Numa instalação solar de
aquecimento de água, a energia da radiação solar absorvida na superfície das
placas do coletor é transferida sob a forma de calor, por meio de um fluido
circulante, para a água contida num depósito, como se representa na figura.
A variação da temperatura da água no depósito resultará do
balanço entre a energia absorvida e as perdas térmicas que ocorrerem.
Nesta instalação solar de aquecimento de água para consumo
doméstico, os coletores solares ocupam uma área total de 4,0 m2.
Em condições atmosféricas adequadas, a radiação solar
absorvida por estes coletores é, em média, 800 W / m2.
Considere um depósito, devidamente isolado, que contém 150
kg de água. Verifica-se que, ao fim de 12 horas, durante as quais não se
retirou água para consumo, a temperatura da água do depósito aumentou 30
ºC.
Pretende-se calcular o rendimento associado a este sistema
solar térmico.
Considere c (capacidade térmica mássica da água) = 4,185 kJ
kg–1 ºC–1
RESOLUÇÃO:
- A =
4,0 m2
- I =
800 W m-2
- Δt =
12 h = 12 x 3600 s ⇔ Δt
= 4,32 x 104 s
- m(H2O)
= 150 kg;
- ΔT =
30 ºC
- c(H2O)
= 4,185 kJ kg-1 ºC-1 = 4,185 x 103 J
kg-1 ºC-1
⇒ A
energia disponível, Edispon, para o aquecimento da água não é mais
do que a energia solar absorvida pelo coletor durante as 12 h.
- Edispon =
I x A x Δt = 800 x 4,0 x 4,32 x 104 = 1,38 x 108 J
⇒ A
energia utilizada, Eútil, no aquecimento dos 150 kg de água, isto é,
a energia transferida como calor para a água, :
- Eútil =
Q = m(H2O) c(H2O) ΔT = 150 x 4,185 x 103 x
30 J = 1,88 x 107 J
⇒ O
rendimento, h, associado ao sistema é:
⇒ O
rendimento do processo de aquecimento é de 13,6%.
António Pinto
No verão: sombra +
frescor 
No inverno: mais luz +
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Economia de energia 
