Sistema de refrigeração para solar

Tipos de sistemas de refrigeração para energia solar

Os painéis solares geram energia do sol, o que pode gerar calor excessivo. Um **sistema de refrigeração para energia solar** refere-se a qualquer tecnologia projetada para reduzir ou gerenciar a temperatura de operação de sistemas de geração de energia solar para melhorar sua eficiência, longevidade e conversão de energia.

Abaixo estão alguns tipos comuns de sistemas de refrigeração solar:

• Sistema de refrigeração passivo

  Um sistema de refrigeração solar passivo utiliza design arquitetônico e elementos naturais para resfriar o painel solar sem depender de componentes mecânicos. Pode usar beirais, superfícies reflexivas, espaços ventilados, dispositivos de sombreamento, etc.

• Dissipadores de calor

  Um dissipador de calor é um componente passivo que absorve e dissipa o excesso de calor gerado pelos painéis solares. Ele normalmente consiste em um bloco sólido de metal com alta condutividade térmica, como cobre ou alumínio, conectado à parte traseira do painel solar. O calor é transferido do painel para o dissipador de calor, que então o dissipa para o ar circundante.

• Calor-Tubos

  Calor-Tubos são dispositivos térmicos passivos que transferem calor de um local para outro. Eles consistem em um tubo de metal selado contendo uma pequena quantidade de fluido de trabalho. Quando o painel solar aquece, o calor é transferido para o fluido de trabalho, fazendo com que ele evapore. O vapor então viaja para a seção mais fria do calor-tubo, onde libera o calor e condensa de volta para a forma líquida.

• Refrigeradores termoelétricos (TECs)

  Refrigeradores termoelétricos (TECs), também conhecidos como refrigeradores Peltier, são dispositivos de estado sólido que podem resfriar a temperatura de uma superfície através do efeito Peltier. TECs são dispositivos compactos e leves alimentados por eletricidade CC, tornando-os adequados para o resfriamento de áreas pequenas ou localizadas dentro de um sistema de energia solar.

• Resfriamento líquido

  Um sistema de refrigeração líquida utiliza um fluido ou líquido de refrigeração para absorver e transportar o excesso de calor do painel solar. O líquido pode ser água, uma solução à base de água ou um fluido de refrigeração especialmente formulado. Depois que o calor é absorvido, o líquido é circulado usando uma bomba através de um trocador de calor ou radiador, onde libera o calor para o ambiente.

• Materiais de mudança de fase (PCMs)

  Materiais de mudança de fase (PCMs) têm a propriedade única de absorver e armazenar grandes quantidades de calor durante a fase de geração excessiva de calor do painel solar. Esse processo ocorre em uma temperatura específica, conhecida como temperatura de mudança de fase, e envolve a fusão do PCM. Quando a temperatura do painel solar diminui, o PCM solidifica e o calor é liberado.

Especificações e manutenção do sistema de refrigeração para energia solar

Especificações

• Tipos

  Um sistema de refrigeração solar pode ser categorizado em dois tipos principais: sistemas de refrigeração solar térmica e sistemas de refrigeração solar fotovoltaica. Cada um desses tipos tem sua própria característica e processo de trabalho.

• Capacidade

  A capacidade de refrigeração de um sistema de refrigeração solar é normalmente medida em quilowatts (kW) ou BTUs. Os sistemas de refrigeração solar podem fornecer uma variedade de capacidades de refrigeração, de sistemas de refrigeração residenciais de pequena escala a aplicações de refrigeração comercial e industrial em grande escala.

• Eficiência

  A eficiência de um sistema de refrigeração solar é normalmente expressa em termos de eficiência de utilização de energia solar. Isso mede com que eficácia um sistema utiliza energia solar para fornecer refrigeração. Diferentes tipos e projetos de sistemas de refrigeração solar têm diferentes eficiências. A eficiência pode atingir de 70% a 90%.

• Faixa de temperatura de operação

  Os sistemas de refrigeração solar funcionam em diferentes faixas de temperatura, o que é aplicável a diferentes condições ambientais e necessidades. Por exemplo, alguns sistemas podem funcionar bem em temperaturas tão baixas quanto 5 graus Celsius até 60 graus Celsius.

• Faixa de intensidade de radiação solar

  Alguns sistemas de refrigeração solar são eficazes em intensidade fraca de radiação solar. Isso significa que eles ainda podem atingir o resfriamento em radiação solar mais baixa. Por exemplo, alguns sistemas de refrigeração solar podem ser totalmente funcionais quando a intensidade da radiação solar é de 400 W/m2 ou mais.

• Vida útil

  Muitos componentes do sistema de refrigeração solar, como coletores solares, refrigeradores solares e células solares fotovoltaicas, são projetados para uso a longo prazo. A vida útil do sistema de refrigeração solar pode chegar a 20 anos ou mais.

Manutenção

• Inspeção e reparo regulares do sistema

  Os usuários podem inspecionar periodicamente o sistema de refrigeração solar para verificar se há algum dano, vazamento ou anormalidade. Se houver algum problema, os usuários devem repará-lo prontamente para garantir a operação estável do sistema e um bom efeito de refrigeração.

• Limpe os coletores solares e os painéis

  A eficiência de um sistema de refrigeração solar depende em grande parte da absorção de energia solar. Portanto, é muito importante manter os coletores solares e os painéis limpos. Os usuários podem limpar regularmente a superfície para remover poeira, sujeira e poluentes.

• Verifique o nível de refrigerante e o desempenho da vedação

  Se o sistema de refrigeração solar for um sistema baseado em refrigerante, os usuários devem verificar o nível de refrigerante regularmente para garantir que esteja no nível apropriado. Além disso, os usuários também devem verificar o desempenho da vedação do sistema para evitar vazamentos de refrigerante.

• Monitore os parâmetros de operação

  Alguns sistemas de refrigeração solar são equipados com dispositivos de monitoramento que permitem aos usuários monitorar os parâmetros de operação do sistema regularmente. Esses parâmetros podem incluir temperatura, pressão, vazão, etc. Os usuários devem verificar esses parâmetros para garantir que o sistema esteja operando normalmente.

• Manutenção regular de equipamentos auxiliares

  O sistema de refrigeração solar pode ter alguns equipamentos auxiliares, como bombas d'água, ventiladores, etc. Esses equipamentos também são partes importantes do sistema. Os usuários devem mantê-los e verificá-los regularmente para garantir sua operação normal.

Cenários em que um sistema de refrigeração solar pode ser útil

A aplicação de sistemas de refrigeração solar pode ajudar muitas indústrias e setores a reduzir seu consumo de energia e custos de forma sustentável.

• Edifícios e escritórios

  Os sistemas de refrigeração solar podem ser usados para ar condicionado em edifícios residenciais, escritórios comerciais, hotéis, etc. Eles podem usar energia solar para fornecer refrigeração interna, melhorando os espaços de vida e trabalho sem depender de energia convencional.

• Manufatura industrial

  Muitas indústrias precisam manter uma temperatura e umidade estáveis, como processamento de alimentos, farmacêutica, química, eletrônica, etc. Os sistemas de refrigeração solar podem ser usados para fornecer refrigeração a oficinas industriais, armazéns, refrigeração, etc., para atender às necessidades de produção e armazenamento dessas indústrias.

• Instalações de grande escala

  Os sistemas de refrigeração solar também são aplicáveis a grandes instalações, como shoppings, centros de exposições, estádios, aeroportos, etc. Esses locais geralmente têm alta demanda por ar condicionado. Os sistemas de refrigeração solar podem ser usados para fornecer uma solução de refrigeração sustentável para essas grandes instalações.

• Áreas remotas e locais fora da rede

  Em áreas remotas e locais fora da rede, o acesso a fontes de energia convencionais pode ser limitado. Os sistemas de refrigeração solar podem fornecer soluções de refrigeração para essas áreas utilizando energia solar como fonte de energia, como acampamentos temporários, estações de campo, habitações rurais, etc.

Como escolher sistemas de refrigeração para energia solar

Antes de comprar um sistema de refrigeração solar, há alguns fatores cruciais a considerar, como as condições climáticas existentes, o tipo e o tamanho do edifício, o potencial de energia solar, a quantidade de refrigeração necessária, a tecnologia de refrigeração preferida e, finalmente, a confiabilidade, eficiência e desempenho do sistema.

O fator mais crítico que afeta o funcionamento e a eficiência de um sistema de refrigeração solar é o clima. Uma área que recebe muita luz solar durante todo o ano é ideal para sistemas de refrigeração solar. O tipo e o tamanho do edifício também impactam qual sistema é adequado. Outras variáveis a considerar são a quantidade de refrigeração necessária e quanta energia solar um local pode aproveitar.

Diferentes tipos de métodos de refrigeração solar estão disponíveis para escolher, dependendo dos fatores acima. É essencial selecionar o método que funcionará melhor nas condições ambientais e do local específicas. Por exemplo, a refrigeração por adsorção pode funcionar melhor em um local com muita luz solar e altas temperaturas.

As capacidades de refrigeração e os requisitos de energia dos ambientes internos variam. É útil consultar um especialista ao determinar qual tipo de sistema solar instalar. Outros fatores a considerar são a confiabilidade do sistema e os requisitos de manutenção. É crucial garantir que o sistema seja protegido contra riscos climáticos extremos, como tempestades ou granizo que podem danificar o painel.

Finalmente, o custo do sistema de refrigeração solar será um fator decisivo para muitos compradores. Pode ser útil escolher um sistema que se pague em economia de energia em alguns anos. Estimar custos antecipados, despesas operacionais e benefícios de longo prazo ajudará a tomar uma decisão racional.

P&R

P1 Quais painéis solares permanecem frios?

Alguns fabricantes desenvolveram painéis solares que permanecem frios sob o sol. Por exemplo, painéis bifaciais podem permanecer frios porque produzem energia de ambos os lados. Além disso, painéis transparentes podem permanecer frios sob o calor porque permitem que parte da luz solar passe para a superfície abaixo. Além disso, a fotovoltaica integrada ao edifício (BIPVs) pode permanecer fria, pois está integrada à estrutura de um edifício. Além disso, rastreadores solares separados podem permanecer frios inclinando os painéis para um ângulo que maximiza a exposição solar.

P2 Como alguém pode manter os painéis solares frios?

Empregar um sistema de refrigeração solar pode manter os painéis solares frios. Outros métodos incluem elevar os painéis para melhor circulação de ar, inclinar os painéis para melhorar a circulação de ar e pulverização de água. A pulverização de água envolve borrifar água nos painéis solares para resfriá-los. Também é possível instalar dissipadores de calor nos painéis para absorver o excesso de calor. Além disso, sistemas de rastreamento de painéis solares podem ser usados para maximizar a circulação de ar ao redor do painel.

P3 Qual é a desvantagem de um telhado frio?

A principal desvantagem de um telhado frio é o alto custo inicial. Alguns materiais de telhado frio são caros, aumentando o custo geral do edifício. Outra desvantagem é a possibilidade de choque térmico. Um telhado frio experimenta diferentes temperaturas, o que pode causar choque térmico, levando ao rachamento e danos no telhado. Além disso, um telhado frio pode aumentar a quantidade de precipitação caindo ao redor do edifício. Isso provavelmente aumentará as inundações e outros problemas relacionados à água nas proximidades. Curiosamente, um telhado frio pode aumentar a expectativa de vida dos fabricantes de telhados podem usar telhados frios para comercializar seus produtos.

P4 Qual tipo de telhado é o mais frio?

Um telhado branco provavelmente é o mais frio porque reflete mais luz solar do que outras cores. Outros telhados frios incluem telhados verdes, telhas de telhado frio e telhados de telhas. Os telhados de metal prateados estão entre os telhados mais frios. Eles têm alta refletividade e emissividade. Além disso, telhados de telhas feitos de argila ou concreto podem ser telhados frios, especialmente quando bem ventilados. Os telhados frios são preferíveis porque refletem o calor para longe do edifício, reduzindo assim o uso de energia do sistema HVAC.