Aquecedor Solar

Aquecedor Solar

               Hoje a palavra sustentabilidade está em voga, visto a reunião RIO+20 realizada recentemente, após 20 anos da realização da ECO-92 no Rio de Janeiro, com a proposta de planejamento para mais 20 anos. 

               Definindo-se o que sustentabilidade, diz-se que é a habilidade de sustentar ou suportar uma ou mais condições, exibida por algo ou alguém. Ultimamente este conceito, tornou-se um princípio, segundo o qual o uso dos recursos naturais para a satisfação de necessidades presentes não pode comprometer a satisfação das necessidades das gerações futuras. No Brasil, este conceito gerou dois programas nacionais: o Procel (eletricidade) e o Conpet

Moriel Sophia – Cromoterapeuta

Sinaten 0884

               Este conceito deve ter a capacidade de integrar as seguintes questões: 

social: respeito ao ser humano, para que este possa respeitar a natureza. 

energética: sem energia a economia não se desenvolve, deteriorando as condições de vida das populações. 

ambiental: com o meio ambiente degradado, o ser humano abrevia o seu tempo de vida, a economia não se desenvolve e o futuro fica insustentável. 

              Para que um empreendimento humano seja considerado sustentável é preciso que seja: ecologicamente correto, economicamente viável, socialmente justo e culturalmente diverso

               A sustentabilidade começou a ser delineada na Conferência das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente Humano (United Nations Conference on the Human Environment – UNCHE) em Estocolmo (1972). A Conferência de Estocolmo foi a primeira conferência das Nações Unidas sobre o meio ambiente e a primeira grande reunião internacional para discutir as atividades humanas em relação ao meio ambiente. Lançou as bases das ações ambientais em nível internacional, chamando a atenção internacional especialmente para questões relacionadas com a degradação ambiental e a poluição, que não se limita às fronteiras políticas, mas afeta países, regiões e povos, localizados muito além do seu ponto de origem. 

               A ECO-92 foi a Conferência sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento, realizada no Rio de Janeiro (1992), na qual consolidou o conceito de desenvolvimento sustentável, sendo destacável as conquistas, como: 

meio ambiente e desenvolvimento: de uma forma conjunta, a fixação deste dois termos esboçados Conferência de Estocolmo (1972). 

desenvolvimento sustentável: consagração do seu uso defendido pela Comissão Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento (1987) (Comissão Brundtland). 

agenda 21: amplo e abrangente programa de ação, visando a sustentabilidade global no século XXI, reafirmada na Cimeira (Cúpula) da Terra (2002) em Joanesburgo.

Energia Solar 

               É a designação dada a qualquer tipo de captação de energia proveniente do sol e a posterior transformação dessa energia em alguma forma utilizável pelo homem, quer: luminosa ou térmica e suas combinações. Fonte de ener­gia limpa e renovável que: não polui, não destrói e nunca se esgota. Hoje se faz presente no: aquecimento de água (térmica), na energia elétrica ou mecâ­nica. Faz parte das Cúpulas mundiais.

               No movimento da Terra ao redor do Sol (translação) a Terra recebe ener­gia, sendo que, aproximadamente 19% é absorvida pela atmosfera e 35% é refletido pelas nuvens. A maior parte da energia solar, ao passar pela at­mosfera terrestre se apresenta dentro do espectro da luz, difundida em toda a gama visível das CORES e infravermelho e uma pequena faixa de radiação ultravioleta. Ao se transformar em radiação infravermelha, provoca o aque­cimento do planeta.

Radiação Solar

               Responde por grande parte da energia renovável disponível na Terra em parceria com outros recursos secundários de alimentação, tais como: a eó­lica (ventos), das ondas (mar), as hidroelétricas (água dos rios) e biomassa (combustão de material orgânico). Porém, o aproveitamento da energia so­lar disponível ocorre numa minúscula fração. 

               A Terra recebe imensa radiação solar (insolação) na zona superior da atmosfera, refletindo para o espaço cerca de 30%, enquanto o restante é ab­sorvido pelas: nuvens, mares e massas terrestres. 

               É sabido que esta radiação solar aumenta a temperatura da: superfície ter­restre, oceanos e da atmosfera. Esta radiação absorvida pelos oceanos e as massas de terra é suficiente para manter a superfície a uma temperatura média de 14°C. O ar quente contido na água evaporada dos oceanos sobe, provocando a circulação e transferência de calor atmosférica. Este ar, ao atingir uma altitude elevada, onde a temperatura é baixa, condensa o vapor de água, formando nuvens, que posteriormente provocam precipitação (fe­nômenos climáticos) sobre a superfície da Terra, completando o ciclo da água. O calor latente de condensação de água aumenta a convecção (trans­ferência de calor), produzindo fenômenos atmosféricos, como: ventos, ci­clones e anticiclones

               As plantas utilizam diretamente essa energia no processo de fotossíntese e o homem a usa na queima de lenha ou combustíveis minerais. A fotossín­tese das plantas verdes converte a energia solar em energia química, que produz: alimentos, madeira e biomassa. É a partir daí que os combustíveis fósseis são derivados. 

               A energia solar pode ser aproveitada em diferentes níveis em todo o mundo, tendo-se em conta a localização geográfica, indicando que, quanto mais perto do equador, mais energia solar pode ser potencialmente captada. 

               As áreas de deserto são as mais favoráveis à captação de energia solar, uma vez que, as nuvens são baixas e localizadas em latitudes próximas ao equa­dor. Os desertos que se encontram relativamente perto de zonas de maior consumo, em países desenvolvidos, têm a sofisticação técnica necessária para a captura de energia solar. Um exemplo é a planta termosolar no De­serto de Mojave (Califórnia), com capacidade total de 354 MW. 

               No estudo publicado em 2007, pelo Conselho Mundial da Energia, estava previsto para 2100 um consumo de energia de origem solar equivalente a 70%. 

Energia solar no mundo

               Fazendo um “tour” pelo mundo, com informações de 2010, fica-se sabendo que a capacidade instalada mundial de energia solar era de 2,6 GW (giga­watt), em torno de 18% da capacidade instalada de Itaipu, apontando os seguintes países produtores: Japão (com 1,13 GW instalados), Ale­manha (com previsão final de 794 MWp) e Estados Unidos (365 MW). Porém, as usinas so­lares fotovoltaicas no mundo todo atingiram um recorde de 6,43 gigawatt (GW) em 2009 (crescimento de 6% em relação ao ano anterior), de acordo com o relatório Solarbuzz 2010 (pesquisa de mercado interna­cional sobre a energia solar). Destaca-se que, quase metade da pro­dução de células solares já é feita na China e em Taiwan. 

               Desde então, muitas plantas novas foram desenvolvidas e muitos parques produtores implantados, tendo-se conhecimento dos seguintes fatos:

Índia – Gujarat: aproveitando-se da intensa luz solar, o estado indiano de Gujarat construiu uma usina de energia solar fotovoltaica, consistindo em um campo de painéis solares numa área de 5.000 ha. Em apenas 14 meses de construção foi adiciona 600 mega­watts à rede de energia, suficiente para abastecer a uma cidade de porte médio. Este parque solar deve ajudar a Ín­dia a cumprir os ambiciosos planos de alterar a matriz energética para uma energia sustentável. Até 2020 o país pretende ter 15% em energias renová­veis sendo presentemente apenas 6%. Em vista de seu tamanho, deixa uma nuvem de preocupação em re­lação às dimensões que tais tipos de plantas poderão chegar, pelo menos no que se refere aos países não-deserto.

EUA – Califórnia: estão implantando uma série de usinas, sendo que mui­tas dessas plantas são integradas com a agricultura e alguns projetos usam inovadores sistemas de rastreamento que seguem o caminho diário do sol, no intuito de gerar mais eletricidade do que os sis­temas convencionais de fixo-montados.

               Muito mais ambicioso é o projeto australiano de uma central de 154 MW, capaz de satisfazer o consumo de 45 000 casas. Esta se situará em Victoria, com funcionamento previsto para 2013. A redução de emissão de gases de estufa conseguida por esta fonte de energia limpa será de 400 000 toneladas por ano. 

Energia solar no Brasil

               O uso de energia solar já é lei. A cidade de São Paulo já tem uma lei em vigor (Lei 14459), sendo que outras também já aprovaram as suas próprias, como:

Birigui – interior de São Paulo: é obrigatório o uso dos aquecedores sola­res em habitações de interesse social.

Campina Grande – Paraíba: quem usa aquecedor solar tem des­conto no IPTU.

               O Brasil é um país cujo clima é muito favorável a esta energia, pois na maior parte dos dias o sol permite um excelente aproveitamento para o aquecimento de água, devido ao imenso potencial de energia fotovoltaica. Atualmente, os governos e as concessionárias de serviços pú­blicos são os principais investidores, utilizando painéis fotovoltaicos em: sinalização e fiscalização rodoviárias, iluminação pública, telecomunica­ções e outros. O projeto federal “luz para todos”, visa levar energia elétrica para comunida­des isoladas e carentes, com amplo uso da energia fotovol­taica.

               No entanto, os sistemas fotovoltaicos on-grid ainda são uma grande novi­dade. Os dois principais obstáculos têm sido:

custo: de compra e instalação dos painéis. Este fator já está sendo ultrapassado, graças ao avanço da tecnologia e que tem reduzido o custo e aumen­tada a eficiência destes painéis.

política oficial de subsídios: depende da vontade política dos gover­nantes e da conscientização da sociedade, o principal fator de pressão junto ao poder público. 

               São otimistas as perspectivas do setor, esperando-se para breve uma legislação que defina incentivos à instalação de sistemas fotovoltaicos resi­denciais e comerciais, assim como à venda de energia fotovoltaica à rede elétrica por parte dos usuários no país.

Evolução da energia solar fotovoltaica

               O efeito foto­voltaico foi observado pela primeira vez por Alexandre-Edmond Becquerel (1839), utilizando-se de fotodiodo. Os fotodiodos são componentes eletrônicos fotodetectores, ou seja, capazes de deixarem a luz passar e utilizados como efeito fotoelétrico, base das células de captação de energia solar. 

               São células que requerem proteção contra o ambiente externo, sendo protegidas firmemente por trás de uma placa de vidro. Dependendo da carga elétrica requerida, as células são eletrica­mente ligadas entre si para formar módulos fotovoltaicos ou painéis sola­res. Um único módulo é suficiente para alimentar um telefone de emergên­cia, mas para uma casa ou uma usina de energia, os módulos devem ser organizados em matrizes energéticas (quantidade de módulos) para um perfeito aproveitamento técnico do sol.

               Presentemente, os aparelhos fotovoltai­cos se encontram na terceira geração, muito diferente das anteriores, pois são utilizados semicondutores que dependam da junção p-n para separar partículas carregadas por fotogestão. Estes novos dispositivos incluem células fotoeletroquímicas e células de nanocristais (semicondutores). 

               A energia fotovoltaica (PV) é um método de geração de energia elétrica através da conversão de radiação solar em corrente contínua de eletricidade, utilizando semicondutores que exibem o efeito fotovoltaico num material, ou seja, a criação de uma corrente elétrica após a sua exposição à luz. Para a geração de energia fotovoltaica são empregados painéis solares compostos por um número de células solares contendo tais semicondutores. Devido à crescente demanda por fontes de energias renováveis, têm-se avançado considera­velmente nos últimos anos em relação à fabricação de células solares e as fotovoltaicas. 

Aquecedor Solar

               A primeira aplicação prática da energia fotovoltaica foi desenvolvida para satélites em órbita e para outros veículos espaciais, mas hoje a maioria dos módulos fotovoltaicos e utilizada para a grade de geração de energia ligada. Neste caso um inversor é necessário para converter corrente contínua (DC – direct current) para corrente alternada (AC – alternate current). 

               A mesma energia solar que ilumina e aquece o planeta pode ser usada para: aquecer água para banhos, ascender lâmpadas ou energizar tomadas. O sol é uma fonte inesgotável de energia e nada mais natural do que pensar numa maneira mais eficiente de utilização desta energia em relação à: sustentabilidade, economia de recursos e água, economia de energia e redução da emissão de gás carbônico na atmosfera. Esta energia é totalmente limpa e, principalmente no Brasil de enorme incidência solar, tais sistemas de aproveita­mento são muito eficientes.

               Para ser utilizada por nós, a energia solar deve ser transformada, existindo duas maneiras principais para esta realização:

os painéis fotovoltaicos: respondem pela transformação do sol em energia elétrica. Estes painéis possibilitam a utilização do sol para acender lâmpadas residências / indústrias ou ligar um equipamento à tomada. São formados por células que têm a propriedade de absorver energia solar e permitir que a eletricidade cir­cule entre duas camadas com cargas opostas. Em geral, estes sistemas são complexos e ainda custosos, embora já comprovem viabilidade econômica. Em alguns países há grandes usinas de geração de energia por meio desses painéis e no Brasil já se pode notar a sua utili­zação em alguns locais, como os pátios de descanso de algumas estradas, que têm toda a sua iluminação artificial realizada através de energia prove­niente de painéis fotovoltaicos.

os aquecedores solares: transformam a energia em água quente para chuvei­ros ou piscinas. Este sistema é muito eficiente e a sua tecnologia é bastante simples, antiga e totalmente dominada por diversos fabricantes.

Como Funciona

               Em sistemas convencionais, a água circula entre os coletores e o reservató­rio térmico através de um sistema natural chamado termossifão. Nesse sis­tema, a água dos coletores fica mais quente e, portanto, menos densa que a água no reservatório. Assim a água fria “empurra” a água quente gerando a circulação. A circulação também pode ser feita através de motobombas em um processo chamado de circulação forçada ou bombeada e são normalmente utilizados em piscinas e sistemas de grandes volumes. Um sistema básico de aquecimento de água por energia solar é composto de:

painel solar: placas coletoras que respondem pela absorção da radiação solar e ao serem aquecidas, transferem o calor para a água que circula no interior de suas tubulações de cobre. Normalmente instaladas nos telhados das casas, onde em um dia de sol é o lugar onde apresenta maior incidência. São bem ori­entadas para o sol, evitando-se áreas de sombreamento. No hemisfério sul, normalmente as placas ficam inclinadas para a direção norte a fim de receberem a maior quantidade possível de radiação. Quando os raios do sol atravessam o vidro da tampa do coletor, esquentam as aletas que são feitas de cobre ou alumínio e pin­tadas com uma tinta especial e escura, que ajuda na absorção máxima da radiação solar. O calor passa então das aletas para os tubos (serpentina) que geral­mente são de cobre. Daí a água que está dentro da serpentina esquenta e vai direto para o reservatório do aquecedor solar. O número de coletores de­pende do tamanho do reser­vatório térmico, variando de acordo com o nível de insolação de uma região ou com as condições de instalação.

reservatório térmico: também conhecido por “boiler”, é um recipiente para armazenamento da água aquecida. São cilindros de cobre, inox ou polipro­pileno, isolados termicamente com poliu­retano expandido (sem CFC), que não agride a camada de ozônio. Assim, a água é conser­vada aquecida para consumo posterior. A caixa de água fria alimenta o reservatório tér­mico do aquecedor solar, mantendo-o sempre cheio. O reservatório deve ser instalado o mais próximo possível das placas coletoras (evitando perda de eficiência do sistema), de preferência estarem sob o telhado (evitando perda de calor para a atmosfera) e em ní­vel um pouco elevado. Dessa forma, consegue-se o efeito chamado de ter­mossifão, ou seja, conforme a água dos coletores vai esquentando, ela se torna menos densa e vai sendo empurrada pela água fria. Assim ela sobe e chega naturalmente ao boiler, sem a necessidade de bombeamento. Em casos específicos, em que o reservatório não possa ser instalado acima das placas coletoras, podem-se utilizar bombas para promover a circulação da água.

Sistema Auxiliar de Aquecimento

               Para garantir que nunca haverá falta de água quente, todo aquecedor solar traz um sistema auxi­liar de aquecimento. Ele entra em funcionamento quando a irradiação não é suficiente para aquecer a água dentro dos coletores, o que ocorre quando o tempo fica muito nublado ou chuvoso por vários dias. Existe ainda a possibilidade da água solar quente não ser suficiente quando a casa recebe visitas e o número de banhos fica acima do dimensio­namento inicial. Assim sendo, o sistema auxiliar entra em ação, podendo ser elétrico ou a gás. Ou então, pode ser usado um chuveiro elétrico normal e sem complicações. Mas, a verdade é que, com o nível de insolação do Brasil o sistema auxiliar de aquecimento é acionado apenas poucos dias por ano. 

Sistema de Circulação Forçado

               Existem os sistemas de circulação forçados que utiliza bombas me­cânicas para fazer a água circular entre o coletor e o reser­vatório térmico. Um microcontrolador programável e inteligente comanda a bomba de circulação de água, fazendo-a percorrer a totalidade do circuito em um curto espaço de tempo. Isto faz com que o reservatório térmico atinja a temperatura ideal rapidamente. A idéia é proporcionar flexibilidade ao projeto de circuito, de otimização no local do reservatório térmico em relação ao: coletor solar existente, aquecimento de piscinas, piso radiante, aquecimento central, re­sidencial, industrial e comercial. Ideal para áreas onde ocorrem intempé­ries.

Outros sistemas

               Novos conceitos tecnológicos têm surgidos, como é o caso do Tubo a Vácuo Ultrasolar para aquecimento de água, com alta perfor­mance térmica e que alcança temperaturas mais elevadas mesmo com baixa in­cidência solar ou em regiões frias. 

               Tem como princípio de funcionamento a captação de energia térmica através de um conjunto de tubos de vidro de borosilicato com alta resistência, capaz de suportar o im­pacto de granizos dentro do qual existe vácuo. A parede interna é coberta de nitrato de alumínio, material este com exce­lente capacidade de absorção de calor, tornando o processo de aquecimento de água muito mais rápido. Devido ao vácuo existente no espaço confinado entre os dois tubos, o sistema não sofre interferência do meio externo (vento, chuva e dias nublados) e as perdas de calor são extremamente redu­zidas, tornando-os os melhores coletores disponíveis no mercado.

               Preconiza economia de até 70% no consumo de eletricidade com aquecimento de água, com o retorno de inves­timento em um período de 18 à 36 meses.  O efeito se refere a fótons de luz elétrons emocionantes em um estado mais elevado de energia, permitindo-lhes agir como portadores de carga para uma corrente elétrica.

Sugestão Cromoterápica

               Embora interessante saber-se como funcionam os equipamentos que utilizamos corriqueiramente em nossas residências, cromoterapicamente o interesse que me despertou em escrever este artigo está focado num único ponto: quando os raios do sol atravessam o vidro da tampa do coletor solar, esquentam as aletas que são feitas de cobre ou alumínio e pin­tadas com uma tinta especial e escura, que ajuda na absorção máxima da radiação solar (grafia minha).

               Para melhor entender-se o significado destas palavras é necessário um mergulhar no que a COR PRETA possui, a saber: conceitualmente, é a COR que absorve todos os raios luminosos, oposta à BRANCA que fornece mais energia e brilho pela irradiação total da luz solar. Por não refletir nenhuma vibração, agrega para si intenso calor, sem dissipá-lo, fazendo com que acumule o calor e funcionando como um perfeito isolante térmico.

               Assim, ao agregar as irradiações torna-se fonte para acúmulo de calor, propiciando as condições de transferi-lo à água que circula no interior dos painéis solares e que ficam à disposição nos “boilers”.

               Fica demonstrado aqui que a CROMOTERAPIA é parte integrante do nosso mundo e útil a todos nós. Só nos resta aguardar por maior entendimento quanto às qualidades existentes em cada COR para se transformar em um instrumento da sociedade. Quando oficialmente derem início aos estudos das CORES, os cientistas ficarão deslumbrados com as reais possibilidades de aproveitamento desta energia, como se apresentam abismados com os resultados obtidos que vêm encontrando dos estudos fitoterápicos, ou seja, das plantas, que em tese possuem princípios ativos úteis aos serem humanos, restando apenas um aprofundamento dos estudos.

 

LEMBRETES

Este artigo é da inteira responsabilidade de: Moriel Sophia – Cromoterapeuta – Sinaten 0880. A Cromoterapia auxilia o tratamento, mas não dispensa o médico e a presente sugestão somente deverá ser utilizada por aquele previamente diagnosticado por um profissional da saúde. Estas informações são de caráter educativo e é permitida a total reprodução. As fontes utilizadas na redação deste artigo originaram-se da Internet e foram suprimidas intencionalmente com o propósito de que o presente artigo não seja utilizado com outro objetivo a não ser o acima citado.

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