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Coletor solar

A energia solar pode ser aproveitada para o aquecimento da água em residências, antes de seu consumo. Para isso, é necessário que a água passe por uma caixa semelhante a uma estufa de plantas. A radiação solar incide na face transparente do coletor, e parte dela atinge a chapa de alumínio pintada de preto, que está no interior da caixa.

Colada à placa de alumínio está a tubulação de água, também pintada de preto. Pelo processo de condução, uma parte do aquecimento da placa é transmitida para a água. A capacidade de aquecimento da placa metálica depende de sua área e espessura. A cor preta aumenta a absorção da energia radiante incidente, aquecendo a água de forma mais rápida.

No fundo da caixa, coloca-se lã de vidro, um material isolante térmico que, assim como a cobertura de vidro, ajuda a diminuir a transferência de energia para o ambiente. O vidro, transparente à luz, provoca o efeito estufa e impede a saída da radiação infravermelha, retendo-a no interior do coletor, contribuindo ainda mais para aumentar a temperatura da água no interior da tubulação a valores próximos de 60ºC.

Uma vez aquecida, a água na tubulação torna-se menos densa e desloca-se para a parte superior do reservatório. Ao mesmo tempo, a água mais fria, na parte inferior do reservatório, desloca-se para a tubulação, formando uma corrente de convecção térmica. A água quente, pronta para o consumo, sai pela parte superior do reservatório, e uma nova quantidade de água vinda da caixa d’água entra no aquecedor.

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No funcionamento do coletor solar, verificam-se os três processos de transferência de energia por diferença de temperatura: irradiação, condução, e convecção. Uma quantidade de energia que incide por irradiação é absorvida pela chapa metálica, que transmite uma parcela dessa energia absorvida para a água, enquanto uma pequena parte dessa energia é refletida para o ar que envolve a chapa. A proporção dessas três parcelas de energia em relação à quantidade total de energia incidente indica a eficiência do coletor. Quanto maior sua eficiência, maior a quantidade de energia transmitida para a água.

A cor preta na placa metálica facilita a absorção da radiação incidente, mas um bom absorvedor é também um bom emissor. Ou seja, se um objeto escuro absorve grande quantidade de energia, ele a emitirá em grande quantidade. É por esse motivo que os radiadores são pintados de preto.

Aquecedor solar com um reservatório de capacidade de 200 litros
Aquecedor solar com um reservatório de capacidade de 200 litros
Publicado por: Domiciano Correa Marques da Silva
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