Modelo de predicción del comportamiento de colectores solares plásticos para calentamiento de sustratos en invernaderos

Abstract

La incorporación de colectores solares de plástico, asociados con los canteros dentro de un invernadero rusticadero, permiten reducir costos de calentamiento en la producción de plantines de árboles frutales. Los colectores consisten en bolsas de polietileno donde el agua que cae por gravedad circula por canales construido en forma de zig - zag. El modelo matemático desarrollado, usando la analogía térmica - eléctrica, es aplicado a un grupo de bolsas que constituyen un colector solar en el interior de un invernadero; se analizan tres posibles configuraciones. La validación del modelo muestra una desviación promedio diaria de la temperatura del agua a la salida del colector Norte de 0,2 °C, con un error relativo promedio del 0,7 %, para tres días consecutivos de simulación. Los resultados de la simulación del colector permiten determinar la eficiencia instantánea para diferentes condiciones de radiación, temperatura ambiente interior y exterior al invernadero. Se han obtenido las ecuaciones características para el colector según su ubicación y configuración.

In the production of fruit trees, plastic solar collectors inside a greenhouse associated with heated beds, allow to reduce heating costs. This type of collector consists of a plastic bag made of two polyethylene films, soldered in such a way that the water, introduced at the top of the bag, falls by gravity following a zig-zag path. A mathematical model was developed for simulating the performance of a group of plastic solar collectors in three different configurations. It was based on the thermal- electric analogy. The validation of the model for the exit water temperature from north collectors showed an average deviation of 0,2 °C with an average relative error of 0,7 %. From the simulation it is possible to determine the instantaneous efficiency for different radiation and inside and outside ambient temperatures. Characteristic collectors' equations are obtained according its location and configuration.