Tipos de coletores solares
Os coletores solares térmicos são dispositivos
capazes de captar a radiação solar e transmiti-la
a um fluido, para seu posterior aproveitamento.
Os coletores solares se dividem em dois grandes grupos:
1. Coletores solares sem concentração:
Estes coletores não ultrapassam 70ºC e são
usados nas aplicações da energia solar térmica
de baixa temperatura. Um exemplo de aplicação
seria a produção de água quente sanitária.
2. Coletores solares de concentração:
Estes coletores, mediante o uso dos métodos de concentração
da óptica, são capazes de elevar a temperatura
de fluido a mais de 70ºC. São aplicados na energia
solar térmica de média e alta temperatura.
Podemos encontrar exemplos deles na central solar térmica
de Almería (Espanha), em Grenoble (França)
e na Califórnia.
1. Coletores solares sem concentração
Estes coletores se caracterizam por não possuir métodos
de concentração, por isso a relação
entre a superfície do coletor e a superfície
de absorção é praticamente a unidade.
- Coletor solar de placa plana:
Em geral, um coletor de placa plana atua como um receptor
que coleta a energia procedente do Sol e esquenta uma placa.
A energia armazenada na placa é transferida ao fluido.
Normalmente, esses coletores possuem uma cobertura transparente
de vidro ou plástico que aproveita o efeito estufa,
formado por uma série de tubos de cobre, que absorvem
a radiação solar e a transmitem ao fluido
que atravessa seu interior. Sua aplicação
é a produção de água quente
sanitária, climatização de piscinas
e aquecimento.
- Coletores de ar:
São coletores de tipo plano cuja principal característica
é ter o ar como fluido portador do calor. Não
têm uma temperatura máxima limite (os processos
convectivos têm uma menor influência no ar)
e trabalham melhor sob condições de circulação
normal. No entanto, possuem uma baixa capacidade calorífica
e o processo de transferência de calor entre placa
e fluido é ruim. Sua aplicação principal
é o aquecimento.
- Coletores de vácuo:
Possuem uma cobertura dupla envolvente, hermeticamente fechada,
isolada do interior e do exterior, e na qual foi feito o vácuo.
Sua finalidade é a de reduzir as perdas por convecção.
São mais caros, além de perder o efeito do vácuo
com o decorrer do tempo. Sua aplicação principal
é a produção de água quente sanitária
e climatização de piscinas.
- Tubos de calor:
Possuem uma simetria cilíndrica e são formados
por dois tubos concêntricos, um exterior de vidro
e um interior pintado de preto ou com tinta seletiva. O
fluido circula pelo tubo interno. Sua aplicação
principal é o aquecimento.
- Coletores cônicos ou esféricos:
Sua principal característica é que constituem
simultaneamente a unidade de captação e de
armazenamento. Sua superfície de captação
é cônica ou esférica com uma cobertura
de vidro da mesma geometria. Com essas geometrias consegue-se
que a superfície iluminada ao longo do dia, em ausência
de sombra, seja constante. Sua instalação
é simples, mas apresentam problemas de estratificação
da água e a superfície útil de captação
é pequena. Sua aplicação principal
é a produção de água quente
sanitária.
2. Coletores solares de concentração
Usam sistemas especiais a fim de aumentar a intensidade da
radiação sobre a superfície absorvente
e, dessa maneira, atingir altas temperaturas no fluido portador
do calor. A principal complicação que apresentam
é a necessidade de um sistema de acompanhamento para
conseguir que o coletor esteja permanentemente apontado em
direção ao Sol.
- Concentradores cilíndricos: Sua
superfície refletora é a metade de um cilindro.
Sua aplicação principal é a produção
de vapor em uma central térmica.
- Concentradores parabolóides:
Sua superfície refletora apresenta uma geometria
de parabolóide de revolução. Sua aplicação
principal é a produção de vapor em
uma central térmica.
