Bombas de calor apoiadas por energia solar podem ser a solução ideal para o aquecimento de água doméstico.
Uma grande percentagem da energia residencial consumida atualmente resulta da necessidade de aquecer a água para consumo doméstico. Com os preços da eletricidade em constante subida, torna-se urgente recorrer a soluções que façam diminuir esta parcela, que tanto peso tem nos orçamentos familiares.
Uma solução a ter em conta é o recurso a bombas de calor apoiadas por energia solar, dada a sua elevada eficiência e o consequente poder de amortização rápida do investimento inicial.
Bombas de calor aliadas à energia solar como a solução perfeita para aquecimento
Como funciona uma bomba de calor apoiada por energia solar?
Estes sistemas combinam as capacidades das bombas de calor convencionais, que aquecem o ar exterior e que existe em redor dos edifícios, com as vantagens da utilização de painéis solares fotovoltaicos.
Todas as configurações possíveis necessitam de cinco componentes chave: coletores solares, um evaporador, uma válvula de expansão termostática, um compressor e um tanque de armazenamento.
Começando pelos coletores solares, estes não são mais do que uma espécie de painéis solares fotovoltaicos, mas em vez de converterem a energia do sol em eletricidade, os coletores solares convertem a luz solar em calor.
Este calor é depois transferido para a substância refrigerante, que por sua vez se encarrega de o fazer chegar a todo o sistema de aquecimento.
O tipo de coletor que deve ser escolhido varia conforme o ambiente de utilização.
Existem quatro tipos de coletor:
- O coletor solar plano, constituído por um conjunto de grandes placas absorventes, que transferem o calor para a substância refrigerante que corre no seu interior. Este tipo de coletor é ideal para zonas com muita luz solar, dado que o seu funcionamento ideal ocorre quando o sol está diretamente em cima.
- Os tubos de vácuo, que incluem filas de tubos de vidro transparentes e colocados paralelamente uns aos outros, ligados entre si por um outro tubo, este de aquecimento, que contém o refrigerante. Este tipo de coletor não é indicado para utilização em climas quentes, dada a propensão dos tubos em rachar no caso de sobreaquecerem.
- Os coletores fotovoltaicos térmicos, que associam a utilização de células solares com painéis térmicos. Estes últimos recebem o calor produzido pelas células solares, e por sua vez transferem-no para a substância refrigerante. Esta solução é das mais eficientes, pois pode utilizar a eletricidade produzida pelas células fotovoltaicas para alimentar o compressor. Além disso, o espectro de utilização é muito amplo, e vai desde os climas mais frios até aos mais quentes.
- Por último, existem os coletores termodinâmicos, que simplesmente utilizam o calor do sol e do ar para aquecerem o refrigerante, aquando da sua passagem pelo painel. Por não dependerem da exposição solar, funcionam bem em qualquer hora do dia durante todo o ano, e podem ser colocados em qualquer parte dos edifícios.
O próximo componente é o evaporador, que, como o próprio nome indica, é o responsável por fazer com que o fluído refrigerante evapore ao ponto de se transformar em gás.
A válvula de expansão termodinâmica é altamente responsável pela eficiência da bomba de calor apoiada por energia solar, pois é o componente que regula a velocidade com que a substância refrigerante flui para o evaporador, de modo a aumentar a produção de energia.
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O compressor coloca o refrigerante no estado gasoso sob pressão, de modo a concentrar o calor. Dada a necessidade de eletricidade para este elemento funcionar, a sua eficiência sai melhorada nos sistemas que utilizam coletores fotovoltaicos térmicos.
Por último, resta falar dos tanques de armazenamento, que basicamente guardam a água para utilização doméstica, que é aquecida no seu interior através do calor emanado pelos tubos onde ocorrem as alterações de estado físico do refrigerante.
Que bomba de calor apoiada por energia solar escolher?
Conforme foi possível verificar quando descrevemos os diferentes tipos de coletores, que determinam também o tipo de bomba de calor apoiada por energia solar em questão, é necessário ter em conta diversos fatores na hora da escolha.
A seleção do sistema correto vai determinar o seu sucesso ou insucesso, e como tal há certas questões que devem ser respondidas antes de se avançar para a instalação, tais como:
- A bomba de calor apoiada por energia solar vai servir apenas para aquecer a água, apenas para aquecer o ambiente, ou ambos?
- Como é o clima da zona de residência, e qual o sistema mais adequado ao mesmo?
- Como vai ser alimentado o compressor?
- Já possui alguns componentes necessários ao sistema, ou terá de adquirir tudo?
Para terminar, resta mencionar o último fator a ter em conta: o coeficiente de desempenho (COP) dos diferentes sistemas de bomba de calor apoiada por energia solar. Esta medida é muito importante, pois tem como base o calor útil gerado face à energia fornecida.
Quando mais alto o COP, melhor, sendo que qualquer valor superior a 3 já significa que a bomba de calor é altamente eficiente.
