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pruebas de energía solar del Tecnológico de Monterrey, conocido como Casa Solar; en este lugar se encuentra instalado el concentrador parabólico lineal Power Trough 110, el cual está instalado con orientación en dirección Norte – Sur con rastreo solar Este – Oeste. La Figura 5.4 muestra la ubicación geográfica del sitio, con una latitud de 25°39’13.62” y una longitud de 100°17’19.17”, y una elevación de 536.

Fig. 5.4. Ubicación geográfica de sitio de pruebas en el concentrador solar (Casa Solar).

Antes de realizar cada medición se tiene que pre-acondicionar el sistema con el que se va a trabajar, la norma indica que el colector parabólico lineal tiene que estar expuesto a radiación directa normal al plano del concentrador de más de 700 W m⁄ 2, durante 5 horas. Además, se debe limpiar el área de colección de radiación (espejo concentrador) para evitar pérdidas por deficiencia óptica. La velocidad del viento deberá ser 3 m s⁄ ± 1 m s⁄ . Una vez que se verificaron las condiciones del sistema, para realizar cada prueba se llevó a cabo el siguiente procedimiento:

1. Calibración de pirheliómetro y sensor de luz. Para poder rastrear de manera adecuada la radiación incidente proveniente del sol, es importante calibrar el pirheliómetro para que pueda captar toda la radiación incidente. Así mismo,

se debe calibrar el sensor de luz de tal manera que perciba la luz solar tanto del Este como el Oeste.

2. Flujo volumétrico. Se establece el flujo volumétrico para el sistema. Dicho flujo no se puede medir en tiempo real durante la prueba debido a que el tipo de señal (frecuencia) no se puede medir al mismo tiempo que las analógicas (termopares) por las especificaciones de la tarjeta de adquisición de datos. 3. Estabilización de temperatura. Se estabiliza la temperatura del fluido de

trabajo, de tal manera que la temperatura de entrada sea 𝑇_𝑖𝑛= 50 ℃, (de acuerdo con la norma). Para lograr la temperatura requerida se precalentó el fluido mediante un intercambiador de calor.

4. Medición de parámetros. Una vez que se tiene las condiciones requeridas para realizar la prueba, se toman datos de temperatura de entrada, salida, ambiente y radiación solar directa, cada segundo durante 60 segundos. 5. Obtención de la eficiencia térmica. Con los datos registrados se elaboran los

cálculos descritos en la sección 4.2.2 para obtener la eficiencia y posteriormente la curva de eficiencia y temperatura reducida.

Siguiendo el procedimiento descrito anteriormente se realizan las pruebas mostradas en la Tabla 5.3. Dichas pruebas permitirán la comparación de los resultados usando diferente fluido de trabajo en las pruebas de eficiencia

Tabla 5.3. Experimentos en Concentradores Solares Parabólicos.

Fluido de Trabajo Incremento de Conductividad Térmica Variación de Parámetros* Agua - 𝐼_𝐷𝑁𝐼, 𝑉̇, 𝑇_𝑖𝑛 𝑨𝒍𝟐𝑶𝟑⁄𝑨𝒈𝒖𝒂, 𝟑 % 𝑽𝒐𝒍 8.25% 𝐼𝐷𝑁𝐼, 𝑉̇, 𝑇𝑖𝑛 𝑨𝒍𝟐𝑶𝟑⁄𝑨𝒈𝒖𝒂,𝟐 % 𝑽𝒐𝒍 5.77% 𝐼𝐷𝑁𝐼, 𝑉̇, 𝑇𝑖𝑛 𝑨𝒍_𝟐𝑶_𝟑⁄𝑨𝒈𝒖𝒂,𝟏 % 𝑽𝒐𝒍 2.86% 𝐼_𝐷𝑁𝐼, 𝑉̇, 𝑇_𝑖𝑛 * Se realizan pruebas variando el valor de los parámetros indicados.

Debido a que la captación de energía de un concentrador parabólico lineal depende de la época del año, condiciones climatológicas, dirección de los rayos del sol, entre otros factores, no es posible hacer pruebas con las mismas condiciones, a cada uno de los fluidos; sin embargo, se hicieron las pruebas bajo los estándares de las normas ASHRAE 93-2003 y SRCC Standard 600 para unificar, las condiciones a las que se llevan a cabo las pruebas. La Tabla 5.4 muestra las condiciones que se establecieron para poder hacer las pruebas de los diferentes fluidos. Cabe mencionar que las pruebas bajo la norma ASHRAE 93-2003 se deben hacer en verano dentro de la canícula, cuando la radiación del sol es más intensa y el ángulo de incidencia de este en el colector es muy bajo; en esta investigación no se realizan las pruebas como lo marca la norma, ya que los experimentos se llevaron a cabo dentro de los primeros cuatro meses del año.

Tabla 5.4. Condiciones ambientales para los experimentos

Parámetro Rango Variación

Temperatura Ambiente > 30 ℃ ± 1.1℃

Radiación Normal Directa > 700 W m⁄ 2

Velocidad del viento ≥ 2 m s⁄

Flujómetro - ± 1%

Temperatura de Entrada (No aplica para pruebas con

variación de la temperatura inicial).

50℃ ± 1.1℃

Si se reúnen las condiciones adecuadas para realizar las pruebas se procede con las mismas para obtener los puntos de medición a analizar. Con base en la metodología y el diseño del sistema de pruebas y la rutina de realización de las mismas, se obtuvieron los resultados que se analizan en la siguiente sección.

5. 5. Referencias.

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[6] Agraz Huitrón, Aldo. Metodología para la caracterización y optimización de un concentrador solar parabólico lineal. Tecnológico de monterrey, México. 2012. [7] M. Drosg, Dealing with Uncertainties: A Guide to Error Analysis, Second Edi.Viena: