Evaluación térmica de un captador cilindroparabólico de pequeña apertura

Abstract

[Resumen] Este trabajo presenta los resultados de la evaluación térmica de un captador cilindroparabólico de pequeño tamaño, compuesto por un espejo reflector y un tubo metálico. Estos captadores tienen un gran potencial en la generación de energía térmica para satisfacer demandas industriales a temperaturas de hasta 250◦C. Para ello se desarrolló un modelo matemático térmico considerando los distintos modos de transferencia de calor que intervienen en el sistema. Se simuló su comportamiento mediante el software MATLAB, variando parámetros como la longitud del captador, el diámetro interno y externo del tubo, y la eficiencia óptica dentro de un rango característico para comprobar con qué conjunto de parámetros se obtiene un mayor gradiente térmico y unas menores pérdidas térmicas. Entre los resultados obtenidos, se muestra que la longitud del captador tiene un efecto directo en el salto térmico, obteniéndose mayores incrementos de temperatura para longitudes mayores. Además, se observa que un diámetro externo mayor y una mayor eficiencia óptica resultan en un menor salto térmico y mayores pérdidas térmicas. Estos hallazgos contribuyen al diseño de captadores cilindroparabólicos más eficientes en la generación de energía térmica.

[Abstract] This paper presents the results of the thermal evaluation of a small-sized parabolic trough collector consisting of a reflecting mirror and a metal tube. These collectors have a great potential for thermal energy generation to satisfy industrial demands at temperatures up to 250 ◦C. A thermal mathematical model was developed considering the different heat transfer modes involvedin the system. Its behaviour was simulated through MATLAB software, varying parameters such as collector length, inner and outer tube diameter, and optical efficiency within a characteristic range to find which set of values obtains a bigger thermal jump and smaller thermal losses. Among the results obtained, it is shown that the collector’s length directly affects the thermal jump,obtaining higher temperature increases for longer lengths. In addition, it is observed that a larger external diameter and a higher optical efficiency result in a smaller thermal jump and higher thermal losses. These findings contribute to the design of more efficient parabolic trough collectors for thermal power generation.