Sistemas de aquecimento solar de água com placa plana: uma estrela em ascensão no mercado global de energias renováveis

Introdução: Uma nova onda no aquecimento de água

À medida que o mundo acelera a sua transição para energias limpas, uma tecnologia única está a surgir gradualmente nos países desenvolvidos e nos mercados emergentes: os aquecedores solares de água de placa plana BTE. Este tipo de dispositivo foi frequentemente ofuscado pelos aquecedores de água eléctricos e a gás no passado, mas é agora cada vez mais considerado por um número crescente de casas, instituições comerciais e instalações públicas como uma solução inovadora para reduzir os custos de energia e, ao mesmo tempo, caminhar em direcção à neutralidade carbónica. 

Este artigo, baseado nos pontos de vista dos especialistas do setor, nos dados de mercado mais recentes e no feedback dos utilizadores finais, fornece uma interpretação aprofundada do princípio de funcionamento, da estrutura técnica, das dificuldades de aplicação, das vantagens e das aplicações típicas dos aquecedores solares de água de placa plana.

O que é um aquecedor solar de água de placa plana? 

Os aquecedores solares de água de placa plana são dispositivos de energia renovável que aquecem água utilizando radiação solar. São compostos principalmente por duas partes principais:

1. Coletores de placa plana - geralmente instalados em telhados ou áreas abertas, recolhem energia absorvendo a energia solar e convertendo-a em calor. A sua estrutura é geralmente composta por uma camada de absorção escura, uma placa de cobertura transparente, uma camada isolante e um invólucro metálico, proporcionando assim uma captação eficiente do calor.

2.º Reservatório de água independente - Ao contrário dos dispositivos compactos integrados, o reservatório de água de um sistema split é normalmente instalado separadamente, no interior ou no solo. Isto não só reduz a carga sobre o telhado, como também evita que o reservatório fique diretamente exposto às intempéries e seja danificado. 

O princípio de funcionamento do sistema baseia-se na transferência de calor: o fluido circulante (água ou anticongelante) absorve energia no coletor e depois transfere o calor para o tanque de armazenamento de água bem isolado para fornecer água quente sanitária.

Projeto científico de coletores de placa plana

Os coletores de placa plana são reconhecidos pela sua elevada eficiência e durabilidade. As suas principais estruturas incluem:

1. Camada de absorção: A superfície é revestida com um revestimento seletivo para absorver a radiação solar ao máximo e minimizar a perda de calor.

2.º Placa de cobertura transparente: A camada de cobertura de vidro ou polímero pode reduzir eficazmente a perda de energia causada pela convecção e radiação.

3. Material isolante: reduz a fuga de calor pela parte traseira e lateral.

4.º Sistema de tubagem: Os tubos de cobre ou alumínio são geralmente utilizados para transportar o fluido aquecido para o depósito de armazenamento de água.

Em funcionamento normal, este sistema pode aquecer água a 60-80°C (140-176°F) e, mesmo em condições moderadas de luz solar, pode satisfazer a procura diária de água quente, com uma vasta gama de aplicações.

As deficiências dos aquecedores de água tradicionais

Para compreender as vantagens dos aquecedores solares de água, é necessário primeiro reconhecer as desvantagens dos métodos de aquecimento tradicionais 

1. Custos operacionais elevados - Os aquecedores de água elétricos e a gás são, normalmente, responsáveis ​​pela maior parte do gasto mensal de energia de uma habitação. Em algumas regiões, o consumo de água quente pode atingir 30% do consumo total de energia de uma habitação.

2. Dependência de recursos limitados - Os aquecedores de água a gás são altamente dependentes de combustíveis fósseis e são significativamente afectados pelas flutuações de preços e por situações internacionais.

3.  Graves emissões de carbono - Os métodos tradicionais de aquecimento produzem uma grande quantidade de dióxido de carbono e são um importante fator de mudança climática.

4. Vida útil limitada - Muitos aquecedores de água elétricos serão eliminados dentro de 5 a 7 anos devido à corrosão, incrustação ou redução da eficiência energética.

Os aquecedores solares de água de placa dividida resolvem diretamente estes problemas e oferecem uma alternativa mais duradoura e amiga do ambiente.

A principal vantagem do sistema de divisão de ecrã plano 

1. Conservação de energia - Dependendo das condições locais de luz solar, os utilizadores podem reduzir as suas despesas com água quente em 50% a 80% por ano.

2.º Reduzir as emissões de carbono - Cada conjunto de equipamento pode compensar 1 a 3 toneladas de emissões de dióxido de carbono anualmente, tornando-o altamente adequado para consumidores ambientalmente conscientes.

3. Estrutura robusta - Em comparação com os sistemas de tubo de vácuo, os coletores de placa plana têm menos componentes e são mais capazes de suportar condições meteorológicas adversas, como vento e granizo.

4. Instalação flexível - O depósito de armazenamento de água deixa de estar fixo ao telhado, o que não só reduz a carga sobre o edifício como também permite um design esteticamente mais agradável.

5.º Apoio político - Em muitos países, os utilizadores que instalam sistemas de aquecimento solar de água podem usufruir de benefícios fiscais, subsídios ou certificações ecológicas.

Tendência de desenvolvimento do mercado 

A indústria de aquecedores solares de água está a expandir-se rapidamente. De acordo com as últimas estatísticas da Agência Internacional de Energia (AIE), até 2023, a capacidade instalada acumulada dos sistemas solares térmicos globais ultrapassou os 500 gigawatts (GWth), sendo que os produtos de placas planas representam uma parcela significativa. 

A Europa continua a ser o maior mercado de aplicações. Face ao aumento dos preços da energia e aos problemas climáticos cada vez mais graves, os aquecedores solares de água de placa plana estão gradualmente a ser considerados um "investimento estável e a longo prazo". Podem não só ajudar os utilizadores a reduzir as suas faturas de energia a curto prazo, mas também continuar a ter um impacto positivo na sociedade e no ambiente nas próximas décadas.

Perfil da empresa BTE:

O Soletks Group-BTE é um grupo industrial de alta tecnologia com uma cadeia industrial completa de soluções abrangentes de utilização de energia solar. Nos últimos anos, desenvolveu vigorosamente negócios alternativos de energia limpa com base na energia solar. As suas subsidiárias incluem a Dezhou Jinheng New Energy Co., Ltd., a Shandong Feitian New Energy Co., Ltd., a Shandong Soletks Solar Technology Co., Ltd., a Dezhou BTE Co., Ltd., a Shandong Shenggao Thermal Power Co., Ltd. e a Dezhou Jinnaier New Material Technology Co., Ltd., a Zhongye Energy (Pequim) Co., Ltd., a Tibet Soletks Energy Technology Co., Ltd., etc. Com a ajuda da especialização e da tecnologia, o Grupo Soletks atingiu uma taxa de crescimento composto contínua de 88% nos últimos 10 anos e um aumento de 192 vezes. O Grupo Soletks estabeleceu as suas próprias vantagens na investigação e desenvolvimento de tecnologia de ponta, marca, mercado, equipa, gestão, etc. Possui canais de venda e serviços que abrangem o mercado global e os seus produtos são exportados para diversos países e regiões. A produção anual de coletores solares de painel plano é de 3 GWt (600.000 metros quadrados), ocupando o terceiro lugar no ranking mundial durante três anos consecutivos, de 2017 a 2019, e o segundo lugar no ranking mundial, de 2020 a 2021.

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A BTE é uma organização inovadora com um centro de investigação e desenvolvimento de tecnologia, responsável pelo design de sistemas de revestimento a vácuo, design de filmes, design de coletores, design integrado de edifícios solares e outros trabalhos de investigação e desenvolvimento. Domine e utilize com flexibilidade métodos e competências inovadores avançados, participe em competições internacionais de inovação de mercado e cultive equipas de I&D. Com o auxílio dos recursos de I&D da Academia Chinesa de Ciências, conhecimentos de matemática aplicada e física para o desenvolvimento sistemático, desenvolveu uma série de exemplos de engenharia CAE (elemento finito), utilizou métodos CAE para resolver problemas técnicos em trabalho real de I&D e analisou a física real com problemas de métodos matemáticos. Por exemplo, utilizando análise mecânica de elementos finitos de estrutura mecânica, análise de elementos finitos de fluidos de distribuição de atmosfera em sistema de pulverização catódica em vácuo, análise de elementos finitos de campo magnético de estrutura alvo (fonte de pulverização catódica/cátodo), análise ótica de elementos finitos de estrutura de filme, análise de elementos finitos de transferência de calor da eficiência térmica do coletor. O trabalho de investigação e desenvolvimento tem sido disruptivamente inovador, o ciclo de investigação e desenvolvimento é encurtado e o custo de investigação e desenvolvimento é reduzido. Em termos de desenvolvimento de processos, desenvolvimento de equipamentos e desenvolvimento de produtos, a intenção do design do produto pode ser concretizada.

A empresa possui experiência e capacidade para conceber, fabricar e integrar, de forma independente, linhas de produção de revestimentos cermet seletivos solares por pulverização catódica de magnetrão em larga escala, com o mesmo nível tecnológico dos países desenvolvidos. Além disso, possui know-how para projetar e preparar revestimentos compósitos compostos por materiais de diferentes espessuras e composições à escala nanométrica, visando a obtenção de absorção, transmissão e reflexão seletivas em várias gamas do espectro.

A influência da velocidade do fluxo do fluido de trabalho no canal de fluxo do coletor no fluxo

A BTE pratica o "espírito artesanal", procura a perfeição, aprende constantemente, pensa e inova. Na perspetiva da integração de recursos e do desenvolvimento económico sustentável, visa construir uma base global de fabrico inteligente e de excelência em energia limpa. Através dos nossos produtos e serviços, contribuiremos para um sol mais brilhante, um ar mais puro, protegeremos as águas cristalinas e as montanhas verdejantes, contribuindo para o pico de carbono em 2030 e para a neutralidade carbónica em 2060!