Coletores solares térmicos de placa plana BTE: uma análise aprofundada do design e da eficiência

A tecnologia solar térmica destaca-se como um método comprovado e fiável para aproveitar a abundante energia do sol. Entre os diferentes designs, o coletor solar térmico de placa plana BTE continua a ser um pilar da indústria, valorizado pela sua robustez, simplicidade e capacidades de integração excecionais. Ao contrário dos coletores de tubo de vácuo mais comuns, a variante do coletor de placa plana BTE opera com base no princípio de absorção direta e transferência de calor eficiente, sendo uma escolha ideal para uma vasta gama de aplicações residenciais e comerciais. Este texto explora a engenharia complexa e os processos de fabrico avançados que fazem dos coletores de placa plana modernos uma escolha superior.

Desconstruindo os componentes principais

Um coletor de placa plana é uma obra-prima da engenharia térmica, encapsulado numa caixa retangular aparentemente simples. Cada componente é meticulosamente concebido para maximizar o ganho solar e minimizar a perda de calor.

1.Tampa de vidro temperado de baixa transmissão de ferro e alta transmissividade

A viagem da luz solar para o coletor começa aqui. Este não é um vidro comum. É fabricado em (vidro temperado de alta qualidade com baixo teor de ferro). O baixo teor de ferro reduz drasticamente a tonalidade esverdeada, permitindo que até 94% da energia radiante do sol passe sem impedimentos. O vidro é também temperado com baixo teor de ferro, sendo altamente resistente a impactos de granizo ou detritos. Além disso, a sua superfície é frequentemente tratada com um revestimento antirreflexo, o que aumenta ainda mais a sua transmitância de luz e reduz a emissividade de todo o painel, retendo mais calor no seu interior.

2 .Placa de absorção seletiva de alta resistência ao intemperismo

O coração do coletor é a placa absorvente, normalmente com acabamento em azul escuro ou preto. É aqui que acontece a magia da conversão fototérmica. Os coletores modernos empregam (linha de produção de pulverização catódica magnetron totalmente automatizada para criar um revestimento de absorção seletiva de alta resistência ao intemperismo PVD e D-DOS). Este processo avançado bombardeia a placa de metal (geralmente cobre ou alumínio) com iões numa câmara de vácuo, depositando uma camada microscopicamente fina e durável. Este revestimento tem duas propriedades críticas: alta absortividade (α > 0,95), o que significa que captura mais de 95% da radiação solar incidente, e baixa emissividade (ε < 0,10), o que significa que irradia muito pouco desse calor capturado de volta. Esta natureza "selectiva" é a chave para a eficiência a altas temperaturas.

3. O sistema de canal de fluxo soldado a laser

Ligada à placa absorvedora está a rede de tubos por onde flui o fluido de transferência de calor. Este é um ponto crítico onde muitos coletores falham devido a uma ligação deficiente. A nossa tecnologia utiliza a tecnologia de soldadura a laser para criar uma ligação metalúrgica permanente entre a placa absorvedora e os tubos de elevação de cobre. Esta ligação elimina quaisquer lacunas de ar, garantindo a condutividade térmica ideal da placa para o fluido. O design em "serpentina" ou estilo harpa destes canais garante a distribuição uniforme do fluido e minimiza a queda de pressão, melhorando o desempenho global do sistema térmico BTE.

4. A estrutura e a placa traseira

Todo o conjunto está alojado numa caixa robusta e resistente às intempéries, normalmente em alumínio. A parte traseira e as laterais são fortemente isoladas com lã mineral de alta temperatura ou espuma de poliuretano para evitar a perda de calor para o ambiente, garantindo que o calor captado é dedicado exclusivamente ao aquecimento do fluido de transferência.

O princípio de funcionamento: estabilidade e eficácia

O princípio de funcionamento é elegantemente simples:

1 .Transmissão: A radiação solar atravessa a cobertura de vidro altamente transparente com baixo teor de ferro para o absorvedor solar.

2.Absorção: A energia atinge a placa de absorção seletiva, que aquece rapidamente devido à sua cor escura, revestimento que retém o sol.

3 .Transferência de calor: a energia térmica absorvida é conduzida através da folha para os canais de fluxo soldados a laser.

4.Aquecimento de fluidos: um meio líquido — água ou uma solução anticongelante à base de glicol — circula por estes canais, absorvendo o calor das paredes de cobre do absorvedor solar.

5 .Transporte de calor: o fluido agora quente é bombeado para um tanque de armazenamento, onde aquece a água doméstica, e o fluido arrefecido regressa ao coletor para ser reaquecido. 

6.º Este sistema de circuito fechado, onde o fluido circulante é encapsulado em tubos de cobre selados, representa uma vantagem significativa. Elimina completamente o risco de corrosão e fugas, garantindo fiabilidade a longo prazo e manutenção nula. A placa absorvedora sólida e integrada absorve eficientemente todo o espectro da radiação solar, ao contrário dos sistemas com design tubular que apresentam espaços entre os tubos, resultando numa maior eficiência global e num perfil estético mais uniforme.

Conclusão

Como fonte de fabrico, a BTE fornece uma resposta poderosa e fiável às nossas necessidades de energia renovável. 

As principais vantagens dos coletores solares de placa plana

Como componente central dos sistemas solares térmicos, os coletores solares de placa plana, com o seu design e estrutura exclusivos, oferecem vantagens abrangentes excecionais em aplicações de engenharia modernas. 

Em primeiro lugar, a sua durabilidade excecional e a longa vida útil são as suas características mais notáveis. O núcleo absorvedor do coletor de placa plana é normalmente fabricado em metal (como a liga de alumínio), oferecendo uma elevada resistência e uma excelente resistência a impactos mecânicos. O exterior é construído em vidro temperado de alta resistência, que não só protege contra as intempéries como o granizo, a neve e o vento, mas também previne eficazmente os danos causados ​​pelas forças externas, garantindo um funcionamento estável e a longo prazo do sistema. Os coletores de placa plana de alta qualidade podem facilmente atingir uma vida útil de projeto de 20 anos ou até mais, superando em muito outros tipos de coletores e proporcionando aos clientes um retorno do investimento extremamente elevado. 

Em segundo lugar, a sua segurança e fiabilidade excecionais conquistaram uma ampla confiança no mercado. Os coletores de placa plana utilizam uma estrutura totalmente selada com uma resistência à pressão interna excecional, normalmente superior a 1,0 MPa. Este integra-se perfeitamente nos sistemas municipais de pressão de água, permitindo o funcionamento com pressão direta sem o risco de ruturas ou fugas. Em comparação com alguns sistemas não pressurizados, isto evita os problemas associados à pressão insuficiente da água ou a fugas. 

Em terceiro lugar, a integração arquitetónica e a estética perfeitas são primordiais no design arquitetónico moderno. Os coletores BTE Flat Plate apresentam um formato geométrico simples e plano, com linhas elegantes, permitindo uma integração flexível em telhados, grades de varandas, fachadas ou parapeitos de edifícios, integrando-se perfeitamente na estrutura. Em vez de perturbar a estética geral, servem como um elemento decorativo moderno, realçando a estética tecnológica e ecológica do edifício, tornando-os muito procurados por arquitetos e promotores imobiliários. 

Em quarto lugar, a sua recolha eficiente de calor e o seu funcionamento estável são igualmente importantes. Particularmente na gama de temperatura média e alta, a estrutura central integrada do coletor de placa plana BTE garante um aquecimento uniforme sob luz solar, resultando numa eficiência térmica elevada e estável. A sua ampla gama de temperatura de funcionamento permite o fornecimento de água quente doméstica, aquecimento de ambientes e até mesmo pré-aquecimento industrial. Embora o seu arranque possa ser um pouco mais lento do que o dos tubos de vácuo, destaca-se no funcionamento contínuo e no fornecimento estável de água quente a alta temperatura, com menor perda de calor. 

Por fim, a sua manutenção zero, o respeito pelo ambiente e a conservação de energia são também vantagens perfeitas. A estrutura plana resiste à acumulação de pó e pode ser facilmente limpa com água da chuva, tornando-a praticamente isenta de manutenção. Os seus materiais internos, principalmente metal e vidro recicláveis, são totalmente ecológicos. Ao utilizar diretamente energia solar gratuita, reduz significativamente a dependência dos combustíveis fósseis tradicionais e reduz as emissões de carbono, tornando-se uma escolha perfeita para apoiar a estratégia nacional de "dual carbon" e contribuir para edifícios sustentáveis.

Cenários de ampla aplicação

As vantagens acima referidas dos coletores solares de placa plana levaram a cenários de aplicação extremamente diversos, estendendo-se para além da água quente sanitária tradicional para uma gama mais ampla de aplicações. 

Em edifícios residenciais e comerciais, são a base para o fornecimento de água quente sanitária e aquecimento auxiliar. Quer se trate de um sistema montado na parede da varanda de um edifício residencial alto, um sistema de cobertura para unidades individuais numa aldeia ou sistemas de aquecimento centralizados para grandes edifícios como escolas, hotéis, hospitais e piscinas, os coletores de placa plana são capazes de superar os desafios. Fornecem água quente estável 24 horas por dia a milhares de casas, poupam custos significativos com gás para grandes hotéis e fornecem aquecimento a temperatura constante para piscinas escolares, alcançando resultados notáveis. 

A sua aplicação está também a expandir-se na produção industrial e agrícola. Muitos processos industriais, como o processamento de alimentos (secagem e esterilização), a impressão e tingimento de têxteis (lavagem com água quente), o pré-aquecimento de galvanoplastia e o processamento de couro, requerem grandes quantidades de fontes de calor de média e baixa temperatura entre 50 °C e 80 °C. Os sistemas solares de água quente de placa plana podem proporcionar um pré-aquecimento limpo e de baixo custo ou um aquecimento direto para estas aplicações, reduzindo significativamente os custos de produção e as pegadas de carbono. Na agricultura, podem ser utilizados para aquecimento de solos em estufas, isolamento e aquecimento em pavilhões de gado e aves, e secagem de frutas, produtos agrícolas e medicina tradicional chinesa, contribuindo para o desenvolvimento da agricultura moderna. 

Os sistemas solares de placa plana demonstram um potencial significativo em instalações públicas e energia distrital. Podem ser utilizados para aquecimento e fornecimento de água quente em grandes instalações públicas, como aeroportos, escolas, estações ferroviárias de hospitais, estádios e quartéis militares. Além disso, quando combinados com a tecnologia de armazenamento de calor em grande escala, os conjuntos de coletores de placa plana podem formar estações regionais de aquecimento solar, fornecendo aquecimento centralizado a uma comunidade ou mesmo a uma cidade inteira. Este tem-se revelado um sucesso na Europa e apresenta perspetivas promissoras de expansão no norte da China. 

Por fim, os coletores BTE de placa plana demonstram uma perfeita adaptabilidade em regiões com climas únicos e uma integração predial exigente. A sua robustez e propriedades de suporte de pressão tornam-nos ideais para utilizadores em áreas propensas a ventos fortes, tempestades de areia e granizo. A sua excecional integração arquitetónica torna-os a escolha ideal para novas construções em plena urbanização, onde a estética é primordial, e cumprem os requisitos das normas de construção sustentável. 

Numa palavra, os coletores solares de placa plana BTE, com boas características distintivas de durabilidade, segurança, fiabilidade, integração estética e ampla aplicação, estão a desempenhar um papel cada vez mais importante na transição energética mundial e na eficiência energética dos edifícios.