Análisis térmico de un sistema de calentamiento de agua por energía solar a baja temperatura con acumulación de energía térmica

Abstract

En este trabajo de investigación se realizó un análisis térmico y experimental de un sistema de calentamiento de agua por energía solar a baja temperatura con acumulación de energía térmica por calor latente de fusión. Para ello se estableció una plataforma experimental con dos colectores solares de placa plana, donde uno de ellos tuvo incorporado material de cambio de fase (PCM) como sistema de acumulación de energía térmica, y el otro consistió en un colector convencional que operó como testigo para establecer una línea base. Adicionalmente, se consideraron diferentes escenarios de evaluación como el uso de dos materiales de cambio de fase, incorporación de pasta térmica como estrategia de mejora del contacto del PCM con la placa absorbedora, y la inclinación del colector solar de acuerdo a la latitud del sitio de experimentación. Con el fin de realizar un estudio detallado del desempeño térmico del dispositivo, se desarrolló un modelo térmico de orden reducido del colector con incorporación de PCM, que fue validado con datos experimentales. Con este modelo se pudo estudiar las interacciones de energía entre los componentes principales del colector y estimar el comportamiento del PCM.