Estudo de materiais poliméricos para a plicação em coletores solares planos

• Autor(a) principal: Leitão, José Maurício de Moura
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNISINOS (RBDU Repositório Digital da Biblioteca da Unisinos)
• Texto Completo: http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/7650
• topic: ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Mecânica; Energia solar; Coletor solar plano; Coletores poliméricos; Envelhecimento acelerado; Envelhecimento acelerado; Solar energy; Flat-plate solar collector; Polymeric collectors; UV exposure

Eficiência e economia na produção de energia são fatores-chave no desenvolvimento social e econômico de um país. A energia solar é uma fonte de energia limpa e renovável, utilizada em sua maior parte para o aquecimento de água por meio de coletores solares. Nos últimos 15 anos, os coletores solares planos vêm, devido ao apelo mundial para o uso de materiais mais facilmente recicláveis e ao baixo custo, utilizando cada vez mais materiais poliméricos, substituindo os convencionais. Para analisar quais materiais poliméricos podem ser usados em coletores solares planos, este trabalho realizou um teste de intemperismo acelerado nos materiais polissulfona (PSU), polietileno (PE) e policarbonato (PC). Destacam-se o PSU e o PE. O PSU tem o melhor resultado em relação ao nível de degradação, pois sua cadeia polimérica é composta por anéis aromáticos e fortes ligações de carbono, enxofre e oxigênio dentro da espinha dorsal do polímero. Adicionalmente, foram realizadas análises do infravermelho nos materiais envelhecidos na câmara de intemperismo acelerado pelo método ATR ou refletância total atenuada. Eles apresentaram, na cadeia molecular, pequenas mudanças nos espectros na região do infravermelho à medida que o tempo exposto na câmara de envelhecimento aumentava. Por fim, foi desenvolvida uma simulação numérica de um coletor solar plano na plataforma ESS (Engineering Equation Solver) em que foi simulado o efeito do número de tubos no absorvedor com diferentes materiais e foi simulada uma geometria de tubos de sessão quadrada no absorvedor. A simulação apresentou o melhor resultado com um absorvedor construído com 100 tubos de sessão quadrada de polissulfona, no qual a eficiência teoricamente pode chegar a 81,62%.