Posts Tagged ‘radiación solar’


modelo termico de panel solar para temperaturas parte posterior

Cuando la radiación solar incide sobre un panel parte se transforma en energía eléctrica, otra parte se refleja, otra atraviesa el panel (excepto aquellos que tienen un tapa de polímero en la parte posterior) y parte se queda cambiando la cantidad de energía interna con el consiguiente incremento de la temperatura de las celdas fotovoltaicas. La figura, resultado de un estudio térmico sobre paneles nos arroja la temperatura en la parte posterior de un panel con tapa (que ya no deja pasar la luz hacia atrás porque tiene una superficie que lo cubre, bien para reflejar o bien para soporte) y la temperatura en estado estable fijada en el interior del panel, y esta curva cambia debido a que en el eje horizontal se ha considerado la velocidad del viento que indice sobre el panel enfriándolo (llevándose consigo parte de la energía térmica capturada por el panel fotovoltaico de la irradiación solar). Hecho en Matlab de MathWorks para quienes gustan de los procesos de modelamiento y simulación en todos los campos… Inviten si hay trabajo o proyectos que sean de hecho pagados…


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calor_util_en_CSCP

 

En esta oportunidad deseo presentar un parte del diagrama en Simulink y resultados de una simulación sobre un CSCP.

La gráfica izquierda superior representa el calor útil almacenado en el fluido operante, luego de haber sido reducido por varias pérdidas ópticas, geométricas entre otras. El valor negativo es una cantidad de energía que se gasta en calentar el fluido desde un punto de arranque frío (es decir, durante el alba).

La gráfica izquierda inferior se visualiza la radiación solar de un día completo (24 horas). Se ha agregado para que las pérdidas se computen a partir de la salida del sol.

Los colores significan diferente función del dato dentro del programa: entradas, procesos, salidas. Los datos indicados ahí son generales los cuales pueden ser ajustados para cada aplicación en especial. La situación del modelo es que es principalmente por convección natural la interacción del CSCP con el medio ambiente, para casos de viento se puede adicionar pequeñas correcciones.

Os lo comparto y espero sea de su utilidad. El modelo ha sido realizado 100% por el autor del blog guiándome del trabajo de tesis de una universidad española. El modelo se puede mejorar (obvio) y permitir el cálculo de muchos más parámetros técnicos y económicos.


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Un colector solar es un tipo especial de intercambiador de calor que transforma la energía radiante procedente del Sol en energía térmica. Presentan problemas muy particulares de flujos de energía bajos y variables y según su tipología, son más sensibles a los distintos fenómenos de radiación solar. La mayoría de los estudios sobre aprovechamiento térmico de la radiación solar realizan su análisis partiendo de una clasificación tradicional que distingue entre colectores para aplicaciones de baja, media y alta temperatura.

En el colector de concentración se pueden distinguir dos elementos claramente diferenciados: el absorbedor (o receptor) y el sistema óptico de concentración o concentrador, con funcionalidades y ubicaciones distintas.

El receptor es el elemento del sistema donde la radiación se absorbe y se convierte en otro tipo distinto de energía. El concentrador es el sistema óptico del colector que dirige la radiación sobre el receptor. La apertura del concentrador es el espacio abierto a través del cual se intercepta la radiación solar.

En las aplicaciones solares de baja temperatura se emplean colectores solares sin concentración. Sin embargo, si se necesitan temperaturas de trabajo más elevadas, hay que recurrir a instalaciones de concentración solar. Se pueden señalar dos condiciones necesarias para estar hablando de una instalación solar de concentración. En primer lugar es necesario reducir el área de la zona donde se produzcan las pérdidas térmicas (el absorbedor). En segundo lugar, hay que interponer algún tipo de sistema óptico entre la fuente de radiación solar y el sistema absorbedor que permita recoger la mayor cantidad de energía solar posible y concentrarla sobre dicho absorbedor.

La manera de cuantificar las veces que se puede incrementar la energía solar sobre la superficie absorbedora es mediante el factor de concentración. La definición de este parámetro varía según los autores consultados, pero la definición más práctica se refiere a la relación entre el área del plano de apertura del colector y el área del plano que
recibe la radiación concentrada y se encarga de absorberla:

C = (Area de apertura) / ( Area del absorvedor)


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