_Hinrichs_Kleinback

140 Energia e Meio Ambiente
8. Discuta a operação de um aquecedor de água por batelada ou lote para a obtenção de água
quente doméstica. Identifique seus componentes em um esquema.
9. Projete um aquecedor solar para uma piscina, utilizando material que seja facilmente encontrado
no comércio local.
10. O projeto de um coletor solar deve levar em conta a redução de perdas de calor.
Esquematize um corte lateral de um coletor plano e mostre as formas através das quais o
calor é transferido da placa absorvedora.
11. Quais são as vantagens e desvantagens de instalar coletores solares verticalmente em uma
parede voltada para o sul?
12. A eficiência de um coletor solar decresce à medida que a diferença de temperatura entre o
fluido do coletor e a temperatura do ar atmosférico aumenta. Por quê? Como isto influencia
a taxa desejada de fluxo de água através do coletor?
13. Que tipos de mudanças de estilo de vida seriam ocasionados por se morar em uma casa
cujo aquecimento de ambientes é praticamente todo obtido pela utilização de energia
solar? Pense na agenda diária de um morador. Que diferenças existiriam na sua resposta
caso se usassse um sistema solar ativo? E um passivo?
14. Qual é o ângulo ótimo de inclinação (a partir do plano horizontal) de um coletor solar localizado
a 30°N de latitude e instalado para a obtenção de água quente doméstica? E se ele
fosse utilizado para o aquecimento de ambientes?
15. Quais são as vantagens de se utilizar massa térmica em um sistema solar passivo de
ganho direto?
16. A energia solar pode ser armazenada pelo aumento da temperatura da água ou de pedras.
Um sistema irá perder sua energia armazenada através de perdas de calor do tanque de armazenamento
para o ar externo. Mesmo se considerando a água como um condutor de
calor não muito bom, a circulação de água quente para o topo e de água fria para o fundo
irá transferir calor dentro do tanque. Dado este cenário, por que as pilhas de pedras (ou
cascalho) são bons materiais para o armazenamento da energia removida do ar quente,
mesmo se considerando que sua capacidade calorífica é reduzida?
17. Uma das formas de armazenamento da energia solar utiliza sais eutéticos. Estes sais sofrem
uma mudança de estado, passando do sólido para o líquido, em temperaturas ao redor de
100°F. Quando eles se dissolvem, absorvem energia sem mudanças na temperatura. No retorno
ao estado sólido, energia é liberada. Compare esta situação com a utilização de cubos
de gelo para resfriar uma bebida.
18. Esquematize um diagrama de blocos para um sistema solar ativo para a obtenção de água
quente doméstica.
19. Quais são as barreiras institucionais à expansão das tecnologias de energia solar?
20. Na Internet existem disponíveis muitas descrições de fornos solares. Esquematize dois
destes modelos e descreva as diferenças nas suas operações, indicando os princípios físicos.
21. Identifique, em sua comunidade, algumas casas aquecidas por sistemas solares passivos.
Faça suas observações com base nos princípios discutidos neste capítulo. Busque informações
na Internet.
PROBLEMAS
1. Utilizando os dados da Tabela 5.3, faça um gráfico da radiação solar diária média
sobre duas superfícies, uma horizontal e outra inclinada, ambas localizadas em
Dodge City, Kansas e em Washington, D.C.