Os principais sistemas e dispositivos de energia solar pode ser classificada não só como fototérmica e fotovoltaicos, mas também de acordo com sua temperatura de funcionamento. No fototérmica, a temperatura é baixa, média ou alta. Eles podem ser classificados de acordo com a sua utilização em edifícios residenciais, comerciais campo ou cidade, para atender à demanda energética do país ou nas comunidades rurais (sistemas de geração de energia centralizada ou descentralizada).
Entre os sistemas que convertem energia solar em coletores de calor utilizável são planas e tubulares, que são usados principalmente para aquecimento de água ou ar.
O princípio geral de funcionamento de um coletor é o efeito estufa, aqui devemos salientar que a nossa atmosfera age como uma estufa grande. Como afirmado anteriormente, quando a luz passa através de uma ou mais camadas de vidro ou outro material transparente a radiação transmitida tem um menor comprimento de onda. Se dentro de um sistema com um material de vidro perfeitamente isolado é colocado fora pintada de preto (a cor que absorve mais radiação) para absorver a radiação máxima do material irá absorver a radiação solar, aquecer e elevar a temperatura e, posteriormente, esses materiais emitem radiação no comprimento de onda por sua vez, como raios infravermelho distante para o espectro visível. A radiação emitida depende da temperatura que o material.
Mas, como a radiação de onda longa é agora não pode penetrar na camada de vidro, vai ficar preso lá dentro, e, conseqüentemente, fará com que o interior do coletor está em uma temperatura mais alta do lado de fora, como acontece ao entrar numa estufa.
Se dentro de uma caixa com um lado do vidro, coloque uma série de tubos que conduzem o calor de forma adequada e fazer circular a água, buscar água aquecida pelo sol
Além disso, os objetos que têm a cor está diretamente relacionada à absorção, reflexão e transmissão de radiação solar. Por exemplo, as folhas são verdes por causa de todos os raios se refletem somente aqueles cujo comprimento de onda corresponde à cor verde, o resto da radiação visível, tendo outros comprimentos de onda é absorvida pela folha. Uma folha de papel branco, no entanto, reflete a radiação de todos os comprimentos de onda que chegam e é por isso que vemos branco. Em contraste com o branco, o preto absorve todos os comprimentos de onda.
No Livro III do Opticks, Newton refere-se a este fenômeno da seguinte forma: “Será que a luz não gera calor no corpo negro mais facilmente do que com outras cores, porque o impacto sobre eles não é refletida para fora mas, entrando-los é refratada e refletida muitas vezes dentro até que ele absorve e perde? [refere-se à emissão de calor]. ”
A combinação do efeito estufa, a absorção de radiações de objetos negros e isolamento para evitar a perda de calor são os princípios fundamentais da física para entender o funcionamento de um colector ou tubular.
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