eficiencia

Este proyecto de Tesis Doctoral está enmarcado dentro  de la línea de  investigación que se desarrolla en el Grupo de "Mejora de la transferencia de calor en captadores solares térmicos" de la UPCT para el incremento de la eficiencia en captadores solares térmicos, gracias al uso de dispositivos insertados en los tubos. La misión de esta Tesis Doctoral es cubrir el espacio asignado a la investigación basada en la simulación numérica de estas técnicas, mayoritariamente estudiadas de forma experimental hasta el momento.

El primer hito que se pretende alcanzar es la consecución de un modelo numérico completo de colector solar plano estándar que sea capaz de simular de manera acoplada todos y cada uno de los procesos de la Mecánica de Fluidos y la Transmisión de Calor que tienen lugar bajo las condiciones de operación de este equipo. Una vez desarrollado será validado utilizando datos experimentales de la curva de eficiencia obtenidos en el banco de ensayos experimental.

A partir de aquí se estudiará el impacto sobre la eficiencia térmica de diferentes condiciones de operación (caudales, fluido caloportador, ángulo de inclinación) y de distintas modificaciones en el diseño (tipo de soldadura, sección transversal de los tubos, altura de la cavidad de aire).  Además, esta herramienta computacional permitirá observar cuáles son las características de los flujos y de la transferencia de calor para cada mejora aplicada.

Finalmente, y como punto de unión con la investigación experimental, se pretende analizar el efecto acoplado del comportamiento termohidráulico de los tubos mejorados con el resto de subsistemas que componen el colector. De esta manera el modelo permitirá cuantificar el impacto de estas técnicas de mejora en la eficiencia térmica global del colector.

Como resultado final se establecerán que conjunto, de entre las técnicas de mejora estudiadas, tiene una transcendencia más clara en la eficiencia térmica, y que por lo tanto debiera estudiarse su implantación.

Este proyecto se centra en caracterizar y analizar la influencia negativa de la temperatura en la producción eléctrica de paneles fotovoltaicos y su rendimiento, al estar emplazados sobre distintas cubiertas, además ensayar posibles configuraciones que permitan reducir su temperatura y mejorar rendimiento.Para ello, se han construido dos instalaciones experimentales.La primera instalación engloba dos paneles fotovoltaicos montados sobre una estructura fija al suelo y permite variar la inclinación de éstos. Un panel, se encuentra aislado, sin ninguna cubierta en su parte inferior, será el de referencia pues trabaja en condiciones normales al estar expuesto a condiciones ambientales. El otro panel, se emplaza en dicha estructura sobre una superficie paralela metálica, entre ambas superficies se ha dejado un espacio que origina un flujo de aire que permite refrigerar el panel por convección natural. Se ha estudiado el comportamiento del panel para diferentes espesores del canal de aire, comparándolo con el panel de referencia. También se incorporó un ventilador acoplado al panel  mediante el uso de diferentes toberas, que impulsa el aire al interior del canal entre el panel y la cubierta metálica, para analizar el comportamiento en convección forzada, compararlo con el de referencia para cada sección de aire y diferentes velocidades de aire impulsado. La otra instalación es una réplica de la planta fotovoltaica montada sobre la cubierta de la instalación agroenergética Coronil IV, llevada a cabo por la empresa Apia XXI en Sevilla. Se ha replicado parte de la instalación, formada por cuatro paneles fotovoltaicos colocados sobre el plástico del invernadero, existiendo un canal divergente entre ambos.Se pretende estudiar y analizar la influencia de  altas temperaturas en el interior del invernadero sobre la producción eléctrica de los paneles, pues existe una transferencia de calor del interior del invernadero a través de la cubierta. La instalación experimental contiene en el interior un calefactor que permita nos permita testear dicha configuración a diferentes temperaturas.