Quando falamos em energia solar, o mais comum é pensarmos diretamente nos painéis solares fotovoltaicos, que são os que geram eletricidade. No entanto, existe outro tipo de energia solar menos conhecido, mas igualmente importante: energia solar térmica, uma opção eficiente e limpa que serve principalmente para aquecer água e gerar calor.
A energia solar térmica desempenha um papel fundamental tanto no setor residencial como industrial, permitindo maior eficiência energética e diminuição da utilização de combustíveis fósseis. Neste artigo, explicamos tudo sobre esse tipo de energia: seu funcionamento, características, componentes e vantagens.
O que é energia solar térmica?
A energia solar térmica é um energia renovável que utiliza a radiação solar para produzir calor. Ao contrário da energia solar fotovoltaica, que converte a luz solar em eletricidade, a energia solar térmica aquece um fluido capturando a radiação solar. Este fluido pode aquecer água, gerar aquecimento ou até resfriamento em determinados sistemas.
Este tipo de energia é especialmente útil em áreas com elevada radiação solar, onde pode ser utilizada para uso doméstico e em aplicações industriais. Por exemplo, estima-se que mais de 20% do consumo de energia em hotéis, hospitais e residências está relacionada ao uso de água quente, o que demonstra sua importância.
Componentes de uma instalação térmica
Para que a energia solar térmica funcione corretamente é necessária uma instalação destinada a captar, armazenar e distribuir calor. Abaixo destacamos os principais componentes de uma instalação de energia solar térmica.
Apanhador
O coletor ou painel solar térmico é responsável por absorver a radiação solar e transferir calor para o fluido que circula em seu interior. Existem vários tipos de coletores dependendo da sua eficiência e tecnologia:
- Coletores planos: Eles são os mais comuns e são usados para aplicações de água quente e aquecimento em residências.
- Coletores de tubo de vácuo: São mais eficientes, especialmente em zonas frias, graças ao seu melhor isolamento.
circuito hidráulico
O circuito hidráulico é composto por tubos que transportam o fluido quente do coletor ao acumulador e de volta ao painel depois de resfriado. Funciona como circuito fechado, garantindo que não haja perda de calor.
Trocador de calor
Este dispositivo permite que o calor do fluido de transferência de calor seja transferido para a água utilizada na casa ou instalação. Os trocadores podem ser internos (bobinas) ou externos, como trocadores de placas.
acumulador
Como a quantidade de energia solar varia ao longo do dia, um acumulador para armazenar água quente até que seja necessário. Este tanque foi projetado para minimizar as perdas de calor e manter a água quente por várias horas.
Bombas de circulação
Para garantir que o fluido circule corretamente pelo sistema, bombas de circulação. Estes superam as resistências do circuito e permitem o fluxo constante do fluido de transferência de calor.
Poder auxiliar
Em dias de baixa radiação solar, as instalações solares térmicas costumam contar com um sistema auxiliar de energia, como uma caldeira, que pode gerar calor em situações onde a radiação solar não é suficiente.
Itens necessários para segurança
As instalações de energia solar térmica devem possuir uma série de elementos de segurança para evitar problemas relacionados com sobreaquecimento ou pressão do sistema.
Vasos de expansão
O volume do fluido aumenta quando aquecido, por isso é necessário ter um vaso de expansão que absorve esse aumento e evita danos às tubulações. Os vasos de expansão podem ser abertos ou fechados, sendo estes últimos os mais comuns nas instalações modernas.
Válvulas de segurança
As válvulas de segurança são responsáveis por controlar o pressão do sistema e liberar fluido caso ultrapasse os limites de segurança estabelecidos.
glicol
O fluido utilizado na maioria das instalações de energia solar térmica é uma mistura de água e glicol. Este aditivo permite que o fluido resista a temperaturas abaixo de zero sem congelar, o que é essencial em climas frios.
Dissipadores de calor
Se o fluido aquecer excessivamente, o dissipadores de calor Eles são responsáveis por liberar parte da temperatura, evitando que a instalação atinja níveis perigosos de calor.
Armadilhas
Os drenos permitem remover o ar que se acumula no interior do sistema, garantindo o funcionamento ideal do circuito hidráulico.
Controle automático
Os sistemas de energia solar térmica mais avançados têm uma controle automático que monitoriza os diferentes elementos do sistema, como as temperaturas do colector, do acumulador ou das bombas de circulação. Além disso, pode ativar sistemas de energia auxiliares ou de dissipação conforme necessário.
Graças à energia solar térmica, podemos gerar água quente e aquecimento de forma mais sustentável. Esta tecnologia continua a avançar, permitindo-nos reduzir cada vez mais a nossa dependência dos combustíveis fósseis e minimizar o impacto ambiental.