Publicación: Caracterización energética de un heliostato con miras a la potabilización de agua en regiones apartadas
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Fecha
2024-10-22
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Editor
Universidad Nacional de Educación a Distancia (España), Universidad de Concepción - Chile. Departamento de Ingeniería Mecánica
Resumen
En el presente trabajo se analiza el desempeño energético de un conjunto heliostato-receptor de bajo costo, con miras su utilización en sistemas de purificación de agua en zonas apartadas donde se tenga disponibilidad del recurso solar. El sistema fue caracterizado experimentalmente y la proyección hacia sistemas de purificación es analizada con ayuda de una simulación que emplea el método de trazado de rayos de Montecarlo (MRT) y un análisis termodinámico simplificado. El heliostato, cuenta con 1,6 m2 de área, y está equipado con motores para el rastreamiento solar en dos ejes. Este dispositivo concentra la radiación solar sobre una superficie de aproximadamente 0,19 m2 donde se logra el calentamiento del agua hasta temperaturas que permitirían su potabilización. También se proyecta, con ayuda del modelo, la cantidad de agua que podría alcanzar una temperatura de 100℃ para ser posteriormente condensada. En el mejor punto de desempeño, para una irradiación directa alrededor de 1000 W/m2 , el sistema permite una captación de energía máxima de 323.15 W, con lo que se tendría un flujo de agua 0,282 kg/h, esto, por cada metro cuadrado de superficie de espejos.
In the present work, the energy performance of a low-cost heliostat-receiver system is analyzed, with a view to its utilization in water purification systems in remote areas where solar resources are available. The system was characterized experimentally, and the projection towards purification systems is analyzed with the help of a simulation employing the Monte Carlo ray racing method (MRT) and a simplified thermodynamic analysis. The heliostat used has an area of 1,6 m2 and is equipped with stepper motors for two-axis solar tracking. This device concentrates the solar radiation onto a surface of approximately 0,19 m2, where the heating of water up to temperatures that would allow its purification is achieved. The model also projects the amount of water that could reach a temperature of 100°C, and be subsequently condensed. At the best performance point, for a direct irradiation around 1000 W/m2, the system allows a maximum energy capture of 323,15 W, which would result in a water flow of 0,282 kg/h, per square meter of mirror surface.
In the present work, the energy performance of a low-cost heliostat-receiver system is analyzed, with a view to its utilization in water purification systems in remote areas where solar resources are available. The system was characterized experimentally, and the projection towards purification systems is analyzed with the help of a simulation employing the Monte Carlo ray racing method (MRT) and a simplified thermodynamic analysis. The heliostat used has an area of 1,6 m2 and is equipped with stepper motors for two-axis solar tracking. This device concentrates the solar radiation onto a surface of approximately 0,19 m2, where the heating of water up to temperatures that would allow its purification is achieved. The model also projects the amount of water that could reach a temperature of 100°C, and be subsequently condensed. At the best performance point, for a direct irradiation around 1000 W/m2, the system allows a maximum energy capture of 323,15 W, which would result in a water flow of 0,282 kg/h, per square meter of mirror surface.
Descripción
Organizado y patrocinado por: Federación iberoamericana de Ingeniería Mecánica y Universidad de Concepción - Chile. Departamento de Mecánica, FeIbIm – FeIbEM
Categorías UNESCO
Palabras clave
energía solar, potabilización de agua, concentración solar, heliostato, energy, water treatment, heliostats, solar
Citación
-
Centro
E.T.S. de Ingenieros Industriales
Departamento
Mecánica