Diseño y simulación de un colector solar parabólico lineal para la generación de energía eléctrica
Loading...
Date
2022
Directors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Quevedo-Ecuador
Abstract
En el presente proyecto se desarrolló una simulación numérica de un colector solar parabólico lineal, mediante un modelo térmico desarrollado en el software EES. Las dimensiones de diseño del colector fueron: ancho de apertura 4,97 m, distancia focal 1,35 m, diámetro absorbedor 6,4 cm y diámetro de cubierta de vidrio 11 cm. Se evaluó a diferentes tipos de materiales en el tubo absorbedor, como: cobre B42 y aceros inoxidables 321H, 316L y 304L. El recubrimiento más eficiente es el UVAC Cermet con un 70,95% y 333,8 Wm en pérdidas de calor, en relación a los recubrimientos Black Chrome, Luz Cermet y Schott PTR 70. Se determinó que la velocidad del viento y el caudal del fluido no son factores relevantes en el rendimiento del colector. Se comparó en el espacio anular, un vacío y el incremento de presión, indicando que a presiones bajas se obtienen mejores eficiencias y menores pérdidas de calor. Se evaluó a radiaciones solares de 300, 500, 700, 900 y 1100 Wm2 comparando los colectores CMC, LS-2 y LS-3 señalando que el colector CMC posee valores bajos por sus materiales, teniendo una eficiencia de 65,02%, pérdidas de 695 Wm y una ganancia de 3231 Wm, y el colector LS-3 presenta valores altos con una eficiencia de 72,65%, pérdidas de 505,4 Wm y ganancia de 4061 Wm, evaluados en un rango de temperatura de 100 a 400 °C.
Description
In this project, a numerical simulation of a linear parabolic solar collector was developed using a thermal model developed in EES software. The design dimensions of the collector were: aperture width 4.97 m, focal length 1.35 m, absorber diameter 6.4 cm and glass cover diameter 11 cm. Different types of materials were evaluated in the absorber tube, such as: copper B42 and stainless steels 321H, 316L and 304L. The most efficient coating is UVAC Cermet with 70.95% and 333.8 Wm in heat losses, in relation to Black Chrome, Luz Cermet and Schott PTR 70 coatings. It was determined that wind speed and fluid flow rate are not relevant factors in the collector performance. A comparison was made in the annular space, a vacuum and pressure increase, indicating that better efficiencies and lower heat losses are obtained at lower pressures. It was evaluated at solar radiation of 300, 500, 700, 900 and 1100 Wm2 comparing the CMC, LS-2 and LS-3 collectors, indicating that the CMC collector has low values due to its materials, having an efficiency of 65.02%, losses of 695 Wm and a gain of 3231 Wm, and the LS-3 collector presents high values with an efficiency of 72.65%, losses of 505.4 Wm and gain of 4061 Wm, evaluated in a temperature range of 100 to 400 °C.
Keywords
Colector solar parabólico, Transferencia de calor, Radiación solar, Software EES, Eficiencia térmica
Citation
Córdova Gallegos, Junior Francois. (2022). Diseño y simulación de un colector solar parabólico lineal para la generación de energía eléctrica. Quevedo. UTEQ. 153 p.