Vale a pena?
Em casas onde se consome muita água quente, esses 60% podem significar uma economia realmente grande a cada ano. Em famílias menos numerosas, onde, além disso, os membros do agregado familiar usam água com moderação e, portanto, pagam pequenas contas pelo seu aquecimento, a economia será simbólica e o período de reembolso para a compra e instalação de uma instalação solar é muito longo (vários anos). Portanto, antes de decidirmos por tal investimento, vale a pena fazer pelo menos uma análise econômica simplificada de antemão. Isso nos permitirá estimar o tempo após o qual nossos gastos com a instalação solar serão compensados, ou seja, a partir de quando poderemos realmente desfrutar de água quente gratuitamente.
Com base no exemplo de cálculo acima e nos preços de amostra de instalações solares completas, é fácil ver que, onde pouca água é usada, a instalação de coletores solares é praticamente não lucrativa, porque o investimento compensa após 20-25 anos. As casas com alto consumo de água são diferentes - por exemplo, aquelas onde a família é grande e os membros da família gostam de banhos frequentes, ou casas que funcionam como pensões. Lá, uma instalação solar pode se pagar depois de apenas alguns anos. O mesmo ocorre quando a instalação solar é utilizada para aquecer a água de uma piscina.
Tipos de colecionadores
Os coletores são o elemento mais importante das instalações solares. Eles absorvem a energia da radiação solar e a convertem em energia térmica por meio dos chamados meio de trabalho.
Dois tipos de coletores são geralmente usados em instalações solares residenciais:
Plana, em que o absorvedor é uma placa de aço, cobre, alumínio ou plástico, revestida com um revestimento com propriedades ópticas especiais. Na superfície desta placa, a radiação solar é absorvida (). O absorvedor está conectado a tubos de cobre, através dos quais flui o meio de trabalho, coletando calor do absorvedor. Na parte inferior, a placa absorvente é protegida com uma camada de isolamento térmico que limita a perda de calor para o ambiente. De cima para baixo, é coberto por uma vidraça especial, que foi projetada para interromper a radiação no coletor e, assim, reduzir as perdas por reflexão dos raios.
Vácuo - feito de tubos de vidro, os chamados alto vácuo (). Cada tubo de vácuo tem um absorvedor embutido com um tubo instalado no qual o meio de trabalho é aquecido. O vácuo reduz significativamente a perda de calor para o meio ambiente, característica dos coletores de placa plana. Os coletores de vácuo têm dois tipos:
- flow-through - em que o meio de trabalho flui diretamente pelos tubos coletores e recebe calor do absorvedor;
- "heatpipe" - em que o meio de trabalho não flui diretamente através dos tubos, mas evapora sob a influência da radiação e devolve o calor ao meio de aquecimento em um trocador especial. Como resultado, a troca de calor é "seca" e as perdas de calor são minimizadas.
Como escolher um colecionador?
Dos dois tipos descritos, os coletores de placa plana são os mais baratos. No entanto, a seleção não deve se basear apenas neste critério. A finalidade dos coletores, sua localização futura e a quantidade de espaço que podem ocupar também devem ser levados em consideração.
Destino. Se estamos procurando coletores para aquecer a água no verão, então os coletores planos são o suficiente. No entanto, se você quiser usar a energia da radiação solar da forma mais completa possível, você deve escolher entre coletores a vácuo. Ao contrário dos coletores planos, eles são capazes de capturar até os chamados radiação difusa que penetra uma fina camada de nuvens. Também os usaremos em dias nublados, quando há um pouco de sol.
Localização. Os coletores são mais eficientes quando os raios do sol caem perpendicularmente à superfície absorvente. No verão, essa condição será atendida pelos coletores posicionados ao sul, em um ângulo de 25 graus com o solo. No entanto, se nos concentrarmos na operação dos coletores ao longo do ano, é melhor colocá-los em um ângulo na faixa de 30-45 graus - também para o sul.
É muito importante que você siga essas diretrizes. Caso contrário, a eficiência dos coletores diminui - quanto mais, maiores são os desvios do ótimo dado. É claro que isso pode ser evitado aumentando a área de superfície dos coletores, mas isso sempre aumenta os custos. A menos que decidamos por tais coletores de vácuo, os tubos dos quais podem ser girados. Isso permite que sejam colocados em uma posição que os raios de sol atinjam perpendicularmente à superfície da placa coletora.
As várias localizações possíveis dos coletores são mostradas no desenho e nas fotos.
Espaço para colecionadores. Os coletores devem ser selecionados levando em consideração a quantidade de espaço que pode ser alocado para eles. Pode acontecer que, onde o número adequado de coletores de placa plana não couber, haja espaço suficiente para o vácuo, que é necessário em média pela metade. Tais problemas aplicam-se especialmente a residências onde os coletores devem aquecer a água da piscina doméstica. A razão disso é que para isso são necessários muito mais coletores do que para a preparação de água quente sanitária.
Acumuladores de energia
A energia solar obtida, disponível apenas durante o dia, e com variação aleatória, deve ser acumulada em algum lugar para ser utilizada de forma eficaz. Para tanto, são utilizados tanques de armazenamento de água quente, também conhecidos como tanques tampão. Sua capacidade é selecionada de acordo com uma das seguintes regras:
| Capacidade da tremonha | área do coletor em m2 × 50 litros |
| Capacidade da tremonha | 1,5-2 × consumo diário total de água |
Os tanques de buffer podem ser de bobina simples ou dupla. O primeiro só pode funcionar com uma fonte de calor - ou seja, com caldeira ou com coletores. Este último pode ser conectado a duas fontes de calor ao mesmo tempo - coletores e caldeira. O tipo de sistema de preparação de água quente geralmente determina a seleção do tanque tampão.
Seleção do sistema de preparação de água quente
na instalação Gravity. O mais simples, e ao mesmo tempo o mais barato, com tanques de bobina única. Funciona automaticamente, pois o meio de aquecimento aquecido pelo sol sobe até o próprio tanque. Portanto, você não precisa de uma bomba de circulação ou um sistema de controle automático - porque o sistema se ajusta às mudanças na insolação. Mas para que tal sistema funcione, o reservatório deve ser colocado acima dos coletores (a borda inferior do reservatório deve estar cerca de 30 cm acima dos coletores). Na maioria das vezes, significa a necessidade de colocar os coletores em prateleiras no jardim e o tanque de armazenamento - na sala no primeiro andar.
w Instalação com circulação forçada. Não há desvantagens na instalação por gravidade. A circulação do meio de aquecimento é forçada pelo funcionamento da bomba. Nessas instalações, normalmente são utilizados tanques de bobina dupla, que permitem a cooperação do sistema solar com uma fonte de calor tradicional. Esse arranjo funciona da seguinte maneira. Em dias de sol, a água do reservatório é aquecida por coletores. Um regulador especial liga a bomba no circuito solar - quando a temperatura "no coletor" é superior ao valor definido do que a temperatura na parte inferior do tanque. Em dia nublado, quando o coletor não atinge a temperatura definida, a caldeira é ligada e funciona até oquando a água da parte superior do tanque atinge a temperatura configurada no regulador. A caldeira tem seu próprio controle de bomba e opera de acordo com os chamados prioridade de água quente (ou seja, a água doméstica é aquecida primeiro e, em seguida, a água para o sistema de aquecimento central)
