Com o crescente aquecimento global, a preocupação com o futuro do planeta se torna cada vez maior e, se faz cada vez mais urgente a busca por tecnologias limpas e eficientes.  Hidroelétricas, usinas nucleares, carvão mineral, vegetal, entre outros, são formas de produção de energia, mais nenhuma se compara com a energia solar que demonstra grandes vantagens tais como: baixo impacto ambiental e processos não poluentes.

O objetivo deste trabalho consiste no projeto e na construção e utilização do concentrador solar de foco fixo recentemente desenvolvido na Alemanha pelo físico austríaco Wolfgang Scheffler. O concentrador mantém o foco fixo conforme o movimento do sol em relação à terra. Ele se movimenta em torno de um eixo paralelo com o eixo polar do planeta terra.  O concentrador solar foi construído conforme a latitude local, adaptado à cidade de Aracaju - SE, com 10°58'.

O sistema de pendulo foi construído com adaptações para as dimensões do concentrador solar deste trabalho com a função de transmitir energia mecânica para o concentrador solar realizar o movimento de rotação do refletor.

O concentrador solar foi projetado em programa do tipo CAD utilizando o programa SolidWorks® na versão do ano 2003. Para a construção de todas as partes do concentrador foram utilizados perfis de aço, de alumínio e espelhos de vidro com 3 mm de espessura. O concentrador solar de foco fixo tem a área da superfície de reflexão correspondente a 2,7 m².

O sistema de pêndulo foi construído com a função de transmitir energia mecânica para o concentrador solar realizar o movimento de rotação do refletor, mantendo o foco fixo ao longo do dia.

O forno, com suas paredes internas e externas de chapas de aço com lã de vidro formam um sanduíche para que haja menor troca de calor. Uma das paredes do forno é móvel para permitir testes com diferentes espessuras de chapa. Esta parte do forno é justamente a que recebe o foco proveniente do concentrador e onde ocorrerá a conversão da radiação em calor no interior do forno.

Para monitoramento dos sensores foi utilizado o sistema AQX de aquisição de dados. Para monitoramento climático foi utilizada uma Mini-Estação Meteorológica que é equipada com sensores sem fio alimentados por células solares fotovoltaicas. Foi usado também piranômetro para medição da radiação global.

Os testes foram realizados entre 10h00min e 14h00min, por ser o horário que a temperatura atinge seu ponto mais alto. Foram medidas algumas condições internas e externas do forno como temperatura interna e da vizinhança, velocidade do vento, umidade, radiação solar, temperatura interna e externa do forno e a placa preta (parte do forno que recebe o foco).

Os dias nublados diminuem a atividade do foco. Nessas condições a temperatura da placa preta atingiu seus maiores níveis entre 12h30min e 13h20min, apresentando a temperatura máxima de 328ºC às 13h05min, e a radiação solar no mesmo período era de 525 W/m². Durante a passagem de nuvens entre o sol e o concentrador solar o foco do concentrador, que era visível na superfície da placa preta do forno com o mesmo na zona focal, demonstrava fortes oscilações de luminosidade, conforme o tamanho da nuvem.

A menor temperatura máxima obtida de 33ºC no período entre 13h25min e 13h30min se deve à ação do vento, ocorrendo uma troca de calor por convecção forçada. Percebemos que qualquer alteração climática pode alterar a troca de calor entre o forno e o ambiente. As condições ideais para máxima eficiência do sistema são em dias ensolarados.

Passamos um ano pelas etapas de construção, ajustes, testes e chegamos a um resultado otimista. A construção do concentrador solar foi feita com precisão, obtendo-se um bom tamanho de foco solar. A construção do forno junto com o sistema de aquisição de dados nos proporcionou resultados em relação à temperatura alcançada proveniente do concentrador solar de foco fixo.

Nos testes realizados neste trabalho, as condições climáticas instáveis da cidade de Aracaju - SE, permitiram uma boa temperatura máxima alcançada para processos de média temperatura.

Pode-se concluir que em condições em que o dia se apresenta ensolarado é possível que o concentrador atinja temperaturas maiores entre 350° a 400°, já que em dias nublados a intensidade do foco é reduzida. Nossa região propicia aplicações tanto de cunho social, como uma cozinha comunitária para comunidades isoladas quanto para cunho industrial, como geração de vapores.