A energia solar pode ser aproveitada através de diferentes tecnologias. O aquecimento solar, ou a energia solar térmica, é uma das formas de aproveitamento e consiste na utilização da energia solar para o aquecimento de fluidos, como a água, óleo, ar e outros. O aquecimento solar da água é a principal forma de utilização dessa tecnologia. A água aquecida é utilizada em chuveiros, processos industriais, aquecimento de ambientes, piscinas ou em qualquer outra atividade que utilize água quente.
Basicamente um sistema de aquecimento solar de água é dividido em três partes principais: a captação de energia solar, que é realizada pelo coletor solar; a acumulação de água aquecida, cujo componente principal é o reservatório térmico; e a rede de consumo, chamada de circuito secundário, que compreende a distribuição de água quente do reservatório aos pontos de consumo.
Energia solar fototérmica. Foto: Manuela Fiebig / Shutterstock.com
Em um sistema de aquecimento solar o principal componente é o coletor solar. Ele é o equipamento responsável por absorver a radiação solar e convertê-la em energia térmica, aquecendo o fluido que circula em seu interior. Existem diversos tipos de coletores, que variam de acordo com a temperatura requerida e com o tipo de fluido que será aquecido. Geralmente são fabricados em cobre, devido sua ótima condutividade térmica, e recebem um isolamento térmico. O coletor solar de placa plana é o mais utilizado para o aquecimento de água, sendo empregado principalmente em residências, mas também em hospitais, hotéis, restaurantes, entre outros. Ele possui uma placa absorvedora de energia solar que geralmente é pintada de preto e uma cobertura transparente, geralmente de vidro, que permite a entrada da radiação solar e minimiza a perda de calor.
A água aquecida nos coletores solares é armazenada em reservatórios térmicos. O armazenamento permite que a água quente seja consumida em qualquer momento, inclusive nos períodos em que não há radiação solar. O reservatório possui um corpo interno, que fica em contato direto com a água aquecida e é fabricado com matérias resistentes à corrosão, como o cobre. Esse corpo interno é isolado termicamente, sendo que os isolamentos mais utilizados são a manta de lã de vidro e a espuma de poliuretano. O revestimento externo do reservatório pode ser feito de aço galvanizado, alumínio, inox, etc.
As tubulações fazem as conexões entre os componentes do sistema de aquecimento. Elas ligam o coletor solar ao reservatório, fornecem água fria ao sistema e fazem a distribuição de água quente aos pontos de consumo. A tubulação de água quente precisa deve ser capaz de suportar temperaturas elevadas, pode ser feita de cobre, CPVC (Cloreto de Polivinila Clorado) ou outros materiais.
No setor residencial o consumo de energia para o aquecimento de água representa uma grande parcela do consumo total de energia. Portanto a substituição dos sistemas convencionais de aquecimento, como o chuveiro elétrico, pelo aquecimento solar é uma ótima alternativa, pois contribui para uma redução significativa nos custos com energia elétrica. Além disso, a energia solar é uma fonte limpa e renovável, que contribui para a preservação ambiental. O Brasil possui grande potencial para a utilização dessa tecnologia durante todo o ano, e embora o custo inicial para a implantação de um sistema ainda seja elevado, ele vem diminuindo rapidamente e com pouco tempo de uso do sistema é possível cobrir o investimento inicial.
Referências:
Lemes, S. P. et al. Interação de painéis solares térmicos. Mix Sustentável, Florianópolis, v. 2, p. 37-43, 2016.
Lara, A. & Fachin, C. Sistema de aquecimento e posicionamento de painel solar. 2013. 60 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2013.