Modelación del comportamiento térmico y extracción de energía de un estanque solar

Se realizó un modelo computacional para estudiar el comportamiento térmico y extracción de energía de un estanque solar. Éste modelo depende de las condiciones ambientales del sitio y de las dimensiones del estanque solar. Se calcularon y analizaron las pérdidas de calor de cada mecanismo (convección, evaporación, radiación y a través de las paredes y el suelo), utilizando diferentes modelos de absorción de radiación, de evaporación y de convección. Se acopló al modelo el cálculo de la extracción de energía mediante un intercambiador de calor situado en la LCZ. Para resolver las ecuaciones gobernantes, se utilizó el método de diferencias finitas explícito y se tomó la medición del perfil de temperatura inicial del estaque como condición inicial. Por otro lado, como condición de frontera con la zona no convectiva, se tomaron las temperaturas de las zonas convectivas superior e inferior, calculadas a partir de un balance de energía. Se diseñó e instaló un estanque solar de 5m3 con un intercambiador de calor CFI, en la Casa Solar del Tecnológico de Monterrey, y se validaron los resultados numéricos con los experimentales. Por último, se estudió la aplicación del modelo al estudio de un caso práctico y se calculó una estimación de ahorros y retorno simple de inversión.