Evaluación de un calentador solar de agua de cilindro parabólico en la ciudad de Riobamba

Resumen

En el presente trabajo se presenta la modelación matemática del perfil de temperaturas en el tubo absorbedor del concentrador solar cilíndrico parabólico en estado estacionario. La modelación matemática permite conocer el comportamiento de la ganancia de calor que experimenta el fluido en sentido longitudinal, en este caso agua, mientras permanece en reposo dentro del tubo absorbedor. Este modelado se logró a partir de un balance de energía en el tubo recibidor, que se encuentra en función de parámetros geométricos, ópticos y ambientales. Los resultados mostraron un perfil de temperaturas en estado estacionario que es de tipo exponencial. Se experimentó el tiempo de calentamiento de agua en el colector solar hasta los 70°C, obteniéndose como resultado un tiempo aproximado de 7 minutos cuando se tiene el mayor índice de radiación, siendo la capacidad aproximada de 50 litros de agua caliente al día. Se analizó el calentamiento de agua a distintas velocidades, se obtuvo a que a una menor velocidad hay un mayor aumento en la temperatura. Se hizo una comparación entre un colector solar de tubos al vacío y el colector solar cilíndrico parabólico, siendo el primero mucho más eficiente, con un valor de 74% como la máxima eficiencia, mientras que en el colector cilíndrico parabólico se obtuvo una eficiencia máxima de 35,84%. Esto es debido a que el tubo del primer colector por encontrarse al vacío reduce significativamente las pérdidas térmicas lo cual ayuda a mejorar la eficiencia.