Coletor solar de baixo custo. Aplicação à secagem de produtos agroalimentares
Silva, Vítor Manuel Alves
#Coletor solar#Matriz porosa metálica#Secadores solares#Secagem de alimentos#Secagens descontínuas
A energia solar apresenta-se como uma alternativa às fontes não-renováveis e apresenta um enorme potencial a ser explorado, nomeadamente no que a Portugal diz respeito. Dentro dos dispositivos que visam o aproveitamento desta forma de energia, os coletores solares térmicos surgem com grande interesse para um conjunto vasto de aplicações, dentro das quais surge o aquecimento de ar. Neste particular, é destacado o acoplamento de coletores a secadores solares. A presente tese aborda a construção e teste de um coletor solar para aplicação à secagem de produtos agroalimentares, um tema de indubitável interesse na atualidade. Este é do tipo placa plana (FPC), estacionário e não concentrador. É utilizada no mesmo uma matriz porosa metálica como elemento absorvedor que consiste num material de uso corrente (palha-de-aço), caracterizado por elementos estruturais de diâmetro muito pequeno ( d≈0,09mm), elevada porosidade (ε =0,99) e uma área de transferência de calor de 359,18m2.m-3. O dispositivo em estudo apresenta assim um baixo custo e simplicidade de construção, pretendendo ser uma solução eficaz para acoplamento a instalações de secagem, nomeadamente do tipo indireto ou misto. Os testes efetuados, demonstraram que este coletor permite aquecer ar até temperaturas máximas do ar próximas de 80ºC (correspondentes a um máximo de cerca de 50ºC) com um rendimento térmico que ronda os 40%...
Operação de sistemas de aquecimento solar de água com controle de vazões em coletores planos.; Operation of solar water-heating systems with flow control on flat plate collectors.
Arruda, Laerte Bernardes
#aquecimento solar de água#automação predial#building automation#building systems#sistemas prediais#solar water-heating
O presente trabalho consiste em um estudo experimental sobre o efeito do controle de vazões em sistemas de aquecimento solar de água em instalações com grande número de coletores, onde o gradiente de temperatura não é suficiente para circular a água por termossifonagem. Foi avaliado o desempenho de todo o sistema sob diferentes condições de insolação, de vazão, de diferenciais de temperatura entre os coletores e o reservatório, em regime não permanente. Os resultados experimentais foram comparados com a equação de rendimento dos coletores, para condições de regime quase permanente, obtida segundo a norma da ABNT - NBR 10184/1988. Os ensaios foram realizados em duas baterias de testes, cada uma composta de dois coletores industrializados e um reservatório isolado termicamente. Em uma destas baterias, o fluxo de água entre os coletores e o reservatório ocorreu por termossifonagem, isto é, sem nenhuma restrição à vazão; na outra bateria, a vazão foi controlada por um registro e uma bomba hidráulica. Um sistema de automação coletou e processou os dados de forma a permitir a execução dos controles desejados, inclusive a simulação de consumo de água quente. O sistema com circulação natural, isto é, por termossifão...
Aquecimento solar de água: metodologia de avaliação da incerteza na medição do desempenho térmico de coletores solares planos utilizando simulador artificial de radiação solar.; Solar water heating: methodology for uncertainty evaluation of solar thermal collectors performance using a solar simulator.
Dimensionamento de sistemas de coletores solar para água de banhos em postos de combustível e comparação de custos e eficiências de sistemas elétricos e diesel; Design of solar collectors systems for heating shower water on gas stations and comparison of costs and efficiencies with electrical and diesel systems
Rocha, Vinicius Gravina da
#Engenharia mecanica#Thermal solar installation#Solar collectors system#Design#Economic analysis#Financial analysis#Shower#Gas station
Este trabalho trata do dimensionamento e comparação de 4 sistemas de coletores solar térmico para o aquecimento de água para banhos em um posto de combustivel no município de São Sepé, próximo a Santa Maria (Latitude 30ºS), Brasil. A demanda de água quente destes banhos é estimada em 2.000L a 50ºC, sendo aquecida por um sistema de acumulação diesel, já disponível no posto, de 1.000L com 50kW. É considerado que este sistema é custo afundado, que os coletores instalados são de classe "A" do Inmetro, a taxa de desconto nas análises é de 7,5% e, por desconhecer o regime tributário em questão, os efeitos de impostos e depreciação não impactam o fluxo de caixa. Os sistemas dimensionados são de acumulação solar em 2.000L com aquecimento elétrico de passagem; coletores solar e queimador diesel ligados no mesmo reservatório de 2000L; dois reservatórios interligados em série, o primeiro com 1.000L, ligado aos coletores, cuja saída é ligada na entrada de um segundo de 1.000L, onde está ligado o queimador diesel. O último sistema é semelhante ao anterior, com a diferença no volume do reservatório ligado aos coletores que aumenta para 2.000L. O primeiro sistema apresenta tempo de retorno superior a 20 anos e uma taxa interna de retorno máxima de 3.7% para 40m2 de área coletora...
Sato, André Issao
#Análise numérica#Coletores solares#Tubos - Dinamica dos fluidos#Recursos naturais renovaveis#Numerical analysis#Solar collectors#Tubes - Fluid dynamics#Renewable energy sources
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES); Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEB; A utilização de coletores solares - seja para aquecimento de água, produção de energia elétrica, calefação de ambientes ou ainda alimentando sistemas de refrigeração - apresenta uma forte tendência de expansão. As principais razões para isto são que fontes de energias renováveis possuem baixo impacto ambiental além do fato que estes sistemas estão se tornando financeiramente acessíveis. A pesquisa científica neste campo tem acompanhado tal expansão e o coletor solar com tubos evacuados destaca-se como um importante foco de estudos. Projetos deste tipo caracterizam-se pelo seu peculiar processo de fabricação e a sua reduzida perda térmica para o ambiente, aumentando a sua eficiência, principalmente nas regiões frias. Quanto à análise dos fenômenos físicos presentes na operação deste equipamento, devem ser considerados os conceitos inerentes a todos os coletores, como: os mecanismos de captação de radiação solar, convecção natural, condução e os perfis de velocidades e temperaturas ao longo dos sistema. Com isto, diversos estudos foram publicados para obter a representação da estratificação do fluido no interior dos tubos e do reservatório...
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: 65 f. : il.
#Energia solar#Coletores solares#Energia - Fontes alternativas#Sustentabilidade#Solar energy
Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEB; A necessidade de fontes renováveis de energia, devido às alterações climáticas e, assim, a busca de fontes limpas de energia, justificam o crescente investimento em novos tipos de coletores solares. As pesquisas têm contribuído com essa expansão no âmbito dos coletores solares concentradores, tendo como objetivo principal seu Desempenho. Muitos trabalhos tem sido desenvolvidos utilizando a estratificação térmica do fluido no interior dos tubos e em reservatórios térmicos, assim como, a modelagem analítica para o problema de fluxo de calor. Baseando-se nas características de operação e em parâmetros de eficiência dos coletores por tubos evacuados convencionais, este trabalho propõe um estudo experimental de aquecimento de água por sistema de captação solar por tubos evacuados modificados em relação a um sistema convencional. Uma abordagem importante refere-se a separação física dos fluxos de água fria e quente no interior do tubo evacuado. O desempenho do sistema foi analisado a partir de testes experimentais ao ar livre com incidência solar. O vácuo no sistema estudado proporciona linearidade e constância na sua eficiência, em relação aos coletores solares por placas planas. Referindo-se a captação de energia do sistema...
Metodologia de dimensionamento de sistemas de aquecimento solar para secagem de produtos agricolas; Sizing procedure of solar heating systems for agricultural products drying
#Energia solar na agricultura#Aquecimento solar#Coletores solares#Grãos - Secagem#Solar energy in agriculture#Solar heating#Solar collectors#Grain drying
Uma metodologia para o projeto de coletores solares visando a secagem de grãos em silo foi implementada utilizando-se correlações empíricas previamente determinadas para o cálculo da fração solar fornecida pelo sistema. Foi realizado um estudo de caso de uma secagem de milho em silo, na cidade de Campinas ? SP, com pré-aquecimento do ar através de um coletor solar e aquecimento complementar com fonte energética convencional (GLP ou lenha). O coletor solar utilizado possui área de 1,80m2, foi construído com materiais de baixo custo e, devido ao material constituinte de seu leito (pedras britadas), apresenta elevada inércia térmica e capacidade de armazenar energia. A caracterização do coletor foi feita com o levantamento da sua curva de eficiência e com a determinação de sua constante de tempo. De maneira semelhante ao observado em coletores solares convencionais, a curva característica levantada apresentou comportamento linear. A capacidade de armazenar energia térmica foi constatada no elevado valor da constante de tempo obtida e pelas defasagens entre as curvas de calor útil fornecido ao ar e radiação solar incidente na superfície do equipamento. Na secagem de 1,20t de milho considerada no estudo de caso...
Execução de um projecto solar térmico para uma instalação de A.Q.S. da Escola Básica Guilherme Stephens
Silva, Miguel Martins da
#Águas quentes sanitárias#Colectores solares#Análise energética#Análise económica de sistemas solares térmicos#Hot sanitary water#Solar collectors#Energy analysis#Economic analysis of solar thermal systems
O presente documento tem como principal objectivo efectuar o projecto de dimensionamento de um sistema de águas quentes sanitárias para uma escola. Numa primeira fase foi elaborado uma pesquisa sobre o contexto energético, a nível mundial, europeu e nacional, bem como o seu contexto jurídico a nível europeu e nacional, e uma explicação superficial sobre os fundamentos da energia solar, onde se foca a importância da radiação solar e os vários tipos de sistemas solares térmicos, bem como os seus constituintes. Segue-se a abordagem ao caso de estudo onde foram efectuados inicialmente inquéritos como forma de determinar os consumos de água quente utilizada nessa escola. Continuou-se o estudo efectuando-se a variação de duas características do sistema solar: o tamanho dos depósitos e o tipo de colectores solares a aplicar. Após as simulações efectuadas para a determinação das soluções a aplicar ao sistemasolar e apresentadas ao longo do presente documento, foram efectuadas análises económicas como forma de se verificar a viabilidade do sistema a aplicar. Por último foram elaboradas conclusões sobre o sistema a aplicar e apresentados alguns cenários financeiros do mesmo.; The present document has as main objective to make the draft design of a hot water system for a school. Initially a research was developed at energy context...
Aquecimento solar de água para a indústria
Sousa, Samuel Filipe Dias de
#Energia solar#Aquecimento de água#Combustivéis fósseis#colectores solares#Solar energy#Heating water#Fossil fuels#solar collectors#Simulation
Dissertação de Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores; "Redução e Otimização", talvez duas das palavras mais vezes enunciadas na indústria e economia mundial. Os mercados internacionais passam neste momento por momentos de crise em diversos factores, agravado pelo preço dos combustíveis fósseis. Sendo a palavra de ordem poupar, as empresas procuram meios de se manterem competitivas visto o elevado custo dos combustíveis prejudicar o seu planeamento, investimento e competitividade. Entrámos na "Era" das energias renováveis, limpas, ilimitadas e seguras, principalmente impulsionadas pela energia solar e eólica. Considerando todos este aspectos a empresa ROCA S.A, prima pela sua excelência nos produtos concebidos não descuidando aspectos ambientais e competitividade. Surge o desafio de utilizar a energia solar de forma a reduzir dependência de combustíveis fósseis aumentando a eficiência das unidades fabris de Leiria, passando numa primeira fase para o aquecimento de ´águas sanitárias (AQS). Nesta dissertação serão avaliadas as diversas tecnologias a poderem ser utilizadas, serão realizadas auditorias energéticas de forma a se avaliarem os os consumos atuais de ´água e de gás natural. Nesta dissertação será projetado um sistema para uma das unidades fabris de Leiria. Visto a Roca possuir ainda outra unidade em Leiria e de forma a se proceder a um dimensionamento rápido e eficaz será implementado um software para dimensionamento da quantidade de colectores solares...
Santos,B. M.; Queiroz,M. R.; Borges,T. P. F.
#Solar crop drying#Solar collectors#Solar air heating#Design procedure#Appropriate technologies
A design procedure was proposed for sizing solar-assisted crop-drying systems and assessing the combination of solar collector area and auxiliary energy needs that meets the requirements of the load. Two empirical correlations were compared for use with high thermal inertia solar collectors that are cheap and appropriate for rural areas. A case study as performed in the city of Campinas in southeastern Brazil. Grain drying with partial air heating by solar energy can provide an annual savings of 30% in fuel consumption for 1.80m² collector area during the drying of 1.2t of corn at 50ºC at a daily air rate of 1526.8 m³/day.
Controlador fuzzy para otimização de sistemas de aquecimento de agua com coletores solares; Fyzzy controller for optimization of water heating systems with solar collectors
Bobes-Jesús, Vanesa; Pascual Muñoz, Pablo; Castro Fresno, Daniel; Rodríguez Hernández, Jorge
#Asphalt solar collector#Heat transfer#Asphalt temperature#Study methodology#Sensitivity analysis
Asphalt pavements subject to solar radiation can reach high temperatures causing not only environmental problems such as the heat island effect on cities but also structural damage due to rutting or hardening as a result of thermal cycles. Asphalt solar collectors are doubly effective active systems: as they solve the previously mentioned problems and, moreover, they can harness energy to be used in different applications. The main findings of the existing research on asphalt solar collectors are gathered together in this review paper. Firstly, the main heat transfer mechanisms involved in the solar energy collection process are identified and the most important parameters and variables are presented. After analyzing the theoretical foundations of the heat transfer process, this review focuses on the types of studies carried out so far on asphalt's thermal behavior, different methodologies employed by other authors to study asphalt solar collectors and influence of the variables involved in thermal energy harvesting.
Cole, Kevin A.
#Solar collectors#Solar energy#TJ810 .C58#Solar collectors#Solar heating
A residential solar domestic hot water system utilizing tubular solar collectors is analyzed for climatic conditions typical of various regions of the Northeast. Experimentally determined system parameters are used in analytical simulations to compare the performance of systems using two different flat plate collectors to the system using the tubular type. A cost/benefit analysis is performed to determine the economic feasibility of the various systems.