Diseño experimental de un prototipo de concentrado solar disco parabólico, de 1m2 de captación solar

Abstract

En el presente trabajo de tesis se realizó el diseño y construcción de un prototipo de concentrador solar disco parabólico de 1m2 de captación solar, con un sistema de seguimiento solar en dos ejes de rotación; con la finalidad de obtener resultados experimentales de la capacidad térmica y evaluar cómo esta depende del sistema de seguimiento solar. Primero se empezó con el diseño de la geometría parabólica del concentrador, donde se obtuvieron los parámetros y características más óptimos para proporcionar una máxima concentración de la radiación solar con Cmax= 280 y ϕr=45°. Seguidamente con el diseño del intercambiador de calor y luego el sistema de seguimiento solar que consta de dos partes; la primera que está formado por un tren de engranajes y un sistema tipo actuador lineal que le darán los movimientos de (acimut) y (elevación) respectivamente, y la segunda que es la encargada de automatizar ambos sistemas, mediante la programación de un conjunto de circuitos e integrados que accionarán a los motores para dar el seguimiento solar. Luego se procedió con la construcción de la estructura de soporte, encargado de soportar al concentrador y al sistema de seguimiento solar. Para finalmente proceder a realizar las diversas pruebas experimentales. Demostrando que el prototipo diseñado logró alcanzar una radiación promedio en el plato para 05/07/2018, de 𝐺𝑏𝑎 = 691.30 W/m2, con una potencia promedio de 𝑄̇𝑎𝑏𝑠. = 585.4 W, el rendimiento óptico promedio del concentrador fue de 𝑛ó𝑝𝑡𝑖𝑐𝑜 = 84.7%, el rendimiento del concentrador fue de 𝑛𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑜𝑟 = 67,6%, alcanzando temperaturas promedios mayores a los 600°C.