Vantagens e Funcionamentos

Vantagens do Aquecimento Solar

Meio-Ambiente


Nesse novo milênio, os crescentes custos derivados da busca e exploração de recursos cada vez mais escassos e a crescente deterioração do meio-ambiente têm ensinado, muitas vezes da maneira mais difícil, à humanidade a poupar, a aproveitar melhor os benefícios de tais recursos, bem como a reciclar e a dominar melhor a tecnologia de aproveitamento de recursos renováveis.

A tecnologia hoje disponível para o aquecimento de água com base na energia solar é o resultado de um amplo programa de investimento das empresas e dos governos persistentemente ao longo de toda a segunda metade do século passado e no corrente. Em jogo, a preservação de extensas áreas de floresta e seus ecossistemas, a redução da demanda de energia poluente (à base de material atômico, de carvão vegetal e mineral, ou mesmo de derivados do petróleo), a ampliação da matriz energética dos países e a melhoria da qualidade de vida das pessoas.

Relação Custo-Benefício


Não obstante todos esses aspectos positivos de ordem ambiental, a energia solar apresenta ainda como característica intrínseca a melhor relação custo benefício quando comparada às demais alternativas no médio e, principalmente, no longo prazo. Compensando a necessidade de maior investimento inicial, os sistemas de energia solar apresentam custo muito próximo do zero ao longo e todo o tempo de sua operação, daí a importância de analisar a relação custo-benefício das opções disponíveis dentro de uma perspectiva de mais longo prazo.

Aspectos-Chave


De fato, os sistemas de aquecimento solar são os de melhor relação custo-benefício desde que observados três aspectos-chave:

  • I - o correto dimensionamento e posicionamento dos painéis;
  • II - a eficiência energética;
  • III - a durabilidade do equipamento e a garantia concedida pelo fabricante.

O correto dimensionamento e posicionamento dos painéis é determinante no montante do custo inicial, bem como na aceitação da tecnologia introduzida. Se o número de painéis (e de tubulação) for maior que o necessário, por erro de avaliação ou de posicionamento – deve ser sempre orientado para o norte –, eleva desnecessariamente o custo inicial do sistema e prorroga a amortização do investimento.

Com relação à eficiência energética, o INMETRO classifica diversos painéis solares de diferentes fabricantes, apontando sua eficiência energética e classificando-os em categorias conforme a capacidade o equipamento em gerar energia térmica e, por consequência, economizar energias alternativas. Desde que bem dimensionados, os sistemas de maior eficiência energética são os que mais rapidamente amortizam o investimento inicial. Nesse campo, décimos de eficiência são buscados agressivamente pelas equipes de pesquisa tecnológica dos diversos fabricantes, justamente porque são determinantes nas comparações de custo de médio e de longo prazo.

A durabilidade dos equipamentos e a garantia concedida pelo fabricante devem ser importantíssimos na tomada de decisão, uma vez que a maior e mais importante origem de custo é justamente o investimento inicial. Ter de repeti-lo em alguns anos porque o equipamento não resistiu ou porque a garantia dada não é suficientemente longa para cobrir o período de amortização ou, ainda, porque o fabricante que deveria garantir a equipamento não está mais em atividade no mercado pode comprometer, futuramente, o resultado econômico da escolha.​​​

Funcionamento

Funcionamento do Aquecimento Solar


A melhor maneira de entender o funcionamento do sistema de aquecimento solar proposto talvez seja pelo desenho esquemático de interligação em série abaixo apresentado (fonte: Polisol) no qual são discriminados os diversos elementos que podem compor o sistema – alguns são alternativos.

Funcionamento

O desenho marca em azul a tubulação que transporta a água da piscina para os painéis de aquecimento solar, e em vermelho a tubulação que conduz a água aquecida dos painéis à piscina.

Recomenda-se que o conjunto de filtro/bomba seja dimensionado para conseguir jogar água, com a vazão adequada, até os painéis solares. Alternativamente, nos casos em que já exista um determinado conjunto de filtro/bomba e não se queira modificá-lo, pode-se incluir uma segunda bomba exclusivamente para isso – sistema em paralelo. Note que contar com uma segunda bomba na casa de máquinas para o aquecimento solar, compartilhando a tubulação do sistema de filtragem, demandaria do usuário um pouco mais de atenção na configuração dos registros de água que ficam abertos ou fechados em cada situação.

Um dos elementos mais importantes do sistema de aquecimento solar é o Controlador Diferencial de Temperatura – CDT. Em regiões de baixa luminosidade onde seja necessário aproveitar ao máximo qualquer possibilidade de elevar a temperatura da água ou em situações onde o cliente deseja estabilizar a temperatura num nível máximo determinado o CDT se apresenta como solução ideal. Seu funcionamento prevê a comparação entre dois sensores colocados em pontos estratégicos da tubulação, de modo a comparar a temperatura da água próxima aos painéis e a temperatura próxima da piscina, e acionar automaticamente a bomba apenas quando o diferencial de temperatura se apresentar numa condição favorável ao aquecimento da água, limitado ao nível máximo determinado. Alternativamente, em regiões de alta luminosidade como é o caso de Brasília, pode-se fazer o acionamento automático com apenas um termostato. Esse artifício não permite toda a funcionalidade de sistemas com CDT.

Outros elementos do sistema são: a válvula de segurança, responsável pela introdução de ar no sistema e a capa térmica, fundamental na redução da perda de calor. A capa, em filme plástico de polietileno com bolha possui tratamento contra raios ultravioleta e também aditivos anti-oxidantes. À capa, pode-se acoplar, opcionalmente, um enrolador manual de até 6 metros de largura para seu recolhimento. O enrolador reduz o desgaste pela melhoria no manuseio e no armazenamento.

Finalmente, a opção pelo backup elétrico parcial, complementando o sistema de aquecimento solar, é o que se recomenda para piscinas de uso público que precisem estar em uma determinada faixa de temperatura, todos os dias, independentemente da incidência da luz do sol. Nesse caso, a composição dos dois sistemas de aquecimento por meio de um quadro de comando digital permite ao usuário, através de seus sensores e de sua lógica parametrizável, determinar a temperatura máxima e mínima em que quer operar o sistema conjugado de aquecimento, aproveitando ao máximo as oportunidades de trocar água mais fria da piscina por água mais quente dos painéis e provocando o acionamento automático das bombas de calor nas situações em que a temperatura baixe de um determinado nível estabelecido. O quadro de comando automatiza essas funções acionando as bombas de calor apenas quando e se necessário, o que gera redução significativa de custos com energia elétrica. Adicionalmente, o aquecimento elétrico será acionado principalmente na função de manutenção de temperatura e não na de elevação da temperatura, que poderia gerar custos altíssimos de energia elétrica, particularmente no início do processo de aquecimento.