Cálculo de sistemas solares térmicos: dimensionamento e conceção

Em princípio, qualquer telhado é adequado para um sistema solar térmico. No entanto, a inclinação e a orientação do telhado devem ser correctas. Uma superfície de telhado virada para sul é uma boa base e deve estar livre de sombras. Podem ser toleradas pequenas perdas de calor de manhã ou à noite devido à baixa posição do sol. A instalação é possível tanto em telhados planos como em telhados inclinados. No entanto, um sistema solar térmico da Viessmann também pode ser instalado diretamente na fachada de um edifício.

Regra geral, estes sistemas não necessitam de licenças especiais. As únicas excepções são os edifícios classificados e os localizados em áreas com regulamentos de proteção ambiental. Se não tiver a certeza, contacte o serviço responsável antes de tomar qualquer medida.

Os colectores solares recolhem energia sempre que os raios de sol incidem na sua superfície. No inverno, a única coisa a ter em conta é o facto de o sol estar mais baixo no horizonte. Para além disso, o número de horas de sol também é normalmente menor. Este facto deve ser sempre tido em conta antes de instalar um sistema solar térmico. Os colectores solares da Viessmann oferecem várias opções de instalação. Se a posição do telhado não for favorável, a montagem na fachada pode ser uma solução. Neste caso, contudo, a secção da fachada que está mais exposta ao sol durante o dia deve ser escolhida como local de instalação. Basicamente, a inclinação dos colectores, bem como o tamanho das superfícies dos colectores, podem ser ajustados de forma a obter um rendimento comparativamente elevado também no inverno.

O esforço de manutenção necessário para um sistema solar térmico é baixo em comparação com outros sistemas de aquecimento. No entanto, é aconselhável fazer uma inspeção anual. Durante uma inspeção, são verificados aspectos como a pressão do sistema e as bombas. Além disso, deve ser realizada uma inspeção visual dos componentes principais a cada três a cinco anos. Durante esta inspeção, o empreiteiro examinará não só os colectores, mas também os outros tubos, acessórios e outros componentes.

Sempre que um sistema de aquecimento é enchido, é introduzido ar no circuito do coletor. Este ar é em grande parte deslocado pelo meio de transferência de calor. Uma pequena parte permanece e também está no próprio meio, mas só é libertada a temperaturas mais elevadas. O ar no circuito do coletor produz ruído e pode afetar significativamente o fluxo adequado através dos colectores solares. Ao contrário de outros sistemas de aquecimento, não é possível purgar o sistema no seu ponto mais alto (ou seja, no coletor) enquanto está em funcionamento. São utilizadas válvulas de purga de ar, que são abertas ou fechadas manual ou automaticamente. Idealmente, estão localizadas no fluxo e a montante da entrada do cilindro.

Nos meses mais ensolarados do ano, o cilindro amortecedor do sistema solar térmico pode ficar saturado e deixar de ser capaz de absorver o calor dos colectores. A oferta excede a procura. No entanto, desde que a unidade de controlo reconheça este facto, interromperá o circuito solar a tempo. A estagnação térmica é um processo normal de funcionamento num sistema solar térmico: o fluido solar começa a evaporar a uma temperatura entre 140 e 150 graus Celsius. A pressão no sistema continua a aumentar devido ao aumento de volume e o fluido no coletor é forçado a entrar num vaso de expansão com membrana (DEV). Pouco ou nenhum fluido permanece nos colectores. Estes só se enchem novamente quando a temperatura desce. Devido à condensação do fluido solar, a pressão no sistema cai novamente e o fluido temporariamente armazenado no DEV flui novamente para fora. Se for necessário calor, o sistema solar térmico volta a arrancar. É importante que o sistema solar térmico seja concebido para a estagnação e que a sua manutenção seja efectuada regularmente. Isto permite verificar o estado do fluido do coletor, que pode ser afetado pelo processo.

No que diz respeito à energia solar, a questão interessante é saber qual a quantidade de radiação solar que pode ser utilizada em termos reais. Dos 1367 W/m² de radiação absoluta (constante solar), um máximo de cerca de 1000 W/m² atinge o solo, devido à atmosfera terrestre. A parte da radiação que atinge o solo quando o céu está limpo é designada por radiação direta. Se a luz solar atravessa as nuvens, é dispersa e designa-se por radiação difusa. A soma da radiação difusa e da radiação direta é designada por radiação global.

A cobertura solar descreve o rácio entre a energia necessária para gerar calor e o calor solar utilizável. Quanto maior for a cobertura solar, menor será a quantidade de energia a ser fornecida pelo sistema convencional. A base para o cálculo da cobertura solar é sempre a quantidade de calor fornecida pelos respectivos geradores de calor por ano (e não a sua produção).

A eficiência descreve o rácio entre a energia radiada e o calor solar utilizável. Temperaturas elevadas e longos períodos de inatividade reduzem a eficiência. A eficiência influencia diretamente o rendimento específico do sistema de colectores. Indica a quantidade de calor utilizável que o sistema solar térmico pode produzir por ano por metro quadrado de superfície do coletor. Regra geral, quanto maior for o rendimento específico, maior será a eficiência do sistema.