Análisis del comportamiento térmico de un tubo de vacío solar y caracterización de la radiación solar en Puno para la determinación experimental de su rendimiento térmico

Abstract

La energía solar es parte importante de la vida y cada vez más su porcentaje se incrementará en la matriz energética de los países del mundo. Considerando que Arequipa, Cajamarca y Puno son departamentos con mayor radiación solar en el Perú, se debe aprovechar esta ventaja competitiva para propiciar investigaciones; en ese contexto nuestra investigación tiene el objetivo de determinar experimentalmente el rendimiento térmico de un tubo de vacío solar en la ciudad de Puno, para analizar el comportamiento térmico de un tubo de vacío solar basado en las propiedades ópticas del borosilicato, material con el que está fabricado; una metodología experimental empleada por el SENAMHI para la caracterización de la radiación solar en la ciudad de Puno y, la metodología del ensayo técnico en ingeniería a través de un trabajo de campo y de gabinete para determinar el rendimiento térmico del tubo de vacío solar. El resultado de la radiación solar caracterizada para la ciudad de Puno fue de 719,64 W/m2 y la determinación experimental del rendimiento térmico del tubo de vacío fue de 70,84%. Se concluyó que un tubo de vacío es un colector solar con un comportamiento térmico igual que un colector solar de placa en función al cual se realizó su diseño con un rendimiento térmico elevado que lo duplica cuantitativamente; por lo tanto, la radiación solar caracterizada debería ser multiplicada por un coeficiente de pérdida solar que involucra las pérdidas de energía que se generaron por las propiedades ópticas del borosilicato material de fabricación del tubo de vacío solar y, la conclusión que el rendimiento térmico se calcularía estableciendo la relación entre los cálculos experimentales del calor o energía ganada (QA) por el agua dentro del tubo de vacío entre la energía solar (Qs) que incide en la superficie exterior del tubo de vacío solar.