Estudo da viabilidade de sistemas de captação solar de baixo custo constituídos por chapas de alumínio reaproveitáveis e tubos de polietileno

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Rebelato, Gabriella
• Orientador(a): Moreira, Bruno Arantes
• Banca de defesa: Moreira, Bruno Arantes , Guimarães, Jeconias Rocha , Cortez-Vega, William Renzo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Francisco Beltrao
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental: Análise e Tecnologia Ambiental
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Energia - Fontes alternativas; Coletores solares; Aquecedores solares de água; Produtos reciclados; Renewable energy sources; Solar collectors; Solar water heaters; Recycled products
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28907

Neste estudo, dois sistemas de captação solar de baixo custo foram propostos e avaliados. Tais sistemas tem como finalidade principal, a redução no consumo de energia elétrica para aquecimento de água de forma viável e sustentável. Os captadores propostos foram construídos com chapas provenientes do descarte de indústrias gráficas, material de elevada condutividade térmica e elevada resistência à radiação solar, que foram utilizadas como aletas no sistema de aquecimento. As chapas de alumínio foram utilizadas para desenvolver medidas de mitigação dos impactos negativos das ações do homem sobre o meio ambiente através da destinação ambientalmente correta de resíduos, reutilizando materiais descartados, gerando benefícios socioeconômicos. No captador também foram utilizados tubos de polietileno, material que possui características de fácil aquisição comercial e elevada flexibilidade, permitindo reduzir a quantidade de acessórios necessários para a construção do coletor, reduzindo, desta forma, os pontos passíveis de falha. Em um dos sistemas foi utilizado para construção, tubos de polietileno na configuração “S”, de forma que o coletor era fixado diretamente no telhado. O outro sistema proposto foi desenvolvido com os tubos em paralelo, presos a um suporte para fornecer sustentação ao sistema. Ambos os sistemas foram conectados a um reservatório térmico localizado em uma posição vertical superior, de modo a permitir a ocorrência do termossifão. Os experimentos foram realizados a partir de medidas da variação da temperatura do fluido no boiler em períodos entre dezembro e março. Os resultados mostraram a viabilidade dos equipamentos propostos para aquecer o fluido. Para o captador em configuração “S” foram obtidos ganhos térmicos superiores a 30% do fluido em relação à temperatura ambiente. Para o coletor com tubos em paralelo, foi possível observar que com apenas 0,86 m2 de área de captação solar, a água no boiler alcançou temperaturas próximas a 40ºC, e uma eficiência térmica de 39% (eficiência esta considerada elevada para coletores de baixo custo). De maneira geral, os captadores propostos diferenciam-se de outros previamente desenvolvidos por apresentarem uma menor quantidade de acessórios nas tubulações, bem como, materiais de elevada resistência à irradiação solar, podendo, portanto, serem considerados uma alterativa viável e sustentável para serem implementados em residências.