Painel Solar Térmico

Os painéis solares térmicos são os mais comuns, servem principalmente para aquecer a água dos banhos mas também como apoio a piscinas ou ao aquecimento central (ainda que, como os painéis solares no Inverno têm menos rendimento, sozinhos não possam garantir o aquecimento central e servem apenas para dar algum apoio ao sistema principal que será uma caldeira a gás ou gasóleo, por exemplo. Mais de metade dos gastos de energia de uma família é com o aquecimento de água, pelo que facilmente há aqui margem para diminuir a fatura mensal do gás, gasóleo ou eletricidade. Um sistema corretamente dimensionado permite poupar 70% da energia necessária para aquecer a água que usamos em casa anualmente.

Como funciona?

A superfície do painel solar transforma a luz solar em calor aproveitável. Este calor é absorvido pelo líquido solar que se encontra dentro do painel e é transportado com a ajuda de uma bomba através de tubos devidamente isolados, até ao depósito de água quente.

A água quente está agora disponível num depósito acumulador. O material isolante deste, impede o arrefecimento da água, sendo possível utilizar a água quente através da energia solar em períodos onde não existe sol, como por exemplo, durante a noite.

No entanto é indispensável prescindir de outros sistemas de aquecimento de águas sanitárias por isso continue a ter o sistema normal de abastecimento com gás mas apenas como apoio ao solar em caso de necessidade.

Como escolher o Deposito adequado?

Porque o consumo de água quente nem sempre coincide com os períodos de maior incidência solar, há a necessidade de se acumular a água quente num depósito para consumo posterior.

O volume de capacidade do depósito de acumulação, deverá ser dimensionado de acordo com a análise energética, tendo em conta:

·         Número de pessoas.

·         Quantidade de água por elas consumida.

·         Temperatura desejada.

Quanto custa? 

Os painéis com depósitos exteriores de 180 ou de 300 litros (para famílias de duas a três ou de quatro a sete pessoas respetivamente) podem ir de €2500 a €4000. Os equipamentos com depósitos interiores podem variar entre os €3000 e os €5000 para volumes semelhantes.

Para produção de Água Quente Sanitária, o Sistema Solar é composto por:

Painel Solar – Um ou mais painéis, que transformam a radiação solar
incidente em energia térmica.

Acumulador Solar – Depósito que acumula a água quente até que esta seja
necessária para consumo.

Circuito Hidráulico – Tubagens, bombas circuladores e válvulas.

Grupo de Circulação – Incorporado no circuito hidráulico, faz circular o líquido térmico pelos tubos que ligam o painel solar ao depósito acumulador.

Central de Controlo – Elementos de controlo e regulação que asseguram o correto funcionamento do sistema.

Apoio Energético – Sistemas complementares de aquecimento que apenas são acionados quando as radiações recebidas pelo painel não são suficientes para o nível de aquecimento desejado. Como por exemplo Caldeiras e Esquentadores.

Tipos de sistemas solares térmicos

Essencialmente os 2 tipos de sistemas solares térmicos dividem-se na forma como o fluido e a água aquecidos circulam no sistema.

Circulação termossifão

Os sistemas de circulação por termossifão, utilizam as leis da física para fazer a água circular de forma gratuita no sistema. Usando os princípios da gravidade, e da termodinâmica o sistema é calculado para que a água quente suba para o reservatório naturalmente, enquanto a água fria desce para o painel solar coletor.

Assim sendo este tipo de sistema elimina completamente a necessidade de uma bomba elétrica para fazer circular a água. São mais económicos por isso mesmo, são também mais simples de instalar em sua casa. O tamanho do tanque pode ser escolhido conforme a necessidade da habitação, assim como o tamanho dos painéis solares.

A contrapartida é que podem não ser tão eficientes como os sistemas de circulação forçada (dependendo das aplicações). E obrigam a que o reservatório de água esteja colocado por cima dos painéis solares coletores.

Circulação forçada

Este tipo de sistema geralmente tem o tanque de água separado dos painéis solares coletores, permite portanto ter o tanque ao nível do chão, em qualquer compartimento da casa, e os painéis no telhado. Ao contrário do sistema de termossifão a água circula no sistema graças a uma bomba de água controlada eletronicamente permitindo assim na maioria dos casos uma maior eficiência, já que o sistema pode calcular quando é que é necessário ter água a circular (e com que caudal) ou não. Não havendo assim muito desaproveitamento de energia.

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Bomba de Calor

As Bombas de Calor são um exemplo, pois são muito vantajosas por serem de fácil instalação e terem componentes de alta qualidade, podendo o módulo e o tanque ser substituídos separadamente.

A instalação pode ainda ser feita em diferentes condições, sendo que as suas características de ventilação podem até ser utilizadas para melhorar a qualidade do ar da divisão que o aparelho ocupa.

Bombas de Calor transferem calor de um ambiente para outro, através de um fluido frigorígeno. As Bombas de Calor constituem também uma solução de Aquecimento económica, sendo que, são reconhecidas como tecnologia de Aquecimento renovável.

No modo de arrefecimento, as Bombas de Calor, funcionam transferindo o calor de uma divisão ou espaço interior para o ar exterior, arrefecendo a área interior. Inversamente, as Bombas de Calor são capazes de extrair calor latente do ar exterior (mesmo quando a temperatura exterior é tão baixa quanto -20°C) transferindo-o para o interior, para aquecer os espaços.

Tipos de Bombas de calor:

 Aerotérmica – Fonte de calor é o Ar

 Geotérmica – Fonte de calor é o Subsolo

 Assistidas a energia Solar

Eficiência de uma Bomba de Calor

As bombas de calor têm uma eficiência de cerca de 300%. Isto significa que por cada unidade de energia utilizada pela bomba de calor em funcionamento, são geradas três ou mais unidades de calor para utilização num edifício. 

Uma vez que as bombas de calor funcionam extraindo o calor disponível do ar exterior, são muito mais eficientes do que o mais eficiente dos sistemas de aquecimento baseado em combustíveis fósseis.

Funcionamento Bombas Calor Geotérmicas

Uma bomba de calor apenas necessita de uma fonte de calor (ar exterior), dois permutadores de calor (um para absorver e outro para libertar o calor) e uma relativamente pequena quantidade de energia motriz para manter o sistema em andamento.

Para uma melhor compreensão do funcionamento das bombas de calor recomenda-se a visualização das seguintes animações ilustrativas:

Modo Bomba de Calor

Bomba de Calor Reversivel 

Bomba de Calor com arrefecimento passivo

Porque é que as pessoas não escolhem esta tecnologia?

As bombas de calor permanecem um mistério para a maioria das pessoas. O conceito de troca de calor a partir de uma fonte fria para um interior frio pode não ser intuitivo para todos numa primeira análise.

Vantagens de bomba de calor para aquecimento central

-Pode agora aquecer a sua casa e as suas águas sanitárias de forma muito mais económica, limpa, cómoda e amiga do ambiente.

-Tudo isto com um investimento acessível e amortizado em poucos anos.

-Além de que não terá de fazer grandes obras – poderá bastar a troca da sua caldeira por uma bomba de calor e pouco mais.

-Se a sua instalação de aquecimento central, mesmo com radiadores clássicos, tiver sido dimensionada com boa margem de segurança, pode usar a bomba de calor em vez da sua caldeira de gás, gasóleo ou mesmo lenha, com muito mais economia e comodidade e praticamente com o mesmo conforto e poluindo menos.

-E pode fazê-lo bem, de dia ou de noite, de Verão ou de Inverno, até com temperaturas próximas do 0ºC.

-E mais cómoda por evitar tanques de combustíveis, tubagens, chaminés abastecimentos frequentes, risco de fugas, cheiros, etc.

-Com depósito de inércia / acumulação ou a fio de água pode ter água quente até 60ºC, sem apoio de resistência elétrica ou consumo direto de energias fosseis.

Qual o investimento necessário?

            O investimento irá depender de vários fatores nomeadamente o tipo de bomba de calor, a área de aquecimento, alterações necessárias ao seu lar (caso se trate de uma remodelação), no entanto um sistema que produza 11 kW (calor+frio/mono) terá um investimento de cerca 5.000,00€.

O investimento vai depender muito das modificações que o seu lar irá necessitar para a instalação do sistema em seguida podemos ver uma analise qualitativa do investimento necessário.

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Mini Aerogerador

Os aerogeradores de pequeno porte, domésticos ou mini eólicas são capazes de gerar uma parte significativa da energia elétrica consumida por uma família ou uma pequena indústria, não só em áreas rurais, quintas e outros locais isolados da rede elétrica nacional, mas também em zonas urbanas e áreas em que podem ser ligados à rede elétrica nacional e contribuir para a redução da conta da eletricidade.

Eis algumas questões frequentes:

Quais as condições para a instalação de um aerogerador de pequeno porte?

- Local com vento regular todo o ano;

- Cumprir os requisitos legais de instalação;

- Espaço apropriado;

Quais as vantagens das mini eólicas?

Em muitas situações, a utilização da energia eólica é a que oferece melhores garantias de sucesso, uma melhor relação custo/benefício e um período de recuperação do investimento mais rápido uma vez que as mini eólicas permitem gerar energia 365 dias por ano 24 horas diárias. Conjugadas com alguns painéis solares, podem permitir total autonomia energética a moradias.

Que problemas podem surgir?

Em Portugal, a instalação de um aerogerador, cujo raio do rotor não ultrapasse 1,5 metros e não suba acima dos 4 metros do topo da construção, não carece de licença camarária, caso estas medidas sejam ultrapassadas será necessário dirigir-se à autarquia local e informar-se acerca dos procedimentos a tomar. Para além disso estes mini aerogeradores podem produzir níveis de ruído entre os 52 e os 55 decibéis, com ventos fortes, o que poderá provocar algum desconforto.

Como escolher a dimensão da turbina?

As dimensões são calculadas em função do consumo especulado e da velocidade média do vento no local.

Uma turbina de 1,5 KW  (3,2 metros de diâmetro) com ventos médios de 6,5 m/s, poderá fornecer cerca de 50% da energia necessária para uma família que consuma entre 700 e 800 kW/h por mês.

Qual é o período de retorno do investimento?

Recentemente foi retificada a legislação sobre da produção de energia para autoconsumo, querendo com isto dizer que, já não é necessário vender a energia produzida pelos nossos sistemas à rede pública. Assim sendo retorna o seu investimento numa média de 5-6 anos.

Dois tipos de sistemas eólicos:

Verticais:

Este tipo de aerogeradores é especialmente indicado para meios urbanos, porque, além de ser silencioso, aproveita bem o vento, mesmo que a direção deste não seja constante e haja a formação de turbilhões, o que acontece frequentemente em áreas com edifícios, árvores e outros obstáculos.

Horizontais:

Os aerogeradores de eixo horizontal baseiam-se no princípio de funcionamento dos moinhos de vento. São constituídos por turbinas de uma a três pás ou multipás (acima de três pás), com um perfil aerodinâmico. São ideais para zonas mais rurais onde o espaço e o barulho não são problema.

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Painel Solar Fotovoltáico

Até à pouco tempo instalar painéis fotovoltaicos para produzir eletricidade ficava tão caro que a sua utilização por particulares era praticamente incomportável. Com o aumento da concorrência e o surgimento de materiais que possibilitam uma eficiência superior os preços foram baixando tornando viável a utilização de painéis solares como sistemas de auxílio à rede pública com a intensão de fazer diminuir o valor da fatura elétrica. Portugal é um país com excelentes condições para a produção de energia solar devido à sua localização dispõe de um grande número de horas solares diariamente tanto no verão como no inverno. Recentemente foi reformulada a lei da produção de energia para autoconsumo, quer isto dizer que já não é necessário vender a energia à rede pública, assim sendo o utilizador pode consumir imediatamente toda a energia que produz.

Como funcionam?

 Os painéis fotovoltaicos convertem a energia do sol em energia elétrica que é armazenada em baterias e usada quando for preciso. Em todo o caso, "este tipo de instalações serão sempre para consumos diminutos: luz, televisão, frigorífico e pouco mais".

Quando custa?

Pode contar com um custo entre os mil euros (instalação mínima para acender as luzes) e os 20 mil euros (que até pode incluir uma bomba solar para tirar água). Existem soluções completas de energia solar a partir de 500€ ou mesmo até a baixo desse preço (variando a qualidade e durabilidade dos materiais) visto que existem comparticipações do estado. A utilização de painéis solares é um investimento a longo prazo sendo que o seu retorno tem uma duração média de 5-6 anos dependendo das condições da instalação.

Que benefícios fiscais e outros incentivos existem para a eletricidade solar?

Está prevista a dedução à colecta do IRS em 30% até um máximo de €700€, embora na prática não funcione pois esta dedução é avaliada em conjunto com as deduções no âmbito do crédito à habitação. Isto faz com que uma pessoa que tenha um empréstimo à habitação (situação comum na maioria das famílias portuguesas), não consiga ter benefício no IRS pela aquisição do equipamento de energias renováveis. A taxa do IVA aplicada é a taxa intermédia de 12%.

E quando não há sol?

Quando não há sol, posso utilizar a energia acumulada em baterias ou, no caso de estar ligado à rede elétrica, posso utilizar eletricidade diretamente da rede.

É preciso algum tipo de pré-instalação na minha casa para montar painéis solares elétricos?

Uma instalação de eletricidade solar é constituída pelos painéis solares e outros acessórios como estruturas de instalação, cablagem diversa, eletrónica de controlo e, eventualmente, baterias para acumular energia.

Não é necessário nenhuma pré-instalação além da possibilidade de trazer cabos elétricos do telhado para dentro de casa.

E manutenção?

Como as instalações solares não têm partes móveis, a manutenção é mínima: apenas uma limpeza ocasional da sujidade acumulada. Sistemas autónomos com baterias exigem a monitorização das baterias.

Quantos anos dura um painel solar?

O tempo de vida de um painel solar elétrico pode-se estender por várias décadas. A maioria dos fabricantes oferece garantias de pelo menos 25 anos, pelo que pelo menos por esse período é de esperar que o painel não se avarie. Outras componentes de uma instalação, como as baterias ou circuitos eletrónicos de controlo tem tempos de vida mais curtos, podendo durar entre 3-15 anos

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