Generación de vapor con colector solar basado en nanopartículas

Abstract

La demanda energética mundial ha crecido con el aumento demográfico en décadas recientes, el agotamiento de fuentes de energía fósiles ha generado la búsqueda de alternativas sustentables e innovadoras de fuentes de energía. Es por ello que se desarrolló la siguiente investigación en la cual se utiliza un colector parabólico compuesto (CPC) como sistema de captación de energía. Se presentan los resultados obtenidos de los fluidos de trabajo evaluados, en un primer experimento se colocó un sinfín de acero galvanizado dentro del concentrador, balines de acero Bbs (4.5 mm), balines de cobre (4.5 mm) y rebabas de cobre, en un segundo experimento se adicionaron nanopartículas de plata, nanopartículas de cobre, tinta china y carbón activado en una concentración de 0.05 % de la masa total del fluido, utilizando agua pura como testigo en ambos experimentos. Los resultados obtenidos de acuerdo a los factores de análisis, ángulo de inclinación del sistema colector con cuatro niveles (30, 35, 40 y 45°) y el fluido de trabajo, siendo las variables respuesta, la temperatura alcanzada a los 120 min (T120), calor absorbido (Qabs), temperatura de pared (Tp) y el coeficiente convectivo interno (hi), se sometieron a análisis de varianza y a pruebas de comparación de medias de tratamiento mediante el estadístico de Tukey con nivel de significancia de 0.05. En el primer experimento el mejor tratamiento es el fluido adicionado con rebabas de cobre el cual registro (T120) de 86.52 °C, (Qabs) de 67.89 J, (Tp) de 100 °C y (hi) de 11.95 W/m2 °C, con un ángulo de inclinación de 30 grados. En el segundo experimento el tratamiento con nanopartículas de plata obtuvo los mejores resultados, siendo (T120) de 85.67 °C, (Qabs) de 66.6 J, (Tp) de 97 °C y (hi) de 5.24 W/m2 °C, con un ángulo de inclinación de 30°.