Análisis energético y exegético de un colector solar con depósito integrado en matriz de cerámica

Abstract

En el presente trabajo se comparan cuantitativamente las eficiencias energéticas de un Calentador Solar de Matriz de Cerámica Integrada (CSMCI), con los parámetros característicos de distintos tipos de colectores solares. Adicionalmente se realiza un análisis exergético del CSMCI. Se diseñaron y construyeron dos prototipos, con diferentes materiales del captador, uno con cerámica compactada a 25.000 kPa y el otro a 36.000 kPa. Los ensayos se realizaron en el laboratorio de energía de la Universidad Nacional de Colombia. El experimento consistió en mediciones de temperatura bajo condiciones de laboratorio a diferentes radiaciones simuladas por lámparas incandescentes. Los resultados muestran que el CSIMC tiene eficiencias globales del 59% en especial a bajas radiaciones y en la cerámica compactada a 36.000kPa, igualmente cabe resaltar las eficiencias energéticas instantáneas de las cerámicas roja y blanca a 400 W, las cuales son de 14.4% y 15,9% respectivamente.

The uses of materials ceramics in the collector solar for passive application of solar energy has been increasing ultimately. This paper deals with an experimental study of an inexpensive solar storage collector of total aperture area of 0.36 m2, used for the providing of domestic hot water. The idea was adapted of an early study which concrete was used as matrix. The goal of this project is to test new application for ceramics materials. The solar collector is constituted by an absorber matrix made up of a thin ceramics slab which performs the function of both absorbing and storing of the solar thermal energy. The second element in the collector is a copper container where water is stored. The experiments were carry out indoor environmental for three different levels of incident energy, in a simulator of solar radiation. A complete energy and exergy analysis were done for calculate efficiency of the solar collector