Mostrar el registro sencillo del ítem

dc.contributor.advisorMendoza Castellanos, Luis Sebastiánspa
dc.contributor.advisorGalindo Noguera, Ana Lisbethspa
dc.contributor.authorGaitán Álvarez, Juan Sebastiánspa
dc.coverage.spatialGuajira (Colombia)spa
dc.date.accessioned2020-09-30T18:56:49Z
dc.date.available2020-09-30T18:56:49Z
dc.date.issued2019-11
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.12749/7262
dc.description.abstractEste trabajo propone modelar matemáticamente una planta solar térmica, implementando tecnologías Fresnel. El modelo global, está estructurado por dos ciclos termodinámicos, el primero es un ciclo de transferencia de calor que concentra la irradiación solar a través de espejos. El calor disponible en la superficie de los espejos es dirigido a un receptor ubicado en el punto focal, por donde fluye un aceite térmico orgánico (Therminol VP1), que alcanza temperaturas de trabajo de 400 °C. Para aprovechar el calor útil absorbido por el aceite térmico, se modeló la geométrica que permite determinar los ángulos que calculan la posición relativa del sol con respecto a la planta solar. Además, se modeló las dimensiones opto-geométricas para calcular el efecto sombra y la intercepción solar y la posición del receptor. Al ciclo de transferencia de calor se le integra un Ciclo Orgánico Ranking (ORC), que utiliza fluidos orgánicos refrigerantes. Los fluidos orgánicos utilizados son el R245fa, R600 y R236fa, debido a sus propiedades. Los balances de masa y energía en el ciclo de trabajo se realizaron de acuerdo a cada fluido seleccionado, donde se determinó la potencia generada por la turbina, la potencia consumida en la bomba y la eficiencia global del ciclo de trabajo. Los valores arrojados por el modelo de potencia eléctrica, están sujetos a la variación de parámetros, tales como: la temperatura ambiente, irradiación solar y velocidad del viento.spa
dc.description.tableofcontentsJUSTIFICACIÓN ............................................................................................. 16 MARCO REFERENCIAL ................................................................................ 17 2.1 La energía solar concentrada ............................................................... 17 2.2 Principales tecnologías de la energía solar térmica concentrada ..... 17 2.3 Colectores solares Fresnel ................................................................... 19 2.4 Ciclo orgánico Rankine ......................................................................... 20 ESTADO DEL ARTE....................................................................................... 22 OBJETIVOS .................................................................................................... 24 METODOLOGÍA ............................................................................................. 25 5.1 Desarrollo del sistema solar térmico Fresnel ...................................... 25 5.2 Caracterización del recurso solar, condiciones ambientales y parámetros de los colectores solares Fresnel .............................................. 26 5.3 Definición de los parámetros técnicos para un colector Fresnel. ......... 27 5.4 Selección del tubo absorbedor ................................................................. 28 5.5 Modelo matemático óptico-geométrico del campo de colectores solares Fresnel .............................................................................................................. 29 5.6 Determinación de los espaciamientos entre espejos concentradores . 30 5.7 Cálculo de la geometría del sol con respecto a la tierra y los ángulos solares .............................................................................................................. 30 5.8 Cálculo de la posición geométrica de los espejos Fresnel .................... 34 5.9 Cálculo de la sombra producida en los espejos Fresnel ....................... 36 5.10 Modelo matemático térmico del campo de colectores Fresnel ........... 37 5.11 Dimensionamiento del ciclo orgánico Rankine ..................................... 44 ANÁLISIS DE RESULTADOS ........................................................................ 51 6.1 Análisis de rendimiento óptico del sistema Fresnel ............................... 51 RESULTADOS DEL DIMENSIONAMIENTO CICLO RANKINE ORGÁNICO . 57 Validación del sistema solar Fresnel .............................................................. 60 8.1 Validación sistema óptico-geométrico ..................................................... 60 8.2 Validación cálculos sistema térmico del vp1 Therminol ........................ 62 8.3 Validación cálculos del ciclo orgánico Rankine ...................................... 66 CONCLUSIONES RECOMENDACIONES ................................................................................... 69 Referencias ..................................................................................................... 70 Anexos ............................................................................................................ 72spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.language.isospaspa
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/*
dc.titleEstudio de viabilidad técnica de un sistema termo solar con tecnología Fresnel para la producción de electricidad en el Departamento de la Guajiraspa
dc.title.translatedTechnical feasibility study of a solar thermal system with Fresnel technology for the production of electricity in the Department of La Guajiraspa
dc.degree.nameIngeniero en Energíaspa
dc.publisher.grantorUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABspa
dc.rights.localAbierto (Texto Completo)spa
dc.publisher.programPregrado Ingeniería en Energíaspa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.localTrabajo de Gradospa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.subject.keywordsEnergy engineeringeng
dc.subject.keywordsTechnological innovationseng
dc.subject.keywordsEnergyeng
dc.subject.keywordsSolar Fresnel Collectoreng
dc.subject.keywordsEnergy conversioneng
dc.subject.keywordsSolar energyeng
dc.subject.keywordsSolar irradiationeng
dc.subject.keywordsOptical efficiencyeng
dc.subject.keywordsOrganic rankine cycleeng
dc.subject.keywordsRenewable energy resourceseng
dc.subject.keywordsHeat transfereng
dc.subject.keywordsElectric power productioneng
dc.identifier.instnameinstname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABspa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional UNABspa
dc.type.hasversioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.accessrightshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2spa
dc.relation.references[1] Superintendencia de Industria y Comercio, “ZONAS NO INTERCONECTADAS - ZNI Diagnóstico de la prestación del servicio de energía eléctrica 2017 Superintendencia Delegada para Energía y Gas Combustible,” no. 1, p. 74, 2017.spa
dc.relation.references[2] Greenpeace, “Energía Solar Térmica de Concentración,” 2009.spa
dc.relation.references[3] M. S. Hernandez, “Centrales Termosolares,” no. November, 2018.spa
dc.relation.references[4] M. A. Guillamon, Plantas termosolares de concentraciónspa
dc.relation.references[5] “Solar linear fresnel lens collector | 3D Warehouse.” [Online]. Available: https://3dwarehouse.sketchup.com/model/5ddab1f0ec50db4eff0aa907ecbc789b/Solar-linear-fresnel-lens-collector?hl=en. [Accessed: 29-Oct-2019].spa
dc.relation.references[6] K. Gouthamraj, K. J. Rani, and G. Satyanarayana, “Design and Analysis of Rooftop Linear Fresnel Reflector Solar Concentrator,” vol. 2, no. 11, pp. 66–69, 2013.spa
dc.relation.references[7] M. C. Suarez, “PLANTA DE POTENCIA ORC CON FUENTE DE ENERGÍA RENOVABLE,” 2018.spa
dc.relation.references[8] I. B. Askari and M. Ameri, “Solar Rankine Cycle (SRC) powered by Linear Fresnel solar field and integrated with Multi Effect Desalination (MED) system,” Renew. Energy, vol. 117, pp. 52–70, 2018spa
dc.relation.references[9] A. Rovira, R. Barbero, M. J. Montes, R. Abbas, and F. Varela, “Analysis and comparison of Integrated Solar Combined Cycles using parabolic troughs and linear Fresnel reflectors as concentrating systems,” Appl. Energy, vol. 162, pp. 990–1000, 2016spa
dc.relation.references[10] N. Velázquez, O. García-Valladares, D. Sauceda, and R. Beltrán, “Numerical simulation of a Linear Fresnel Reflector Concentrator used as direct generator in a Solar-GAX cycle,” Energy Convers. Manag., vol. 51, no. 3, pp. 434–445, 2010spa
dc.relation.references[11] M. Marefati, M. Mehrpooya, and S. A. Mousavi, “Introducing an integrated SOFC, linear Fresnel solar field, Stirling engine and steam turbine combined cooling, heating and power process,” Int. J. Hydrogen Energy, vol. 44, no. 57, pp. 30256–30279, 2019.spa
dc.relation.references[12] S. Rita et al., “Promedios mensuales de brillo solar para todas las estaciones de Colombia(horas de sol al dia).”spa
dc.relation.references[13] M. y E. A. Ideam(Instituto de Hidrología, “Datos de irradiacion solar en Colombia.”spa
dc.relation.references[14] Ideam, “Carácterísticas Climatológicas De Ciudades principales y municipios turisticos de Colombia,” 2015spa
dc.relation.references[15] renewables onsite INDUSTRIAL SOLAR, “Technical Data Industrial Solar LF-11 General description.”spa
dc.relation.references[16] S. SOLAR, “SCHOTT PTR ® 70 Receiver,” Hattenbergstrasse, Germanyspa
dc.relation.references[17] C. S. SOLUTIA(Applied Chemistry, “THERMINOL VP-1,” pp. 1–5.spa
dc.relation.references[18] J. A. D. Deceased and W. A. Beckman, Solar Engineering of Thermal Processes. University of Wisconsin-Madison.spa
dc.relation.references[19] J. D. Nixon and P. A. Davies, “Cost-exergy optimisation of linear Fresnel reflectors,” Sol. Energy, vol. 86, no. 1, pp. 147–156, 2012spa
dc.relation.references[20] Y. A. CENGEL, TRANSFERENCIA DE CALOR. University of Nevada, Reno.spa
dc.relation.references[21] U. Sahin, “A new non-iterative friction factor correlation for heat transfer fluids in absorber tube of parabolic trough collector,” no. March, 2018.spa
dc.relation.references[22] glass made of ideas SCHOTT, “Caracteristicas del vidrio borosilicato templado,” pp. 2–4, 2017spa
dc.relation.references[23] Climalife, “Caracteristicas del fluido orgánico R-245fa(PENTAFLUOROPOPANE),” no. 517, 2014.spa
dc.relation.references[24] L. GROUP, “Propiedades del R600.”spa
dc.relation.references25] A. L. Galindo Noguera, L. S. Mendoza Castellanos, E. E. Silva Lora, and V. R. Melian Cobas, “Optimum design of a hybrid diesel-ORC / photovoltaic system using PSO: Case study for the city of Cujubim, Brazil,” Energy, vol. 142, pp. 33–45, 2018.spa
dc.relation.references[26] I. Vaja and A. Gambarotta, “Internal Combustion Engine (ICE) bottoming with Organic Rankine Cycles (ORCs),” Energy, vol. 35, no. 2, pp. 1084–1093, 2010.spa
dc.relation.references[27] G. Shu, X. Li, H. Tian, X. Liang, H. Wei, and X. Wang, “Alkanes as working fluids for high-temperature exhaust heat recovery of diesel engine using organic Rankine cycle,” Appl. Energy, vol. 119, pp. 204–217, Apr. 2014.spa
dc.relation.references[28] A. Alami Merrouni, A. I. Amrani, H. A. Lahoussine Ouali, M. A. Moussaoui, and A. Mezrhab, “Numerical simulation of Linear Fresnel solar power plants performance under Moroccan climate,” J. Mater. Environ. Sci., vol. 8, no. 12, pp. 4226–4233, 2017.spa
dc.relation.references[29] U. Caldiño-herrera, J. C. García, F. Z. Sierra-espinosa, and J. O. Dávalos, “Diseño termodinámico de un ciclo Rankine orgánico para el aprovechamiento energético de aguas termales,” pp. 217–222, 2017.spa
dc.contributor.cvlacMendoza Castellanos, Luis Sebastián [0000115302]*
dc.contributor.googlescholarMendoza Castellanos, Luis Sebastián [S5TZbi8AAAAJ]*
dc.contributor.orcidMendoza Castellanos, Luis Sebastián [0000-0001-8263-2551]*
dc.contributor.scopusMendoza Castellanos, Luis Sebastián [57193169160]*
dc.subject.lembIngeniería en energíaspa
dc.subject.lembInnovaciones tecnológicasspa
dc.subject.lembEnergíaspa
dc.subject.lembRecursos energéticos renovablesspa
dc.subject.lembTransmisión de calorspa
dc.subject.lembProducción de energía eléctricaspa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repository.unab.edu.cospa
dc.description.abstractenglishThis work proposes to mathematically model a solar thermal plant, implementing Fresnel technologies. The global model is structured by two thermodynamic cycles, the first is a heat transfer cycle that concentrates the solar radiation through mirrors. The heat available on the surface of the mirrors is directed to a receiver located at the focal point, through which an organic thermal oil (Therminol VP1) flows, reaching operating temperatures of 400 ° C. To take advantage of the useful heat absorbed by the thermal oil, the geometry was modeled to determine the angles that calculate the relative position of the sun with respect to the solar plant. In addition, the opto-geometric dimensions were modeled to calculate the shadow effect and the solar interception and the position of the receiver. An Organic Ranking Cycle (ORC) is integrated into the heat transfer cycle, which uses organic refrigerant fluids. The organic fluids used are R245fa, R600 and R236fa, due to their properties. The mass and energy balances in the work cycle were carried out according to each selected fluid, where the power generated by the turbine, the power consumed in the pump and the overall efficiency of the work cycle were determined. The values ​​produced by the electric power model are subject to the variation of parameters, such as: ambient temperature, solar irradiation and wind speed.eng
dc.subject.proposalColector solar fresnelspa
dc.subject.proposalIrradiación solarspa
dc.subject.proposalEficiencia ópticaspa
dc.subject.proposalConversión de energíaspa
dc.subject.proposalEnergía solarspa
dc.subject.proposalCiclo orgánico rankinespa
dc.subject.proposalGuajiraspa
dc.type.redcolhttp://purl.org/redcol/resource_type/TP
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia*
dc.contributor.researchgroupGrupo de Investigación Recursos, Energía, Sostenibilidad - GIRESspa
dc.contributor.researchgroupGrupo de Investigaciones Clínicasspa
dc.coverage.campusUNAB Campus Bucaramangaspa
dc.description.learningmodalityModalidad Presencialspa


Ficheros en el ítem

Thumbnail
Thumbnail

Este ítem aparece en la(s) siguiente(s) colección(ones)

Mostrar el registro sencillo del ítem

Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia
Excepto si se señala otra cosa, la licencia del ítem se describe como Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia