Diseño y construcción de un sistema de calentamiento para uso residencial por energía solar

Abstract

En la actualidad la mayor cantidad de energía consumida en el planeta proviene de los combustibles fósiles, estos son responsables de grandes problemas medioambientales de gran relevancia en la humanidad. Uno de los principales usos de la energía es el calentamiento de fluidos, en particular de agua. El calentamiento de agua a través de la energía solar térmica, como fuente de energía renovable, se ha convertido en un campo de desempeño a nivel ingenieril y contribuir con esta área se establece como objetivo de este proyecto de grado al diseñar y construir un sistema de calentamiento de agua para uso residencial asistido por energía solar como fuente de energía principal orientado al desarrollo socioeconómico y ambiental en el área rural, con un subsistema de captación de energía basado en los últimos avances tecnológicos disponibles como lo son los tubos evacuados simples que trabajan con circulación por termosifón; un subsistema auxiliar de calentamiento por resistencias eléctricas y un tanque de almacenamiento aislado. A fin de evaluar su desempeño, el sistema fue instalado en una zona rural del municipio La mesa de los Santos, Santander. Entre los resultados más importantes, se destaca la evaluación de la eficiencia global real del sistema, la cual fue de 78.6%, obteniendo temperaturas de trabajo cercanas a 59°C. También se realizó la estimación del costo total de producción, incluyendo la instalación, operación y mantenimiento, el cual fue de $ 3.013.150 pesos colombianos. Finalmente, se pudo establecer la viabilidad económica por medio del análisis de VPN respecto a los sistemas de calentamiento por energía eléctrica y por gas natural.