Evaluación del potencial para la producción de vapor mediante el aprovechamiento de la energía solar a través de sistemas de colectores de concentración cilíndrico parabólicos y desarrollo de un prototipo a pequeña escala

Abstract

El objetivo de este proyecto es profundizar en la investigación sobre aprovechamiento de la energía solar por la vía térmica mediante colectores cilíndrico-parabólicos de concentración (CCP) a fin de evaluar el potencial de esta tecnología en aplicaciones de mediana temperatura que involucren, o no, evaporación en el fluido de trabajo. Para ello se estimó la cantidad disponible de energía con base en los datos de radiación solar proporcionados por la CDMB, desde su estación de monitoreo ubicada en la UIS, observándose que la radicación difusa es cerca del 50% de la radiación total. También se revisó el estado de desarrollo de los sistemas CCP, esto permitió efectuar un análisis teórico-experimental de sus principales características, así como la cuantificación del efecto de sus parámetros de diseño sobre su eficiencia global. De esta manera se pudo desarrollar un modelo experimental que permitió la adquisición de datos para soporte de la investigación. Entre los resultados mas importantes, se destaca la evaluación experimental de la eficiencia global del sistema CCP, la cual fue de 25% para temperaturas del fluido de trabajo cercanas a 80°C y de 45% para temperaturas cercanas a 40°C Esto posibilitó la estimación del costo total de producción incluyendo la instalación, operación y mantenimiento, el cual fue de $780/kW-h. Finalmente, se pudo establecer que la viabilidad económica y técnica de esta tecnología depende principalmente de su utilización a mediana y gran escala, debido a la baja eficiencia global del sistema y a la existencia de fuentes más económicas. Sin embargo, su verdadero potencial radica en el bajo impacto ambiental y la disponibilidad ilimitada de la fuente, lo cual en cierto modo mantiene vivo el interés en este campo de la investigación hasta que varios de los inconvenientes actuales sean superados.