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Diseño de sistema solar térmico para lavado de lana de camélidos en la localidad de VisviriSanz Biava, Nicolás Ignacio January 2018 (has links)
Ingeniero Civil Mecánico / Ayllu Solar es una iniciativa de SERC Chile que busca impulsar el desarrollo de comunidades pertenecientes a la región de Arica y Parinacota a través de cuatro proyectos de energía solar. Uno de estos proyectos consiste en la creación de un centro de acopio y procesamiento de lana de camélidos, sistema de esquila móvil y micro-red fotovoltaica en Visviri, un poblado aimara ubicado en el Altiplano andino.
Los niveles de radiación solar en Visviri son idóneos para la aplicación de sistemas de energía solar, con un índice anual de transparencia atmosférica de 0,72 y una insolación global horizontal anual cercana a los 2.500 kWh/m2. Dadas estas condiciones, la motivación para realizar este trabajo surge de la posibilidad de solucionar los requerimientos de calor de los procesos de lavado y secado de lana en el centro por medio de un sistema solar térmico.
La solución propuesta considera un sistema con colectores no concentradores y acumulación en forma de calor sensible en agua. Dadas las bajas temperaturas registradas en Visviri, se propone utilizar agua con un 45% en peso de anticongelante como fluido de trabajo en los colectores, por lo que se considera una conexión indirecta entre éstos y el estanque. El suministro de calor para los procesos de lavado y secado se realiza a través de intercambiadores de calor de placas y de flujo cruzado, respectivamente, permitiendo trabajar con agua tratada al interior del estanque, con el fin de evitar problemas de corrosión e incrustaciones.
El diseño considera criterios técnicos y económicos, evaluados en función de la respuesta en régimen transiente del sistema a lo largo del año, para lo cual se realizan simulaciones mediante el programa TRNSYS 17. A partir de los resultados de las simulaciones, se propone una configuración de cuatro colectores de tubos evacuados tipo heat pipe, totalizando un área bruta de alrededor de 20 m2, con una inclinación de 20° en orientación norte, acoplados a un acumulador térmico de 1.500 litros de capacidad. Se demuestra, además, que el uso de colectores planos no presenta beneficios económicos.
Se estima que el sistema propuesto es capaz de proveer alrededor de 9,1 MWh/año, lo que se traduce en un aporte cercano al 88% de la demanda total de calor para calentamiento de agua y una remoción de agua mediante secado del orden del 97% de lo requerido. La evaluación económica del sistema indica un costo nivelado de la energía menor que el de un sistema alternativo en base a GLP, para una tasa de descuento del 3%, al considerar una vida útil igual o mayor a 17 años.
Por último, se evalúa una propuesta alternativa diseñada para aportar sólo un cuarto de la demanda del proceso de secado, para la cual se observa un costo nivelado superior al del sistema en base a GLP. Dado esto, se recomienda la implementación de un sistema solar térmico sólo en caso de requerir de un aporte energético significativo al proceso de secado.
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Factibilidad de generación eléctrica solar térmica y fotovoltaica en la Región de AtacamaSolari San Martín, Michele January 2019 (has links)
Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico / El siguiente trabajo de titulo consiste en el estudio de factibilidad de generación eléctrica solar térmica y fotovoltaica en la región de Atacama. Su objetivo es evaluar técnica y económicamente los métodos de generación eléctrica por el método de concentración térmica (CSP) de torre y receptor, fotovoltaico (FV) y una combinación de ambos (generación hibrida) en la región de Atacama. Para esto se selecciona una locación a partir de un estudio anterior y se obtienen las características meteorológicas del lugar por medio del Explorador Solar. Luego se selecciona la tecnología para cada tipo de generación energética y se diseñan las plantas FV, CSP e hibridas para potencias de 50, 100 y 150 [MW], estas son simuladas en SAM y con los resultados obtenidos se realiza un estudio económico donde se obtienen los indicadores: VAN, TIR y LCOE, para determinar su factibilidad.
El estudio indica que bajo los parámetros económicos escogidos para potencias de 50 y 100 [MW] solo son factibles las plantas FV, mientras que en el caso de 150 [MW] no solo son factibles las plantas FV, sino que también las plantas CSP e hibridas con un porcentaje de generación CSP mayor al 50%. Del estudio se concluye que, para las potencias escogidas, en todos los casos es más económicamente conveniente construir una planta FV, pero para el caso de 150 [MW] las otras opciones de diseño son interesantes ya que presentan beneficios que no poseen las plantas FV: una mayor generación energética, de manera más constante y durante más horas del día, debido al almacenamiento de las sales fundidas.
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Optimización de parámetros de diseño de una planta solar de concentración para generación eléctrica considerando distintos escenarios de despachoBravo Inostroza, Catalina Arlette January 2018 (has links)
Memoria para optar al título de Ingeniera Civil Mecánica / Chile tiene un elevado potencial para el desarrollo de la energía solar en su territorio,
debido a los altos niveles de radiación en el norte del país. La energía solar fotovoltaica, que
utiliza semiconductores y la energía solar de concentración, que utiliza espejos o lentes son las
dos grandes tecnologías que se han desarrollado en el país. Sin embargo, mientras la tecnología
solar fotovoltaica ha sido ampliamente utilizada tanto a nivel industrial como residencial, la
tecnología solar de concentración ha tenido una penetración bastante más lenta. Se esgrime
generalmente que la razón de la lenta entrada de esta tecnología es que es intensiva en costos
de instalación, lo que la hace menos competitiva frente a la, bastante menos costosa, solar
fotovoltaica. No obstante, la alta radiación en el país aprovechable por la tecnología solar de
concentración y su capacidad de trabajar con almacenamiento térmico de energía la hacen
atractiva como fuente alternativa de energía.
En este trabajo de título se analizan las configuraciones de variables de diseño como el
múltiplo solar y las horas de almacenamiento de energía térmica tales que puedan producir
un máximo de los ingresos de una planta generadora de energía eléctrica de tipo solar de
concentración de torre solar. Este análisis se realiza dentro del contexto del mercado eléctrico
chileno, luego, se realiza el estudio en el marco de tres escenarios de despacho de energía
eléctrica: despacho constante, según curva de demanda y según peaks de demanda y se utilizan
proyecciones de costos marginales a largo plazo, para considerar sus fluctuaciones. Para
realizar este análisis, se desarrollan los modelos matemáticos que representan los escenarios
de despacho, para ingresarlos como datos de entrada al software System Advisor Model, en
donde se simula el comportamiento de la planta. Luego, se desarrolla el modelo de optimización
de maximización de ingresos para finalizar calculando el valor actual neto y la tasa
interna de retorno como indicadores de rentabilidad, y el costo nivelado de energía como
indicador de competitividad económica.
Los resultados muestran que existen fuertes diferencias en rentabilidad entre los tres tipos
de despacho, siendo el escenario según curva de demanda el que presenta la mayor rentabilidad.
Dado que esta modalidad de despacho permite que se inyecte energía a la red de forma
selectiva, se puede forzar a la planta a operar a toda su capacidad en las horas donde existe
mayor demanda y por lo tanto donde la energía inyectada puede venderse a un mayor precio.
No obstante este resultado, este escenario no presenta el menor LCOE, siendo el escenario
de despacho constante el que presenta el menor valor de este indicador, debido a que en este
escenario es donde se presenta la mayor cantidad de energía generada en un año.
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Assessment of deep learning techniques for diagnosis in thermal systems through anomaly detectionCorrea Jullian, Camila Asunción January 2019 (has links)
Memoria para optar al título de Ingeniera Civil Mecánica / A la hora de evaluar el desempeño de sistemas térmicos, mantener registros temporales de temperatura y caudal permiten obtener información sobre el rendimiento y estado de operación del sistema. Estudios de confiabilidad en equipos y componentes son un proceso fundamental para reducir costos de mantención y aumentar la vida útil de estos. La identificación de comportamientos anómalos se puede utilizar para detectar variaciones inesperadas en patrones de consumo o en la degradación de componentes en el sistema. En los últimos años, diversas técnicas de aprendizaje profundo se han aplicado de manera exitosa en la identificación y cuantificación de daño en distintos sistemas mecánicos. Por lo anterior, es de interés evaluar su uso para el análisis de desempeño en sistemas térmicos, en particular, técnicas especializadas para el análisis de series temporales.
Los sistemas solares térmicos son una fuente de energía viable y sustentable para aplicaciones de agua caliente a nivel domiciliario e industrial. Su operación requiere una correcta integración y mantención para efectivamente reducir el consumo de combustibles fósiles. Sin embargo, un sistema de monitoreo aumenta los costos del sistema, por lo que se deben tomar decisiones estratégicas para seleccionar componentes críticos a los cuales observar. Temperaturas y caudales en colectores solares, bombas y acumuladores de calor son las principales variables para analizar bajo diferentes condiciones meteorológicas.
El presente Trabajo de Título consiste en la evaluación de distintas técnicas de Aprendizaje Profundo para el desarrollo de un modelo de diagnóstico de detección de anomalías en sistemas térmicos. El caso de estudio utilizado es el sistema de agua caliente solar del edificio Beauchef 851, el cual es analizado y simulado con el software TRNSYS. A través de esta representación, es posible generar grandes cantidades de datos tales como temperatura, flujo y las condiciones ambientales para representar condiciones nominales y anómalas inducidas en el sistema. Se plantea utilizar técnicas de aprendizaje profundo para el análisis de información secuencial correspondiente a los datos generados a través de la simulación en TRNSYS.
Se evalúan diferentes técnicas para el análisis temporal como, por ejemplo, Redes Neuronales Recurrentes Profundas para predicción de temperaturas bajo variadas configuraciones y horizontes de evaluación. Esto, con el fin de desarrollar un método para la detección de anomalías en patrones de consumo, eficiencia de los colectores solares y operación de las bombas. El aumento de la temperatura registrada a la salida del campo solar causada por una alteración en la demanda de agua caliente es identificada como anomalía con una exactitud de un 86% en las muestras estudiadas. A su vez, la detección de la reducción de la misma temperatura debido a anomalías inducidas en la eficiencia del colector obtiene una exactitud de un 70%. A pesar de la sensibilidad del modelo de detección, estos resultados son prometedores ante la posibilidad de integrar mediciones y validaciones experimentales de este.
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Diseño e implementación de sistema de control de helióstatos para una planta de concentración solar de potencia de torre de pequeña escalaEncina Flores, Nicolás Ignacio January 2019 (has links)
Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Eléctrico / El proyecto Solarbosch, de la empresa Enerbosch, es un proyecto de una central de concentración solar de torre de pequeña escala, que busca aprovechar el gran potencial solar existente en Chile, sobre todo en su zona norte. Varios son los desafíos que deben ser abordados en el diseño de una planta de estas características; uno de ellos y tema principal del actual trabajo de memoria corresponde al control automático de los helióstatos encargados de redirigir la radiación solar hacia la torre. El requerimiento principal que estos deben cumplir corresponde a que el error de apunte sea el menor posible.
En primer lugar, se desarrolla un modelo matemático que describe el movimiento de un helióstato con geometría de movimiento de tipo pitch/roll. Este modelo es vital para calcular la posición que debe adoptar un helióstato con el objetivo de apuntar a la torre; pero además, es necesario para desarrollar la metodología de calibración basada en el uso de una superficie objetivo ubicada en la torre central, la cual permite realizar mediciones de error. Para lograr esto último, el modelo considera posibles errores geométricos de construcción y/o instalación del helióstato, los cuales pueden ser estimados utilizando las mediciones mencionadas.
En segundo lugar se presenta el sistema de control desarrollado, el cual funciona completamente en lazo abierto, siendo esto posible gracias a las ventajas que presentan los motores paso a paso en tal contexto. La posición del Sol se calcula con un algoritmo especial para aquello, luego, el modelo geométrico desarrollado es utilizado para calcular la posición que debe adoptar el helióstato en función de su posición relativa a la torre. El sistema diseñado fue aplicado e implementado en un helióstato prototipo, el cual fue construido en el contexto de un trabajo de memoria multidisciplinario entre las especialidades de Ingeniería Civil Eléctrica y Mecánica.
Finalmente, para validar la metodología de calibración implementada se realizan simulaciones y pruebas en terreno utilizando el helióstato prototipo construido. De las simulaciones se obtiene que la metodología permite corregir el seguimiento de los helióstatos de forma eficaz siempre y cuando las medidas de calibración sean lo más variadas posible, esto quiere decir que hayan sido tomadas durante distintos días del año y a distintas horas. Por otro lado, las pruebas en terreno validan que el sistema de control y la metodología de calibración implementados efectivamente funcionan para un helióstato real.
Como trabajo futuro se plantea que aún deben realizarse pruebas en terreno ubicando el/los helióstatos prototipos a distancias más alejadas de la superficie objetivo de calibración. Por otro lado, también debe extenderse de forma funcional el sistema de control implementado para que pueda operar en una planta con un mayor número de helióstatos.
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Diseño conceptual de un horno solar de alta temperatura, mediante segmento de paraboloide móvil, con receptor fijo, de pequeña escalaBauerle Concha, Ignacio Adolfo January 2018 (has links)
Ingeniero Civil Mecánico / Dentro de todo el rango de las diferentes energías renovables no convencionales, la energía solar es la que se ha visto mayormente impulsada en los últimos años. De los diferentes tipos de tecnologías solares, la concentración solar (CS) es la que permite lograr mayores temperaturas de trabajo. Los CS basan su principio de funcionamiento en redirigir toda la radiación incidente de una superficie en una zona más pequeña, denominada zona focal. En consecuencia, toda tecnología CS posee, al menos, un elemento concentrador y un elemento receptor. En las tecnologías CS de alta temperatura, la zona focal puede alcanzar elevados valores de densidades energéticas, y, por consecuencia, altísimas temperaturas. Los hornos solares son ejemplos de CS de alta temperatura. Por otro lado, el norte de Chile posee un potencial solar privilegiado, ideal para el desarrollo de tecnologías CS. Es por ello que resulta motivador la idea de diseñar un horno solar para dicha zona geográfica.
Para llevar a cabo el diseño del horno lo primero que se realiza es una recopilación bibliográfica del estado del arte de las tecnologías CS. Posteriormente, se define el tipo de horno solar a utilizar, así como también la ubicación geográfica de diseño. Con dichos parámetros definidos, se hace un diseño conceptual del horno, se identifican sus parámetros y la relación que existe entre ellos. Con las relaciones entre los parámetros ya definida, se seleccionan los valores para dichos parámetros, y se realiza un análisis tanto óptico como térmico del horno. Dicho análisis entrega tanto la potencia como la temperatura del horno, dentro de otros parámetros de interés.
En cuanto al lugar de diseño, se elige la localidad de San Pedro de Atacama. A su vez, se selecciona un concentrador tipo Scheffler. Con el diseño definido, se realiza el análisis óptico-térmico para siete configuraciones distintas. Dichas configuraciones varían en el valor de uno o más parámetros. Para el análisis óptico-térmico se utilizan los softwares SolTrace y Maple. Los resultados obtenidos para las siete configuraciones indican que las temperaturas máximas alcanzadas varían entre 1.211-1.727 [°C]. Por otro lado, la variación de la potencia térmica varía entre 1.544-12.000 [W]. Por su parte, las superficies brutas de reflectoras varían entre 3,62-28,43 [m²], siendo la más pequeña la que obtiene los menores valores en cuanto a temperatura y potencia, mientras que los máximos son alcanzados por la configuración de mayor superficie. La configuración más pequeña es también la que más tarda en llegar al estado estacionario, demorándose 7,31 [min], mientras que la configuración más grande tarda tan solo 2,63 [min].
Finalmente se concluye que el diseño conceptual del horno cumple con los requisitos de diseño. Entonces, queda como trabajo propuesto el desarrollar la ingeniera básica y posteriormente la ingeniería de detalle del prototipo.
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Dinámica de estanques acumuladores en centrales solaresGarrido Pulgar, Hernán Felipe January 2018 (has links)
Ingeniero Civil Mecánico / El desarrollo e impulsión de las ERNC (Energía Renovables No Convencionales) ha adquirido un auge notorio en los últimos años en nuestro país, sobre todo con la aprobación de la denominada ley 20/25, que exige para el año 2025, un 20% de partición de las ERNC en la matriz energética nacional. Esto implica un importante desafío en el camino a seguir en materia energética, dado el contexto nacional que señala a Chile como un país rico en recursos naturales. Entre ellos, cabe destacar el enorme potencial solar de nuestro país, que no ha visto una inversión suficiente para un desarrollo importante. En los últimos años, y debido a las políticas públicas para diversificar la matriz energética bajo un carácter renovable y el interés de las empresas mundiales por el potencial en suelo chileno, se ha invertido en importantes proyectos de energía solar, como la planta híbrida CSP (Concentrated Solar Power) en construcción que operará en el desierto de Atacama, siendo la primera planta de concentración de América Latina. La clave de esta tecnología es su capacidad de generar energía eléctrica de manera continua, esto gracias a su sistema de acumulación, que consiste en dos estanques rellenos con sal fundida, uno frío y el otro caliente, y proveen de energía térmica cuando los niveles de radiación son bajos.
En el presente trabajo, se busca simular un ciclo completo de operación de un solo estanque, llamado termoclina, encargado del bloque de acumulación de una planta CSP, las que acumulan la energía proveniente de la radiación solar para producción de energía eléctrica en un bloque de potencia. Esta tecnología utiliza un solo estanque de acumulación en vez de dos, tal que tanto en los procesos de carga y descarga, se forma un gradiente vertical de temperatura en su interior, llamado termoclina. Para ello, se establecen las ecuaciones que gobiernan los fenómenos físicos, se dimensiona el estanque y las condiciones de borde e iniciales, se adapta el modelo en el software Comsol v5.3, y se configura para los procesos de carga y descarga.
Los gráficos y valores obtenidos por el estudio indican una clara relación entre el espesor de la termoclina y las pérdidas de acumulación en un ciclo de operación. A medida que el espesor alcanza mayores valores, la pérdida de acumulación es mayor, de modo que una termoclina más compacta aumenta el rendimiento del estanque acumulador. Otra variable importante es la porosidad del medio de relleno del estanque, pues un aumento en la porosidad indica un aumento de rendimiento, lo que se explica por la mayor área para transferencia de calor entre el medio y el fluido de trabajo.
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Estudio de factibilidad del uso de energía solar fotovoltaica a nivel residencial en generación distribuida, mediante el mecanismo "net metering" / Feasibility study for the use of photovoltaic solar energy at residential level in distributed generation through the net metering devicePérez Fuentes, Ignacio Andrés January 2014 (has links)
Memoria para optar al título profesional de: Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / En el presente estudio se analizó uno de los sistemas o mecanismos que más se ha consolidado en el mundo con respecto a la generación distribuída de energías renovables. Este mecanismo es el “Net Metering” o Medición Neta, el cual consiste en dar la posibilidad al consumidor final de inyectar los excedentes de energía que genera una vivienda y al mismo tiempo busca desarrollar un mercado energético más competitivo, adecuando las condiciones tarifarias de los consumidores finales de energía eléctrica. En el estudio se caracterizaron los sistemas solares fotovoltaicos para generación distribuida, se analizaron distintos tipos de sistemas de medición neta y finalmente se evaluó la factibilidad financiera y técnica de la aplicación de este mecanismo. Esto último se realizó para distintos tamaños de sistemas solares fotovoltaicos en dos escenarios de evaluación; “Net Metering” de California, Estados Unidos y por otro lado “Net Metering” de la Ley de generación distribuida aprobada recientemente en Chile. Estos escenarios se evaluaron en una residencia de la comuna de Santiago con datos de consumo energético promedio, correspondiente a 2640 (kWh/año).Los resultados muestran que el mecanismo “Net Metering” de California es más óptimo para su aplicación en el país, puesto que según los indicadores financieros presenta niveles de rentabilidad considerablemente mayores en la evaluación financiera. Finalmente se pudo concluir que el mecanismo de “Net Metering” de La Ley Chilena no genera incentivos adecuados para el desarrollo de energías renovables, ni aporta al desarrollo de os sistemas generación distribuida de pequeña escala. / This study examined one of the systems or mechanisms that more has been consolidated in the world with respect to distributed generation renewable energy. This mechanism is called "Net Metering" which involves give the possibility to final consumer to inject excess energy available to housing and at the same time seeks to generate a more competitive energy market, adjusting the tariff terms of final consumers of electrical energy. In the study were characterized solar photovoltaic systems for distributed generation, different types of net metering systems was analyzed and finally the financial and technical feasibility of the application of this mechanism for different types of popular sizes of solar photovoltaic systems in two scenarios were evaluated for assessment alleged case of distributed residential level of the commune of Santiago, Region Metropolitana, Chile, which has an average of 2640 (kWh/year) energy consumption; For one thing "Net Metering" of California, United States and other "Net Metering" Distributed Generation Law recently passed in Chile was evaluated. The results show that the mechanism "Net Metering" California is optimal for use in the country, since according to financial indicators shows considerably higher levels of profitability in the financial evaluation. Finally it was concluded that the mechanism of "Net Metering" of the Chilean law does not encourage in any way by itself the development of renewable energy neither contributes less to the development of distributed generation systems small scale.
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Estudio de prefactibilidad de la implementación de un parque fotovoltaico flotante en depósitos de relave en la zona centro-norte de ChileArroyo Sáez, Víctor Jesús January 2017 (has links)
Ingeniero Civil Mecánico / El norte de Chile es el lugar con mayor radiación a nivel global, por lo que existe una gran disponibilidad para desarrollar proyecto de energía fotovoltaica, por otro lado, es de suma importancia el cuidado y el uso eficiente del agua en la minería, por esto se realiza el estudio con un objetivo principal que es evaluar técnica y económicamente la implementación de la tecnología fotovoltaica flotante en depósitos de relaves mineros, con aplicación en la zona centro y norte del país.
Esto se realiza mediante la recopilación de información en línea y bibliográfica, primero con un estudio de mercado que indica que existen 52 depósitos disponibles en Chile para la aplicación, decidiéndose además continuar con los depósitos de relave, Ovejería, El Mauro y Laguna Seca. Segundo obteniendo la capacidad energética e hídrica a través de sitios web de Chile, que entregan datos de las estaciones meteorológicas cercanas a los tres depósitos escogidos. En particular se usa la aplicación del ministerio de energía llamada explorador solar para el cálculo de la energía generada.
A partir de la recopilación de información de las plantas fotovoltaicas flotantes existentes en el mundo, se decide realizar un diseño de acuerdo a lo que se ha hecho, conjunto a ello se decide utilizar paneles ya probados en esta área, es por eso que se escogen los paneles Yingli y Ja solar para la realización del estudio. Por el contrario, el panel Film es descartado por posibles problemas a la hora de la mantención.
En el diseño de la planta se escoge como material de diseño tuberías de PVC por el costo de ellas y se realiza un diseño parecido a las plantas flotantes vistas, componiéndose básicamente de dos tuberías que soportan los paneles y dos tuberías que sirven de pasillo. Por otra parte, se escoge un sistema de seguimiento ya probado el cual consiste en un bloque de paneles que gira en torno al centro de la estructura, este se diseña con tuberías siguiendo la misma forma que el sistema escogido.
El proyecto bajo cualquier caso analizado, es rentable para el depósito de Laguna Seca con paneles sin inclinación, el caso base con financiamiento entrega que para cualquier configuración se tiene un VAN positivo en el depósito de Laguna Seca, con una TIR de 20,6% para paneles sin inclinación y de 16,8% para paneles con seguimiento, 11,4% para paneles con inclinación y por último una TIR de 8,1% para la planta de El Mauro sin inclinación.
El proyecto es técnicamente factible instalarlo en depósitos que sólo contengan relave producto de la flotación de cobre, se recomienda para el diseño, materiales que actualmente se usan actualmente en depósitos, como el PVC o HDPE, las tuberías usadas en minería se ofrecen como una opción para construir los flotadores, pero también se debe considerar estudiar la posibilidad de fabricar flotadores manufacturados.
Del mismo modo es factible económicamente en el norte de Chile, donde los indicadores como la TIR y el VAN demuestran que es rentable, aun así, este es sensible a las variaciones en el precio de la energía, por lo que se recomienda considerar una opción parecida a la de sin inclinación, es decir en configuración y en el uso de paneles más baratos.
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Efecto de distintos nanofluidos en la absorción de radiación solarCampos Leyton, Carlos Andrés January 2018 (has links)
Ingeniero Civil Químico / La utilización de energía solar térmica para el calentamiento de agua permite disminuir el consumo de combustibles fósiles. Los fluidos térmicos utilizados en colectores solares tienen baja conductividad térmica y reducida capacidad de absorción de radiación solar en el rango visible, donde se encuentra el 48% de la radiación total. Para compensar este problema los colectores solares se componen de superficies metálicas oscuras capaces de absorber la radiación, transformarla en calor y transferirla al fluido térmico. La mejora de propiedades térmicas y de absorción de luz visible en los fluidos permitiría alcanzar mayores temperaturas de salida en colectores solares convencionales. Además, haría factible el uso de colectores solares sin superficies absorbedoras y de esta forma se podría reducir la complejidad y el costo de estos dispositivos. El mejoramiento de tales propiedades puede llevarse a cabo mediante la adición de nanopartículas al fluido térmico, tal dispersión recibe el nombre de nanofluido.
El objetivo de este trabajo es sintetizar distintos tipos de nanofluidos y evaluar el efecto de cada uno de ellos en la absorción de radiación solar. Dentro de las nanopartículas estudiadas se encuentran las de oro, plata, cobre y óxido de grafeno (GO) dispersadas en agua desionizada. Para esto se caracterizan los nanofluidos mediante microscopia electrónica y espectros UV visible. Se mide la conductividad térmica y se someten las nanodispersiones a radiación solar obteniendo los perfiles de temperatura. Además, se analizan los efectos de concentración, forma, grado de oxidación de GO, altura de nanofluidos, y se evalúa las propiedades de un nanofluido hibrido compuesto de GO de baja oxidación con plata.
Se obtuvo que todos los nanofluidos sintetizados muestran una mejora en la capacidad de absorción de luz visible y en la conductividad térmica en comparación con el agua desionizada. Además, se obtiene que para una concentración másica de 0,01% los nanofluidos de oro, plata, cobre y GO de baja oxidación alcanzan una temperatura de equilibrio de 5 °C superior al fluido base al ser sometidos a radiación solar simulada y no se logra observar diferencias entre cada uno de ellos a pesar de tener distintos espectros de absorción de luz.
Se concluye que las propiedades como absorbancia y transmitancia no permiten evaluar la capacidad de conversión de radiación en calor de los nanofluidos y los cambios en estas propiedades por efecto de la luz solar no representan cambios en la temperatura de equilibrio. El grado de oxidación de GO influye en los perfiles de temperatura por estos nanofluidos siendo el de baja oxidación el que alcanza mayores temperaturas de equilibrio. El nanofluido híbrido compuesto de plata y GO de baja oxidación no muestra propiedades térmicas superiores a cada nanofluido constituyente por separado.
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