Coletor Solar com Materiais Recicl�veis apresentacao para SNEF 2011re

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Oficina de Construção de Coletores Solares Térmicos com Materiais Recicláveis e de Baixo Custo:

Oficina de Construção de Coletores Solares Térmicos com Materiais Recicláveis e de Baixo Custo XIX Simpósio Nacional de Ensino de Física Universidade do Estado do Rio de Janeiro- UERJ José Carlos Xavier, Carlos Eduardo Leal, Marcelo Bomfim , Luis Felipe Barbosa xavier@uerj.br

Principais Problemas da Atualidade:

Principais Problemas da Atualidade Geração de resíduos Escassez de fontes limpas de água 2

Principais Problemas da Atualidade:

Principais Problemas da Atualidade Substituição do uso de combustíveis fósseis por fontes alternativas de energia Solar Eólica Nuclear Biomassa, etc. 3

Coletores Solares:

Coletores Solares 1767 - Primeiras experiências com aquecedores solares para aquecimento de água. Nos dias de hoje, custos ainda elevados dos aquecedores solares industriais, principalmente para comunidades de baixa renda. 4

Coletores Solares de baixo custo:

Coletores Solares de baixo custo Produzidos com materiais recicláveis (PET, caixas acartonadas TetraPak , tubos e conexões de PVC) Modelo original - proposto por J. A. Alano (Tubarão, SC) – Registro INPI Disponível em http://josealcinoalano.vilabol.uol.com.br/manual.htm Adotado pela Secretaria Estadual de Meio Ambiente do Paraná e CELESC, SC Kit Resíduos: Água Quente para Todos – Aquecedor Solar , Secretaria Estadual de Meio Ambiente do Estado do Paraná, disponível em < http://www.pr.gov.br/meioambiente/pdf/solar.pdf > 5

Coletores solares com materiais recicláveis:

Coletores solares com materiais recicláveis Figura 1 – Tubos PVC Figura 2 – Caixas Tetra Pak Figura 3 – Garrafas PET 6

Coletores solares de baixo custo:

Coletores solares de baixo custo Figura 4 – Protótipo coletor com 2 módulos (cerca de 1m 2 ) Princípios físicos Absorção da radiação de corpo negro (caixas TetraPak e tubos PVC, pintados de preto) Efeito estufa (Garrafas PET) Transferência de calor (água circulante nos tubos) Efeito Termosifão (água quente do coletor para o reservatório térmico) 7

Funcionamento dos coletores solares:

Funcionamento dos coletores solares Figura 5 – Princípio de Termosifão Figura 6 – Instalação nas Residências 8

Instalação dos coletores solares com materiais recicláveis:

Instalação dos coletores solares com materiais recicláveis Figura 7 – Coletor instalado por J.A. Alano 9

Coletores solares com materiais recicláveis:

Coletores solares com materiais recicláveis Objetivos substituição do chuveiro elétrico por um coletor solar para aquecimento da água, para uso doméstico; redução do consumo de energia elétrica convencional e sua substituição por fonte de energia renovável; redução (em até 30%) do gasto com conta de energia elétrica nas residências; melhoria da climatização no interior das residências, pela absorção do calor incidente nos telhados; 10

Coletores solares com materiais recicláveis:

Coletores solares com materiais recicláveis Objetivos diminuição do montante da destinação final dos resíduos sólidos (garrafas PET e embalagens acartonadas TetraPak ); reutilização de materiais descartáveis PET e TetraPak , segundo a metodologia dos 3R´s; aumento do tempo de vida do aterro sanitário (lixão); contribuir para o fortalecimento do desenvolvimento de boas práticas sustentáveis na localidade, em conformidade com as Metas de Desenvolvimento do Milênio ; melhoria da qualidade de vida dos moradores. 11

Fatores relevantes no dimensionamento, montagem e instalação dos coletores:

Fatores relevantes no dimensionamento, montagem e instalação dos coletores Posicionamento das estruturas em relação ao norte geográfico; Características do local de instalação dos coletores; Dimensionamento das estruturas em função da demanda dos usuários; Inclinação das estruturas em função da latitude local; Insolação diária local em cada época do ano; Temperatura inicial da água a ser aquecida; Isolamento térmico do reservatório de água. 12

Especificações físicas do coletor:

Especificações físicas do coletor Área de absorção solar do coletor p/ 1 pessoa 1,0 m 2 Quantidade de garrafas PET (2,0 l) 54 Quantidade de caixas tipo Tetra Pak 45 Quantidade Tubos PVC (20 mm) 12 m Quantidade de Conexões PVC tipo T (20 mm) 18 Quantidade de Conexões PVC tipo L (20 mm) 2 Capacidade do Reservatório Térmico 50 l Volume de água contido no coletor solar 3 l 13

Comparativo Chuveiro Elétrico x Aquecedor Solar:

Comparativo Chuveiro Elétrico x Aquecedor Solar Potência do chuveiro elétrico ( posição quente ) 4.400 W Tempo Médio por banho 5 min Energia Consumida por banho 0,4 kWh Custo por banho R$ 0,17 Custo pessoa/mês (1 banho por dia) R$ 5,10 Consumo de água para banho por pessoa 50 l Temperatura da água do chuveiro (posição quente) 32º C Temperatura média de saída da água do coletor 50º C Custo médio de material p/ fabricação coletor por m 2 R$ 100,00 14

Slide 15:

Figura 10 – Variação da Temperatura no reservatório térmico – CEADS/UERJ em 5/5/2007 (Outono) 15

Slide 16:

Figura 11 – absorção térmica nas superfícies das embalagens Tetra Pak (75% celulose, 20% polietileno, 5% alumínio) 16

Comentários Finais:

Comentários Finais Dificuldades encontradas Perda noturna de energia por radiação no reservatório térmico Variação da temperatura em função da altura do reservatório térmico Especificidades do local de instalação Armazenamento da água quente Caixas de isopor com capilaridade (permeável) Soluções propostas e inovações Revestimento do tubo PVC com Tetra Pak Diminuição das alturas de entrada/saída de água quente/fria no reservatório térmico Uso duplo de garrafas PET Uso de caixas de isopor Pintura interna das caixas de isopor com tinta alumínio 17

Evento Morar Mais por Menos 21 agosto – 23 setembro 2007, São Conrado, Rio de Janeiro/RJ :

Evento Morar Mais por Menos 21 agosto – 23 setembro 2007, São Conrado, Rio de Janeiro/RJ 18

Coletor solar em Vila Dois Rios Ilha Grande/RJ:

Coletor solar em Vila Dois Rios Ilha Grande/RJ 19

Creche Chico Mendes, Florianópolis, SC:

Creche Chico Mendes, Florianópolis, SC coletores com 1000 garrafas PET 20 m 2 de painel solar caixa dágua de 2000 l atendimento p/ 140 crianças 20

Oficina com José Alano em SC:

Oficina com José Alano em SC

Capacidade instalada na Creche Chico Mendes SC :

Capacidade instalada na Creche Chico Mendes SC

Coletor instalado na Creche Chico Mendes SC:

Coletor instalado na Creche Chico Mendes SC

Capacidade instalada na Creche Chico Mendes SC:

Capacidade instalada na Creche Chico Mendes SC

O artista do coletor SC:

O artista do coletor SC

Coadjuvante de produção SC:

Coadjuvante de produção SC

Creche Chico Mendes SC:

Creche Chico Mendes SC

Caixa de água com isolamento:

Caixa de água com isolamento

Caixa isolada termicamente:

Caixa isolada termicamente

Sistema pronto para a pesquisa:

Sistema pronto para a pesquisa

Minha casa :

Minha casa

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