Energia Hídrica Energia Solar Energia Terrena Energia Eólica Outros Projetos Novidades AQUECEDOR SOLAR DE ÁGUA FEITO COM TUBOS DE PVC próprios para água potável e resistentes as intempéries MANUAL DE CONSTRUÇÃO E INSTALAÇÃO Versão 1.2 nov 2013. www.sempresustentavel.com.br

PROJETO EXPERIMENTAL solução barata para aquecer água para banho Nota: Aquecedor Solar de Água com o coletor solar feito com tubos de PVC: Criação, pesquisa e desenvolvimento por Edison Urbano. Obs.: Esse projeto foi baseado na tecnologia do ASBC - Sigla que caracteriza o Aquecedor Solar de Baixo Custo, projeto originalmente elaborado pela equipe da ONG Sociedade do Sol que, para a confecção do seu coletor térmico solar, usa placas alveolares de PVC (normalmente usadas para construções de forros).

ÍNDICE INTRODUÇÃO Energia Elétrica - consumo sustentável. Formas simples para economizar energia elétrica. Estudo do consumo de energia elétrica por um chuveiro elétrico Explicações gerais do projeto experimental do Aquecedor Solar de água feito com tubos de PVC próprios para água potável. Aprendendo a dimensionar um Aquecedor Solar feito com tubos de PVC. MONTAGEM do(s) COLETOR(es) MONTAGEM do COLETOR feito com TUBOS de PVC Obs.: as medidas podem ser alteradas livremente dependendo da necessidade e do espaço disponível. MONTAGEM do RESERVATÓRIO TÉRMICO 1º PASSO - ESCOLHA DO TIPO E TAMANHO DO RESERVATÓRIO 2º PASSO - FAZER A FURAÇÃO PARA AS FLANGEs (entradas e saídas d'águas) 3º PASSO - MONTAGEM DO REDUTOR DE TURBULÊNCIA 4º PASSO - MONTAGEM DO PESCADOR 5º PASSO - FAZER O ISOLAMENTO TÉRMICO INSTALAÇÃO CONDIÇÕES NECESSÁRIAS PARA O PERFEITO FUNCIONAMENTO DESSE SISTEMA TUBULAÇÕES MISTURADOR DE ÁGUA QUENTE/FRIA CHUVEIRO CONTROLADO POR DIMMER

INTRODUÇÃO

O consumo de energia elétrica no nosso país é muito alto, e para produzir essa energia toda é necessária à construção de usinas e redes de distribuição que geram um impacto enorme no meio ambiente. As usinas hidrelétricas, vistas como “geradoras de energia limpa”, necessitam para a sua construção que uma vasta área seja alagada para formar as represas com grandes barreiras para gerarem altas pressões de águas que irão mover as imensas turbinas geradoras de energia elétrica. As usinas termo-elétricas consomem os recursos naturais como carvão mineral, biomassas e derivados de petróleo, e produzem muita poluição, e as usinas nucleares, além de serem um risco enorme para o meio ambiente e para a população, geram um lixo radioativo (atômico) que precisa ser enterrado, danificando tudo a sua volta por sabe lá quantos 1000 anos. As Usinas a Óleo Combustível usam enormes motores movidos a óleo Diesel ou Biodiesel, para fazerem funcionar os enormes geradores. A queima desses combustíveis poluem o meio ambiente. Usinas Solares Fotovoltaicas custam muito caro e ocupam uma enorme área para serem construídas; e não funcionam à noite. Usinas Termo Solares necessitam de uma enorme área para serem construídas e também não funcionam à noite. As Usinas Eólicas necessitam de muito vento para ter um bom funcionamento; suas construções geram grande impacto sócio ambiental. Usinas das Mares ou das Ondas são grandes equipamentos instalados no mar ou beira mar para aproveitar o movimento das marés ou das ondas para gerar energia elétrica. Como não queremos perder o conforto que a energia elétrica nos traz, o melhor a fazer é economizarmos ao máximo para evitar que mais usinas, que danificam o meio ambiente, sejam construídas, sem contar que a economia de energia resulta em economia na conta, que nada mais é que economia do nosso dinheiro. Veja a seguir algumas formas simples para economizar energia elétrica: - Melhore (aproveitar) a iluminação natural dos ambientes. Para isso pode-se abrir as janelas durante o dia. Se possível troque janelas pequenas por grandes, telhas comuns por telhas translúcidas e pinte as paredes de cores claras, de preferência o branco. - Troque as lâmpadas incandescentes por lâmpadas de baixo consumo. Obs: A substituição das lâmpadas incandescentes por lâmpadas fluorescentes (lâmpadas frias) de boa qualidade podem gerar economia de até 65% e durar 10 vezes mais. Importante: essas lâmpadas contêm mercúrio, substância tóxica nociva ao ser humano e ao meio ambiente; portanto, precisam ser manuseadas e descartadas de forma correta, evitando a quebra e levando-as para um posto de reciclagem. As lâmpadas LEDs têm uma alta duração e baixo impacto ambiental, porém é uma tecnologia nova e ainda um pouco cara. - Lembre-se de sempre desligar a(s) luz(es) quando o ambiente não estiver em uso. - Elimine o consumo de ar-condicionado. Para isso use um ventilador, de preferência de teto, com a regulagem para apenas circulação de ar sem necessidade de uma ventania. Pode-se eliminar também o consumo de ar-condicionado usando climatizadores evaporativos de ambiente. Esses climatizadores resfriam o ambiente por meio do sistema de aspersão de neblina. Essa técnica contribui para: diminuir a temperatura em até 12 graus, aumentar a umidade relativa do ar, eliminar gases e odores e suprimir a poeira em suspensão. Se não for possível eliminar o ar condicionado, o ideal é diminuir o consumo do equipamento. Para isso basta deixar a temperatura uns dois ou três graus acima do costume (por exemplo: se regulava o ar condicionado para 25°, agora regule para 27°; essa nova temperatura, com certeza ainda será bem agradável e a economia será enorme). - No caso de aquecimento de um ambiente, diminua ou elimine a corrente de ar vinda de fora, feche portas e janelas, e coloque móveis ou plantas em locais que tenham corrente de ar. Durante o dia permita que entre bastante sol pelas janelas. Se usar aquecedor elétrico, prefira um que tenha circulador de ar,pois ele faz a sensação térmica subir rapidamente sem a necessidade de regular no nível máximo. - Uma técnica que pode ajudar bastante no equilíbrio da temperatura de ambientes é o uso de vegetação, dentro e ao redor desses ambientes. Para locais sem laje ou forro, construir o telhado verde (cobertura vegetal sobre as telhas) e instalar placas de isolamento térmico sob as telhas também podem ajudar muito. - Diminua o consumo da sua geladeira. Instale a geladeira longe de portas e janelas para evitar que ela tome sol e tenha que trabalhar mais para manter a temperatura interna. O mesmo pode acontecer se a geladeira ficar perto do fogão, lareira, aquecedor ou máquina que irradia calor. O hábito de abrir a geladeira e ficar pensando o que vai fazer também deve ser mudado; cada vez que a geladeira é aberta sai o ar frio e entra o ar quente do ambiente, por isso evite abri-la várias vezes. Nunca coloque peças de roupas para secar atrás da geladeira; isso também a forçará trabalhar mais. - Evite usar o ferro de passar roupas. Procure adquirir roupas feitas com tecidos que não ficam amassados. Se estender corretamente as roupas no varal, elas não vão precisar ser passadas. - Procure lavar as roupas de uma só vez. Assim vai economizar usando a máquina de lavar menos vezes. - Não use secadora de roupas, use o SOL. Secar as roupas no sol é muito mais saudável porque o sol expulsa os ácaros das roupas. - Alguns aparelhos têm uma função chamada stand by, que serve para mantê-los ligado em modo de espera. Apesar do equipamento consumir o mínimo de energia nessa condição, ainda estará consumindo. Se possível procure desligar totalmente os equipamentos que você pouco usa. O mesmo acontece com o monitor do computador quando está com o descanso de tela; se for deixar o computador ligado por um longo período sem usar o monitor, desligue-o. - Recicle ou leve para reciclagem tudo que puder. Cada tonelada de papel reciclado economiza 35% de energia elétrica comparada com a produção de papel novo; uma tonelada de alumínio reciclado economiza até 90% de energia elétrica comparado com a produção de alumínio novo; assim todos os materiais também vão ter sua porcentagem de economia de energia elétrica comparado com a produção de materiais novos. - Diminua o tempo do seu banho. Obs.: A classe residencial detém 24,8% do mercado de energia elétrica. Um chuveiro elétrico responde pela maior parcela de consumo de energia elétrica residencial, 25% a 35% do total gasto, e segundo estimativa do Procel (2005), calcula-se que o chuveiro consome de 6,2% a 8,7% do total de energia elétrica produzida no país. Além dessas formas simples, podemos fazer uso de algumas tecnologias limpas para economizar ainda mais energia elétrica em nossas casas, como por exemplo a energia solar. Como um dos grandes vilões do alto consumo de energia em uma residência é o chuveiro, vamos usar a energia solar para aquecer a água para o banho. Estudo do consumo de energia elétrica por um chuveiro elétrico

Em média é utilizado um chuveiro de 4.000 a 8.000 W nas residências nacionais.  Uma pessoa que toma banho de dez minutos por dia, gasta 5 horas de banho por mês (média nacional). Isso significa que consome de 20 a 40 kwh por mês, dependendo da potência do chuveiro.  Veja a potência de seu chuveiro; some o número de pessoas de sua casa e calcule quantas horas seu chuveiro funciona por mês. Exemplo: chuveiro = 4.500 W => 4,5 kwh. pessoas = 4 => 20 horas de banho por mês. Consumo: 4,5 x 20 = 90 kwh por mês.  Em média esse valor representa de 30% a 50% do consumo de energia em uma residência.  Conclusão => consumo alto de energia elétrica.  Solução => Usar energia solar para aquecer a água para o banho.  Solução econômica => Construir um Aquecedor Solar com materiais disponíveis em lojas de materiais para construção. Sistema tradicional de aquecimento de água no chuveiro residencial

Explicações gerais do projeto experimental do Aquecedor Solar de água feito só com tubos de PVC próprios para água potável. Esse Aquecedor solar de água é um sistema composto por coletores solares instalados sobre o telhado e ligados em uma caixa de água revestida com isolante térmico, que servirá para armazenar a água que foi aquecida nos coletores. Depois essa água (quente) será usada para o banho. No box do banheiro vai ter um misturador de água quente/fria e um chuveiro com dimmer (ou chuveiro eletrônico) para servir de suporte térmico para os dias sem sol. O sistema funciona por termo-sifão, ou seja: a água do fundo do reservatório (água mais fria) vai para os coletores que são instalados abaixo do nível inferior do reservatório; quando o sol bater nos coletores, vai aquecer a água que está dentro deles; a água quente vai ficar mais leve, e será empurrada de volta para o reservatório térmico pela água mais fria (mais pesada) que virá do fundo do reservatório para a base dos coletores. Essa circulação será natural e constante enquanto tiver sol. Observe no desenho a seguir o esquema completo do circuito hidráulico de uma casa com esse Aquecedor Solar.

CIRCUITO DA ÁGUA QUENTE CIRCUITO DA ÁGUA FRIA - entrada de água fria no reservatório pelo tubo redutor de turbulência - saída de água fria do reservatório para o coletor - entrada de água fria no coletor - saída de água aquecida no coletor - entrada de água aquecida no reservatório - saída de água quente do reservatório pelo pescador - registro para dosar o volume de água quente no chuveiro - dimmer para controlar a energia elétrica para o chuveiro, caso a água vinda do reservatório térmico esteja fria- ladrão (segurança contra transbordamento) - entrada de água (água fria da rua) - torneira de bóia para limitar o nível máximo de água no reservatório térmico e na caixa d'água - saída de água fria da caixa d’água para o chuveiro - registro para dosar o volume de água fria no chuveiro - ladrão (segurança contra transbordamento)

Aprendendo a dimensionar um Aquecedor Solar feito com tubos de PVC. Quando uma pessoa vai tomar seu banho, ela consome (além dos produtos de limpeza) dois produtos importantes de uma só vez, que são: a energia elétrica e a água. Para dimensionar o Aquecedor Solar, o dado mais importante é saber quanto as pessoas da casa consomem de água para os banhos. Para isso é preciso saber qual é a vazão de água no chuveiro e quanto tempo as pessoas demoram no banho. Obs.: A água é medida em m3 (metro cúbico) A água é medida em m3 (metro cúbico) Por exemplo: a vazão de água média de um chuveiro comum é de 3,5 litros por minuto, e o tempo médio de um banho é de 10 minutos; então um banho de 10 minutos vai consumir (10 x 3,5 = 35) 35 litros de água. Isso quer dizer que, para cada pessoa será necessário 35 litros de água quente para o banho; então, teoricamente um Aquecedor Solar de 35 litros seria o suficiente, mas temos que fazer esse cálculo com uma boa sobra porque nem todos os dias tem 100% de sol, nem toda a água do reservatório térmico fica totalmente e igualmente quente, e nem todos tomam banho em 10 minutos; então vamos arredondar esse número para 50 litros por pessoa. (Obs.: em regiões mais quentes esse valor pode ser 40 litros por pessoa). Assim, uma família de 4 pessoas vai consumir (50 x 4 = 200) 200 litros de água quente por dia, ou seja, um Aquecedor Solar com um reservatório de 200 litros é o ideal para essa família. Esse valor de 50litros por pessoa é o número padrão que normalmente é usado para dimensionar o reservatório térmico desse modelo de Aquecedor Solar. Caso queira ser mais preciso, primeiro calcule a vazão do seu chuveiro. Para isso coloque um balde debaixo do chuveiro, abra o registro e marque um minuto, fechando imediatamente o registro após esse um minuto. Depois meça o volume de água que juntou dentro do balde. Esse valor será a vazão do seu chuveiro por minuto. Obs.: se esse valor estiver acima de 5 (cinco) litros por minuto, solicito que veja a nossa CAMPANHA para reduzir a vazão de água do seu chuveiro ou ducha e economizar rios de água potável. Para isso, instale um redutor de vazão entre o chuveiro ou ducha e a conexão da parede. É simples, é rápido, é barato e é eficiente. Saiba mais em: www.sempresustentavel.com.br/campanhas/reguleavazao.htm Depois marque o tempo que cada pessoa da casa demora no banho; some os tempos, multiplique pela vazão e terá a quantidade de litros de água que a família consome nos banhos por dia. Esse será o valor mínimo para o reservatório térmico do seu Aquecedor Solar, mas como nem todos os dias tem 100% de sol, sempre é aconselhável escolher um reservatório com pelo menos 20% a mais que o valor mínimo. Por exemplo, se a família consome 300 litros por dia, mais 20% serão 360 litros. Como no mercado normalmente temos caixa de 310 ou 500 litros, você vai ter que escolher entre ter um reservatório com um volume muito justo (310 litros) ou ter um reservatório com uma grande folga (500 litros). Como sugestão o ideal é escolher com grande folga; assim a variação de temperatura durante o banho será muito menor (isso porque a água dentro do reservatório não tem uma temperatura uniforme, de cima até embaixo). Uma vez escolhido o tamanho do reservatório térmico, é necessário calcular a área em m2 (metro quadrado) do(s) coletor(es) solar(es). Para esse cálculo a industria adotou que, para cada 100 litros é necessário um coletor de 1m2 em regiões com boa insolação e temperaturas amenas (um bom centro de referência é a cidade de Belo Horizonte - MG). Se for uma região mais fria e pouco sol (como é o caso de São Paulo - SP) usa-se um coletor de 1m2 para cada 80 litros, e se for muito fria (como o sul do país) usar um coletor de 1m2para cada 60 litros. Como sugestão, é sempre aconselhável perguntar para pessoas próximas à sua região, que tenham um sistema já instalado, como está a eficiência desse sistema de Aquecimento Solar; essa é a informação mais valiosa para dimensionar a área de coletor ideal para seu Aquecedor Solar. É importante saber que aumentar o número de coletores não vai significar que vai aquecer mais a água, e sim que vai aquecer mais rápido a água, aproveitando melhor cada rajada de sol, fazendo com que tenha mais água aquecida dentro do reservatório térmico em menor tempo. Isso será muito bom se tiverem banhos durante o dia, dando tempo para aquecer a água para os banhos da noite. A seguir como construir um coletor (aberto - sem cobertura de vidro) com tubos de PVC e com área aproximada de 0,9 m2 (por ser um tamanho que melhor aproveita os cortes dos tubos que normalmente são vendidos em barras de 6 ou 3m). Outro ponto favorável e que vai facilitar muito nossos cálculos é que nesse tipo de Aquecedor Solar, indicado exclusivamente para banho, a temperatura desejada não precisa ser muito alta como é o caso do equipamento industrializado; então use cada coletor (desse manual) como se tivesse 1m2, ou seja: para regiões quentes => 1 coletor para cada 100 litros para regiões com baixa insolação => 1 coletor para cada 80 litros para regiões frias => 1 coletor para cada 60 litros IMPORTANTE: Sempre lembrar que esse tipo de coletor pode ser construído do tamanho que for necessário (apenas mudando o comprimento dos tubos para se adequar ao tamanho disponível em seu telhado ou cobertura), facilitando muito a sua instalação.

MONTAGEM do COLETOR feito com TUBOS de PVC

O desenho ao lado ilustra o Coletor Solar que vamos construir com esse Manual. Esse coletor terá  uma área aproximada de captação solar = 0,9 m2 e será construído com tubos de PVC soldáveis marrom (linha água fria). Lista de materiais: 2 Barras (superior e inferior) com tubo de 32mm por 67cm de comprimento cada. 20 Barras de interligações com tubo de 20mm por 144cm de comprimento cada.

Passo-a-passo para a montagem do coletor solar feito com TUBOS de PVC:

PREPARAÇÃO DO TUBOS de 32mm (marrom) superior e inferior, para a montagem do coletor solar: 1°) marcar com um lápis uma linha reta sobre o tubo (use uma régua como guia), e marcar os pontos que deverão ser furados 2°) marcar com lápis sobre essa linha os pontos que deverão ser furados. Veja no desenho a seguir os pontos com as bolinhas pretas. Obs.: essas medidas podem ser alteradas livremente dependendo da necessidade e do espaço disponível no telhado. 3°) usar um ponteiro de metal tipo a ponta de um prego ou uma chave de fenda amolada formando uma ponta agulha para cravar uma marca no tubo sobre os pontos que vão ser furados. Isso é importante para não deixar a broca deslizar sobre o tubo na hora de fazer o furo (4° passo). Veja na foto ao lado => 4°) usar uma broca de +/- uns 5mm para fazer o furo que servirá de guia para o 5° passo. Dica: Antes de fazer o furo, enfie no tubo uma peça de metal tipo uma serrinha de ferro para evitar que a broca atinja o outro lado do tubo. 5°) usar uma serra copo de 20mm para fazer os buracos conforme foto ao lado => ALERTA! Quando for trabalhar com furadeira tome alguns cuidados importantes: - se estiver com blusa com mangas compridas suspenda-as, dobrando os punhos da manga, ou se tiver com blusa ou blusão aberto, feche ou tire-o; - se tiver cabelos compridos prenda-os e amarre-os para trás, ou use uma touca para prendê-los.

MONTAGEM DO COLETOR 1º PASSO -  lixe e limpe com álcool todos os tubos, e nas áreas onde vão ser coladas use solução limpadora (ou preparadora) para tubos e conexões soldáveis de PVC rígido.

IMPORTANTE: cada tubinho deve entrar nos tubos superior e inferior +/- 0,5cm (meio centímetro). Para facilitar a colagem, trabalhe sobre uma mesa encostada na parede e monte o coletor na vertical, também encostado na parede, conforme foto ao lado => Use um tubo de 20mm enfiado no tubo de 32mm (inferior) e encaixe todos os tubinhos de 20mm nos seus buracos. Veja a foto ao lado => Na ponta superior (encostada na parede) encaixe todos os tubinhos nos furos do tubo superior de 32mm. Obs.: Nessa fase não é necessário colocar um tubo de 20mm dentro desse tubo superior (de 32mm). Após  encaixar tudo certifique-se que todos os tubinhos estão encostando no tubo de 20mm enfiado no tubo inferior. Ajuste o esquadro do coletor. Dica: Para deixar no esquadro use uma régua esquadro ou piso grande encostado no coletor. Veja na foto ao lado =>

2º PASSO - fazer a colagem dos tubinhos nos tubos de 32mm. A melhor cola para fazer essa união é a PLEXUS 310. Essa é uma cola bi-componente de secagem rápida e alta resistência. Ela só é vendida pela MaxEpoxi www.maxepoxi.com.br. Eles enviam a cola via transportadora para todo o Brasil. Caso não consiga essa cola, você pode usar a Araldite 24horas ou Resina Isofitálica misturada com pó mineral (pó de vidro, pó de mármore, talco feito com pó mineral, etc.).  Para usar a Plexus 310, primeiro prepare alguns sacos plásticos desses que vem alimentos (farinha, feijão, etc.). Lave bem, e depois de secar faça um pequeno furinho em uma ponta, veja foto ao lado => Depois, usando luva de látex e mascara, coloque a mesma quantidade de cada componente sobre uma madeirinha usando um palito para cada componente. IMPORTANTE - nunca use o mesmo palito para retirar os componentes dos potes, ou seja, use um palito para cada pote. Depois, com um terceiro palito, misture bem os dois componentes, mas não demore, todo o processo daqui pra frente deve ser rápido para não perder a cola, pois ela começa a secar em menos de quinze minutos, não tendo mais condições de aproveitá-la. Depois pegue a cola misturada com o palito e introduza no saco plástico bem próximo do furinho. Use a outra mão para apertar o saquinho contra o palito enquanto puxa o palito e deixa a cola no fundo do saquinho. Veja fotos abaixo. Por último aplique a cola apertando o saquinho, e, ao mesmo tempo esfregando a cola  sobre as uniões dos tubos. Evite criar bolhas de ar durante esse processo. Veja foto ao lado => IMPORTANTE: essa colagem é o ponto mais crítico da montagem. É importante que esfregue bem a cola sobre o PVC para que não fique pontos falhos. E é importante também que faça esse trabalho sem demora, pois a cola seca muito rápido e quando ela começa a secar (começa a ficar fibrosa), não presta mais. Depois que terminar de colar todo um lado, aguarde uma meia hora, vire o coletor para colar o outro lado. Procure unir bem a colagem desse lado com a do outro lado para evitar vazamentos. Espere mais meia hora para colar o outro tubo de 32mm na outra ponta do coletor.

Se você tiver certeza que todos os tubinhos de 20mm foram cortados exatamente do mesmo tamanho, repita as mesmas operações feitas na primeira colagem, ou seja, use um tubo de 20mm enfiado no tubo de 32mm e pressione os tubinhos para encaixá-los bem e poder fazer a colagem exatamente como foi feita anteriormente. Caso não tenha essa certeza procure deixar +/- 0,5cm do tubinho de 20mm para dentro do tubo de 32mm conforme desenho ao lado => IMPORTANTE: é importante deixar os dois lados do coletor com a mesma medida (comprimento), X1 = X2. Essa medida deve ser a mesma para todos os coletores que fizer. Isso será fundamental para fazer as uniões entre coletores (em paralelo - ver 6º PASSO).  Se desejar, faça um gabarito (com ripas de madeira, ferro, tubos, etc.) para servir de guia para fazer a colagem dos tubinhos nos tubos superiores. Veja exemplo ao lado =>

3º PASSO - faça o teste para ver se têm vazamentos. Para fazer esse teste, existem duas possibilidades, que são:

1ª possibilidade - mergulhar as pontas coladas do coletor em um tanque com água e injetar ar no coletor. Para fazer esse teste, tampe três pontas do coletor com caps, mas sem colar, apenas use fita veda-rosca para colocar os caps, e na quarta ponta, encaixe uma bomba de AR (tipo de encher pneu de bicicleta ou colchões infláveis). Depois mergulhe um lado do coletor dentro do tanque com água e faça pressão com a bomba para ver se saem bolhinhas de AR (como o borracheiro faz para ver se têm furos na câmera de ar do pneu). Veja figura ao lado. Se sair as bolhinhas, é sinal que existe vazamento. Marque o ponto para fazer o reparo depois.

Veja na figura a seguir, uma sugestão de como construir um tanque para esse tipo de teste. Mas, só construa esse tanque se pretende fazer muitos coletores, caso contrário é melhor improvisar um tanque como piscininha de criança ou plástico comprido (tipo lona de caminhão) com água, uma caixa de água, etc.

2ª possibilidade - encher o coletor com água para observar se têm vazamentos. Para isso, tampe três pontas do coletor com caps, mas sem colar, apenas use fita veda-rosca para colocar os caps. Depois, na quarta ponta, coloque um joelho de 90º, também usando fita veda-rosca, e encaixe um pedaço de tubo de pelo menos 1m (se tiver como fazer com dois ou três metros é ainda melhor). Depois, com auxilio de um funil, encha o coletor e o tubo encaixado com água e observe se existe algum vazamento. Veja exemplo na figura ao lado. Deixe por mais de uma hora para ter certeza que não existem vazamentos. Caso tenha algum vazamento, marque o ponto para depois fazer o reparo.

Para fazer o(s) reparo(s), raspe bem o ponto e toda a sua volta, lixe, limpe e depois coloque a cola para selar o furo. Repita o teste de vazamento até ter certeza de que não há mais nenhum vazamento.

4º PASSO - isolar as pontas dos tubos de 32mm com fita crepe, e pintar o coletor com tinta "Esmalte Sintético Preto Fosco (madeira e metais)" ou tinta preto fosco automotiva.

5º PASSO - fazer uma placa (preta ou pintada de preto) de um material resistente ao tempo (sol, chuva, etc.) de 140 x 62 cm. Dica: essa placa pode ser de alumínio ou zinco pintada de preto fosco, madeira pintada com tinta látex (preto), qualquer plástico rígido e plano com proteção aos raios UV (preto ou pintado de preto), placas feitas com embalagens de Tetra Pak (ver detalhes a seguir), etc. Como sugestão, indico usar embalagens de Tetra Pak abertas, lavadas e unidas até o tamanho indicado. Obs.: Para saber a técnica de como unir as embalagens usando papel sulfite e o ferro de passar roupas, veja no site em: www.sempresustentavel.com.br/solar/refletsol/refletsol.htm Aconselho a fazer essa placa com 145cm de comprimento. Isso será bom para fazer uma dobra de 5cm na parte superior dessa placa, reforçando-a na hora de prender essa placa embaixo do coletor. Depois, pintar essa placa com a mesma tinta que pintou o coletor. Para melhorar a conservação dessa placa, pinte os dois lados, sendo que na parte posterior será necessário apenas uma mão de tinta. Já na parte de cima (com o alumínio) é recomendado dar duas mãos de tinta. Depois amarre essa placa embaixo do coletor com fitas ou tiras de PET, ou pode usar algum outro material como fios de cobre (fios de força) ou arame galvanizado. Note que a placa será amarrada iniciando desde a parte superior do coletor, inclusive embaixo do tubo superior. Veja detalhes na foto ao lado => Obs.: Para saber como fazer um filetador manual bem simples de garrafas PET,  veja no site em:www.sempresustentavel.com.br/outrosprojetos/filetador/filetador.htm Para amarrar a placa atrás do coletor com os fios de PET,  faça primeiro um pequeno corte bem abaixo de onde vai ficar um tubo. Depois passe o fio de PET por esse corte, lace o tubo e retorne pelo mesmo corte. Faça isso de lado a lado e amarrando nas pontas. Veja fotos a seguir: IMPORTANTE: deixe um espaço livre na parte de baixo do coletor. Isso é importante para não acumular sujeira entre os tubos.

Coletor pronto - visto de frente Coletor pronto - visto de trás

Obs.: depois que o coletor estiver preso sobre o telhado, esse conjunto não tem como se soltar.

6º PASSO - montagem final do(s) coletor(es).

Veja na figura ao lado a montagem completa usando apenas um coletor. Lista de materiais: 2 Caps soldáveis de 32mm 1 Joelho soldável de 90° de 32mm 1 Tê soldável de 32mm 1 Adaptador soldável com bolsa e rosca para registro de 32mm x 1” 1 Cap roscável 1” 1 Coletor.

Veja no desenho a seguir, um exemplo de montagem com coletores em paralelo. Para unir os coletores pode-se usar luvas soldáveis, mas uma vez coladas não poderá mais mexer nos coletores caso tenha que fazer alguma manutenção. Para evitar fazer as uniões com luvas soldáveis, use luvas de correr, ou união soldável, ou mangotes (com proteção aos raios UV) com abraçadeiras de aço inox para não enferrujarem. Apesar de sair bem mais caro, você terá maior mobilidade para lidar com os coletores. Isso será muito bom se os coletores forem maiores que 1,5m de comprimento ou unir mais que três coletores.

MONTAGEM do RESERVATÓRIO TÉRMICO

No interior do reservatório, a água fria sempre ficará no fundo por ser mais pesada que a água quente. Baseado nessa lei da física é que foi criado o reservatório térmico (de baixo custo) desse Aquecedor Solar de água. O reservatório é alimentado pela água da rede pública A (água fria) por uma torneira de bóia. Essa água é direcionada para o fundo do reservatório por um tubo (redutor de turbulência) encaixado na torneira de bóia. Esse tubo, além de direcionar a água fria direto para o fundo do reservatório, tem a função de evitar turbulências, misturando momentaneamente as camadas de água quente e fria. Pela conexão 1 a água (fria) sai do reservatório para os coletores, e depois de aquecida nesses coletores pela irradiação solar, retorna para o reservatório pela conexão 2 para ser armazenada "quente" e ficar disponível para consumo pela conexão B através de uma bóia pescador, cuja função é captar a camada superior de água de dentro do reservatório (mais quente). 1º PASSO - ESCOLHA DO TIPO E TAMANHO DO RESERVATÓRIO A escolha do reservatório depende do volume de água que deseja armazenar, além do espaço disponível (normalmente dentro do telhado) para instalar o reservatório e dos recursos financeiros disponíveis. Como base de cálculo use o seguinte exemplo: uma caixa de 200 litros mantém um volume utilizável de 160 litros d'água, que corresponde a +/- 45 minutos de banho com vazão de 3,5 litros/minuto. Deve-se levar em consideração que, conforme a água vai sendo consumida, o volume dentro do reservatório é reabastecido com água fria. Se o reservatório for muito pequeno o tempo do banho deve ser reduzido. Também se podem calcular horários (diurnos) diferentes para os banhos, permitindo que os coletores tenham tempo suficiente para reaquecer a água dentro do reservatório para o próximo banho. OS TIPOS DE RESERVATÓRIOS (caixas d'água) mais comuns, disponíveis no mercado são: - de FIBER-GLASS (vários volumes disponíveis). - de POLIETILENO OU DE PEAD (Polietileno de alta densidade)  (vários volumes disponíveis), leve, resistente, longa duração, não tóxica, fácil manuseio, boa vedação (excelente contra a Dengue). - de AÇO INOX  (vários volumes disponíveis), leve, tem longa vida útil, não trinca, não descasca e dispensa pintura. 2º PASSO - FAZER A FURAÇÃO PARA AS FLANGEs (entradas e saídas de águas) Fazer os furos usando uma furadeira (MAS NUNCA NA POSIÇÃO DE IMPACTO) com serra tipo copo. Caso não tenha a serra copo, desenhe uma circunferência com o diâmetro exato do furo que deverá fazer e use uma broca para fazer vários furos, um ao lado do outro e dentro da circunferência, e depois unir os pontos para retirar o miolo. Com uma lima ou lixa grossa faça o acabamento arredondando o interior da circunferência. Procure medir o diâmetro exato de cada furo, deixando o mínimo de folga suficiente para encaixar as flanges.

Veja exemplo na figura ao lado =>

IMPORTANTE: para o caso das caixas de inox, é indispensável o uso de óculos de proteção.

Veja no desenho ao lado onde devem ser feitos os furos e a seguir a descrição de cada furo: FURO 1 - Entrada de água fria (água da rua). Fazer esse furo em um dos lados da caixa no alto. Tome muito cuidado para evitar que as bóias batam na tampa da caixa quando essa estiver cheia. Esse furo deve ser feito de acordo com o diâmetro da flange da torneira de bóia. FURO 2 - Saída de água para os coletores. Fazer esse furo o mais baixo possível, de preferência do mesmo lado da caixa onde está a entrada de água fria (torneira de bóia - furo 1).

FURO 3 - Saída de água para consumo. Faça esse furo +/- no meio da caixa. Se a caixa for menor que 300 litros, faça esse furo entre o meio e o fundo da caixa. FURO 4 - Entrada (retorno) de água dos coletores. Fazer esse furo próximo do meio da caixa e do lado oposto ao FURO 2. Dica: se a caixa for pequena (menor que 500 litros), faça esse furo um pouco abaixo do meio da caixa. Se for uma caixa grande (maior que 500 litros), faça esse furo um pouco acima do meio da caixa. FURO 5 - Para o ladrão.  Faça esse furo o mais alto possível, mas tome cuidado para não impedir o correto fechamento da caixa com a tampa.

3º PASSO - MONTAGEM DO REDUTOR DE TURBULÊNCIA A necessidade de se usar o Redutor de turbulência é evitar que a água fria (camada inferior de água dentro do reservatório) se misture com a água quente (camada superior). Isso porque quando estiver consumindo a água (tomando o banho) a torneira de bóia vai abrir liberando a entrada de água fria no reservatório, e o redutor de turbulência vai direcionar a água fria direto para o fundo do reservatório. Dependendo do modelo da torneira de bóia, poderá escolher como instalar o tubo redutor de turbulência. Veja nas fotos a seguir dois modelos de torneira de bóia e as opções para instalar o tubo redutor de turbulência.

1º modelo - para esse tipo de torneira de bóia, a melhor opção é instalar o tubo redutor de turbulência diretamente na saída de água, que já tem o encaixe próprio para mangueira de 1/2".

2º modelo - para esse tipo de torneira de bóia, a melhor opção é instalar o tubo redutor de turbulência (tubo de 75mm branco) preso com fios de força (fios de cobre) na própria torneira. Para isso, faça um corte no tubo de 75mm conforme as fotos ao lado. Esse corte servirá para deixar livre o movimento de subir e descer da haste da torneira de bóia. Depois faça alguns furos próximos da ponta do tubo de 75mm para passar os fios de cobre, para prendê-lo (amarrar) na torneira de bóia. IMPORTANTE: instale primeiro a flange no reservatório, depois a torneira de bóia e por último o tubo redutor de turbulência.

4º PASSO - MONTAGEM DO PESCADOR A necessidade de usar o Pescador é garantir que a água que vai sair para o consumo seja sempre a da camada superior do volume de água de dentro do reservatório, a qualquer momento, mais cheio ou menos cheio. Isso porque, quando se está consumindo a água (tomando o banho) a vazão desse consumo pode ser maior do que o reabastecimento pela torneira de bóia (entrada de água fria), baixando assim o nível da água dentro do reservatório, e como a água mais quente fica sempre na camada superior do volume total da água, esse mecanismo garante que a água que estiver saindo para o consumo seja sempre a porção mais quente de dentro do reservatório. Para construir um pescador como é mostrado nas fotos a seguir, você vai precisar de um Nipel roscável, um Joelho 90º roscável, um Adaptador soldável curto com bolsa e rosca para registro, um Joelho 90º soldável, um pedaço de Tubo e uma Bóia (que pode ser feita com um pedaço de tubo e dois Caps. Ver detalhes a seguir). Todos apenas encaixados e rosqueados; não use cola. Obs.: as conexões podem ser de 1/2" e 20mm, de 3/4" e 25mm, ou de 1" e 32mm. A escolha vai depender da necessidade do volume de vazão.

IMPORTANTE: na união do Joelho 90º roscável com o Adaptador soldável curto com bolsa e rosca para registro, tome o cuidado de não apertar essa união, pois ela tem que ficar bem livre (frouxa). Isso é importante para o bom funcionamento desse tipo de pescador. Veja na foto ao lado o detalhe da articulação desse tipo de pescador =>

A seguir como fazer a ponta da Bóia pescador usando apenas peças de PVC. Primeiro calcule o comprimento que deverá ficar o pescador. Para isso coloque as peças da articulação no lugar e calcule o comprimento do tubo medindo desde o joelho 90º soldável até +/- o meio do reservatório.

Depois corte uma das pontas desse tubo em +/- 45º. Veja na foto ao lado como deve ficar a ponta desse tubo => Depois corte um outro pedaço de tubo com +/- 1/3 do tamanho do comprimento do tubo do pescador, e corte o anel em relevo de dois caps. Depois cole os caps no tubinho e faça um pequeno sulco usando uma lima meia cana nos dois caps, exatamente um de frente ao outro, deixando-os como mostra a figura ao lado. Depois cole o tubinho com os caps na ponta superior do tubo do pescador. Use os dois sulcos para encaixar e colar essa bóia no tubo do pescador. Veja na foto ao lado como deve ficar a ponta do pescador =>

5º PASSO - FAZER O ISOLAMENTO TÉRMICO - Isso fará com que a água do reservatório permaneça aquecida por mais tempo.

Nas caixas de água como de polietileno, PEAD, fiber-glass, aço inox, etc. esse revestimento deverá ser externo. O material para o revestimento poderá ser isopor, manta de poliéster, manta acrílica, manta de polietileno expandido (foto ao lado), base de forração para carpetes, plástico bolha, etc. O importante é que faça um bom revestimento. Quanto mais grosso for o revestimento, melhor será a eficiência do reservatório térmico. IMPORTANTE: Se a caixa ficar exposta ao tempo, será necessário proteger o revestimento com uma cobertura com proteção contra os raios UV (ultravioleta). Essa cobertura pode ser de plástico, lona (foto ao lado), manta polietileno expandido com cobertura em alumínio (foto abaixo), etc., mas sempre com proteção contra os raios UV. Obs.: reservatório revestido com lona de banner exposto as intempéries por mais de três anos.

INSTALAÇÃO

CONDIÇÕES NECESSÁRIAS PARA O PERFEITO FUNCIONAMENTO DESSE SISTEMA:

Os coletores devem ficar fora do telhado, expostos ao Sol e voltados (o máximo que puder) para o lado Norte. Assim receberá mais luz solar (direta) no inverno. Para localizar o Norte use uma bússola. O lado que a agulha apontar é o Norte magnético. Outra maneira é ficar com o ombro direito voltado para o lado que o Sol nasce (Leste), a sua frente será o Norte. Para que o sistema funcione corretamente é obrigatório que os coletores estejam abaixo do nível inferior do reservatório térmico, e com uma inclinação de aproximadamente a latitude local + 10°. <= Veja desenho ao lado. Ex.: São Paulo tem latitude de 23° + 10° = 33° Instalar os coletores com uma inclinação frontal de, no mínimo, 5cm por coletor. Isso é importante para evitar que se acumulem bolhas de ar dentro do sistema. Dessa maneira as bolhas tendem a subir pelo sistema até o reservatório. <= Veja desenho a seguir. IMPORTANTÍSSIMO: Bolhas de ar presas no circuito podem comprometer totalmente o funcionamento do sistema.

TUBULAÇÕES:

Toda a tubulação que envolve a água quente (entre a saída do coletor até o chuveiro), deve ser revestida com proteção térmica para evitar perda de calor.  Obs.1: toda tubulação que ficar embutida na parede deve ser própria para água quente. Isso é importante para evitar futuras reformas caso futuramente queira adquirir um produto industrializado. Obs. 2: Para a tubulação que ficar externa, é necessário que esse revestimento tenha proteção contra os raios UV. Veja exemplos na foto abaixo:

MISTURADOR DE ÁGUA QUENTE/FRIA

Existem no mercado vários modelos de misturadores, desde o mais comum (um Tê e dois registros - veja foto ao lado), até misturadores monocomando e automático (eletrônico).

Por se tratar de um projeto de baixo custo, existem algumas opções bem interessantes que são misturadores adaptados ao circuito hidráulico original do box. Para isso faça um furo no teto do box para descer com a tubulação que vem do reservatório térmico (da bóia pescador). A tubulação ficará exposta, mas não haverá necessidade de quebrar a parede do box para embutir essa tubulação.

Para esses tipos de misturadores, retire o chuveiro da conexão (da parede) e instale um Tê roscável (branco) entre o chuveiro e a parede. Depois conecte a tubulação que vem do reservatório térmico (da bóia pescador) nesse Tê, usando antes um registro em série. Veja exemplo na foto ao lado =>  Obs.: como esse registro pode ficar muito alto, instale na borboleta desse registro uma alavanca (uma haste) para empurrar para um lado e para outro, abrindo e fechando esse registro. Já existe no mercado um misturador externo industrializado de metal com a mesma função do misturador mostrado anteriormente. Veja esse modelo na foto ao lado => Uma outra opção de misturador externo é descer com a tubulação que vem do reservatório térmico (da bóia pescador) até aproximadamente a altura do registro já existente no box, e depois fazer uma curva de 180° para subir até o Tê que deve ser instalado antes do chuveiro. Em algum local perto da curva instale um registro.  Assim você terá: água fria = registro original do box, e água quente = registro instalado na tubulação (exposta) que vem do reservatório térmico. Veja detalhes na foto ao lado =>

CHUVEIRO CONTROLADO POR DIMMER ou CHUVEIRO OU DUCHA ELETRÔNICA

O Dimmer é um componente eletrônico para ser instalado em série com a ligação elétrica do chuveiro. Ele tem um botão para ajustar com precisão a potência (temperatura) que deve ir para o chuveiro conforme a necessidade, eliminando o inconveniente de optar apenas pelas opções Verão/Inverno normalmente encontradas em chuveiros comuns. Obs.: Quando se instala um Dimmer, a chave do chuveiro fica sempre na posição "Inverno", porém só vai ser consumido a energia que o Dimmer estiver marcando (ajuste manual de zero ao máximo). IMPORTANTE - Quando for adquirir um Dimmer, é importante verificar a potência (Watts). Essa potência tem que ser maior que a potência de seu chuveiro. Dimmers usados para lâmpadas não servem, pois têm uma potência muito baixa. Procure por Dimmer próprio para chuveiro elétrico. Obs.: Já existem alguns chuveiros com dimmers incorporados, são os chuveiros eletrônicos ou duchas eletrônicas. Veja exemplo na foto ao lado => IMPORTANTE: fazer um bom aterramento do sistema elétrico para evitar choques. Para isso, consulte os manuais do chuveiro e do dimmer.

ALERTA: SEMPRE DESLIGUE A CHAVE GERAL DO QUADRO DE FORÇA QUANDO FOR MEXER NA REDE ELÉTRICA.

Sustentabilidade Solar. Fogão Solar Aquecimento de Água e Forno Solar

AQUECEDOR SOLAR DE ÁGUA FEITO COM TUBOS DE PVC O Aquecedor solar de água é um sistema composto por coletores solares instalados sobre o telhado e ligados em uma caixa de água revestida com isolante térmico, que servirá para armazenar a água aquecida nos coletores. Depois essa água (quente) será usada para o banho. No box do banheiro vai ter um misturador de água quente/fria e um chuveiro com dimmer (ou chuveiro eletrônico) para servir de suporte térmico nos dias sem sol. O sistema funciona por termo-sifão, ou seja: a água do fundo do reservatório (água mais fria) vai para os coletores que são instalados abaixo do reservatório; quando o sol bater nos coletores, vai aquecer a água que está dentro deles, e essa água (quente) vai ficar mais leve, sendo empurrada de volta para o reservatório térmico pela água mais fria (mais pesada). Essa circulação será natural e constante enquanto tiver sol.   Para saber mais, veja Manual de construção ON LINE | Dicas - Dúvidas - Perguntas e Respostas DOWNLOAD (baixar arquivo)  Para salvar o Manual desse Aquecedor Solar em seu computador CLIQUE AQUI com botão direto do mouse e escolha "Salvar como..."

GERADOR SOLAR DE ENERGIA ELÉTRICA Um Sistema Fotovoltaico completo é composto por: - Coletor(es) Fotovoltaico(s), ou Módulo(s) Solar(es). - Controlador de Carga e Descarga. - Bateria(s) para acumular e fornecer energia para os equipamentos, seja diretamente para cargas (aparelhos) que usar energia em corrente contínua (CC), geralmente 12V ou 24V, ou para fornecer energia para o Inversor, que vai transformar a energia de CC para CA (110V ou 220V). - Inversor - transforma a energia de CC para CA (110V ou 220V). - Carga CA = equipamentos elétricos ou eletrônicos que necessitam de energia em corrente alternada (CA) em 110V ou 220V.

FOGÃO SOLAR Princípio básico: - Receptor e Concentrador de Raios Solares (ex: parabólica constituída de um material refletivo) - Suporte para uma panela, caldeirão, chaleira, etc. Esse projeto pode ser útil em locais onde não tenha nenhuma fonte de energia. Não necessita de nenhum tipo de combustível. Depende apenas de boa insolação e pouco vento. Seu funcionamento é bem simples: com uma concha espelhada no formato de uma parabólica, recebe e reflete os raios solares concentrando-os em um único ponto, onde será colocado um recipiente para aquecer seu conteúdo. IMPORTANTE! Tome muito cuidado para não ficar na frente do raio refletido pela parabólica. Isso pode causar queimadura e se atingir o olho pode causar cegueira. Por tanto, não recomendo o uso desse equipamento.

FORNO SOLAR O forno solar nada mais é do que uma estufa com cobertura transparente para dar passagem aos raios do sol e impedir que o calar saia; ou seja, uma caixa térmica receptora e concentradora de raios solares. O projeto básico normalmente é montado com duas caixas, uma dentro da outra, separadas por um isolante térmico. No fundo da caixa menor (interna) usa-se uma chapa de metal pintada de preto fosco e nas paredes dessa caixa usar material reflexivo (exemplo.: papel alumínio, espelho, aço inox, etc.). Na tampa usa-se um material transparente (vidro ou plástico próprio para cozinhar alimentos). Todo o material usado para construir esse forno deve suportar tranquilamente temperaturas de no máximo 150°C, que é a maior temperatura que um forno solar desse tipo pode alcançar. Para saber mais, veja Manual de construção | Dicas - Dúvidas - Perguntas e Respostas

DESIDRATADOR SOLAR Podem ser do tipo direto ou indireto. Direto - o produto fica exposto à radiação solar. Princípio básico: - Plataforma de desidratação. Indireto - o produto fica dentro de uma câmera (tipo estufa) para serem desidratados recebendo a luz solar direta e indireta através de refletor. Princípio básico: - Câmera de passagem de ar quente. (exemplo: desenho ao lado). Essa câmera é feita com uma caixa de madeira com a parte superior coberta com vidro e aberturas na frente e atrás para dar passagem do ar e saída da umidade retirada dos alimentos. Dentro e no fundo dessa caixa, coloca-se uma chapa metálica pintada de preto fosco, sobre essa chapa, uns dois ou três centímetros acima, coloca-se uma tela ou grade de metal, e sobre a tela ficam os alimentos.

SECADOR SOLAR Os secadores solares são equipamentos destinados a principalmente secagem de grãos. Podem ser do tipo direto ou indireto. Secador Solar Direto - o produto fica exposto à radiação solar. Princípio básico: - Plataforma de secagem. Secador Solar Indireto - o produto fica dentro de uma câmera de passagem de ar aquecido. Princípio básico: - Coletor Solar de passagem de ar quente. - Câmera de passagem de ar quente.

Janela Inteligente Distribui Luz do Sol pelo Ambiente

A janela espalha a luz do Sol de forma controlada, levando a iluminação natural para a parte mais interna do ambiente. [Imagem: Harfmann/Heikenfeld]

Luz inteligente

Já existem janelas que se fecham quando detectam chuva, janelas que controlam a temperatura, e até janelas que regulam a luz e o calor de forma independente.

Mas e que tal uma janela que distribua a luz do Sol uniformemente por todo o ambiente?

Quando o Sol incide sobre uma janela comum, a parte interna do ambiente não é afetada diretamente, enquanto a parte mais próxima da janela fica com luz demais, geralmente forçando a fechar as persianas e deixar tudo escuro.

Anton Harfmann e Jason Heikenfeld, da Universidade de Cincinnati, nos Estados Unidos, incomodaram-se justamente com esse dilema e criaram uma solução para ele que batizaram de SmartLight - "luz inteligente", em tradução livre.

A técnica consiste em uma série de minúsculas células eletrofluídicas e uma série de dutos vazios que espalham a luz do Sol de forma controlada, levando a iluminação natural para a parte mais interna do ambiente e diminuindo o excesso de luz nas proximidades da janela.

Segundo os dois pesquisadores, a tecnologia pode ser aplicada a qualquer tipo de edificação, de pequenos apartamentos a prédios comerciais.

Com um projeto inteligente de vitrais é possível iluminar também ambientes internos. [Imagem: Harfmann/Heikenfeld]

Células eletrofluídicas

As células eletrofluídicas, cada uma medindo apenas alguns milímetros quadrados, conduzem pelos microcanais um líquido com propriedades ópticas especiais, similares às do vidro.

A tensão superficial do fluido pode ser rapidamente manipulada para formar lentes ou prismas, controlando a passagem da luz pela célula e permitindo dirigir a luz.

Uma janela com a tecnologia SmartLight consome entre 10.000 e 100.000 vezes menos energia do que uma lâmpada convencional, o que permite que as células eletrofluídicas sejam alimentadas por células solares incorporados na própria estrutura.

Os pesquisadores agora estão trabalhando em um aplicativo que permita que a luminosidade seja controlada à distância, por um sistema sem fios.

 

Novo Paradigma para Construção de Células Solares

Estrutura atômica do cristal de perovskita, que apresenta efeito fotoelétrico maciço para a luz visível.[Imagem: Felice Macera/University of Pennsylvania]

Efeito fotoelétrico maciço

Você sabia que existe um material que possui um efeito fotovoltaico muito superior ao apresentado pelos semicondutores usados atualmente na construção das células solares?

E não apenas um material, mas uma classe de materiais, uma classe de materiais que apresenta uma propriedade chamada efeito fotovoltaico maciço, ou em bruto.

As células solares atuais são feitas com materiais que apresentam o efeito fotoelétrico na interface entre dois materiais - essa interface é conhecida como junção p-n porque ela é formada por um material com excesso de cargas positivas e outro com excesso de cargas negativas.

Já no efeito fotovoltaico maciço, o fenômeno ocorre em toda a estrutura do material, e não apenas na sua borda ou na interface com outro tipo de material.

É claro que isso abre a possibilidade de construir células solares muito mais eficientes e muito mais compactas.

Ocorre que, até agora, só se conhecia materiais com efeito fotovoltaico em bruto sensíveis à luz ultravioleta, quando a maior parte da energia do Sol está na faixa visível e infravermelha do espectro.

Perovskitas

Agora, Ilya Grinberg e seus colegas das universidades da Pensilvânia e Drexel, ambas nos Estados Unidos, descobriram não o material ideal, mas um composto que mescla os efeitos fotoelétricos em bruto e na interface.

E o efeito fotoelétrico maciço ocorre justamente na porção visível do espectro eletromagnético.

A solução foi encontrada nas perovskitas, que vêm fazendo sucesso no campo das células solares nos últimos anos:

• Células solares de perovskita vieram para ficar

A equipe conseguiu sintetizar um cristal de perovskita que possui o arranjo atômico necessário para preservar as condições nas quais os dois efeitos fotovoltaicos se manifestam.

O material é uma cerâmica complexa, resultado da combinação de niobato de potássio e niobato de níquel-bário.

Os pesquisadores esperam que a perovskita permita romper com o chamado "limite de Shockley-Queisser", que impede o aumento da eficiência das células solares porque uma parte da energia dos fótons é perdida quando os elétrons têm que esperar sua vez para saltar de um material para outro na interface p-n.

Além de tirar proveito do efeito fotovoltaico maciço, torna-se possível também empilhar várias células solares, uma sensível a cada faixa de comprimento de ondas - isso pode ser obtido mudando a dosagem de cada um dos niobatos usados.

"Esta família de materiais é ainda mais notável porque ela é composta por elementos de baixo custo, não-tóxicos e abundantes na Terra, ao contrário dos compostos semicondutores utilizados atualmente na tecnologia de células solares de película fina," comentou o professor Jonathan Spanier, um dos coordenadores do grupo.

Por Ar Condicionado Híbrido Solar pode Economizar Eletricidade? TERMO>SOLAR.

Aqui estão as razões:

Em primeiro lugar, que absorve a energia solar para aquecer o interior por meio de um colector solar. Freon a partir do compressor atravessa a bobina de cobre no interior do colector e compromete uma troca de calor. Calor Freon troca com o meio no interior do coletor solar, em seguida, passam por um ciclo no interior do sistema de refrigeração e aquecimento.

Em segundo lugar, adota um altamente eficiente sistema de troca de calor. A utilização da rosca interna, a lâmina de alumínio hidrófilo e do sistema de troca de calor óptima reduzir a perda de energia, melhorar a eficiência global e eficazmente assegurar o desempenho. Portanto, ar condicionado híbrido solar é mais conveniente e de poupança de energia do que ar condicionado regular.

Comparando com produtos atuais

1. Condicionador de ar convencional consome muito, os usuários têm de pagar uma pesada factura de electricidade.

2. Sistema fotovoltaico (PV) custa uma grande quantidade de dinheiro para construir.

3. Refrigeração de absorção térmica impulsionada também é muito caro, e sua capacidade de refrigeração não é suficientemente grande.

Dicas sobre economia de energia elétrica de condicionadores de ar: De acordo com a China Método Nacional de Gestão de Eficiência Energética, E.E.R se refere à proporção entre a capacidade de refrigeração e de entrada de energia, que é os únicos dados utilizados para o valor de poupança de energia de condicionadores de ar. Quanto maior é a eletricidade que salva. Se dois AC com o mesmo consumo de energia, aquele com maior capacidade é melhor em economia de energia elétrica.

ENERGIA EÓLICA

GERADOR EÓLICO DE ENERGIA ELÉTRICA O gerador eólico de energia elétrica é um sistema composto por uma hélice ligada a um dínamo (esse conjunto chama-se aerogerador). Com a força do vento a hélice gira em alta velocidade e faz com que o dínamo carregue uma bateria estacionária (bateria fixa e parada, diferente da bateria de um carro que fica balançando e misturando os líquidos constantemente). Depois essa energia acumulada na bateria pode ser usada para alimentar equipamentos com baixo consumo elétrico. Para saber mais, veja (EM BREVE) Manual de construção

CATA-VENTO PARA BOMBEAR ÁGUA DE POÇO O cata-vento é muito usado para bombear água de poço, principalmente água do lençol freático, também conhecido como poço raso ou poço caipira. O cata-vento é composto por várias pás. Com a força do vento essas pás movimentam o êmbolo de uma bomba de água. O cata-vento não gira em alta velocidade, mas gira com força suficiente para mover a bomba de água. Para saber mais, veja (EM BREVE) Manual de construção | Dicas - Dúvidas - Perguntas e Respostas

MOINHO DE VENTO

CPFL Renováveis vende 26,1 MW médios no A-5 Parques Pedra Cheirosa I e Pedra Cheirosa II serão instalados no CearáDa redaçãoFonte MaiorFonte Menor Crédito: Comstock Images / Getty Images

A CPFL Renováveis anuncia a venda de 51,3 MW (26,1 MW médio) de energia proveniente da fonte eólica no leilão A-5, na tarde desta sexta-feira, 13/12. A receita anual dos projetos corresponderá a R$ 29 milhões, com o preço médio de R$ 125,04/MWh.

A energia vendida pela CPFL Renováveis é proveniente dos empreendimentos Pedra Cheirosa I e Pedra Cheirosa II, situados no município Itarema (CE). Os contratos têm prazo de 20 anos, com início do suprimento em janeiro de 2018.

“O sucesso da participação no leilão A-5 esta em linha com os planos de crescimento da Companhia e reforça a estratégia de criação de valor por meio da geração de energia a partir de fontes renováveis”, afirma André Dorf, presidente da CPFL Renováveis.

Com a comercialização desses projetos, a empresa passa a ter um portfólio de 1.786,6 MW em capacidade total contratada, da qual 1.283,1 MW já se encontra em operação. O portfólio contratado está distribuído em 1.089,0 MW de energia eólica, 326,6 MW provenientes de Pequenas Centrais Hidrelétricas, 370,0 MW de usinas térmicas a partir de biomassa e 1,1 MW gerados a partir de usina solar fotovoltaica.

Usina solar da Itaipava Arena Pernambuco foi inaugurada nesta quarta (11/12) Usina de 1MW/p recebeu investimento de R$ 10 milhõesDa redaçãoFonte MaiorFonte Menor Crédito: GettyImages A Itaipava

A Itaipava Arena Pernambuco recebe, nesta quarta-feira (11), o primeiro sistema de geração solar fotovoltaico do Estado. A usina São Lourenço, tem potência instalada de 1 MW/p, capacidade suficiente para gerar 1,5 mil MW/h por ano, o que equivale ao consumo de seis mil habitantes. A unidade será responsável por até 30% da energia consumida pelo estádio que sediará a Copa do Mundo 2014. O investimento de R$ 10 milhões é resultado da parceria entre o Grupo Neoenergia, por meio da Companhia Energética de Pernambuco (Celpe), e a Odebrecht.

Situada em um terreno de 15 mil m², anexo à Arena, a instalação da usina solar faz parte do Projeto Estratégico de Pesquisa e Desenvolvimento - “Arranjos Técnicos e Comerciais para Inserção da Geração Solar Fotovoltaica na Matriz Energética Brasileira”, da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel). Além da usina, o projeto contempla outros investimentos que totalizam R$ 24,5 milhões.

A usina é composta por um sistema central, correspondendo a 95% da geração de energia com módulos de silício monocristalino, além de um sistema direcionado à pesquisa (campo) que se divide em cinco tecnologias com o objetivo de possibilitar o estudo do potencial de radiação da região e de geração de energia fotovoltaica por meio de diferentes tecnologias. Ao todo são 3.652 painéis solares fotovoltaicos, que compõem o sistema.

O projeto executivo e a instalação da usina foram construídos sob responsabilidade da Gehrlicher Ecoluz Solar do Brasil, uma associação entre a brasileira Ecoluz Participações e a alemã Gehrlicher AG.

Fotovoltaicos (Solares Elétrica). História da Tecnologia Fotovoltaica.

Fotovoltaica (PV) dispositivos gerar eletricidade diretamente da luz solar através de um processo eletrônico que ocorre naturalmente em certos tipos de materiais, chamados de semicondutores. Os elétrons nestes materiais são liberados por energia solar e podem ser induzidas a viajar através de um circuito elétrico, alimentação de dispositivos elétricos ou enviar eletricidade para a rede.

Dispositivos fotovoltaicos pode ser usada para alimentar qualquer coisa, desde pequenos eletrônicos, como calculadoras e os sinais de trânsito até casas e grandes empresas comerciais.

O efeito PV foi observada já em 1839 por Alexandre Edmund Becquerel, e foi objecto de investigação científica através do início do século XX. Em 1954, Bell Labs em os EUA apresentou o primeiro dispositivo de energia solar fotovoltaica, que produziu uma quantidade útil de energia elétrica, e em 1958, as células solares estavam sendo usados ​​em uma variedade de aplicações científicas e comerciais de pequena escala.

Painéis fotovoltaicos instalados em uma casa particular em Brooklyn Heights, Nova Iorque (Foto cedida por Alan Blake)

A crise energética da década de 1970 viu o início de grande interesse na utilização de células solares para produzir eletricidade em residências e empresas, mas os preços proibitivos (cerca de 30 vezes maior do que o preço atual) fez aplicações em larga escala impraticável.

Desenvolvimentos da indústria e investigação nos anos seguintes fez dispositivos fotovoltaicos mais viável e um ciclo de aumento da produção e redução de custos começou, que continua até hoje.

Os custos da energia solar fotovoltaica

Rapidamente a queda dos preços fizeram solar mais acessível do que nunca. O preço médio de um sistema fotovoltaico concluído caiu 33 por cento desde o início de 2011.

Ligação de um Sistema Fotovoltaico Off Grid.

Um painel solar usa o efeito fotoelétrico para converter a energia do sol em eletricidade. Essa eletricidade é gerada em uma característica de tensão do painel e é transmitida como corrente contínua para um banco de baterias, onde ele carrega as baterias. A partir daí, ela deve ser convertida em corrente alternada AC para serem úteis, e esta é a função do inversor. Um componente extra é necessária em um sistema solar, e que é um controlador de carga entre o painel e as baterias para protegê-los de sobrecarga.
                                                                                                     
                                                          Controlador                           Inversor

I

                                       Painel Solar   Controlador   Bateria          Aparelhos Elétricos>110.V
  

Instruções

• 1
  Ligar os painéis de um banco de energia solar em conjunto, se houver mais do que um.Eles são geralmente ligados em paralelo para preservar a tensão de cada painel, mas também é possível de conjuntos de fios juntos em série para aumentar a tensão para se adaptar à voltagem do banco de baterias , se necessário. A tensão de saída a partir dos painéis deve ser o mesmo que a voltagem do banco de bateria.
• 
  
• 2
  Conecte os cabos de saída dos painéis para um controlador de carga. Calcule o tamanho do fio que você precisa para isso de uma determinação da corrente de saída e o comprimento do fio que você precisa, tendo em mente o controlador de carga deve estar localizado perto das baterias. Fio DC com medidores 16-10 são típicos para isso.
• 
                                                       Controlador de Carga.
• 3
  Use cabos da bateria para ligar as baterias no banco juntos numa combinação de série e em paralelo para optimizar a capacidade do banco e manter a mesma tensão que os painéis. Conectar duas baterias em série através da ligação do terminal positivo de um para o terminal negativo da outra para dobrar a tensão da combinação. Ligá-los em paralelo, ligando os terminais positivos e negativos dos seus terminais para manter a tensão, o dobro da capacidade.
2. 
   
• 4
  Conecte o controlador de carga para o banco de baterias com cabos da bateria. Um bom controlador de carga, em média, as flutuações de voltagem dos painéis e saída uma tensão de carga constante para as baterias. Ele também irá proteger as baterias de sobrecarga, bem como proteger os painéis de fluxo de corrente de volta das baterias. 
• 
                                                             Inversor 1ooo.W |Solar         
• 5
  Ligue o banco de baterias para os terminais de entrada do inversor, e depois ligar o inversor para o painel da casa. O inversor converte a corrente contínua a partir da bateria 12.DC para AC de 110 volt de corrente alternada para utilizar em casa. Se o painel de casa está ligado à rede elétrica, o inversor pode ser programado para vender o excesso de energia de volta para a empresa concessionária.
• 
• 
  

Sustentabilidade Energética Solar Térmica e Eólica

Sustentabilidade Energética Solar Térmica e Eólica