Caracterización térmica y análisis de irreversibilidades en colectores solares de placas planas para calentamiento de aire

Abstract

El presente estudio aborda el problema en el diseño de dispositivos para la conversión de la adiación solar en energía térmica. Éstos presentan un rendimiento que no es óptimo desde el punto de vista de parámetros geométricos, propiedades físicas de materiales y eficiencia de segunda ley de la termodinámica. Por esto, como objetivo se realiza el análisis de irreversibilidades de colectores solares de aire de placas planas con cubierta para su optimización basada en el criterio de máxima exergía. Para esto se plantea una metodología dividida en dos etapas;en la etapa 1 se realiza el modelo de colector solar de placas planas con cubierta que opera bajo condiciones transitorias obteniendo el balance de energía para cada elemento del colector. Además, se determina la exergía de entrada y destrucciones exergéticas involucradas en el colector;en la etapa 2 se optimiza el modelo del colector solar implementando el método de Runge Kutta Fehlberg para obtener la caracterización térmica la cual es utilizada en las ecuaciones de exergía y así obtener la eficiencia exergética del colector, el código fue desarrollado en MATLAB. En la presentación de los resultados se obtienen los efectos de la variación de los materiales y los parámetros geométricos de cada elemento del colector en la eficiencia exergética.