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Trabalho completo sobre como proceder à montagem de um forno solar e quais as suas carateristicas, bem como o estudo efectuado.
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