Uma breve análise das vantagens e desvantagens dos aquecedores solares de água de placa plana

Uma breve análise das vantagens e desvantagens dos aquecedores solares de água de placa plana

Os aquecedores solares de água de placa plana utilizam a luz solar que incide sobre a superfície de um coletor, atravessa uma tampa transparente e é projetada numa placa de absorção de calor. O calor gerado pela radiação solar é absorvido eficientemente por um revestimento de película azul ou preta com elevada absortividade e baixa emissividade, convertendo-o em energia térmica. Esta energia é depois transferida para um meio de transferência de calor. Um coletor solar de placa plana é constituído por quatro componentes principais: uma placa de absorção de calor, uma tampa transparente, uma camada isolante e uma camada exterior. Uma bomba de água transfere o fluido de trabalho aquecido através de um tubo de circulação para a água arrefecida através de uma serpentina de troca de calor, elevando continuamente a temperatura da água. A água aquecida é então armazenada num tanque de água isolado.

Então, quais são as vantagens e desvantagens dos coletores solares de placa plana?

Vantagens dos aquecedores solares de água de placa plana:

1. Os aquecedores solares de água de placa plana são ideais para integração em edifícios. Devido ao seu design plano, os aquecedores solares de água de placa plana não estão limitados por formato ou tamanho, oferecendo opções de design flexíveis e facilitando a sua integração com os componentes do edifício. Além disso, as suas placas coletoras metálicas facilitam a instalação e a manutenção.

2.º A sua eficiência térmica é muito elevada. Ao contrário dos tubos de vácuo, os coletores solares de placa plana não possuem vãos; são superfícies contínuas. Quando expostos à luz solar, toda a superfície do coletor recebe luz solar. Portanto, sob a mesma área de iluminação e intensidade solar, a eficiência média diária dos aquecedores solares de água de placa plana é mais de 6% superior à dos tubos de vácuo.

3. Os aquecedores solares de água de placa plana possuem uma excelente resistência à pressão. A placa de absorção de calor de um coletor solar de placa plana é feita de metal, e a ligação entre o coletor e o reservatório de água também utiliza peças metálicas. Portanto, pode suportar a pressão da água da torneira e das bombas de circulação.

4.º O seu desempenho também é muito estável. Em grandes instalações, como hotéis, piscinas e fábricas, a utilização de aquecedores solares de água requer um grande número de coletores solares para formar um sistema de abastecimento de água em grande escala. Os aquecedores solares de água com tubo de vácuo utilizam componentes de borracha e plástico para as ligações, que podem ser muito instáveis. Em contraste, os coletores solares de placa plana utilizam metal para ligar o coletor ao sistema, o que proporciona um sistema muito estável.

Esquema da estrutura do coletor solar de placa plana:

Desvantagens dos coletores solares de placa plana:

1. São mais adequados para utilização em áreas sem congelamento, caso contrário, ainda podem congelar no inverno. Como o núcleo dos painéis solares planos não é preenchido a vácuo, mesmo com isolamento, este ainda não é muito eficaz. Comparativamente aos sistemas solares de tubo de vácuo, dissipam o calor mais rapidamente e a temperaturas mais baixas no inverno. Embora a utilização de aquecimento secundário resolva o problema da inutilização no inverno, também acrescenta um passo intermédio, resultando em alguma perda de calor.

2.º Sofrem alguma perda de calor. Como o núcleo dos painéis solares planos não é preenchido a vácuo e, combinado com o equipamento associado, o isolamento não é muito bom, dissipam o calor mais rapidamente no inverno do que os sistemas solares de tubo de vácuo.

Diagrama esquemático de funcionamento do aquecedor solar de água de placa plana:

De facto, entre os produtos solares integrados em edifícios, os sistemas comerciais de aquecimento solar de água de placa plana oferecem segurança e um excelente desempenho.

Embora os coletores solares de placa plana apresentem vantagens e desvantagens significativas em comparação com os sistemas de aquecimento solar de água por tubo de vácuo, os sistemas de aquecimento solar de água por tubo de vácuo apresentam desvantagens como a rutura do tubo e a falta de pressão quando integrados em edifícios altos.

Os coletores solares de placa plana são os principais componentes de recolha de calor dos sistemas de aquecimento solar de água de placa plana do tipo bipartido, e o seu desempenho impacta diretamente a eficiência energética de todo o sistema. Melhorar o desempenho térmico dos aquecedores solares de água de placa plana não só maximiza a utilização da energia solar, como também aumenta a fiabilidade do coletor. O isolamento térmico e a absortividade do absorvedor são dois fatores-chave que influenciam o desempenho térmico dos coletores solares de placa plana. A absortividade dos materiais de revestimento dos absorvedores existentes atingiu geralmente níveis acima de 0,92, deixando pouco espaço para melhorias. Portanto, melhorar o isolamento térmico dos coletores solares de placa plana é um fator chave para melhorar o seu desempenho térmico.