Optimización de un prototipo de evolución de un secador solar térmico y fotovoltaico para 10 quintales de cacao

Abstract

En este trabajo tuvo un enfoque para los medianos y pequeños productores de cacao, que representan el 90% de la producción total del Ecuador, mostrando algunas dificultades en el proceso de secado. El objetivo principal se enfoca en la optimización de un secador solar térmico y fotovoltaico para deshidratar 10 quintales de cacao. Para la optimización del secador solar, que contempla 4 juegos de portabandejas y se garantice que el aire caliente sea casi homogéneo en cada una de las bandejas. Se propusieron varias alternativas de diseño para la modificación de la cámara de secado y sus respectivas partes internas, dando a lugar alternativas como; integrarbafles en el interior de la cámara, tubo centralizado de aire, cambio de ventiladores y resistencias eléctricas. Mediante el uso del software SolidWorks, se realizó el respectivo esquema de cada una de las alternativas de diseño, para luego hacer uso de la herramienta de elemento finitos Flow Simulation. Realizar los cálculos y simulaciones respectivas de cada una, teniendo en consideración los materiales y condiciones ambientales según la zona geográfica de Bucay basados en datos climatológicos de Meteonorm. Añadido como requerimiento del cliente, se diseñó una estructura para la disposición de seis paneles fotovoltaicos que proporcionan parte de la fuente de energía al sistema híbrido. Luego se determinó el consumo energético basándose en una comparación con un tipo de secador de uso habitual dentro del mercado nacional y demostrando una alta eficiencia en operación y reducción en costos de consumo energético mensual. Finalmente, se alcanzó un incremento en la velocidad de flujo de aire del 54% dentro de la cámara, consiguiendo así el flujo de aire mejor distribuido dentro de la cámara de secado hacia los diferentes portabandejas situados en su interior.