Modelización no uniforme de la distribución de radiación solar en un absorbedor lineal tipo Fresnel

Abstract

El estudio del comportamiento hidrotérmico del fluido de trabajo es un tema clave en la generación directa de vapor a través de concentradores solares. El objetivo de este trabajo fue modelar diferentes condiciones de operación y geometrías de concentradores solares lineales para aumentar el rango de validez del modelo. Se obtuvo un buen ajuste entre los datos experimentales disponibles y las simulaciones realizadas. Mediante un análisis paramétrico se determinó el error relativo asociado a la modelación bajo consideraciones de distribución uniforme y no uniforme de la radiación solar a lo largo del absorbedor, para diferentes latitudes y condiciones de flujo másico. Se recomienda la implementación de estrategias para mitigar el efecto de pérdida óptica por los extremos del absorbedor en prototipos pequeños, siendo críticos los meses de invierno donde, para el mediodía solar, la eficiencia térmica cae un 25 % con respecto a un día de verano.

The study of the hydrothermal behaviour of water-steam is a key topic in direct steam generation through solar concentrators. To simulate different operational conditions and geometries of solar linear concentrators was the aim of this work expanding the validation range of the proposed model. A good agreement was observed between the available experimental data and simulations. Through a parametric analysis, the relative error associated to uniform and no-uniform conditions for solar flux distribution on the length of the absorber was determined, for different latitudes and mass flow rate conditions. The implementation of strategies to mitigate the optical end losses in winter days are necessary in small scale prototypes, where the thermal efficiency falls at about 25% with respect to a summer day (at solar noon).