Colectores Solares de Placa Plana: Análisis y Métodos de Prueba

Abstract

La siguiente tesis es un análisis de algunos de los aspectos de los colectores solares de placa plana como; su funcionamiento mecánico, rendimiento térmico, la respuesta dinámica, sus pérdidas ópticas, entre otros. Así mismo se analizan y discuten distintos métodos de prueba para la evaluación de estos sistemas. Primero se da una breve introducción a este campo de la ciencia presentado algunas de las motivaciones que pueden llevar a realizar este tipo de investigaciones. Enseguida, se presentan los antecedentes teóricos principales requeridos para desarrollar el análisis. Así como para poder entender y llevar a cabo métodos de prueba correctos, y que sean válidos para una evaluación de desempeño. En el capítulo tres se presenta una lista de trabajos previos que de alguna manera sirvieron de apoyo para la realización de esta tesis. De los cuales el realizado por la Universidad de Wisconsin en Madison fue utilizado como guía para las pruebas experimentales. Enseguida se presenta el marco teórico completo del modelo del colector solar de placa plana. Desde el balance de energía sobre todo el sistema hasta la caracterización final del colector. La siguiente parte es el estudio del estándar ASHRAE 93-2003 y su interpretación. En el capítulo cinco se presentan los puntos más relevantes de los procedimientos enunciados por este estándar. Sin embargo, más adelante habrá que modificarlos un poco para crean un método de pruebas práctico y realizable para el laboratorio de energía solar del Tec de Monterrey (Casa Solar). En la tercera parte de la tesis se lleva a cabo el diseño y la construcción de un sistema de pruebas para la evaluación de colectores solares de placa plana. La infraestructura se creó para la Casa Solar, y es resultado de un análisis de distintas configuraciones de circuitos de prueba. Por Último, las pruebas de la determinación de la constante de tiempo y la eficiencia térmica del colector son llevadas a cabo. Los resultados que se obtuvieron fueron para dos distintos colectores, ambos de la tecnología de placa plana.