Projeto de Água Quente Solar da Universidade de Tecnologia de Xi'an

Impulsionadas pelas metas de "duplo carbono" da China (pico de carbono até 2030, neutralidade carbónica até 2060) e pelo desenvolvimento de campus verdes, as universidades — essenciais para o consumo de energia e a educação ambiental — estão a explorar aplicações de energia renovável. A Universidade de Tecnologia de Xi’an, aproveitando os abundantes recursos solares de Shaanxi e atendendo às necessidades de água quente (de professores e alunos), lançou um projeto de aquecimento solar de água com capacidade para 10 toneladas/dia. Esta iniciativa fornece energia estável e limpa para a vida no campus, incorpora conceitos de baixo carbono e oferece um modelo replicável para a transformação energética universitária.

I. Contexto do Projeto: Procura e Responsabilidade

Como universidade abrangente com dezenas de milhares de(professores e alunos)A Universidade de Tecnologia de Xi’an tinha uma enorme procura diária de água quente. Anteriormente, dependia das caldeiras tradicionais a gás e dos aquecedores elétricos — elevado consumo de energia, custos, emissões de carbono e manutenção. Com o aumento das exigências de qualidade de vida e os padrões nacionais mais rigorosos para as universidades verdes, o antigo sistema não cumpria as metas de "poupança de energia, sustentabilidade e eficiência".

Xi’an, em Shaanxi, possui ricos recursos solares: 2.000 a 2.600 horas de sol por ano e 4.500 a 5.000 MJ/㎡ de radiação solar anual. Isto permitiu à universidade utilizar o projeto solar para transformar a sua estrutura energética, resolvendo "problemas de acesso e custo de água quente", ao mesmo tempo que cumpria as suas responsabilidades ambientais e impulsionava o desenvolvimento sustentável do campus.

II. Solução Técnica: Projecto de 10 toneladas/dia

Para equilibrar a procura e a eficiência, a universidade estabeleceu parcerias com empresas de energia solar para criar um sistema personalizado de 10 toneladas/dia, com foco na "recolha de calor, armazenamento e aquecimento auxiliar".

Recolha de Calor: Foram instalados coletores de placa plana de alta eficiência de 120 ㎡ nos telhados dos dormitórios e edifícios de ensino. Utilizando revestimentos de alta absorção, mantêm mais de 60% de eficiência mesmo no inverno de Xi'an, garantindo um aquecimento básico em dias nublados. Ligados em série, convertem a energia solar em calor, que é transferido para tanques de armazenamento através de anticongelante.

Armazenamento de calor: Dois tanques isolados de 5 toneladas com espuma de poliuretano reduzem a perda de calor (descida de ≤3°C em 24 horas a 5°C ambiente). A grande capacidade armazena água quente durante o dia para uso de pico noturno/madrugada, evitando flutuações de temperatura.

Aquecimento Auxiliar: Foram adicionadas bombas de calor de fonte de ar para os períodos de baixa insolação no inverno de Xi’an. Quando o calor solar não atinge os 55°C (temperatura definida), as bombas são ativadas para garantir o fornecimento durante todo o ano, evitando os elevados custos de aquecimento elétrico e a "dependência climática" da energia solar.

Controlo inteligente: os sensores monitorizam a temperatura, o nível da água e a utilização, ajustando as bombas e os aquecedores automaticamente.(professores e alunos)verificar o fornecimento através do APP do campus; os gestores solucionam problemas remotamente, melhorando a eficiência da manutenção.

III. Resultados Operacionais: Triplo Benefícios

O sistema funcionou de forma estável durante quase dois anos, gerando ganhos económicos, ambientais e sociais.

Benefícios Económicos: Elimina o elevado custo do fornecimento tradicional, gerando aproximadamente 48.000 kWh de eletricidade equivalente por ano — poupando aproximadamente 18.000 m³ de gás natural e mais de 60.000 yuans em custos anuais de energia. Com uma vida útil de 15 anos, poupa quase 900.000 yuans no total, com um retorno do investimento em 5 anos. O design modular reduz os custos anuais de manutenção em aproximadamente 12.000 yuans em comparação com as caldeiras.

Benefícios ambientais: Reduz as emissões anuais de CO₂ em ~48 toneladas (equivalente a 16 toneladas de carvão comum), SO₂ em ~1,4 toneladas e NOₓ em ~0,7 toneladas — o equivalente à plantação de 2.600 árvores. Elimina o ruído e a exaustão das caldeiras, criando um campus mais limpo.

Benefícios sociais: A água quente é agora "on demand" (55-60℃, pressão estável) com >95%(professores e alunos)satisfação. Um "Cantinho de Popularização Solar" educa através de displays e códigos QR; os clubes de estudantes realizam atividades ecológicas, divulgando ideias de baixo carbono e combinando a "transformação energética" com a "educação".

IV. Perspectivas Futuras: Da Prática à Promoção

O sucesso do projeto proporciona uma experiência valiosa. A universidade planeia expandir: (promover) o sistema para cantinas e ginásios, aumentando o fornecimento para 25 toneladas/dia e reduzindo a utilização de energia fóssil; explorar a "energia solar + armazenamento" com projetos fotovoltaicos no campus para construir um sistema verde "solar térmico + fotovoltaico" para um fornecimento limpo e diversificado.

O projeto visa também cooperar com universidades e empresas locais para partilhar experiências, promovendo a utilização da energia solar na educação. Como pioneiro em energia no campus de Shaanxi, o projeto comprova que a energia renovável — quando alinhada com os recursos e necessidades regionais — melhora a vida no campus e impulsiona o desenvolvimento sustentável, contribuindo para "campi e cidades com zero carbono".