Construção de um protótipo de um concentrador solar de calha parabólica.

Abstract

O trabalho trata-se do estudo, dimensionamento e construção de um protótipo de um concentrador solar cilíndrico-parabólico para aquecimento de uma determinada massa de água, demonstrando como ocorre o fenômeno de concentração de raios solares e a utilização da energia térmica proveniente dos mesmos. Diante dos problemas ambientais causados pelo consumo de combustíveis fósseis como fonte de energia para as mais diversas necessidades, a busca pelas fontes de energia alternativa se tornam cada vez maiores, e uma dessas soluções é a utilização do sol como fonte de energia térmica. Desse modo, foi construído um protótipo de um concentrador solar de calha parabólica, utilizando 5 lâmpadas incandescentes com potência de 105W cada com o objetivo de simular o sol. Com isso, os raios luminosos foram concentrados em um foco por uma placa de aço inox de alto brilho, de medida 1000x700x0,4mm em formato de semicírculo, funcionando como um espelho esférico. No foco, passa uma tubulação de cobre contendo água, que está conectada à um reservatório devidamente isolado, totalizando 600ml de água que serão aquecidos. A água foi circulada dentro do sistema com o auxílio de uma bomba universal de limpador de parabrisas, acionada por uma bateria de 9v, com uma vazão de 20ml por segundo, com o objetivo de realizar a troca térmica entre os diferentes pontos do sistema. O experimento foi realizado durante um período de 5 horas e 30 minutos, sendo realizadas medições das temperaturas envolvidas a cada 30 minutos através de um termômetro digital composto por quatro termopares tipo K. A partir disso, foi possível construir um gráfico que mostra a variação das temperaturas envolvidas, evidenciando o aumento de temperatura da água do reservatório de 20,2°C para 40,5°C, durante todo o experimento. Por fim, foram realizados cálculos de eficiência térmica do protótipo, mostrando adequedamente o fenômeno da concentração de raios luminosos para a obtenção de energia térmica, que poderá ser utilizada para os mais diversos fins.