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http://cimav.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1004/793| Diseño y simulación de chimenea solar con ángulo de inclinación y cambio de geometría en el colector y aceleración del flujo en la chimenea | |
| Miguel Agustín Heredia Vázquez | |
| RICARDO BELTRAN CHACON ANGEL MARROQUIN DE JESUS | |
| Acceso Abierto | |
| Sin Derechos Reservados | |
| Diseño y simulación de chimenea solar | |
| La creciente escases de recursos energéticos fósiles, con el consecuente incremento de sus costos, así como sus dañinos efectos ambientales asociados a las técnicas actuales de generación de energía eléctrica convencionales hacen inminente y urgente el desarrollo de tecnologías sustentables y renovables, dentro de las cuales destaca el sistema solar de chimenea por su principio de funcionamiento altamente sostenible y mínimo impacto ambiental.
Conociendo que una de las limitaciones para el uso extensivo de esta tecnología es la disponibilidad y captación de la radiación solar útil, y la conversión de ésta en energía térmica, y consecuentemente, en energía cinética del aire; en el presente trabajo se investigó la optimización en el aprovechamiento de la energía solar disponible mediante la sustitución del tipo de colector horizontal con chimenea cilíndrica convencional por un sistema con colector inclinado triangular convergente y chimenea convergente.
Para realizar el análisis del sistema propuesto se desarrolló una herramienta computacional de los principales componentes que conforman el sistema; colector solar y chimenea.
Se realizó una validación del simulador utilizando datos teóricos y experimentales reportados en la literatura, de donde se obtuvieron resultados satisfactorios. Se propone además una metodología para la determinación del ángulo óptimo de inclinación del colector en función del lugar geográfico proyectado del emplazamiento.
En relación al sistema convencional, los resultados obtenidos indican que en el sistema propuesto, con la elección del ángulo óptimo de inclinación del colector en el lugar del emplazamiento modelado es posible lograr un incremento del 6.8% promedio anual en la captación de radiación solar, incrementar la radiación solar promedio mensual absorbida un 11.38%, y en el flujo de calor un 49.75%. También con el cambio en la geometría del colector y de la chimenea, las simulaciones realizadas en software que utiliza técnica de elemento finito indican que es posible incrementar la velocidad del flujo a la salida del colector hasta en 762%, la diferencia de presión total generada y la diferencia de presión disponible para ser extraída por la turbina un 601%. De igual manera, en la chimenea convergente se obtiene una eficiencia de conversión de energía térmica en flujo para la potencia disponible de 60%.
El sistema propuesto es técnicamente atractivo y competitivo como alternativa sustentable para la generación de energía eléctrica, no obstante aún presenta retos en cuestión de optimización de diseño y dimensiones. | |
| 2014-06 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| GENERADORES DE ENERGÍA | |
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| publishedVersion - Versión publicada | |
| Aparece en las colecciones: | Maestría en Energías Renovables |
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