Refrigeração de ambientes por absorção utilizando energia solar térmica com ênfase na redução da carga do sistema elétrico nacional: uma alternativa à refrigeração por compressão mecânica de vapor
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2017Metadata
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O Sol fornece à atmosfera da Terra 1,53x1018 kWh por ano, enquanto o
consumo energético mundial em 2008 segundo a DOE/EIA dos Estados Unidos foi
de 1,48x1014 kWh, ou seja, cerca de 10.000 vezes mais que toda a demanda
energética do planeta. Grande parte desta energia chega a Terra em forma de calor
e luz. Energia luminosa esta, pode ser convertida em eletricidade em painéis
fotovoltaicos através do efeito fotoelétrico, entretanto com baixo rendimento, alto
custo de implantação e sensível a altas temperaturas.
As ondas térmicas oriundas do Sol, por sua vez, e que são aplicadas ao
sistema proposto nesta pesquisa, podem se converter em energia útil com um maior
rendimento e menor custo de implantação em comparação com um sistema
fotovoltaico e com a vantagem de quanto maior a temperatura, maior a conversão de
energia.
O Centro PROCEL (2005) aponta que 44% da energia elétrica nas
residências brasileiras são utilizadas para aquecimento de água para banho e
condicionamento de ar. Desta forma, converte-se energia elétrica, energia nobre, em
energia térmica.
A energia elétrica geralmente é gerada longe das unidades consumidoras,
somando-se a essa pesquisa além da vantagem do uso racional de energia, a
redução da necessidade de construção de sistemas de transmissão e distribuição de
energia elétrica, sendo esta uma forma de geração de energia que se junta e
fortalece ao movimento de geração distribuída.
A energia elétrica está diretamente relacionada ao IDH, sendo o tipo de
matriz energética adotada, outro indicador de desenvolvimento, associando-se
matrizes limpas e renováveis aos indicadores de países mais desenvolvidos ou a
caminho do desenvolvimento.
A pergunta que motivou essa pesquisa foi: “Quais contribuições que essa
forma de energia pode oferecer para a transformação da realidade energética
brasileira e porque se acredita nisso?”. De modo que o objetivo central deste
trabalho é apontar evidências de que a utilização da energia solar térmica pode
contribuir de maneira significativa com dois vetores de grande impacto ambiental
que são o uso racional de energia e a redução da necessidade de construção de
redes de transmissão e distribuição.
Utilizar o calor oriundo do Sol para esquentar água em residências já é
um processo bem disseminado e de grande aceitação. Por sua vez, utilizar o calor
como fonte de energia para separar um fluido do outro e aumentar sua entalpia,
processo que, apesar de conhecido e dominado, não atraiu os olhares da população
e dos governos, estes últimos responsáveis por conceder estímulos à utilização do
refrigerador solar.
O princípio deste equipamento consiste em um fluido absorvedor e de um
fluido refrigerante que formam uma mistura líquida homogênea, sem interagir, que
são separados pela atuação de calor, proveniente do Sol, ou outra fonte, em vapor
do refrigerante e absorvedor líquido. O vapor de refrigerante passa pelo
condensador, perde calor, e volta ao estado líquido. Na sequência sofre uma
expansão adiabática, reduz sua temperatura e ocorre a formação de bolhas de
vapor de refrigerante. Em seguida o fluido atravessa um trocador de calor que retira
calor do ambiente e atinge o estado de vapor saturado. O líquido absorvedor neste
momento se mistura novamente com o refrigerante, liberando calor e sendo
bombeado novamente para a alta pressão, reiniciando o ciclo.
Podem ser usadas várias misturas de refrigerante/absorvedor para o
sistema. As mais comuns, entretanto, são “amônia + água” e “água + brometo de
lítio”, sendo, em ambos os casos, o primeiro componente o refrigerante e o segundo,
o absorvedor. A mistura “amônia + água” foi muito empregada durante o
desenvolvimento desta tecnologia, entretanto por utilizar um gás nocivo à camada
de ozônio, esta mistura foi substituída pelo brometo de lítio + água, mistura menos
agressiva à natureza.
Como resultado da pesquisa identificou-se um grande mercado
consumidor para esta tecnologia, seja em aplicações de condicionamento de
ambientes, ou em refrigeradores, e que, atenções governamentais e empresariais se
fazem necessárias.
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