Estudio del comportamiento de sistemas solares para calentar agua usando un programa dinámico

Abstract

En este trabajo se simulan sistemas solares de mediana escala para calentamiento de agua con el software System Advisor Model. Las variables más importantes que se cargan en el programa son radiación solar, datos meteorológicos locales, perfil de demanda, temperatura del agua caliente e información técnica sobre los colectores solares y el tanque de almacenamiento. Los resultados indican que para una instalación de colectores planos selectivos con todas las baterías en paralelo, se calientan 9330 L de agua por m² de colector a 60 ºC, lo que representa el 81,8 % de la demanda térmica anual. Además, se comprueba que la inclinación óptima de los colectores es mayor que la latitud de Santa Fe y un aumento en el volumen acumulado en el tanque disminuye la contribución de la energía solar. Finalmente, si se mantiene el caudal total de circulación, se verifica que al colocar cuatro baterías en serie, la contribución solar es 82,6 %, la energía solar térmica entregada crece y la energía auxiliar para calentamiento disminuye. En estas configuraciones la potencia para bombeo es mayor debido al aumento del caudal en cada colector y al arreglo de las baterías en serie.

In this work, medium scale solar systems for water heating with System Advisor Model software are simulated. The most important variables that are charged in the program are solar radiation, local meteorological data, demand profile, hot water temperature, and technical information about the solar collectors and the storage tank. The results indicate that for an installation of selective flat collectors with all batteries in parallel, 9330 L of water per m² of collector are heated to 60 ºC, which represents 81.8 % of the annual thermal demand. In addition, the optimum inclination of the collectors is greater than the latitude of Santa Fe and an increase in the accumulated volume decreases the contribution of solar energy. Finally, if the total circulation flow is maintained, it is verified that by placing four batteries in series the solar contribution is 82.6%, the solar thermal energy delivered increases and the auxiliary energy for heating decreases. In these configurations the power for pumping is greater due to the increase of flow rate in each collector and the arrangement of batteries in series.