Diseño de un colector solar a las condiciones ambientales del valle del Mantaro por modelamiento y simulación

• Autor: Eufracio Arias, Wilder Efraín
• Formato: tesis doctoral
• Fecha de Publicación: 2015
• Institución: Universidad Nacional del Centro del Perú
• Repositorio: UNCP - Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.uncp.edu.pe:20.500.12894/1199
• Enlace del recurso: http://hdl.handle.net/20.500.12894/1199
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Colector solar; condiciones ambientales; Valle del Mantaro; Modelamiento; Simulación

En la presente investigación se diseñó un colector solar de placa plana a las condiciones ambientales del Valle del Mantaro mediante modelamiento y simulación del modelo matemático de estado estacionario. Para sustentar el diseño, se realizó el análisis de sensibilidad al modelo considerando diversas características del colector como caudal, número, diámetro y longitud de tubos; y como aporte teórico se formuló un modelo matemático transiente de 1×N nodos, de parámetros distribuidos. Para las experimentaciones se construyó el colector solar diseñado de 8 tubos de ½ pulg. de diámetro y 2.096 m2 de área; del caudal del agua, se evaluó el funcionamiento del colector solar de 5.00 a 26.67 mL/s a diferentes condiciones del clima, y deber ser menor a 15 mL/s (0.9 LPM) para un día soleado y 8.33 mL/s (0.5 LPM) para un día nublado, para alcanzar la temperatura de salida del agua del colector alrededor o mayor de 36.5 ºC. En la validación experimental de los modelos se utilizó el error relativo y absoluto y la prueba Z, cuyos promedios para un día soleado, nublado y parcialmente nublado para el modelo de estado estacionario y transiente propuesto son: 7.18% (2.90 ºC) y 1.21% (0.43 ºC); 5.62% (1.73 ºC) y 1.30% (0.36 ºC); y 9.60% (3.45 ºC) y 3.42% (1.07 ºC), respectivamente. Los resultados indican que las estimaciones de la temperatura de salida del agua del modelo matemático transiente de 1×N nodos propuesto es mejor que el método experimental, pero no del modelo matemático de estado estacionario.