Análisis del desempeño térmico de un colector solar de tubos al vacío

Abstract

Con el objetivo de utilizar una tecnología limpia que permita obtener energía sin comprometer al medio ambiente, diversos países han desarrollado metodologías para el aprovechamiento de energías renovables tales como la energía solar. Entre estas se encuentra el uso de colectores solares térmicos, los cuales aprovechan el calor del sol para producir agua caliente. La obtención de energía solar útil mediante estos dispositivos depende de factores geométricos, térmicos y atmosféricos; por ende, es pertinente comprender la relación que existe entre ciertas variables y la eficiencia térmica del colector. En la presente investigación se reportan los resultados de un estudio de eficiencias en un colector solar de tubos al vacío mediante el software MATLAB cuyo análisis se lleva a cabo bajo las condiciones ambientales de la ciudad de Bucaramanga, Colombia. Se realizó un estudio paramétrico implementando diferentes fluidos de trabajo, tipos y materiales de estructuras capilares y separación entre tubos con el objeto de aumentar el estado del arte de esta aplicación en particular, de manera que los resultados puedan ser aplicados para mejorar la eficiencia de los colectores solares comerciales ya existentes. Los resultados muestran que para lograr el mayor rendimiento térmico se debe implementar agua como fluido de trabajo, cobre en mechas sinterizadas como estructura capilar y una separación entre tubos de 0,165 m. La eficiencia correspondiente a esta disposición promedió aproximadamente el 60,66%.