Para instalar o sistema de aquecimento solar de água, é necessário verificar se o local atende às condições mínimas para recebê-lo (foto: Beautiful landscape/shutterstock)

A oferta de energia limpa, renovável e de baixo custo vem impulsionando o uso de sistemas de aquecimento solar de água, seja em empreendimentos de luxo ou em habitações populares. Mas a utilização bem-sucedida da energia fotovoltaica exige especificação e execução cuidadosos, adequados à demanda dos usuários e às características do local de instalação.

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A ABNT NBR 15.569 – Sistema de Aquecimento Solar de Água em Circuito Direto – Projeto e Instalação determina que a inserção de sistema de aquecimento solar em uma edificação deve ser precedida da elaboração de um projeto por profissional habilitado, acompanhado da respectiva Anotação de Responsabilidade Técnica (ART).

Qualquer alteração no projeto deve ser executada somente após nova aprovação do projetista, igualmente registrada por ART
Marcelo Mesquita

“Qualquer alteração no projeto deve ser executada somente após nova aprovação do projetista, igualmente registrada por ART”, explica o engenheiro Marcelo Mesquita, secretário-executivo da Associação Brasileira de Energia Solar Térmica (Abrasol).

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DIMENSIONAMENTO DE SISTEMA SOLAR

Antes de iniciar a instalação de um sistema de aquecimento solar de água é importante verificar se o local possui condições mínimas para receber o sistema. Nesse ponto, três questões devem ser respondidas:

• A infraestrutura dispõe de tubulação de água quente?
• O local possui área disponível para instalação?
• Há incidência de sombras no local de instalação que possam bloquear/interromper a luz solar?

Uma vez verificado que há condições de instalação, o projeto deve ser elaborado, contemplando:

• Estimativa da demanda diária de água quente, temperatura e localização do imóvel. O objetivo é compatibilizar a demanda com a radiação solar disponível e a temperatura ambiente (informações obtidas por meio de médias históricas)
• Área disponível para a instalação dos coletores e do reservatório e as condições arquitetônicas
• Especificação e dimensionamento do sistema solar
• Especificação de sistema de aquecimento auxiliar
• Acompanhamento da instalação e aferimento do produto e da instalação

O dimensionamento varia em função da quantidade de usuários, bem como do perfil de utilização. São fatores de cálculo a serem considerados pelo projetista:

• Consumo diário por usuário. Normalmente considera-se um valor médio diário de 95 litros de água quente a 40°C por dia por pessoa
• Habitantes por unidade habitacional
• Fator de ocupação
• Fator de orientação
• Pressão da rede hidráulica
• Expectativa do usuário

De maneira geral, para uma primeira aproximação, considera-se 100 litros de água quente/pessoa/dia para dimensionar o tamanho do reservatório e 1 m² de coletor para cada 100 litros de água armazenada
Luciano Santos

“De maneira geral, para uma primeira aproximação, considera-se 100 litros de água quente/pessoa/dia para dimensionar o tamanho do reservatório e 1 m² de coletor para cada 100 litros de água armazenada”, informa Luciano Santos, responsável pela gestão de produtos da Bosch Termotecnologia.

COMO FUNCIONA?

O princípio de funcionamento do sistema de aquecimento solar se dá pela entrada da água fria na parte inferior do reservatório térmico, que alimenta o coletor solar onde ocorre o aquecimento da água.

“Na medida em que ocorre o aquecimento da água, por diferença de densidade, a água quente (que é mais leve) retorna para a parte superior do reservatório térmico. Da parte superior do reservatório também sai a tubulação para abastecer o(s) ponto(s) de consumo”, conta Mesquita.

Lista de compras

Um sistema de aquecimento solar típico é constituído por: placa coletora, reservatório térmico e componentes hidráulicos.

A indústria disponibiliza três tipos de coletores solares:

• Coletores planos fechados – para aquecimento de água abaixo de 100°C
• Coletores de termoplástico sem cobertura (abertos) – para piscinas
• Coletores de tubos evacuados – para processos industriais para temperaturas superiores a 100°C

O coletor doméstico utilizado para aquecer água do chuveiro é do tipo fechado e constituído de:

• Caixa externa geralmente de alumínio
• Isolamento térmico
• Tubos de cobre (chamados de flauta e calhas superior e inferior)
• Placa absorvedora (aletas)
• Cobertura transparente, geralmente de vidro, policarbonato ou acrílico

Já o reservatório térmico tem a função de manter a temperatura da água que é aquecida nos coletores. Esse componente é constituído de:

• Corpo interno confeccionado com materiais resistentes à corrosão, como cobre e aço inoxidável
• Isolamento térmico
• Corpo externo de alumínio, aço galvanizado ou aço-carbono pintado
• Termostato
• Resistência elétrica para aquecimento auxiliar nos dias de baixa insolação
• Suportes para fixação
• Tampa lateral

Em algumas localidades sujeitas a geadas, como em estados da região Sul e Sudeste, o sistema pode exigir a inserção de válvula anticongelamento para evitar o rompimento dos tubos de cobre das placas solares.

Tanto os coletores quanto os reservatórios participam de modo compulsório do Programa Brasileiro de Etiquetagem do Inmetro.

SISTEMA AUXILIAR

Todo o sistema de aquecimento fotovoltaico de água deve contar com um equipamento auxiliar de aquecimento, que é acionado em períodos de baixa intensidade solar. Esse sistema pode utilizar energia elétrica ou gás, por exemplo.

“Uma forma prática e simples para complementar o sistema solar é a instalação de um chuveiro elétrico de potência reduzida”, diz Mesquita, lembrando que esse modelo de instalação foi uma solução criativa adotada em habitações de interesse social do governo, em projetos de COHABs e no Programa Minha Casa, Minha Vida.

INSTALAÇÃO DE SISTEMA DE AQUECIMENTO SOLAR

Um dos pontos críticos na instalação de sistemas de aquecimento solar diz respeito ao posicionamento do coletor. Nesse ponto, devem ser consideradas duas situações:

• Inclinação em relação ao plano horizontal. De forma prática, esse ângulo de inclinação é adotado como sendo a latitude da cidade somado com 10°
• Orientação para o norte geográfico

Para maior garantia de qualidade, é altamente recomendável a escolha de instaladores que possuam o selo Qualisol (Programa de Qualificação de Fornecedores de Sistemas de Aquecimento Solar) e/ou que seja de empresa afiliada à Abrasol.

De acordo com cálculos do Portal Solar, a instalação de um sistema de energia solar fotovoltaica residencial custa entre R$ 10.600 (sistema para uma casa pequena usada por duas pessoas) e R$ 52 mil (casas de luxo com mais de cinco pessoas). Esses valores contemplam custos de instalação, homologação e equipamentos.

REFERENCIAIS TÉCNICOS

Há uma série de normas e legislações específicas para o segmento solar. Entre elas, destacam-se:

• ABNT NBR 15.569 – Sistema de aquecimento solar de água em circuito direto – Projeto e instalação
• ABNT NBR 5.626 – Instalação predial de água fria
• ABNT NBR 7.198 – Projeto e execução de instalações prediais de água quente
• ABNT NBR 5419 – Proteção de estruturas contra descargas atmosféricas

Leia também: Entenda as diferenças e vantagens das energias solar fotovoltaica e termossolar

Colaboração técnica

: Marcelo Mesquita – Engenheiro eletricista, pós-graduado em gestão de energia, planejamento do setor elétrico e gestão empresarial. É secretário-executivo da Abrasol (Associação Brasileira de Energia Solar Térmica).

Luciano Santos – Engenheiro mecânico formado pela Universidade Presbiteriana Mackenzie, pós-graduado em gestão de projetos e marketing. É responsável pela gestão de produtos da Bosch Termotecnologia Brasil.

Você sabe como comprar um sistema de aquecimento solar de água?