
Existem 2 tipos de painéis solares para aquecimento de água, sendo os mais utilizados e mais eficientes o coletor solar plano e o tubo de vácuo. Vamos explicar como cada um funciona:
Operação de um coletor solar plano para aquecimento de água
Os coletores planos ou coletores são basicamente caixas isoladas com tampa transparente e fundo escuro, onde são colocados tubos por onde circula diretamente um fluido ou a água que se deseja aquecer. Seu funcionamento ocorre quando a radiação solar passa pela tampa de vidro transparente e penetra no interior do coletor, onde é absorvida pelas placas escuras e convertida em calor. Esse calor é transferido para o fluido que circula pelos tubos.
Operação de um coletor de tubo de vácuo para aquecer água
Os coletores de tubo de vácuo, por outro lado, consistem em uma série de tubos de vidro cilíndricos, dentro dos quais estão tubos circundados por um vácuo que atua como isolante térmico, reduzindo significativamente a perda de calor. Seu funcionamento ocorre quando o fluido encontrado no interior desses tubos absorve calor, atingindo temperaturas mais altas que qualquer outro tipo de coletor solar graças ao vácuo como isolante. Seu desempenho se destaca sobretudo no inverno, quando apresentam maior grau de eficiência em seu funcionamento, principalmente em dias frios e em locais com baixas temperaturas, pois o vácuo reduz a perda de calor.
Uma vez aquecido o fluido, tanto em coletor plano quanto em coletor tubular a vácuo, ele será transportado através de um sistema fechado de tubos de cobre até um trocador de calor, onde sua energia térmica é transferida para a água ou outro fluido. Este fluido aquecido pode ser armazenado em tanques isolados, como uma garrafa térmica, para uso posterior ou utilizado diretamente em sistemas de aquecimento ambiente. Onde a água quente possa circular através de radiadores de água ou sistemas de piso radiante. Também pode ser utilizado em piscinas, onde a água aquecida é introduzida diretamente na piscina, realizando um ciclo de entrega e recolha de água que permite a subida da sua temperatura.
Graças aos acumuladores solares, a energia gerada pelos colectores solares pode ser acumulada e utilizada em circunstâncias desfavoráveis, por exemplo, para satisfazer a procura de energia mesmo quando não há radiação solar suficiente. É uma forma de aproveitar ao máximo a energia, já que nem sempre será consumida água quente quando a energia do sol estiver sendo captada durante o dia. A escolha do tipo de coletor deverá ser feita sempre que possível, em função do clima do local onde está instalado o equipamento solar térmico e do grau de temperatura requerido. Embora mais caros, os coletores de tubo de vácuo são muito mais eficientes em climas frios ou para usos que exigem temperaturas mais elevadas. Por este motivo, recomenda-se a utilização de painéis solares térmicos planos, exceto nos casos em que sejam necessárias temperaturas muito elevadas ou para locais de clima frio, onde se recomenda a aquisição de painéis térmicos com tubos de vácuo.
