Autor: EcoArkitekt

Promoção da eficiência energética e a utilização de energias renováveis em edifícios visando a redução dos consumos de energia e correspondentes emissões de CO2.
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Colectores Solares – Energias Alternativas

Os Colectores Solares existentes no mercado são os seguintes:

Colectores Solares Planos:

  • sem cobertura (de borracha)
  • com cobertura e absorsor preto baço
  • com cobertura selectivo (à  base de crómio negro por exemplo)

Colector Solar do Tipo CPC (Concentrador Parabólico)

Colector de tubos de vácuo

Geralmente para aplicações domésticas de produção de água quente sanitária (armazenamento de água até 60º C) os colectores utilizados são os Planos com cobertura, pois estes são bastante simples e de relativo baixo custo.

O colector sem cobertura (de borracha) é utilizado para o aquecimento de água de piscinas ao ar livre apenas no Verão, pois estes colectores só conseguem fornecer energia quando as temperaturas são superiores a 15º C. Estes colectores são de baixo custo, no entanto têm bastantes perdas térmicas para o exterior.

Os colectores Planos com cobertura são a opção mais vantajosa em termos económicos para a utilização doméstica.

A cobertura em vidro de segurança (geralmente vidro temperado) confere uma maior durabilidade e resistência ao colector, protegendo de eventuais condições climatéricas, como por exemplo a queda de granizo. O isolamento térmico minimiza as perdas térmicas para o exterior

Os colectores com cobertura de revestimento selectivo (geralmente em crómio negro) são utilizados para além de aquecimento de águas sanitárias também para as seguintes utilizações:

  • aquecimento de água de piscinas (com uma temperatura até 60º C)
  • pré aquecimento de água de processos industriais é que pode ser utilizado para pré aquecer a água de caldeiras, termoacumuladores e certos modelos de máquinas de lavar roupa e louça
  • pode reduzir o consumo de electricidade ou gás no aquecimento de água quente sanitária e ambiente ao pré aquecer a água
  • este colector tem um preço idêntico aos outros colectores planos

Os colectores do tipo CPC (concentrador parabólico) são os mais indicados para aquecimento de águas sanitárias e aquecimento ambiente:

  • O desenho destes colectores contribui para aquecer mais o fluido térmico de transporte do calor para a água de consumo, com temperaturas entre os 80 a 90º C
  • O custo destes colectores é um pouco mais do que os colectores planos mas é mais eficiente no aproveitamento da radiação solar

Os colectores de tubos de vácuo têm a mesma utilização que os outros colectores no aquecimento e pré aquecimento (com temperaturas entre os 80 a 90º C).

A diferença destes colectores encontra-se nos tubos de vácuo que reduzem as perdas térmicas para o exterior.

A tí­tulo de exemplo os custos* de um kit solar de Termosifão podem ser:

  • um colector plano selectivo ou tipo CPC, com uma área de cerca de 2m2 e depósito de acumulação de cerca de 180 litros pode custar entre 2.000 a 2.500 euros
  • dois colectores planos selectivos ou tipo CPC, com uma área de cerca de 4m2 e um depósito de acumulação de cerca de 300 litros pode custar cerca de 3.000 euros

Valores retirados de vários exemplos em troquedeenergia.com

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Composição de Sistema Solar Térmico – Energias Alternativas

O sistema solar térmico é composto por:

Colector Solar – capta a energia solar

Depósito de acumulação – armazenamento da água

Apoio energético – para os dias sem Sol

Permutador (opcional) – permite a transferência de calor do fluido térmico (circuito primário) para a água (circuito secundário)

O depósito de acumulação pode encontrar-se no exterior (telhado), o chamado sistema de Termosifão, ou no interior do edifício quando não é viável a colocação do depósito no telhado, o chamado sistema de Circulação forçada. Neste último sistema é necessária a utilização de bombas circuladoras para movimentar o fluido térmico.

Ambos sistemas podem ser de:

Circuito Directo – quando o fluido térmico que circula nos colectores é a água de consumo.

Circuito Indirecto – quando nos colectores circula um fluido térmico em circuito fechado (circuito primário) que passa por um permutador externo ou interno ao depósito de acumulação.

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Eficiência dos Sistemas de Água Quente Sanitária – Energias Alternativas

Trata-se da eficiência de conversão a partir da fonte primária de energia dos sistemas de água quente sanitária.

A eficiência média imposta pelo RCCTE é de 65% de rendimento médio anual, o que corresponde a um sistema bastante ineficiente, no entanto a limitação das necessidades de energia primária impedem o recurso a sistemas de água quente sanitária pouco eficientes.

Os valores da eficiência média anual de referência dos sistemas foi retirada do RCCTE, no entanto é conveniente consultar na ficha técnica dos equipamentos os valores fornecidos pelo fabricante na base da normalização e legislação existente.

Sistema Solar Térmico - Água Quente Solar
Sistema Solar Térmico – Água Quente Solar
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Sistema Solar Térmico – Energias Alternativas

Em Portugal um sistema solar térmico pode ser dimensionado para satisfazer cerca de 60% a 75% das necessidades de água quente no período de um ano, e 100% das necessidades no período do Verão (3 a 4 meses)*.

A variação entre o Norte e Sul do país é menor do que se possa pensar, entre as cidades do Porto e Faro a diferença é de apenas 18%, o que corresponde a €25 por ano*.

O custo base de um sistema solar térmico para aquecimento de água quente sanitária para uma habitação unifamiliar (2 pessoas) é de 1750€.*

Com a poupança de energia para aquecimento de águas quentes sanitárias proporcionada pelo sistema solar térmico, pode-se ter um retorno do dinheiro investido em 6 a 8 anos*.

O elementos electrónicos do sistema solar consomem menos de cerca de 15€ por ano em electricidade. O tempo de vida de um sistema solar com uma manutenção regular dos equipamentos pode ultrapassar os 20 anos.

fonte: Energaia, 2007 (www.energaia.pt)

Obrigatoriedade na instalação de colectores solares térmicos para produção de águas quentes sanitárias nos novos edifícios e nas reabilitações abrangidas pelo RCCTE (Dec-Lei n.º 80/2006).

esta obrigatoriedade aplica-se sempre que haja uma exposição solar adequada

por exposição solar adequada entende-se a existência de uma cobertura em terraço ou uma cobertura inclinada com água cuja normal esteja orientada numa gama de azimutes de 90º entre sudeste e sudoeste

as coberturas que não sejam sombreadas por obstáculos significativos no período que se inicia diariamente 2 horas depois do nascer do Sol e termina 2 horas antes do pôr do Sol

o que quer dizer que não deverão existir obstruções com altura superior a cerca de 20º

obrigatoriedade na base de 1m2 de colector por ocupante convencional previsto (T0 e T1 – 2 pessoas, T2 – 3 pessoas, Tn – n+1 pessoas)

esta área pode ser reduzida para 50% da área de cobertura disponível, em terraço ou nas vertentes orientadas no quadrante Sul, entre sudeste e sudoeste

esta área é obrigatória não sendo possível reduzir a área com base no argumento da qualidade dos colectores

a contribuição de sistemas solares só pode ser contabilizada para efeitos do Regulamento se os sistemas ou equipamentos forem certificados de acordo com as normas e legislação em vigor

isto quer dizer, que só é admissível o recurso a colectores certificados, instalados por instaladores certificados e desde que haja prova da existência de contrato de manutenção durante 6 anos

os colectores e instaladores certificados podem se encontrar na internet em www.aguaquentesolar.com

em alternativa à utilização de colectores podem ser utilizadas outras fontes de energia renovável que captem, numa base anual, energia equivalente à dos colectores solares, podendo estas ser utilizadas para aquecimento de águas quentes sanitárias ou outros fins

são excluídas das alternativas outras tecnologias eficientes mas de fontes não renováveis, como por exemplo, recuperadores de calor, bombas de calor, bombas de calor solares termodinâmicas, microgeração, lareiras, salamandras, etc.

as alternativas que são aceites são por exemplo, energia geotérmica, painéis fotovoltaicos e energia eólica

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Energias Alternativas

O objectivo da integração de energias alternativas nos edifí­cios é a concepção de um edifício eficiente que permite a incorporação de um sistema que capte a energia e a transforme numa fonte alternativa útil para o edií­cio.

O interesse que a utilização das energias alternativas levantou nestes últimos anos deve-se principalmente à  consciencialização da escassez dos recursos fósseis (como o petróleo) e da necessidade de redução das emissões de gases nocivos para a atmosfera, os GEE (gases de efeito de estufa).

As fontes de energia renovável são obtidas da Natureza que nos rodeia, como o Sol e o vento, que podem ser convertidas em electricidade ou calor.

Os sistemas de aproveitamento de energias alternativas podem ser:

Sistema solar térmico – a energia do Sol pode ser convertida para aquecimento de águas sanitárias e aquecimento ambiente

Sistema solar fotovoltaico – a energia do Sol pode ser convertida em electricidade para uso doméstico ou venda à (rede)

Sistema de mini-turbinas eólicas – a energia do vento pode ser convertida em electricidade

Sistema de mini-hí­drica – a energia da água de rios pode ser convertida em electricidade

Sistema de geotermia – a energia da terra pode ser convertida para aquecimento de águas sanitárias e aquecimento ambiente