Análise comparativa de métodos para cálculo de captação de energia em coletores solares planos

Abstract

Atualmente, a aplicação da energia solar térmica para aquecimento de água é uma solução técnica e economicamente viável permitindo a redução do consumo de energia elétrica no setor residencial, comercial e industrial. Diante disto, se faz cada vez mais necessário o domínio de metodologias que permitam quantificar a energia térmica útil captada pelos coletores solares e determinar a sua eficiência na geração de água quente. Como uma forma de contribuir para esta meta, este trabalho desenvolve uma análise comparativa da captação de energia térmica no coletor solar plano. A partir de dados experimentais e teóricos, diferentes modelos para tratamento dos dados foram aplicados e comparados. A metodologia do trabalho consistiu em monitorar um sistema de aquecimento solar residencial, em condições reais de uso e, a partir dos dados obtidos, calcular e comparar a captação de energia térmica útil nos coletores solares baseando-se no balanço energético pela Primeira Lei da Termodinâmica e pelo Método de Eficiência Térmica Instantânea. A irradiação solar global incidente nas placas da placa solar plano também foi monitorada e, portanto, seu valor foi comparado ao modelo teórico. Por fim, a demanda mensal de energia térmica para consumo de água quente da residência também foi monitorada e comparada à captação mensal de energia. A aplicação mostrou coerência entre os resultados experimentais e teóricos em grande parte dos casos, algumas inconveniências em determinadas situações e oportunidades de melhorias, no que é considerado boas práticas de projeto e dimensionamento, conforme destacado no trabalho.