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05/07/2006
Comparação de eficiência entre modelos diferentes de Coletores Solares de Baixo Custo.

 

Iniciamos recentemente a comparação das eficiências e características de um coletor solar feito com tubos de PVC, garrafas PET e caixas TetraPak com as do coletor ASBC feito com forro alveolar de PVC.

Quem a enviou o coletor de garrafas PET foi o Sr. José Alano, de Tubarão Santa Catarina, que montou um Manual para a construção de um Aquecedor Solar com este tipo de coletor, disponibilizado neste site em => projeto ASBC => links

Este teste só será indicativo, já que não temos à mão os dispositivos de testes tais como usados pela equipe da Green Solar da PUC de MG. É este laboratório que testa todos os coletores comerciais (industrializados) brasileiros, visando oferecer ao fabricante o selo de conformidade do Inmetro.

Abaixo foto de como estava sendo feita a primeira bateria de testes no laboratório da Sociedade do Sol.

A seguir os resultados:

 

Teste Comparativo entre coletores ASBC e PET
Data: 16/08/2006

Motivo do teste:

A Equipe da Sociedade do Sol é permanentemente inquirida sobre a coqueluche do momento, a possibilidade do uso de coletores solares montados com a reutilização de garrafas PET e com as caixas “Tetra Pak”, aquelas do leite.

Um amigo desta casa, Sr. José Alcino Alano de Tubarão – SC, apresentou recentemente um projeto de um aquecedor solar com coletores montados com garrafas PET e Caixas “Tetra Pak” (Projeto em "Links" deste site). A pedido, enviou-nos um coletor PET completo com área muito próxima à do coletor do ASBC. Este coletor em permanente exposição é sempre apresentado aos alunos dos cursos ASBC.

E tal como acertado, montamos uma pesquisa comparativa entre as duas tecnologias. Os resultados são interessantes e seguem abaixo..

Equipamentos e métodos:

Dois aquecedores solares com as seguintes características

1 - Área de cada um dos coletores: 0.8 m²
2 - Direção dos coletores: Norte Geográfico
  Inclinação dos coletores: 30 graus
3 - Dutos PVC marrom dos dois sistemas: 25 mm
4 - Volume interno dos coletores: Coletor de Garrafa PET 3 litros
Coletor do ASBC 8 litros
5 - Volume de água de cada uma das caixas: 70 litros
6 - Caixas Usadas: Polietileno 200 litros, tipo bombonas, azuis
7 - Isolamento térmico: Nenhum
8 - Duração da experiência: 1 dia
  8.1 - Outra experiências: Nos dias anteriores uma série de tentativas foram realizadas ......mas sempre apresentando típicas falhas laboratoriais.
9 - Temperatura Ambiente máxima no dia: 31º C
10 -  Termômetro: -10 a +110º C, de álcool da Incoterm
  10.1 - Forma de Medição: Manual, logo após a vigorosa mistura da água de cada uma das duas bombonas.
  10.2 - Temperatura final esperada: Temperatura máxima do dia mais 20º C.
11 - Ventos: Médios
12 - Irradiação Solar: Boa, mas com nuvens ocasionais.

Resultados obtidos:

As medidas e respectivas curvas demonstram no decorrer do dia um diferencial de temperatura crescente entre sistemas, chegando a 4º C. entre 13:30 a 14:30 horas. Porém no final do dia útil, este diferencial se reduz a 2,5º C, muito provavelmente devido ao efeito estufa oferecido pelas garrafas PET.

Comparando os ganhos térmicos entre sistemas no final do dia, o do ASBC é 17,2% maior. É um valor considerável mas que não reflete a realidade diante da falta do obrigatório isolamento nos dutos de retorno e nas próprias caixas - bombonas usadas nestas medidas.

Admitindo a existência do isolamento e a (muito provável) temperatura final de 50º C, o ganho a favor do coletor ASBC cai para 10,2% permitindo afirmar que os dois sistemas são praticamente equivalentes.

 

Leituras e Curvas:

 

 

 

Observação:

Durabilidade:
A dúvida que fica é a da durabilidade da garrafa PET quando exposta à irradiação solar permanente. Segundo os fabricantes da matéria prima das garrafas, ela poderá se degradar num prazo de 4 a 6 anos, valor que consideramos muito bom quando comparados a materiais como o Polipropileno e Polietileno, que, sem aditivos, não duram mais do que poucos meses ao sol.
No caso do coletor ASBC, a durabilidade prevista ultrapassa os 10 anos, desde que haja uma (muito sugerida) repintura dos coletores de PVC a cada 4 anos.
No caso do coletor PET, após o prazo de vida do material , suas garrafas deverão ser substituídas.
Em ambos os casos, operações de fácil concretização.

Exposição a granizo:
Acreditamos que o coletor PET quando mais jovem (flexível) tem uma resistência ao granizo superior ao do coletor ASBC. Este último, submetido a granizo forte, deve passar por uma manutenção de selamento de trincas, operação fácil e de realização no telhado ou laje.

Custo:
Admitindo ausência de custo nas garrafas PET e caixas de leite, o custo do coletor que nos foi enviado é cerca de 13% menor que o do coletor de projeto ASBC. A diferença vem do uso dos tubos de PVC marrom de 32mm no coletor ASBC.

Projetos didáticos:
Ambos os projetos tem um forte chamariz para uso em laboratórios e trabalhos escolares. O Coletor de garrafas PET e respectivas caixas de Tetra Pack oferecem uma interesse adicional sob o prisma ambiental ao combinar geração de energia térmica a processos de reciclagem de materiais descartados pela sociedade (Fatores, que em conjunto, são simplesmente imbatíveis na aplicação escolar).

Tempo de montagem dos coletores:
Dados estão sendo levantados.
Fica em aberto o tempo requerido para a coleta e lavagem das garrafas PET e das caixas Tetra Pack. Idem, compra de placas modulares de PVC.
De qualquer maneira estes tempos não tem valor comercial face `a autoconstrução destes componentes.

Repetição do teste comparativo entre coletores ASBC e PET:
Tão logo o trabalho de isolamento das caixas térmicas e tubos de retorno tiver sido realizado. Esperamos isto para o início de 2007.

 

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