Desenvolvimento de um Coletor Solar Térmico por meio de Guias de Onda

Resumo

A energia solar é um recurso renovável e sustentável que desempenha um papel crucial na resposta à crise energética global e no combate às alterações climáticas. À medida que o mundo migra para fontes de energia mais limpas, a energia solar se destaca pela sua abundância e acessibilidade. A capacidade de converter a luz solar em energia útil reduz a dependência de combustíveis fósseis, tornando-a uma componente essencial de uma futura matriz energética sustentável. A energia solar pode ser aproveitada de diversas formas, onde a aplicação mais famosa consiste nas placas fotovoltaicas para geração de eletricidade. No entanto, também existem os coletores solares térmicos que são dispositivos projetados para absorver a luz solar e transformá-la em calor (GOSWAMI,2015). O projeto tem como objetivo principal desenvolver um Coletor Solar Térmico em formato de telha translúcida que apresente alta performance, seja de fácil manutenção e baixo custo de produção (BUKER; RIFFAT, 2015). Utilizamos simulações computacionais baseadas no método de elementos finitos para realizar uma análise de guiamento da luz, visando otimizar a eficiência termo-óptica do coletor solar (RAMOS; VITAL; FONSECA; ARAUJO; MILLAN, 2022). Essa análise avalia a relação entre a direcionalidade dos raios solares com a eficiência termo-óptica do coletor, como também investiga qual o design interior do coletor oferece uma melhor eficiência. Por fim, para validação dos resultados foi realizada uma impressão em 3D do protótipo em resina e um teste laboratorial. Os testes experimentais foram conduzidos em um simulador solar, onde foi avaliado a variação de temperatura em relação ao tempo de exposição do coletor solar térmico. O protótipo mostra que há uma dependência entre a eficiência e angulação dos raios solares incidentes no coletor solar bem como seu design interior. Os dados coletados até o momento reforçam a viabilidade do projeto, que continuará com testes adicionais para confirmar a eficiência e otimizar o desempenho do coletor.