Colectores solares para aquecimento de água

Em finais de 2001, através de Resolução do Conselho de Ministros (nº154/2001, de 19 de Outubro) foi lançado o Programa Eficiência Energética e Energias Endógenas, Programa E4, o qual reúne um conjunto de medidas para melhorar a eficiência energética e o aproveitamento das energias renováveis em Portugal, entre as quais a promoção do recurso a colectores solares para aquecimento de água, quer nos sectores residencial e serviços, quer na indústria: programa Água Quente Solar para Portugal (AQSpP).

O objectivo específico é a criação de um mercado auto-sustentável de energia solar, com ênfase na vertente “Garantia da Qualidade”, de cerca de 150 000m² de colectores por ano, o que se espera que possa conduzir a uma meta da ordem de 1 milhão de m² de colectores instalados e operacionais até 2010.

A intenção passa por se considerar a alternativa “colector solar” como uma das soluções viáveis aquando da selecção dos equipamentos de conversão de energia.

A selecção de caldeiras como equipamentos de apoio energético tem sido a primeira e talvez a única opção considerada durante a concepção dos projectos, o que à partida condiciona a introdução de soluções alternativas e contribui para que os custos de exploração sejam difíceis de controlar.

A água das piscinas perde energia por várias vias, mas as perdas por evaporação são, sem dúvida, as mais significativas, representando cerca de 70% do total. Com efeito, a água em evaporação transporta quantidades de energia consideráveis, sendo por isso aconselhável adoptar uma estratégia que minimize a evaporação (em que se salienta a cobertura do plano de água). As restantes perdas são, comparativamente, bastante inferiores.

Com a colocação de uma cobertura nos períodos em que a piscinas não está em serviço permitem-se poupanças que variam entre os 10% e 40%. Ao reduzir as perdas por evaporação, as necessidades de renovação do ar em piscinas interiores, através da ventilação mecânica (forçada), para desumidificação, serão inferiores, resultando numa importante poupança de energia.

Para além disso, a utilização da cobertura do plano de água conduz ainda a benefícios adicionais como a redução das necessidades de reposição de água, e uma utilização mais racional dos produtos químicos nos processos de tratamento.

Colectores solares para aquecimento de água

Os colectores solares podem ter duas aplicações distintas:

- Produção de águas quentes sanitárias (AQS)

- Aquecimento de água da piscina.

Nos principais componentes que integram um sistema solar térmico activo na produção de AQS, destacam-se os colectores, o depósito de acumulação e o permutador. São referenciados o circuito primário onde circula o fluido de transferência de calor e o secundário por onde circula a água que se pretende aquecer.

No aquecimento de água da piscina o tanque da mesma funciona como reservatório de acumulação de energia e, por outro lado, a temperatura de água é muito mais baixa do que na aplicação AQS, tipicamente 24 a 28ºC.

Principais componentes dos sistemas

. Colector Solar

Componente central e de maior peso económico numa instalação de captação de energia solar para aquecimento de água. Trata-se de um dispositivo capaz de captar a radiação solar e transferir a energia a um fluido de transferência, que é geralmente água mas pode ser um óleo ou outro líquido, dependendo da temperatura de funcionamento do sistema. Para aquecer a água de piscinas e produzir AQS podem ser usados quatro tipos de colectores:

- Colector sem cobertura (para piscinas que funcionem só no Verão)

Estes colectores consistem em tubos de plástico (propileno, policarbonato ou polivinil), colocados em forma de esteira e unidos por dois tubos de maior diâmetro nas partes inferior e superior.

Para piscinas exteriores, com utilização restringida aos meses mais quentes, os colectores a utilizar serão, preferencialmente, os colectores de borracha sem cobertura. A sua utilização permite a circulação directa da água da piscina pelos mesmos. Em termos económicos são mais acessíveis que os colectores com cobertura, embora o tempo de retorno do investimento seja bastante similar, pois têm menor eficiência e é exigida uma maior área de captação.

Para além disso, as temperaturas baixas do ar exterior no Inverno tornam igualmente inadequada a utilização destes colectores para o aquecimento de água de piscinas cobertas no Inverno.

- Colector de placa e tubos com cobertura

É o colector mais convencional e pode funcionar eficientemente durante todo o ano. Este tipo de colectores, quando aplicados em piscinas, obriga à utilização de sistemas indirectos, pelo facto de os materiais utilizados não serem compatíveis com o cloro contido na água da piscina. Daqui resulta a necessidade da introdução de um permutador de calor, entre o circuito dos colectores e o circuito de água da piscina.