Escola Politécnica da Universidade de São Paulo PEA-5730 Planejamento Integrado de Recursos Energéticos Tema 15 Avaliação do potencial de conservação de energia através do uso dos coletores e painéis solares na Região Administrativa de Araçatuba. Aluno: Érico Luís de San Vicente.
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Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
PEA-5730Planejamento Integrado de Recursos Energéticos
Tema 15
Avaliação do potencial de conservação de energia através do uso dos coletores e painéis solares na Região Administrativa de
Araçatuba.
Aluno: Érico Luís de San Vicente.
Aspectos Prévios do Aproveitamento da Energia Solar
• A capacidade de geração de energia proveniente de fonte solar em um ano é cerca de 10 a 14 mil vezes maior do que o consumo energético mundial no mesmo período.
• O Brasil recebe a maior incidência de raios solares no mundo.
• No dia menos ensolarado e mais nublado do ano, a incidência de radiação solar é de 3,6 kWh / m² no Rio de Janeiro (latitude 22°50’ sul), enquanto que na Alemanha (latitude variando entre 47° e 54° norte), onde essa energia é mais usada, a incidência é de apenas 0,8 kWh / m², diariamente.
Geografia e radiação solar
• Latitude:
Quanto maior a latitude (mais longe do Equador), menor será a incidência da radiação solar.
Geografia e radiação solar
•Eixo inclinado da Terra + Latitude = Variação na duração do dia:
No Equador: 12 horas de luminosidade (variação mínima durante o ano);
Nos Pólos: 6 meses de sol e 6 meses de escuridão;
Em Porto Alegre (30° sul):
10 horas e 13 minutos (21 de junho, solstício de inverno) a
13 horas e 47 minutos (22 de dezembro, solstício de verão).
Geografia e radiação solar
•A radiação solar que atinge uma determinada região, depende também das condições climáticas e atmosféricas locais, de modo que, devido à reflexão e absorção de raios solares pela atmosfera, apenas parte da radiação chega efetivamente à superfície do planeta.
Diante dos dados apresentados acima, por meio de estudos realizados pela UFPE, chegou-se ao mapa de insolação do território brasileiro:
Média anual de insolação diária no Brasil (horas)Fonte: Atlas solarimétrico do Brasil. Editora universitária da UFPE, 2000. (ADAPTADO)
Principais estudos de disponibilidade energética da radiação solar no Brasil
•Atlas solarimétrico do Brasil. Editora universitária da UFPE, 2000, envolvendo a UFPE, CHESF e a CRESESB.•Atlas de Irradiação solar no Brasil – INMET e LABSOLAR – UFSC , 1998.
Estes dois modelos apresentam incorreções, devendo, por isso, serem utilizados de forma complementar.
Principais estudos de disponibilidade energética da radiação solar no Brasil
UFPE-CHESF-CRESESB INMET - UFSC
Avaliação da Radiação Solar na Região administrativa de Araçatuba, pelos mapas anteriores :
Mapa UFPE:
18 MJ/m² dia
1 Wh = 3.600 J/s
Então, fazendo as contas, obtemos:
5000 Wh/ m² dia
Mapa UFSC
5500 a 5700 Wh/m² dia
Tecnologias solares disponíveis:
• Aproveitamentos térmicos (aquecimento de água):
Concentrador solar;
Coletor solar;
• Conversão direta em energia elétrica:
Para sistemas de iluminação;
Para sistemas de bombeamento de água;
Para sistemas de irrigação.
Aplicações térmicas – concentrador solar
• Princípio de funcionamento: espelho côncavo.
• Uso: geração de vapor em sistema híbrido de geração de energia com gás natural.
• Dificuldade: focalizar a luz solar sobre uma pequena área exige algum dispositivo de orientação, acarretando custos adicionais ao sistema, os quais tendem a ser minimizados em sistemas de grande porte.
Aplicações térmicas – concentrador solar
• Custo da eletricidade gerada entre US$ 90,00 e US$ 280,00.
Aplicações térmicas – Aquecimento de Água
• Ilustração de um sistema solar de aquecimento de água