Modelo matemático para simular o comportamento do sistema passivo do laboratório de energia solar da UFRGS

Abstract

Neste trabalho é desenvolvido um modelo matemático para simular o funcionamento, durante o mês de julho, de um sistema solar passivo de condicionamento térmico, projetado para o laboratório do grupo de energia solar da UFRGS. O sistema passivo estudado divide-se em um sistema por ganho direto de radiação solar através de uma grande área de janelas, e numa parede de concreto do tipo Trombe inclinada, ambos colocados na fachada norte do prédio . Além disto a forma, orientação, superfícies limítrofes e materiais empregados no prédio tornam a sua carência energética relativamente baixa . O modelo matemático emprega o método das diferenças finitas, gerando um sistema de equações que é resolvido via computador eletrônico. São executadas, em sequência, três simulações. Na primeira o sistema é colocado em regime periódico para um dia típico do mês de julho, em Porto Alegre. Na segunda o seu funcionamento é simulado durante quatro dias, mais frios do que a média do mês, trabalhando com temperatura ambiente e radiação solar disponível medidos. Seguindo, na terceira, são simulados quatro dias frios e nublados.

In this work is developed a mathematical model to simulate the operation of a passive solar system of thermal conditioning, in the month of July, projected to the laboratory of the group of solar energy of UFRGS. The passive system is divided in a system by direct gain of solar radiation through an area of windows, and another through a tilted concrete Trombe wall, both situated on the north front of the building. Besides, the form, orientation, limiting surfaces and material used in the building makes it a low energy consumption house . The mathematical model uses the fínite difference method, generating a system of equations, which is solved by digital computer. Three simulations were dane in sequence . In the first, the system work son periodic state to a typical day of July, in Porto Alegre. The second one simulates the operation during four days, which were colder than the average temperature of the month, working with the ambient temperature and the available solar radiation measured. The third simulates four cold and cloudy days.