Baixe o app para aproveitar ainda mais
Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original
SISTEMAS DE ENERGIA SOLAR Prof. Dr. Walfrido Alonso Pippo walfrido.pippo@unila.edu.br Engenharia de Energias Renováveis UNILA, Foz do Iguaçu 1º.semestre 2016 Tema 3 -Aula 3 : Metodologias simplificadas de cálculo da área de coleção Objetivos da aula: Dar as conhecer os principiais métodos simplificados de cálculo dos sistemas solares e os aspectos a considerar durante o uso dos mesmos Orientação dos coletores e painéis solares Dimensionamento das partes principais do sistema solar para aquecimento de água Não existe uma norma ou ordem geral aceitada por todos, mas a maioria das metodologias calcula os elementos fundamentais baseado no perfil de consumo previamente determinado : Dimensionamento da área teórica de coletores; Determinação do rendimento do sistema de coletores Determinação do número de coletores; Dimensionamento do tanque de armazenamento da água quente. Outros elementos que podem ser calculados caso o sistema solar não seja standard Seleção dos diâmetros da tubulação Seleção das válvulas Cálculo das perdas do sistema hidráulico Dimensionamento da bomba de circulação Dimensionamento do tanque de expansão Seleção de elementos e recalculo do sistema Dimensionamento da área teórica de coletores Metodologia rápida de Fraunhofer Institute fofr solar Energy System ISE ( Stefan Hess) Dimensionamento da área teórica de coletores Metodologia rápida de Fraunhofer Institute fofr solar Energy System ISE ( Stefan Hess) Dimensionamento da área teórica de coletores Na Alemanha onde este tipo de sistemas é mais usado no mundo a radiação solar média é quase 4 vezes menos que no Brasil e por isso o uso desta metodologia tem que ser feito com muito cuidado. Metodologia rápida de Fraunhofer Institute fofr solar Energy System ISE ( Stefan Hess) Dimensionamento da área teórica de coletores Calculando o perfil de consumo como foi feito na aula anterior Metodologia rápida de Fraunhofer Institute fofr solar Energy System ISE ( Stefan Hess) Dimensionamento da área teórica de coletores Calculando as necessidades energéticas anuais como foi feito para o Hotel Felicidade 6,44m3/day Metodologia rápida de Fraunhofer Institute fofr solar Energy System ISE ( Stefan Hess) Dimensionamento da área teórica de coletores Essência da metodologia Valor preliminar Valor preliminar Metodologia rápida de Fraunhofer Institute fofr solar Energy System ISE ( Stefan Hess) Dimensionamento da área teórica de coletores Dados de entrada ao Monograma Solar fraction : The percentage of the seasonal heating requirement of a building that is provided by a solar heating system. Gains 500 (kWh/year.m2 . Ap Vstorage =5 m3 Metodologia rápida de Fraunhofer Institute fofr solar Energy System ISE ( Stefan Hess) 6,44m3/day consumptionn Dimensionamento da área teórica de coletores 75 litros do nomograma Valor reajustado Valor reajustado Metodologia rápida de Fraunhofer Institute fofr solar Energy System ISE ( Stefan Hess) Dimensionamento da área teórica de coletores Agora vamos ver o que acontece se pegamos um área menor 86->64 m2 Neste caso a fração Solar cai de 36% para 27% . O qual significa que a disponibilidade de área de irradiação solar e seu valor influem determinantemente nas dimensões do sistema Metodologia rápida de Fraunhofer Institute fofr solar Energy System ISE ( Stefan Hess) Existe um método que serve para mais o menos ter uma idéia de se nossos calculos estão próximos à realidade. É um critério empírico que tem que ser muito bem valorado antes de ser usado. Esse critério diz que para uma unidade solar térmica familiar satisfazer as necessidades básicas a relação área de coletor /ocupante da vivenda deve ser : 1m2/ocupante. Existem programas profissionais que calculam estes sistemas , não são free. F-CHART, Blue-Sol etc. Dimensionamento da área teórica de coletores Dimensionamento da área teórica de coletores Dimensionamento da área teórica de coletores Metodologia AEE INTEC, Austria aplicada a South Africa Dimensionamento da área teórica de coletores Metodologia AEE INTEC, Áustria aplicada a South Africa (exemplo) Dimensionamento da área teórica de coletores Metodologia AEE INTEC, Austria aplicada a South Africa Dimensionamento da área teórica de coletores Metodologia AEE INTEC, Austria aplicada a South Africa Dimensionamento da área teórica de coletores Dimensionamento da área teórica de coletores Dimensionamento da área teórica de coletores Metodologia AEE INTEC, Áustria aplicada a Sud África Uma explanação necessária sobre o coeficiente de eficiência ou rendimento de um coletor solar antes de concluir a metodologia da AEE INTEC Dimensionamento da área teórica de coletores: Rendimento do coletor solar Dimensionamento da área teórica de coletores: Rendimento do coletor solar Dimensionamento da área teórica de coletores: Rendimento do coletor solar Dimensionamento da área teórica de coletores: Rendimento do coletor solar Dimensionamento da área teórica de coletores: Rendimento do coletor solar Dimensionamento da área teórica de coletores: Rendimento do coletor solar Dimensionamento da área teórica de coletores: Rendimento do coletor solar Dimensionamento da área teórica de coletores: Rendimento do coletor solar Retomando a metodologia de cálculo da AEE INTEC temos: Dimensionamento da área teórica de coletores Metodologia AEE INTEC Dimensionamento da área teórica de coletores Metodologia AEE INTEC Dimensionamento da área teórica de coletores Metodologia AEE INTEC Angle of tilt- altura solar ou ângulo de inclinação dos coletores (paineis) Considerações sobre a inclinação dos telhados Escolha da inclinação ótima Como inclinação adequada para os coletores solares térmicos planos estacionários deve ser escolhido um ângulo fixo para todo o ano. Muitas vezes ainda que para determinada altura do ano não se maximize a captação solar, produz-se uma melhor distribuição da mesma ao longo do ano. Em geral, deve-se favorecer a captação no inverno em detrimento dos meses de verão, já que no verão é comum haver energia captada em excesso. O critério adotado para dimensionar a superfície coletora consiste em que a energia solar captada no período de atividade satisfaça as necessidades requeridas [26]. Assim, as inclinações ótimas a dar aos coletores solares térmicos para aquecimento de diversos sistemas são as indicadas na Tabela 3.12, conforme a época do ano e seu uso [22]: Tabela 3.12 - Inclinações usadas para coletores consoante o tipo de utilização Considerando que os sistemas de refrigeração por absorção funcionarão durante os 12 meses do ano para “produção de frio”, pela tabela acima admite-se que a inclinação adequada dos coletores solares térmicos planos estacionários será a correspondente a todo o ano (Latitude do lugar -5 º). A expressão que determina a inclinação óptima é: I ótima =Lat.+ ( ângutiliz ) (3.48) em que: I óptima - Inclinação óptima do colector de acordo com a sua utilização [º] Lat. - Latitude do lugar [º] ângutiliz - Ângulo de utilização [º] Referências Referências
Compartilhar