| Resumo: | A energia solar é um recurso com grande potencial no nosso planeta, mas até hoje sua utilização para conversão em outros tipos de energia, como calor e eletricidade são bastante reduzidos, em grande parte devido aos custos desses sistemas. O projeto de um coletor solar integrado ou telhado traz a novidade de diminuir os custos dos coletores, fazendo uma telha já preparada para tal propósito. O tipo de coletor adotado é o CPC (Compound Parabolic Collector) com absorvedor tubular, um concentrador que é capaz de aceitar radiação de uma ampla faixa de ângulos. Nesse sistema a telha passa a ser apenas o refletor, não necessitando de grandes modificações em relação aos padrões já estabelecidos. O objetivo deste trabalho foi minimizar o custo beneficio de todo o sistema, considerando o telhado, o coletor e os custos envolvidos, de modo que nenhuma dessas partes pudesse ser prejudicada em demasia, dessa forma foi encontrada a configuração que apresenta o menor custo benefício, com absorvedor de 28 mm de diâmetro. Foram feitos ensaios experimentais, realizados em um protótipo construído artesanalmente durante o projeto, e os resultados comparados com as análises ótica e térmica do coletor, realizadas computacionalmente. A eficiência térmica da telha coletor encontrada experimentalmente foi calculada em 30%, muito próxima do valor teórico de 31,7% e o custo-benefício da energia produzida ao longo da vida do coletor foi de 0,126 R$/kWh térmico, valor bem próximo dos coletores convencionais. ________________________________________________________________________ ABSTRACT
The solar energy is a great potential resource in our planet, but its conversion into other types of energy, like heat or electricity, is much reduced so far, mainly because of the costs of these systems. The design of a solar collector integrated with the roof brings the novelty of reducing the costs of the collectors, making tiles already prepared for such purpose. The type of collector chosen is the CPC (Compound Parabolic Collector) with tubular absorber, a concentrator capable of accept incoming radiation over a relatively wide range of angles. In this system, the tile is just the reflector, and it is not necessary to make big modifications. The objective of this study is to maximize the cost-effective of the hole system, considering the roof, the collector and the involved costs, so that none of these parts could be affected too much, with this in mind, the configuration with the smaller cost-effective was found. Experimental tests were done in a prototype built by hand during the project. The thermal efficiency of the tile-collector was experimentally calculated at 30%, very close to the theoretical value of 31,7% and the cost-effective of the energy produced over the life of the collector was 0,126 R$/kWh (thermal), very close to the value of the conventional solar collectors. |
