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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/4230| Diseño y construcción de una instalación experimental para evaluar el rendimiento térmico de un colector solar bajo condiciones de clima real Design and construction of an experimental setup to evaluate the thermal performance of a solar collector under real climate conditions | |
| Erik Juárez Pacheco | |
| FRANCISCO JAVIER CARRANZA CHAVEZ Daniel Sauceda Carvajal | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Colectores solares, Concentrador parabólico compuesto, Rendimiento térmico Solar collectors, Compound parabolic concentrator, Thermal efficiency | |
| El aprovechamiento de las energías renovables como alternativa al uso de combustibles fósiles ha impulsado el desarrollo de los colectores solares, destacando el concentrador parabólico compuesto (CPC) por su capacidad de transformar la radiación solar en calor de baja y media temperatura (60- 240°C), con aplicación en los sectores residencial y comercial. No obstante, previo a la generalización de su uso, es mandatorio determinar el rendimiento térmico de cualquier colector siguiendo alguna normativa específica. Dado este contexto, en el presente trabajo se muestra tanto el diseño y construcción de un colector CPC como la evaluación de su rendimiento térmico utilizando la norma ANSI/ASHRAE 93-2010 (RA 2014), bajo las condiciones climáticas de Ensenada, BC. Para ello se diseñó y construyó también una instalación experimental adecuada. De los resultados obtenidos se encontró una eficiencia térmica máxima de 0.619, un coeficiente de pérdidas de calor de -8.37 W/°C∙m2, una constante de tiempo de 92 s y valores del modificador de ángulo de incidencia de 0.89, 0.87, 0.74 y 0.69 para ángulos de incidencia de 15°, 30°, 45° y 60°, respectivamente. La máxima caída de presión registrada al flujo másico de trabajo (0.01 kg/s) fue de 8.20 kPa (1.19 psi). El costo nivelado de calor que se determinó para la instalación solar construida fue de 1.46 MXN/kWh. Con base en los resultados obtenidos, se demuestra que el colector CPC estudiado es competitivo con respecto a colectores similares reportados en la literatura. The utilization of renewable energies as an alternative to the use of fossil fuels has boosted the development of solar collectors. Among them, the compound parabolic concentrator (CPC) outstands due to its capacity to convert solar radiation into low- and medium-temperature heat (60-240°C), useful in the residential and industrial sectors. Nevertheless, previous to the extended use of any collector, it is mandatory to evaluate its thermal performance through an adequate standard. Given this context, in the present work it is shown both the design and construction of a CPC collector and the evaluation of its thermal performance through the ANSI/ASHRAE 93-2010 (RA 2014) standard, under the climate conditions of Ensenada, BC. For this purpose, a suitable experimental installation was also designed and built. From the obtained results, a maximum thermal efficiency of 0.619 was found, with a heat-loss coefficient of -8.37 W/°C∙m2. Also, the time constant achieved was 92 s, and the values of the incidence angle modifier computed were 0.89, 0.87, 0.74 and 0.69 for incidence angles of 15°, 30°, 45° and 60°, respectively. The largest pressure drop observed at the mass flow rate of the experiments, 0.01 kg/s, was 8.20 kPa (1.19 psi). Finally, a levelized cost of heat of 1.46 MXN/kWh was estimated for the solar installation studied. Based on the obtained results, it is demonstrated that the CPC collector analyzed is competitive with respect to similar collectors reported in the literature. | |
| CICESE | |
| 2024 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Juárez Pacheco, E. 2024. Diseño y construcción de una instalación experimental para evaluar el rendimiento térmico de un colector solar bajo condiciones de clima real. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 59 pp. | |
| OTRAS | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Electrónica y Telecomunicaciones |
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| tesis_Erik Juárez Pacheco_2024.pdf | Descripción completa de la tesis | 4.16 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |