PROVA - ESTUDO CONTEMPORÂNEO E TRANSVERSAL: COMUNICAÇÃO ASSERTIVA E INTERPESS...
Colectores Solares
1. Escola Secundária Alves Redol
Carolina
Estevam
João Peixeiro
Nelson
Piedade
Pedro Pires
Tatiana10º D
2. Introdução
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Depois
Aproveitamento da energia solar para
fins domésticos, afim de conservar o
meio ambiente.
Antes
Uso de combustíveis fosseis, como
consequência a degradação do
ambiente.
O uso dos coletores (painéis) solares
tem vindo a crescer nos últimos anos, devido
às consequências da utilização das energias
que degradam o meio ambiente alterando
assim o clima do nosso planeta.
Uma forma de tentar ajudar a resolver o
problema é recorrer, cada vez mais, à
utilização de energias limpas e ilimitadas,
neste caso o Sol.
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3. O que são coletores
solares?
Coletores solares são a parte mais exposta de um
sistema solar térmico.
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Estes devem ser
colocados de modo a
ficarem direcionados à
maior exposição solar,
para absorverem a maior
quantidade possível de
energia.
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4. Sistemas térmicos
Sistemas térmicos são constituídos por: coletor
solar, circuito de circulação, unidade de depósito
(acumulador) e unidade de controlo.
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5. Função
Os Coletores Solares usam a luz
solar para armazenar energia sob a forma
de calor para depois ser aplicada em
diversos fins, como o aquecimento de
água em casa.
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6. Quais os tipos de coletores solares?
Existem 2 tipos de coletores solares:
Vidrados
Planos;
CPC – concentradores parabólicos compostos;
Tubo de vácuo.
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Não Vidrados
7. Constituição
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1- calha
2- painel de vidro
transparente.
3 & 5 – material isolador.
4 – material absorvente /
tubos de cobre com
líquido de aquecimento.
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8. Constituição
Cobertura transparente: Serve para provocar o
efeito de estufa e reduzir as perdas de calor e ainda
assegurar a estanquicidade do coletor.
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9. Constituição
Placa absorsora: Serve para receber a energia e
transforma-la em calor, transmitindo-a para o fluido
térmico que circula por uma série de tubos em
paralelo ou serpentina. Para obter maiores
rendimentos existem superfícies seletivas que
absorvem como um corpo negro mas perdem
menos radiação.
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10. Constituição
Caixa isolada: Serve para evitar perdas de calor
uma vez que deverá ser isolada termicamente, para
dar rigidez e proteger o interior do coletor, dos
agentes externos.
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11. Coletores Planos
São constituídos por:
Vidro
Absorvedor
Isolamento
Caixa
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Os coletores solares planos são os mais utilizados..
Características:
É através da placa de absorção
que circula a água, encarregada
de transferir o calor recebido.
A maioria destes coletores planos
produzem temperaturas até 70ºC
acima da temperatura ambiente.
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12. Funcionamento
Tópicos de funcionamento:
Radiação incide no vidro;
Propaga-se até atingir a placa absorsora e este
aquece;
A placa aquecida emite radiação térmica com maior
comprimento de onda;
A radiação não consegue atravessar o vidro (mau
condutor);
Ficando retida na caixa do coletor, aumentando
assim, a temperatura do fluido térmico.
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13. Concentradores Parabólicos Compostos
São constituídos por:
Vidro
Absorvedor
Isolamento
Caixa
Espelho
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Um concentrador parabólico composto é um coletor concentrador
da radiação solar, para obtenção de temperaturas mais elevadas, com alto
rendimento, mas com características de simplicidade que os tornam
equivalentes na montagem e utilização aos coletores convencionais.
Os CPC são adequados para serem utilizados a elevadas temperaturas.
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14. Coletores de tubos de vácuo
O que os diferencia dos outros coletores é o
facto de terem na sua constituição tubos de vidro
transparente, que contem no seu interior tubos
metálicos.
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15. Coletores não vidrados
São conectores constituídos por tubos de metal ou
plástico, cobertos por cores escuras (negro), e no seu
interior circula água.
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Não têm nenhum isolamento adicional, logo o
ganho de temperatura é muito limitado (20ºC a 30ºC)
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18. Balanço energético no coletor solar
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E₁ – Energia (calor)
transportada pelo fluido.
E₂ – Energia fornecida
por sistema
complementar.
E₃ – Energia (calor)
cedida ao exterior pela
tubagem
E₄ – Energia cedida ao
exterior pelo depósito
de água.
E₅ – Energia para
utilização (água
quente).
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19. Aplicações
São utilizados em:
Água quente sanitária.
Aquecimento de espaços.
Aquecimento de bairros.
Piscinas.
Indústria.
Refrigeração solar.
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20. Exercício I
Os coletores solares são dispositivos que permitem aproveitar o
efeito térmico da radiação que nos chega do Sol.
Pretende-se instalar um sistema solar térmica com coletores
orientados de modo que neles incida, por cada metro quadrado (m²),
radiação de energia média diária de 1,0x10 J. O sistema, com um
rendimento de 35%, destina-se a aquecer 300 kg de água.
Calcule a área de coletores que deve ser instalada, caso se pretenda
que o aumento médio diário da temperatura da água seja de 40ºC.
c (capacidade térmica mássica da água) = 4,18x10³ J kg⁻ ºC ⁻.
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21. Exercício II
Um fabricante de componentes de coletores solares testou
dois materiais diferentes – cobre e aço inoxidável. Forneceu a
mesma quantidade de energia a uma placa de cobre e a uma placa
de aço inoxidável, de igual massa e espessura idêntica, colocadas
sobre suportes isoladores. Verificou que a placa de cobre sofreu
uma elevação de temperatura superior à da placa de aço.
Selecione a única opção que contém os termos que
preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a
obter uma afirmação correta.
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22. Exercício II (continuação)
Esse teste permitiu concluir que a _______________
do cobre é __________________à do aço.
(A)Condutividade térmica … superior.
(B)Condutividade térmica … inferior.
(C)Capacidade térmica mássica … inferior.
(D)Capacidade térmica mássica … superior.
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Capacidade térmica mássica
inferior
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23. Exercício III
Numa instalação solar de aquecimento de água, a
energia da radiação solar absorvida na superfície das
placas do coletor é transferida sob a forma de calor, por
meio de um fluido circulante, para a água contida num
depósito, como se representa na figura 2.
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24. Exercício III (continuação)
a) Numa instalação solar de aquecimento de água para consumo
doméstico, os coletores solares ocupam uma área total de 4,0 m².
Considere um depósito, devidamente isolado, que contém 150 kg
de água.
Verifica-se que, ao fim de 12 horas, durante as quais não se
retirou água para consumo, a temperatura da água do depósito
aumentou 30ºC.
Calcule o rendimento associado a este sistema solar térmico.
Apresente todas as etapas de resolução.
c (capacidade térmica mássica da água) = 4,18x10³ J kg ºC .⁻ ⁻
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