Capítulo 2
12
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2.2 - Energia Solar-Térmica
Uma das formas mais antigas de aproveitamento da energia solar é a sua conversão em energia
térmica, podendo-se a partir dela obter também a energia elétrica. Dentre as diversas formas de se
aproveitar a energia solar térmica estão as seguintes.
Coletores solares planos
A radiação solar pode ser absorvida por coletores solares planos, principalmente para aquecimento
de água a temperaturas relativamente baixas (inferiores a 100º C). O uso dessa tecnologia ocorre
predominantemente no setor residencial, mas há demanda significativa e aplicações em outros
setores, como edifícios públicos e comerciais, hospitais, restaurantes, hotéis e similares. Esse sistema
de aproveitamento térmico da energia solar, também denominado aquecimento solar ativo, envolve
o uso de coletores solares planos. Os coletores são instalados normalmente no teto das residências e
edificações. Dependendo do volume de água a ser utilizada, o atendimento de uma única residência
pode requerer a instalação de vários metros quadrados de coletores. Para o suprimento de água
quente de uma residência típica (três ou quatro moradores), são necessários cerca de 4 m² de coletores.
Um exemplo de coletor solar plano é apresentado na figura 2.1.
Figura 2.1 - Ilustração de um sistema solar de aquecimento de água.
Coletores solares com concentradores
O aproveitamento da energia solar em sistemas que requerem temperaturas mais elevadas ocorre
por meio de coletores solares com concentradores, cuja finalidade é captar a energia solar incidente
numa área relativamente grande e concentrá-la numa área muito menor, de modo que a temperatura
desta última aumente substancialmente. A superfície refletora (espelho) dos concentradores tem
forma parabólica ou esférica, de modo que os raios solares que nela incidem sejam refletidos para
uma superfície bem menor, denominada foco, onde se localiza o material a ser aquecido. Os sistemas
parabólicos de alta concentração atingem temperaturas bastante elevadas e índices de eficiência que
variam de 14% a 22% da energia solar incidente, podendo ser utilizados para a geração de vapor e,
consequentemente, de energia elétrica. Contudo, a necessidade de focalizar a luz solar sobre uma
pequena área exige algum dispositivo de orientação, acarretando custos adicionais ao sistema, os
quais tendem a ser minimizados em sistemas de grande porte.