Sistema solar com trocador de calor e reuso de água.

Abstract

O presente estudo apresenta o desenvolvimento de um sistema solar híbrido que integra painéis fotovoltaicos com trocador de calor e reaproveitamento de água, com o objetivo de melhorar a eficiência energética e reduzir o impacto ambiental. A proposta visa mitigar perdas de desempenho em climas quentes, onde a temperatura elevada dos painéis compromete sua eficiência. A solução utiliza um sistema de resfriamento com ventoinha e circulação de água, o qual reduz a temperatura dos painéis e permite o reuso da água, tornando o sistema mais sustentável. O estudo discute o panorama da energia solar no Brasil, destacando seu crescimento impulsionado por fatores climáticos favoráveis, políticas públicas e avanços tecnológicos. Além de avaliar os desafios enfrentados, como os altos custos iniciais, ineficiências operacionais, e a variabilidade da radiação solar, o trabalho propõe alternativas técnicas, econômicas e regulatórias para superar essas limitações. A pesquisa inclui modelagens e experimentos práticos, demonstrando a viabilidade técnica e econômica do sistema híbrido. Com base em análises comparativas entre dados teóricos e testes em campo, verifica-se um ganho de até 4% na eficiência dos painéis com a redução de 10°C em sua temperatura operacional. A integração dos sistemas fotovoltaico e térmico permite um aproveitamento energético global superior a 70%, evidenciando a vantagem dos sistemas híbridos em contextos urbanos e rurais. O projeto reforça a importância da inovação e adaptação tecnológica para promover soluções energéticas sustentáveis e acessíveis, alinhadas à transição energética e às metas climáticas nacionais e globais.

This study presents the development of a hybrid solar system that integrates photovoltaic panels with a heat exchanger and water reuse, aiming to improve energy efficiency and reduce environmental impact. The proposal seeks to mitigate performance losses in hot climates, where high panel temperatures compromise efficiency. The solution employs a cooling system with a fan and water circulation, which lowers the panel temperature and enables water reuse, making the system more sustainable. The study discusses the solar energy landscape in Brazil, highlighting its growth driven by favorable climatic conditions, public policies, and technological advancements. In addition to evaluating challenges such as high initial costs, operational inefficiencies, and the variability of solar radiation, the work proposes technical, economic, and regulatory alternatives to overcome these limitations. The research includes modeling and practical experiments, demonstrating the technical and economic feasibility of the hybrid system. Comparative analyses between theoretical data and field tests indicate a gain of up to 4% in panel efficiency with a 10°C reduction in operational temperature. The integration of photovoltaic and thermal systems allows for a global energy utilization exceeding 70%, evidencing the advantages of hybrid systems in both urban and rural contexts. The project underscores the importance of innovation and technological adaptation to promote sustainable and accessible energy solutions, aligned with energy transition and national and global climate targets.