Dimensionamento da produção energética de um coletor solar plano para aquecimento de água

Authors

  • Tiago Sinigaglia UFSM
  • Tânia Regina Seiboth UFSM.
  • Adalberto Lovato SETREM
  • Ademar Michels FAHOR
  • Sérgio Luiz Jahn UFSM

DOI:

https://doi.org/10.7198/geintec.v6i4.804

Abstract

A radiação solar na forma de energia térmica pode ser utilizada para aquecer água e em diversas outras atividades. Um sistema de aquecimento solar é composto por um coletor solar, um reservatório térmico, circuito hidráulico e ainda pode ter uma fonte de energia auxiliar. Este trabalho tem por objetivo calcular a produção energética de uma placa coletora solar para atender a demanda de água quente utilizada na higienização de ordenhadeiras de uma propriedade rural de Tuparendi, RS. Com a utilização da energia térmica solar pode se diminuir o consumo de energia elétrica, contribuindo para a sustentabilidade do planeta e da atividade leiteira que possui uma margem de lucro não tão expressiva. A produção energética da placa coletora foi calculada pela metodologia F-chart e assim foi encontrada no mercado a placa coletora que produziu as melhores frações solares para a necessidade. Conclui-se que em alguns meses do ano a energia útil disponível  será menor que a demanda energética, necessitando assim de uma fonte de energia auxiliar.

Author Biographies

Tiago Sinigaglia, UFSM

Formado em engenharia mecânica pela Fahor.

Tânia Regina Seiboth, UFSM.

Mestranda em engenharia de Produção.

References

Segundo Shukla (2012), o aquecimento de água é responsável por 20% de todo o consumo de energia das famílias, ou seja, pode oferecer uma economia de cerca de 70-90% do total dos custos de aquecimento de água e, portanto, é um dos melhores candidatos para reduzir significativamente o consumo energético doméstico.

Em termos de custos a energia solar atinge níveis mais competitivos com relação a outras fontes de energia, ou seja, pode beneficiar o meio ambiente e economia de desenvolvimento países, além de servir para sustentar a vida de milhões de pessoas desfavorecidas no desenvolvimento países. VIJAY (2013).

Segundo Sales et al. (2014); Creasesb, (2006); Vijay (2013), a demanda global por energia está crescendo além dos limites da capacidade de geração instável. Para atender as demandas futuras, uma solução eficiente, e com segurança é através da utilização de fontes de energia alternativas e renováveis.

. Em termos de custos a energia solar atinge níveis mais competitivos com relação a outras fontes de energia, ou seja, pode beneficiar o meio ambiente e economia de desenvolvimento países, além de servir para sustentar a vida de milhões de pessoas desfavorecidas no desenvolvimento países. VIJAY (2013).

“O funcionamento é dividido em três fases: captação, transferência e acumulação da energia solar (FARRET, 2010)”.

A sua finalidade é transformar a radiação solar em energia térmica mediante o aumento da temperatura do fluido que circula pelo seu interior (BENITO, 2011)”.

A instalação pode incorporar um sistema de apoio energético que entra em funcionamento quando o recurso solar não consegue satisfazer as necessidades de água quente sanitária por circunstâncias tais como uma quantidade de consumo não prevista e/ou condições climatéricas adversas (BENITO, 2011).

O primeiro exige seu posicionamento direcionado a sul no hemisfério norte e a norte no hemisfério sul, para o máximo aproveitamento das horas de exposição solar durante o arco diário do sol” (BENITO, 2011).

“O valor médio anual da inclinação do painel deve corresponder ao valor da latitude do lugar, menos 5°” (BENITO, 2011).

O cálculo da demanda energética considera os valores de radiação solar de todos os meses do ano, utilizando a Equação1(COMGAS; ABRINSTAL,2011):

Para o dimensionamento da produção energética da instalação Comgas e Abrinstal (2011) sugerem a metodologia F-chart, conforme está descrito na Equação 2.

f= 1,029D1 – 0,065D2 – 0,245D1² + 0,0018D2² + 0,0215D1² (2)

“A radiação solar é a energia eletromagnética que se produz no Sol e que, depois de atravessar a atmosfera (onde se atenua consideravelmente) incide sobre a superfície terrestre” (BENITO, 2011).

A limpeza dos equipamentos de ordenha é fundamental para a qualidade do leite,realizada em três etapas conforme Santos (2014):

 Enxague inicial- O enxágue com água morna (38 – 55°C) tem como objetivo remover os resíduos de leite grosseiros e que são facilmente solúveis em água.

 Limpeza com detergente alcalino clorado: A faixa de temperatura ideal é de 43 a 77°C, a eficácia do detergente aumenta com o aumento da temperatura da água e diminui com o aumento da dureza.

 Limpeza com detergente ácido. A água pode ser fria ou levemente aquecida (35 – 43°C).

Published

2016-12-15

Issue

Section

Innovative science and technology