Sistema de conversión de energía solar-termoeléctrico con almacenamiento de calor latente : desarrollo, diseño y evaluación experimental
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Date
2022
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Abstract
Los sistemas de conversión de energía solar a eléctrica pueden mejorar la matriz energética de varios países del mundo. Sin embargo, es importante resolver de manera efectiva barreras relacionadas con la intermitencia y la variación del recurso solar. Los generadores solares termoeléctricos (STEG) se pueden utilizar para generar electricidad de forma extensiva. Para ello es necesario abordar varios factores técnicos: su baja eficiencia de conversión (~7%),
una gestión térmica eficaz y el almacenamiento de calor residual. Esta investigación desarrolla y analiza un modelo conceptual de sistema de enfriamiento y almacenamiento de calor latente (LHSCS) utilizado para una gestión térmica eficiente y una ampliación del tiempo de generación de electricidad del sistema STEG. El STEG + LHSCS ha sido analizado para las condiciones climáticas del desierto de Atacama, Chile. En esta investigación se estudió el efecto de varios parámetros en el rendimiento del sistema, como el volumen del material de cambio de fase (PCM), el disipador de calor y la geometría del contenedor. El STEG + LHSCS logró mantener una diferencia de temperatura de alrededor
de 100 °C entre los lados frío y caliente del generador termoeléctrico (TEG) durante las horas de presencia de radiación solar. Además, el sistema puede producir en las horas nocturnas de ausencia de radiación solar alrededor del 0.6% de la electricidad generada durante el periodo diurno, utilizando el calor residual almacenado en el PCM. El sistema STEG + LHSCS puede ayudar a resolver las necesidades de electricidad de aplicaciones residenciales e industriales en lugares desérticos de todo el mundo.
Description
Tesis (Doctor en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2022
Keywords
Generador solar termoeléctrico, Material de cambio de fase, Gestión térmica, Ubicaciones desérticas