Fornos Solar

Instituto Politcnico de Portalegre Escola Superior de Tecnologia e Gesto

EERA Unidade e transferncia V

Projecto U.T V

Forno Solar

Docentes: Discentes:

Anabela Oliveira Carla Reia N 15436

Rui Pulido Valente Maria Ortiz N 12434

Fbio Coelho N15435

Joo Salsa N15429

Jos Macareno N 12789

Outubro 2013

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ndice

1. Objetivos ......................................................................................................................... 2

2. Introduo ...................................................................................................................... 3

3. Energia Solar ................................................................................................................... 4

4. Geometria Solar .............................................................................................................. 5

5. Reflexo e Refrao ........................................................................................................ 9

6. Forno Solar.................................................................................................................... 11

7. Tipos de fornos ............................................................................................................. 12

8. Fornos Solares Definio da soluo ........................................................................... 15

9. Materiais ....................................................................................................................... 16

9.1 Materiais estruturais ................................................................................................. 17

9.2 Materiais de Isolamento ................................................................................................. 18

9.3 Materiais Refletores ....................................................................................................... 19

Espelhos .......................................................................................................................... 19

9.4 Materiais transparentes ................................................................................................. 22

Lentes .............................................................................................................................. 22

Vidros .............................................................................................................................. 24

10. Acumuladores de Calor ................................................................................................. 38

Sistema de serpentinas para aquecimento do Forno Solar ................................................... 38

11. Projecto Forno Solar .................................................................................................... 41

Modo de construo: ........................................................................................................... 41

Esboo do Forno Solar .......................................................................................................... 46

Vista frontal do Forno Solar ...................................................................................... 46

Vista de cima do Forno Solar ..................................................................................... 46

Vista tridimensional do Forno Solar .......................................................................... 47

Custos dos materiais ............................................................................................................ 48

12. Concluso ..................................................................................................................... 49

13. Bibliografia .................................................................................................................... 50

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1. Objetivos

Este trabalho tem como objetivo principal a construo de um Forno Solar,

capaz de cozinhar e aquecer alimentos, podendo este ter outras funes, tal como

secagem de frutos ou ervas aromticas. Este trabalho surge da necessidade cada vez

maior de utilizar energias renovveis em substituio das energias fsseis, tal como a

energia solar, enquadrando-se o tema na nossa rea de formao. Assim, um dos

objetivos secundrios passa por demonstrar o potencial dos forno solares como

mtodo para cozinhar alternativo aos fornos a lenha/carvo, de forma a sensibilizar as

pessoas para a utilizao deste tipo de energia renovvel. Este forno ir resultar da

investigao de tcnicas e modelos j utilizados atualmente, fazendo apenas algumas

modificaes importantes para aumentar o rendimento do mesmo, tal como aumentar

a sua Potncia para obter um menor tempo de cozedura dos alimentos e o Isolamento

Trmico para reduzir as perdas, conservando melhor a energia absorvida.

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2. Introduo

A nossa ideia para o projeto que vai ser apresentado nos workshops a

construo de um forno solar.

Com este projeto pretendemos relacionar a parte energtica com a ambiental

visto que usada apenas a energia solar metendo assim de parte o uso de energias

provenientes de combustveis fsseis.

Existem vrios tipos de fornos solares pelos quais poderemos optar,

dependendo dos recursos monetrios disponveis. Existem fornos bastante simples em

que apenas so necessrios materiais simples, muitos que temos acesso nas nossas

casas como por exemplo uma caixa de carto, papel de alumnio, uma cartolina preta e

um plstico. Outros fornos so um pouco mais complexos uma vez que necessria a

utilizao de vidros e espelhos que no s so mais caros mas tambm so mais

difceis de trabalhar, no entanto o seu rendimento bastante mais elevado.

Um forno solar pode ser construdo por exemplo com a utilizao de uma caixa

com um fundo preto, e com uma tampa de vidro com abas refletoras, que pode ser

papel de alumnio ou um espelho. O processo simples, o fundo preto absorve a

energia e converte-a em radiao infravermelha, esta ao ser refletida no consegue

atravessar o vidro, uma vez que o seu comprimento de onda maior logo tem menos

energia. Depois surge o efeito de estufa, a radiao fica retida dentro da caixa e

transmite a energia sob a forma de calor ao alimento que se encontre dentro do forno.

Este trabalho vai ser constitudo inicialmente por uma abordagem terica sobre

energia e geometria solar bem como as propriedades que influenciam a direo solar,

em seguida vai ser apresentado o tema bem como os materiais possveis para a sua

concretizao, nos materiais vai ser realizada uma explicao terica cerca de cada

um dos tipos de materiais. Seguidamente iremos abordar as tcnicas de

armazenamento de calor no forno, que ser atravs de um acumulador de calor. Por

fim ser apresentado o mtodo de construo, os materiais escolhidos bem como

todos os custos envolvidos no projeto.

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3. Energia Solar

A radiao solar a designao dada energia radiante emitida pelo Sol, em

particular aquela que transmitida sob a forma de radiao eletromagntica. A

radiao solar fornece anualmente para a atmosfera terrestre cerca de 1,5 x 1018 kWh

de energia, a qual a principal responsvel pela dinmica da atmosfera terrestre e

pelas caractersticas climticas do planeta. Esta radiao essencial para as plantas,

para assim realizarem a fotossntese. As plantas fornecem energia para todo o Planeta

Terra e mantem este em condies ideais para a sobrevivncia das espcies. Os

combustveis fosseis, tal como o Petrleo, gs e carvo, so o produto da

decomposio dos restos de plantas e animais.

A Energia solar consiste no aproveitamento da radiao solar emitida pelo Sol e

que chega ao Planeta Terra, atingindo o topo da atmosfera com uma potncia trmica

mdia de 1370 W/m. Se bem que nem toda a energia que chega ao topo da

atmosfera a atravesse, ainda assim uma parte significativa dessa energia atinge a

superfcie terrestre.

A energia total que atinge a superfcie da terra composta pela radiao

directa (luz solar directa) e pela radiao solar difusa (energia reflectida pelo meio

envolvente e pela atmosfera).

Em Portugal, a energia recebida por m de terreno horizontal por ano , em mdia,

cerca de 1700 kWh. A energia solar pode ser utilizada directamente para aquecimento

energia solar trmica ou para a produo directa de electricidade energia solar

fotovoltaica.

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4. Geometria Solar

A energia que o sol radia originada por processos de fuso nuclear e,

seguidamente, emitida para todas as direes do espao.

Uma pequena frao correspondente poro de ngulo slido vista do sol

atinge o limite da atmosfera da Terra.

Assim os raios solares que incidem num ponto da superfcie terrestre podem

considerar-se paralelos, pois como se v na figura 30, o ngulo muito reduzido.

Ilustrao 1 Sol quando ati