O que é o Aquecimento Solar?

O sol é um gigantesco reactor de fusão nuclear. Em qualquer momento, até 173.000 terawatts de energia atingem a Terra a partir do Sol. Para contextualizar a quantidade de energia que se encontra, o mundo consome cerca de 23.000 terawatts de energia num ano inteiro.

A luz do sol é energia densa. As células solares absorvem e convertem esta energia luminosa em electricidade que pode alimentar aparelhos como o seu portátil ou carregador móvel. Mas sabia que também poderia utilizar a energia solar para aquecimento?

O aquecimento solar está a utilizar energia solar para fornecer calor. Também pode ser utilizado para arrefecer. Neste guia, exploramos como.

O Aquecimento Solar pode ser Passivo ou Activo

O aquecimento passivo depende da concepção estrutural ou arquitectónica para captar tanto calor natural do sol quanto possível. A forma mais simples de o fazer é concebendo um edifício com grandes janelas e clarabóias e depois virado para o edifício na direcção em que captar a maior parte da luz solar.

Outra forma simples de captar calor passivo é através dos materiais que utilizamos. Certos materiais absorvem calor mais prontamente onde outros são mais resistentes ao calor. Uma forma comum de tirar partido do aquecimento passivo é pintar um tanque de água quente de cor preta. A cor escura faz com que este absorva mais calor.

O aquecimento activo é a utilização de um dispositivo mecânico para recolher e distribuir energia solar como calor. Isto pode ser para fornecer aquecimento de espaço ou de água. A principal diferença entre aquecimento solar activo e passivo é que este último distribui calor naturalmente enquanto que o aquecimento activo requer dispositivos como bombas ou colectores.

Há uma série de dispositivos de aquecimento activo. Hoje em dia, contudo, queremos concentrar-nos naqueles normalmente utilizados para aplicações residenciais, comerciais e industriais. Estes são o aquecimento solar de água e sistemas de aquecimento solar espacial.

Sistemas solares de água quente

Os sistemas de água quente solar recolhem a energia térmica do sol que depois utilizam para aquecer água. São diferentes dos sistemas fotovoltaicos que recolhem a energia luminosa que é convertida para produzir electricidade.

Os primeiros sistemas solares de aquecimento de água eram sistemas passivos. Eram sistemas simples constituídos por um tanque pintado de preto para melhor absorver a energia térmica. Hoje em dia os sistemas solares de aquecimento de água são um pouco mais complexos. Uma água quente solar moderna consiste tipicamente num colector, tanque de armazenamento e um fluido de trabalho.

O fluido de trabalho num aquecedor solar de água pode ser água, anticongelante (propilenoglicol) ou qualquer líquido absorvente de calor que possa actuar como permutador de calor. Existem dois tipos principais de aquecedores de água:

1. Os Colectores de Tubos Evacuados têm uma série de tubos de vidro paralelos que absorvem a energia do sol e transferem o calor para o fluido de trabalho. Estes são o tipo mais popular de aquecedor de água.
2. Os colectores de placas planas têm uma placa plana de cor escura que absorve o calor e o transfere para um fluido de trabalho que circula em tubos acima da placa.

A combinação de aquecimento solar de água quente e painéis solares pode reduzir a sua conta de electricidade em até 40 por cento. Faça o nosso pequeno questionário e obtenha gratuitamente orçamentos de painéis solares.

Aquecimento do Espaço Solar

O aquecimento do espaço solar circula o ar aquecido através de um edifício. O ar pode ser aquecido directa ou indirectamente. Os sistemas de aquecimento directo utilizam painéis colectores solares que absorvem a energia térmica e o ar aquecido. O ar aquecido é então circulado utilizando uma saída HVAC. Os aquecedores de ar directo aquecem a cerca de 37 graus Celsius num dia de sol.

Os sistemas indirectos são mais comuns em climas mais frios, onde as temperaturas podem atingir o congelamento. À semelhança dos aquecedores solares de água, os sistemas de aquecimento de espaços utilizam um permutador de calor líquido. A energia térmica é recolhida e aquece o permutador de líquidos.

O permutador circula então através de um tanque de armazenamento aquecendo a água no tanque até temperaturas de até 79 graus Celsius. A água quente ou líquido de aquecimento irá então circular calor através de um edifício de uma de três maneiras. Isto pode ser através de um piso radiante, de um rodapé de baixa temperatura ou de um sistema central de ar quente.

Sistemas de Piso Radiante

Este sistema faz circular um líquido aquecido através de tubos embutidos no pavimento. O líquido aquecido irradia então calor para dentro da sala. A principal vantagem do sistema é que é simples de implementar. A maior desvantagem deste sistema é que leva mais tempo a aquecer um espaço a partir de um arranque a frio do que outros sistemas.

Rodapés de baixa temperatura

Estes sistemas requerem um líquido aquecido entre 48 e 60 graus Celsius. Os rodapés de baixa temperatura são instalados no rodapé ou a um nível próximo do solo para permitir a elevação do calor e a sua distribuição através de um espaço mais natural.

Sistemas de Ar Quente Forçado Central

Num sistema central de ar quente forçado, uma serpentina de aquecimento actua como permutador de calor líquido-aéreo. O permutador de calor líquido aquece o ar à medida que é puxado através das condutas de uma sala.

Prós e Contras do Aquecimento Solar

Analisámos os diferentes tipos de aquecimento solar. Mas será que valem a pena e como se comparam com os métodos tradicionais de aquecimento e arrefecimento como fornos e sistemas HVAC?

Prós

1. A água e o aquecimento do espaço contribuem até 40% de uma conta de electricidade doméstica. Em média, eles assumem a maior parte da factura de electricidade doméstica. A mudança para solar pode fornecer até 80 por cento das necessidades de água quente dos edifícios e compensar a sua conta de electricidade. Combinado com painéis solares, o aquecimento solar pode eliminar completamente os seus custos de electricidade. Responda ao nosso questionário para saber quanto pode poupar se optar pelo solar.
2. A produção de energia é o segundo maior contribuinte para as emissões de carbono. A energia solar pode reduzir drasticamente a dependência do gás e da electricidade alimentada por combustíveis fósseis. A energia solar é uma fonte de energia alternativa mais limpa que o pode ajudar a reduzir a sua pegada de carbono.

Contras

1. O solar está dependente do sol a brilhar. Nesse aspecto, a energia solar pode não ser fiável se estiver nublada.
2. A energia solar para aquecimento produz tipicamente menos calor. Não é tão eficiente em termos da quantidade de calor que pode produzir em comparação com outros sistemas. Muito frequentemente, pode ter de emparelhar o seu sistema de aquecimento solar com um suplemento alternativo ou sistema de reserva como um forno ou uma bomba de calor.
3. Os sistemas solares têm um custo inicial elevado. Em certos casos, o custo não se justifica se o sistema depender demasiado de um sistema de reserva como um forno.