Mudanças entre as edições de "EEN18704 AULA01"
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*A energia solar térmica ativa sempre induz uma redução no consumo de energia primaria, podendo ser combinada com quase qualquer sistema auxiliar de respaldo. | *A energia solar térmica ativa sempre induz uma redução no consumo de energia primaria, podendo ser combinada com quase qualquer sistema auxiliar de respaldo. | ||
*Os sistemas solares térmicos ativos têm um custo previsível, já que o montante principal do mesmo está associado ao investimento inicial, não dependendo de variações ou flutuações do mercado do custo de combustíveis. | *Os sistemas solares térmicos ativos têm um custo previsível, já que o montante principal do mesmo está associado ao investimento inicial, não dependendo de variações ou flutuações do mercado do custo de combustíveis. | ||
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| + | O Sol é um enorme reator de fusão nuclear formado por uma esfera de matéria gasosa quente de 1,39 milhões de quilômetros de diâmetro, que constitui a principal fonte de energia para a Terra, situada a uma distancia média de 1,496·108 km. Devido à radiação solar, a temperatura na superfície terrestre é cerca de 250ºC superior à temperatura que existiria na superfície se esta dependesse somente do calor interno. | ||
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| + | O Sol radia continuamente uma potência de 3,8·1023 kW, das quais a Terra intercepta 1,7·1014 kW. A energia solar recebida na atmosfera exterior da Terra em um ano se conhece como SERPE (Solar Energy Received Per Year) e corresponde a 1,55·1015 MWh, quantidade que equivale aproximadamente a 12000 vezes a energia consumida no mundo, considerando os dados publicados de produção e consumo energético mundial durante o ano 2005 [British Petroleum, 2006]. Da radiação recebida na superfície exterior, 30% é refletida ao espaço, 47% é absorbido pela atmosfera, mares e Terra para manter a temperatura ambiente, e o restante 23% se usa para manter a convecção atmosférica e o ciclo hidrológico. | ||
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| + | As diversas formas que apresenta a energia radiante são reunidas no chamado espectro eletromagnético, dividido, por sua vez, em diferentes bandas caracterizadas por suas frequências ou comprimentos de onda. A energia radiante pode ser considerada como um feixe de partículas ou energia luminosa denominados fótons que viajam descrevendo um movimento ondulatório na velocidade de a luz. Cada fóton tem um comprimento de onda, , e uma quantidade de energia, E, relacionadas entre si pela constante de Planck. | ||
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| + | Certas bandas de comprimento de onda são conhecidas por nomes especiais. A mais conhecida é o espectro visível, que compreende o intervalo de radiação com comprimentos de onda de 0,38 a 0,75 m. A região infravermelha compreende a radiação com comprimentos de onda de 0,75 a aproximadamente 100 m; as ondas de radiação de comprimentos de onda que excedem os 100 m são conhecidas como ondas de radio. A região de radiação com comprimento de onda inferior ao visível compreende regiões do ultravioleta, os raios X e os raios gamma. | ||
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| + | A radiação solar é a energia radiante que vem do Sol e em seu espectro podem ser distinguidas igualmente as distintas regiões do visível, infravermelho e ultravioleta. O máximo de intensidade do espectro solar cai no centro do espectro visível que se estende de 0,38 a 0,74 m. | ||
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Edição das 16h10min de 3 de novembro de 2015
Apresentação
Primeiramente, eu convido a todos vocês, responderem algumas perguntas:
- O que é produção limpa?
- Para que serve o desenvolvimento industrial sustentável?
- É possível mudar o modelo de eficiência energética?
- Hábitos podem ser modificados através do consumo responsável?
Nesta unidade curricular, vamos trabalhar com a eficiência energética em edifícios, ver como funciona as pequenas centrais hidrelétricas, também vamos observar os efeitos que a energia tem sobre as mudanças climáticas. Ainda, a energia solar fotovoltaica, o biogás, energia mini eólica e começaremos pela energia solar térmica.
Energia Solar Térmica
A energia solar térmica é uma tecnologia que permite a transformação da energia solar em energia útil para aquecer um fluido. A utilização desse fluido determina as aplicações dessa tecnologia. A aplicação mais conhecida, por ser a mais difundida, é o aquecimento de água residencial. Mas há outras possibilidades do uso dessa tecnologia, desde processos industrial em que se precisa de um fluido aquecido, até a produção de eletricidade através de um ciclo convencional de vapor superaquecido.
Objetivo
- Apresentar um panorama geral das aplicações potenciais da tecnologia solar térmica.
- Compreender a disponibilidade do recurso solar para aplicações térmicas em uma determinada localização, para poder determinar o potencial deste tipo de tecnologia.
- Definir o tipo de sistemas solares térmicos que podem ser instalados em um determinado local e para uma determinada aplicação, identificando seus componentes principais.
- Compreender o modo de operação dos sistemas solares térmicos e sua possível integração em sistemas convencionais.
- Definir e desenhar, de forma elementar, sistemas solares térmicos.
Introdução
O princípio comum a todos os sistemas solares térmicos é o de que a radiação solar é captada e utilizada para aquecer um fluído (normalmente um líquido, ainda que também possa ser um gás como ar ou CO2).
Nota: Os sistemas solares térmicos utilizam a capacidade da radiação solar de aquecer, diferenciando-se claramente dos sistemas fotovoltaicos, que se baseiam na capacidade de certos materiais para transformar, diretamente, a radiação solar em energia elétrica. As diferenças entre estes dois tipos de sistemas solares se referem à tecnologia, aplicações e desenvolvimento, de modo que não podem ser tratados da mesma forma.
Nos sistemas solares térmicos se utilizam coletores para coletar a energia solar. Há muitos tipos de coletores, mas os mais simples e grandes são os próprios edifícios. Este tema é tratado no módulo intitulado Eficiência Energética na Edificação. Os sistemas solares ativos são aqueles que usam um equipamento específico para captar a energia solar: os coletores solares térmicos. O fluído aquecido pela energia solar que circula por seu interior pode direta ou indiretamente, por meio de um permutador de calor, transferir sua energia ao destino ou aplicação final.
- -Quais são as vantagens específicas da energia solar térmica ativa?
- O impacto ambiental do ciclo de vida dos sistemas solares ativos é praticamente nulo. O uso de carvão, gás, petróleo ou energia nuclear representa um impacto importante sobre o meio ambiente e, portanto, nos fundos públicos e na sociedade. Trata-se de um impacto que não está refletido no custo específico ao usuário, de maneira que as energias renováveis, de modo geral, e os sistemas solares térmicos ativos, especificamente, competem em desigualdade de condições.
- A energia solar está disponível quase em qualquer parte do mundo, o que lhe confere um imenso potencial de aproveitamento, principalmente com sistemas solares térmicos que aproveitam a radiação solar global (sistemas para baixa e média temperatura).
- A energia solar térmica ativa sempre induz uma redução no consumo de energia primaria, podendo ser combinada com quase qualquer sistema auxiliar de respaldo.
- Os sistemas solares térmicos ativos têm um custo previsível, já que o montante principal do mesmo está associado ao investimento inicial, não dependendo de variações ou flutuações do mercado do custo de combustíveis.
A radiação solar
O Sol é um enorme reator de fusão nuclear formado por uma esfera de matéria gasosa quente de 1,39 milhões de quilômetros de diâmetro, que constitui a principal fonte de energia para a Terra, situada a uma distancia média de 1,496·108 km. Devido à radiação solar, a temperatura na superfície terrestre é cerca de 250ºC superior à temperatura que existiria na superfície se esta dependesse somente do calor interno.
O Sol radia continuamente uma potência de 3,8·1023 kW, das quais a Terra intercepta 1,7·1014 kW. A energia solar recebida na atmosfera exterior da Terra em um ano se conhece como SERPE (Solar Energy Received Per Year) e corresponde a 1,55·1015 MWh, quantidade que equivale aproximadamente a 12000 vezes a energia consumida no mundo, considerando os dados publicados de produção e consumo energético mundial durante o ano 2005 [British Petroleum, 2006]. Da radiação recebida na superfície exterior, 30% é refletida ao espaço, 47% é absorbido pela atmosfera, mares e Terra para manter a temperatura ambiente, e o restante 23% se usa para manter a convecção atmosférica e o ciclo hidrológico.
O espectro solar. Componentes da radiação solar
As diversas formas que apresenta a energia radiante são reunidas no chamado espectro eletromagnético, dividido, por sua vez, em diferentes bandas caracterizadas por suas frequências ou comprimentos de onda. A energia radiante pode ser considerada como um feixe de partículas ou energia luminosa denominados fótons que viajam descrevendo um movimento ondulatório na velocidade de a luz. Cada fóton tem um comprimento de onda, , e uma quantidade de energia, E, relacionadas entre si pela constante de Planck.
Certas bandas de comprimento de onda são conhecidas por nomes especiais. A mais conhecida é o espectro visível, que compreende o intervalo de radiação com comprimentos de onda de 0,38 a 0,75 m. A região infravermelha compreende a radiação com comprimentos de onda de 0,75 a aproximadamente 100 m; as ondas de radiação de comprimentos de onda que excedem os 100 m são conhecidas como ondas de radio. A região de radiação com comprimento de onda inferior ao visível compreende regiões do ultravioleta, os raios X e os raios gamma.
A radiação solar é a energia radiante que vem do Sol e em seu espectro podem ser distinguidas igualmente as distintas regiões do visível, infravermelho e ultravioleta. O máximo de intensidade do espectro solar cai no centro do espectro visível que se estende de 0,38 a 0,74 m.
Referências
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