Modelado de la eficiencia térmica de un concentrador solar de media temperatura tipo Fresnel para aplicaciones de secado de granos en la región costa del Ecuador

Abstract

Para garantizar la seguridad y sostenibilidad energética a largo plazo es necesario trabajar en criterios de diversificación, disponibilidad, rentabilidad y accesibilidad de diversas fuentes energéticas, por lo que este trabajo consistió en la simulación de un concentrador solar Fresnel para aplicaciones en el sector agrícola. El objetivo de la tesis es evaluar la eficiencia térmica de un concentrador solar de media temperatura tipo Fresnel mediante la aplicación de técnicas de simulación, programas CFD, para su uso como fuente secundaria de energía en el proceso de secado de granos. El secador solar es una tecnología que puede ser fácilmente desarrollada y adaptada en áreas rurales debido a su alta eficiencia energética y mínimo impacto ambiental; la locación geográfica donde se evaluará el modelo de simulación será la costa ecuatoriana y pretende satisfacer la demanda energética del proceso de secado de granos. Las condiciones de operación establecidas para el secado del producto se da entorno de alcanzar una temperatura uniforme de aire caliente de 323 [K], considerando que los productos alimentarios pueden tener hasta un 80% de humedad inicial. Los estudios paramétricos de la geometría y configuración concentrador lineal Fresnel, que se utiliza como fuente principal de energía para el secador, se desarrollaron con el fin de evaluar el comportamiento térmico del mismo, basándose en: la radiación solar de ingreso, el número de reflectores primarios, longitud de la cavidad receptora y flujo másico de HTF. Finalmente, se desarrolló un modelo en estado transitorio evaluando las horas de radiación solar para un día en la ciudad de Guayaquil.