Análise da eficiência de um coletor solar plano

• Autor(a) principal: Carvalho, Filipe Rocha de
• Data de Publicação: 2015
• Outros Autores: Sionek, Mirella Cristina
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10355
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICA; Coletores solares; Energia - Fontes alternativas; Capacitadores; Solar collectors; Renewable energy sources; Capacitors

O aquecimento de água através de chuveiros elétricos consome uma parcela significativa da energia elétrica no Brasil. Com o intuito de se minimizar o consumo de energia elétrica para o aquecimento de água para uso doméstico, os coletores solares se tornam uma alternativa importante, pois utilizam a irradiação solar como fonte de energia, que é considerada como limpa e renovável. Dentre os coletores solares encontram-se os coletores solares planos, que coletam a irradiação solar na placa absorvedora e transferem essa energia, na forma de calor, para o fluido de trabalho (no caso água) no interior dos tubos. O presente trabalho visa desenvolver uma metodologia teórica e experimental para o estudo dos coletores solares planos, onde faz-se necessário a determinação da eficiência térmica. Esta avaliação leva em consideração diversos parâmetros geométricos e propriedades termofísicas tanto do fluido de trabalho quanto do material do coletor solar (energia útil ganha, área do coletor e fluxo de irradiação incidente total). Para o modelo matemático foram utilizados dois métodos, o método das resistências térmicas equivalentes e o método baseado em correlações empíricas. Os modelos matemáticos foram implementados no software EES (Engineering Equation Solver). Um modelo teórico foi primeiro simulado utilizando os dados da literatura e da velocidade do vento fornecidos pelo SIMEPAR/Paraná/Brasil. Após isso foram realizados testes experimentais do coletor solar plano comercial com área de 1 m2com 10 tubos de cobre. Por fim, foi realizado um modelo semi-empírico baseado nos modelos teóricos e os resultados experimentais foram comparados com os resultados teóricos. Os resultados teóricos apresentaram uma variação menor do que 5% na eficiência em relação aos experimentais, mostrando uma boa aproximação.