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Energia

Térmica Biologia | Geologia

1º Ano | 1º Semestre

Física

Amandine Cunha Ricardo Ribeiro

Carlos Rodrigues

Universidade de Trás —os —Montes e Alto Douro

Sumário

O que é a energia térmica ……………………………………………………… 2 Tipos de solares………………………………………………………………… 2

Biomassa ………………………………………………………………………..4

Arquitectura…………………………………………………………………………6
Bibliografia …………………………………………………………………………8

O que é a energia térmica

A energia térmica é uma forma de energia que está associada à temperatura de um corpo sólido, fluído ou gás. De acordo com o modelo microscópico da matéria, todos os corpos macroscópicos são constituídos por átomos ou moléculas. Esses constituintes microscópicos estão em constante movimento, vibração ou rotação, de forma que possuem energia cinética. A energia térmica de um corpo macroscópico corresponde à enercia cinética de seus constituintes microscópicos. À transferência de energia térmica de um sistema termodinâmico a outro se dá o nome de calor.

A energia solar térmica é uma tecnologia que utiliza a energia solar para produzir calor. Nestes termos somos direccionados primeiramente a falar de centrais termo solares eléctricas, que são centrais que produzem electricidade ao converterem energia solar em calor que é conduzido a uma central térmica. Ao contrário de células fotovoltaicas solares, que convertem energia solar directamente para electricidade.

Outro tipo de energia térmica são os colectores termo solares, como os painéis solares de aquecimento de água para uso doméstico ou pequenas industrias. Estes painéis podem ser integrados na arquitectura e no design dos edificios de modo a controlar o aqueciemento e a ventilação tanto em projectos solares activos ou passivos.

Tipos de painéis solares

Um colector solar termal é um colector especificamente destinado a recolher calor: isto é, absorve luz solar para fornecer calor. Embora o termo seja aplicado a simples painéis solares de água quente, é normalmente utilizado para designar as mais complexas instalações. Há vários tipos de colectores térmicos, tais como os de energia solar parabólica, calhas solares e torres solares. Estes tipos de colectores solares são geralmente usados em centrais onde energia térmica solar é usada para gerar eletricidade. O aquecimento da água, produz vapor que faz girar a turbina do gerador electrico produzindo assim energia electrica.

Existem vários tipos de colectores solares tais como:

O painel liso é o tipo mais comum de colector térmico e normalmente é usado como painel de aquecimento de água. A constituição básica destes painéis é por uma caixa contendo um metal negro absorvente com tubos cheios de água virados para a luz solar. A energia solar aquece a água dentro dos tubos fazendo-a circular pelo sistema natural de convecção. Água é, geralmente, armazenada num tanque localizado acima do colector. Este sistema de aquecimento passivo é geralmente usado em hotéis e habitações familiares em locais de climas solarengos.

Estes colectores possuem múltiplos tubos de vidro evacuados que aquecem absorvendo raios solares. Estes tubos contêm um fluido normalmente água e anti-congelante, normalmente Glicol- Propileno. Este tipo de

sistemas também é usado em casas domésticas ou para aquecer espaços. Os tubos evacuados minimizam a rerradiação da energia infra-vermelha dos colectores, permitindo alcançar temperaturas consideravelmente altas em relação aos painéis lisos. É por esta razão que este sistema trabalha melhor em condições mais frias.

Um lago solar é um dispositivo de armazenamento de energia solar que tira partido de um gradiente salino (estabilizador) que contraria um gradiente térmico (desestabilizador). Assim, é importante determinar as condições de estabilidade do lago bem como proceder à sua modelação com vista a estudar a respectiva dinâmica. O problema é formulado por meio das equações de Navier-Stokes com a aproximação de Boussinesq as quais são resolvidas aproximadamente por um método espectral. O processo de obtenção destas aproximações recorre a uma articulação entre Computação Simbólica e Numérica.

Biomassa

A biomassa refere-se a material biológico vivo ou recentemente morto que pode ser usado como combustível ou para produção industrial.

A energia química, produzida pelas plantas na forma de hidrocarbonetos através da fotossíntese - processo que utiliza a radiação solar como fonte energética - é distribuída e armazenada nos corpos dos seres vivos graças a grande cadeia alimentar, onde a base primária são os vegetais. Plantas, animais e seus derivados são biomassa. Sua utilização como combustível pode ser feita das suas formas primárias ou derivados: madeira bruta, resíduos florestais, excrementos animais, carvão vegetal, álcool, óleos animal ou vegetal, gaseificação de madeira, biogás etc.

Legislação

Decreto-Lei que aprova o Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios - RCCTE

O Decreto-Lei que aprova o Regulamento das Características de Comportamento

Térmico dos Edifícios visa introduzir as alterações ao mesmo, estabelecendo as regras a observar no projecto de todos os edifícios de habitação e dos edifícios de serviços sem sistemas de climatização centralizados. Além da obrigatoriedade do recurso a colectores solares, pretende-se que as exigências de conforto térmico, sejam de aquecimento ou de arrefecimento, de ventilação para garantia de qualidade do ar no interior edifícios, ou as necessidades de água quente sanitária, possam vir a ser satisfeitas sem dispêndio excessivo de energia e, por outro lado, que sejam minimizadas as situações patológicas nos elementos de construção provocadas pela ocorrência de condensações superficiais ou internas, com potencial impacto negativo na durabilidade dos elementos de construção e na qualidade do ar interior.

O novo RCCTE impõe, também, limites aos consumos que decorrem dos seus potenciais existência e uso, fixando as condições ambientais de referência para cálculo dos consumos energéticos nominais, segundo padrões típicos admitidos como os médios prováveis, quer em termos de temperatura ambiente, quer em termos de ventilação para renovação do ar e garantia de uma qualidade do ar interior aceitável. O RCCTE define, ainda, objectivos claros de provisão de taxas de renovação do ar adequadas que os projectistas devem obrigatoriamente satisfazer. Por outro lado, este RCCTE impõe mecanismos mais efectivos de comprovação do cumprimento dos requisitos legais e aumenta o grau de exigência de formação profissional dos técnicos que podem vir a ser responsáveis pela comprovação dos requisitos deste regulamento, por forma a aumentar a sua competência e dar mais credibilidade e probabilidade de sucesso à satisfação dos objectivos pretendidos com este diploma.

Arquitectura

Consiste no desenho de edifícios tendo em consideração o clima local, aproveitando os recursos naturais disponíveis (Sol, vento, vegetação) com o objectivo de obter conforto térmico nos edifícios reduzindo os consumos de energia.

Apresentam-se aqui dois protótipos de projectos de vivendas bioclimáticas como exemplos do desenho de arquitectura.

Para a elaboração destas moradias foram tomadas em consideração estratégias de design passivo, aprovação pela regulamentação em vigor, medidas de eficiência energética, integração de energias alternativas e a sustentabilidade da construção.

Têm como finalidade promover um bom desempenho ambiental do edifício. No

Inverno permitem maximizar a captação de radiação solar e armazenar essa energia, no Verão permitem proteger e dissipar o calor dos edifícios, reduzindo as necessidades de energia para obter conforto no edifício.

A adopção de estratégias de design passivo são soluções para as quais Portugal dispõe de grandes vantagens devido às condições climatéricas e implicam um custo inferior aos sistemas mecânicos de climatização em investimento e manutenção.

Clima em Portugal

Portugal é um dos países da Europa com maior disponibilidade de radiação solar. Uma forma de dar ideia desse facto é em termos do número médio anual de horas de Sol, que varia entre 2.200 e 3.0 para Portugal e, por exemplo, para Alemanha varia entre 1.200 e 1.700 h.

Contudo, este recurso tem sido mal aproveitado para usos tipicamente energéticos. Basta verificar alguns dos números relativos à difusão dos colectores solares térmicos na Europa , não só na Orla Mediterrânea como em países como a Alemanha é a Áustria, para compreender que algo deveria ser feito em Portugal para a promoção da energia solar. (ver seguinte tabela).

Mercado Europeu de Energia Solar Térmica

País Instalados em

Previsão para 2002

Fonte: ASTIG - Active Solar Thermal Group

Estima-se, para Portugal, a existência de um total de 225.0 m² de colectores térmicos instalados, tendo o mercado uma reduzida expressão nos últimos anos, traduzida em apenas cerca de 5.0 m²/ano.

O potencial actual de aplicação de sistemas solares térmicos activos em diferentes sectores é:

Sector Aplicação Área de colectores Contribuição energética

[m²] Eútil

[Mtep/ano]

Efinal [Mtep/ano]

Indútria e Serviços

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