Análise do desempenho térmico de uma piscina solar na região de Benguela, Angola

O presente trabalho consistiu na avaliação do desempenho térmico de uma lagoa solar localizada na praia da Caota, situada ao sul da cidade de Benguela, na província com o mesmo nome, em Angola. Angola é um país que apresenta valores de radiação solar elevada e constante ao longo de quase todo o ano, bem como temperaturas médias anuais nas zonas costeiras que rondam os 24 °C, com uma amplitude térmica média anual baixa, tendo por isso uma temperatura bastante estável ao longo do ano. Estas constatações conduziram a que se percebesse que aproveitar todo este potencial solar poderia ser uma solução, a longo prazo, para a redução da dependência do petróleo e do gás natural que se verifica neste país, contribuindo para um panorama energético mais limpo e sustentável. Neste sentido, escolheu-se Benguela como local a analisar, por se tratar de um ponto estratégico do país em termos comerciais e industriais. A área selecionada para este estudo, 1 hectare num terreno próximo da praia da Caota, situa-se no litoral, facilitando a necessária recolha de água salgada, ficando, também, perto de pequenas populações piscatórias e de empreendimentos turísticos que poderão ser potenciais consumidores da energia produzida. Fica também próxima das salinas da província, o que facilitaria e tornaria economicamente mais viável o transporte de sal até ao local desejado, de modo a se poder construir o gradiente de concentração salina necessário ao funcionamento da lagoa solar. A tecnologia de uma piscina solar pareceu, desde início, a mais acertada para este estudo devido a todos os pontos já referidos e, ainda, devido à baixa necessidade de manutenção e limpeza que apresenta. Assim, este trabalho consistiu em simular um modelo do funcionamento de uma piscina solar, utilizando para isso o software EES, Engineering Equation Solver, inicialmente durante o período de um ano, com o objetivo único de armazenar energia térmica na piscina, e posteriormente nos anos seguintes, nos quais já se retiraria energia da piscina com vista a diversas aplicações. Analisaram-se as evoluções temporais e espaciais das temperaturas das diversas camadas da piscina, bem como os rendimentos energéticos e exergéticos globais, percebendo-se assim como se dividia a energia solar total fornecida ao sistema. Constatou-se que este sistema tinha um grande potencial de armazenamento de energia, uma vez que as temperaturas atingidas na camada mais profunda rondavam os 93 °C. Por outro lado, os rendimentos energéticos e exergéticos obtidos foram muito baixos o que permitiu perceber a necessidade de utilizar técnicas adicionais para reduzir as perdas térmicas da piscina. Como complemento, estudou-se a possibilidade de produção de energia elétrica, combinando a piscina solar com um sistema de Rankine orgânico, bem como a possibilidade de arrefecer água para processos de climatização de espaços, utilizando um refrigerador de absorção. Para além destes cenários, avaliou-se também a possibilidade de utilizar a energia térmica extraída da piscina com vista à realização simultânea de diversas aplicações, pois a utilização da energia térmica unicamente para a produção de eletricidade conduziu a rendimentos térmicos do ciclo de Rankine orgânico muito baixos e a utilização dessa energia apenas para acionar o sistema de absorção exigia potências muito elevadas para o acionamento da bomba. Os sistemas híbridos apresentaram resultados mais interessantes. Devido a tudo o que foi apresentado, este estudo pareceu uma ideia inovadora e passível de ser implementada, contribuindo para o desenvolvimento da região de Benguela e possivelmente do país, melhorando a qualidade de vida das populações e contribuindo para a segurança e sustentabilidade energética e ambiental.