Determinacion mediante termografía de la reflectancia infrarroja de materiales especulares

En este trabajo se presenta una metodología experimental destinada a la medición de la reflectancia especular en el rango del IR lejano, mediante la utilización de una cámara termográfica. Las medidas se realizaron para muestras especulares de dos tipos diferentes: con soporte de vidrio y reflectores metálicos. Se estudiaron espejos de distintos espesores y calidad de vidrio, vidrios claros, acrílico y una placa de aluminio. Se determinó la reflectancia infrarroja de estos materiales para distintos ángulos de incidencia (10°, 30°, 45°, 60° y 70°). Los resultados indican que la muestra de aluminio presenta los mayores valores de reflectancia (0.80 a incidencia normal), que disminuye al aumentar el ángulo de incidencia. Las cinco muestras compuestas por vidrio presentan valores de reflectancia similares entre ellas (0.15 a incidencia normal), la cual aumenta con el ángulo de incidencia.This work presents an experimental methodology to measure the specular reflectance in the far IR range, by using a thermographic camera. Measurements were performed for specular targets of two different types: with glass support and for metallic reflectors. Mirrors of different thicknesses and qualities of glass, clear glasses, acrylic and an aluminum plate were studied. For these materials the infrared reflectance was determined for different incident angles (10°, 30°, 45°, 60° and 70°). The results indicate that the aluminum target presents the highest values of reflectance (0.80 at normal incidence), which decreases as the angle of incidence becomes higher. The five samples that contains glass have similar reflectance values (0.15 at normal incidence), which increase with the incidence angle.Fil: Hongn, Marcos Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Salta. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional; Argentina. Universidad Nacional de Salta; ArgentinaFil: Flores Larsen, Silvana Elinor. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Salta. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional; Argentina. Universidad Nacional de Salta; Argentin

Medidas de reflectancia espectral para espejos utilizados en la captación de energía solar

En el presente trabajo se lleva a cabo una metodología experimental para determinar valores de reflectancia especular en el espectro (450nm a 1650nm) para muestras de espejos diferentes. Dos muestras de 2 y 3mm de espesor, cuyos soportes de vidrio son muy similares en cuanto a calidad (mismo fabricante) y una muestra de 4mm de espesor con un sustrato de vidrio con bajo contenido de hierro. Los ensayos se realizaron para diferentes ángulos de incidencia, desde 10° hasta 70°. La presencia del óxido de hierro en el vidrio absorbe energía en el rango IR, esto se traduce en una mejor performance óptica por parte del espejo con vidrio “blanco”. Si bien hay una disminución en la reflectancia del material con el ángulo de incidencia, la misma ocurre a través de una pendiente pequeña. Considerando valores promedio en el espectro de medida, la muestra de 4mm presentó reflectancia entre 94 y 90% para el rango de ángulos de incidencia mencionado, la muestra de 2mm valores entre 82% y 79%, y el espejo de 3mm de espesor entre 80% y 77%.In present work experimental, a methodology to determinate specular reflectance values in range (450nm a 1650nm) for different mirrors target was carried out. Two targets of 2 and 3mm thickness whose glass supports are similar (the same manufacturer) and a mirror target of 4mm thickness with “white glass” (glass with low iron concentration). The measurements were made for different incidence angles, from 10° to 70°. Iron oxide absorbs solar energy, in IR range principally, so that mirror with white glass had a better optic performance. The average values in wavelength range of spectrometers measurement are: for 4mm target reflectance values between 94 and 90% (on mentioned incidence range), from 82 to 79% for 2mm mirror and values between 80 and 77% for 3mm target.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Simulación dinámica de un sistema de tubos embebidos con activación térmica: Un nuevo modelo RC

Los elementos constructivos con tubos embebidos (APES) son sistemas prometedores de bajo consumo energético y pretenden reducir las cargas de refrigeración y calefacción en los edificios. Se han desarrollado modelos térmicos simplificados para predecir el comportamiento de los sistemas APES integrados en los edificios, pero estos modelos no pueden captar adecuadamente su complejo comportamiento dinámico, especialmente en las estructuras térmicas masivas. En este contexto, la presente contribución pretende introducir una nueva red térmica de resistencias y capacitancias (RC) para mejorar la precisión de los actuales modelos simplificados empleados para predecir el comportamiento de los sistemas APES en los edificios. Para ello, se implementa un modelo de diferencias finitas en el dominio de la frecuencia (FDFD) de un sistema APES para generar un conjunto de resultados de referencia para calibrar y evaluar el rendimiento de los modelos simplificados en los casos de estudio. Un algoritmo genético se acopla dinámicamente a los modelos simplificados para encontrar los parámetros RC que minimizan el error respecto a los resultados de referencia. El desempeño del modelo propuesto es superior al de otros modelos RC de la literatura, sobre todo al simular capas de hormigón masivas.Active pipe-embedded structures (APES) are promising low-energy systems for reducing cooling and heating loads in buildings. Simplified heat transfer models of these systems are often required for building energy performance simulations. The majority of the simplified models available in the literature show limitations to capture accurately the dynamic thermal behavior of these systems, especially when they have large thermal mass. The goal of the present effort is to introduce a new Resistance-Capacitance (RC) network model, for the main concrete layer of a prototypical APES system. The parameters of the model are obtained through a genetic algorithm, which is dynamically coupled with the models. This algorithm minimizes the error between the RC networks and a baseline dataset that was generated through a frequency-domain finite-difference (FDFD) model of an APES system. To assess the performance of the proposed model, it is compared with two others from the literature for three different thicknesses of the main layer. The proposed RC network was shown to have remarkable accuracy over a frequency range wider than the other models, even for the massive structuresFil: Hongn, Marcos Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Salta. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional; ArgentinaFil: Bre, Facundo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Centro de Investigaciones en Métodos Computacionales. Universidad Nacional del Litoral. Centro de Investigaciones en Métodos Computacionales; ArgentinaFil: Montenegro, Federico. Universidad Nacional de Salta; Argentin

Estudio computacional de un sistema de acumulación estructural orientado a refrescamiento bioclimático: primeros resultados

Frente al elevado consumo energético del sector edilicio y a fines de mitigar el estrés térmico considerando las proyecciones climáticas futuras poco favorables, en particular para la región Noroeste de Argentina, los sistemas de activación térmica (TABS) constituyen una potencial estrategia bioclimática. Para determinar el desempeño termo-energético de estos elementos constructivos, su influencia en el comportamiento térmico del edificio en general y definir las condiciones de control y operación más adecuadas, es necesario implementar modelos computacionales que puedan captar de manera precisa la transferencia de calor a través de estos sistemas. Se presenta un modelo físicocomputacional basado en el método numérico de Diferencias Finitas Implícito y programado en lenguaje Python. El mismo fue validado frente a datos experimentales recopilados de la bibliografía, obteniéndose un buen grado de ajuste para los resultados simulados. El mayor valor del error cuadrático medio normalizado fue de 11 %. Por otro lado, mediante un estudio paramétrico, se determinó que los factores más influyentes en la capacidad de enfriamiento del sistema son la temperatura del agua de suministro y la separación entre tubos. Se estimó que, para ciertas condiciones, un piso con TABS absorbe 1.66 MJ/m2 de energía diaria extra con respecto a un piso de iguales características sin el sistema de activación térmica. En términos comparativos, el potencial de remoción de calor es de 20 a 30% mayor en un TABS superior (losa) que en uno inferior (piso).Fil: Montenegro López, Federico Javier. Universidad Nacional de Salta; ArgentinaFil: Hongn, Marcos Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Salta. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional; Argentin

Simulación del funcionamiento de una planta solar térmica de gran escala situada en la localidad de San Carlos, Salta

En este trabajo se estima la producción de energía térmica y eléctrica mediante un modelo analítico (FAE) de una central solar térmica de concentración cilindro-parabólica de foco lineal. Las condiciones simuladas tienen referencia en la central SEGS VI de Kramer Junction, por lo que se consideró una potencia neta instalada de 30 MWe. El caso de estudio es una planta solar instalada en la localidad de San Carlos (Salta). El modelo fue escalado para simular las condiciones operacionales de una central de esta envergadura. Se tomó como referencia el software SAM desarrollado por NREL para comparar los resultados generados con el modelo FAE. Las condiciones climatológicas del lugar sumadas a la ubicación geográfica prácticamente tropical dan factibilidad a la instalación de una central de estas características. En comparación al sitio donde se encuentran instaladas estas plantas (Desierto de Mojave), la central podría entregar potencia eléctrica con una distribución anual más uniforme y generar a potencia nominal durante la mayor parte del año, en días claros.In this work, the production of thermal and electric energy of a parabolic trough solar plant was estimated trough an analytic model, here called as FAE. The conditions refer to SEGS VI – 30 MWe (Kramer Junction) were taken to carry out the simulations. A solar thermal plant located in San Carlos (Salta) was considered as the study case. The model was modified to simulate the operational conditions of a large scale power plant, it was development for parabolic trough systems of 1 MWe. The model SAM (development by NREL) was taken as a reference to compare the results from FAE. The climatological conditions and the geographic location of San Carlos make it interesting to install a solar plant with these characteristics. In comparison to the site where SEGS are installed (Mojave Desert), the plant could deliver electrical power with a more uniform annual distribution and generate nominal power during most of the year, on clear days.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Computacional simulation of thermal behavior of social housing in Salta Capital

El trabajo ofrece una visión detallada de los factores que afectan la vida útil de las viviendas en términos de demanda energética y confort térmico. A tal propósito se analiza una vivienda social tipo entregada por el Instituto Provincial de Vivienda en la ciudad de Salta y se detectan las problemáticas que afectan su comportamiento térmico con vistas a encontrar soluciones económicamente sostenibles para reducir el gasto energético. El análisis se realizó a través del software SIMEDIF, que analiza el comportamiento dinámico del edificio y de sus componentes permitiendo estimar el nivel de confort esperado. La aislación exterior resulta ser la estrategia más eficiente, aunque se destaque la importancia de otros factores como la tecnología constructiva, las infiltraciones, la orientación y el color.The study offers a detailed view of the factors affecting the useful life of houses in terms of energy demand and thermal comfort. In this regard, the social housing model of the Instituto Provincial de Vivienda in Salta is analyzed by identifying thermal behavioral problems in order to find an economically and sustainable solution to reduce energy use. This was achieved through the software SIMEDIF, which analyses the dynamic behavior of the building and its components allowing to estimate the level of comfort expected. External insulation is shown as the most efficient strategy, although building technology, infiltrations, orientation and color are also significant.Fil: Rizzarello, Fabio. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física; ArgentinaFil: Hongn, Marcos Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Salta. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional; ArgentinaFil: Gea, Marcelo Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Salta. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional; Argentin

Caracterización de un motor a vapor de doble efecto

Se presenta en el siguiente trabajo la caracterización de los parámetros de funcionamiento de un motor a vapor a efectos de conocer la capacidad de producción de potencia y torque, para ser acoplado a la línea de vapor generado en el sistema Fresnel Lineal montado en San Carlos, Salta. Los ensayos fueron realizados en la planta piloto de la Facultad de Ingeniería (FI) de la Universidad Nacional de Salta (UNSa), donde se empleó una caldera-generador de vapor. Se ensayó el motor desde el arranque hasta régimen nominal, pasando por diversos escalones de r.p.m. y se tomaron medidas de presiones mínimas y máximas, temperatura de vapor de admisión y ambiente, régimen de r.p.m. y caudal de vapor. Las curvas de potencia y torque presentadas concuerdan con la literatura correspondiente a las maquinas térmicas.Characterizing operating parameters of a steam engine, in order to determinate its capacity of power and couple generating to be coupled to steam line source generated by the Fresnel Linear System mounted in San Carlos, Salta is showed. The tests were conducted in the Faculty of Engineering (FI) of the National University of Salta (UNSa), where we used a boiler – steam generator plant. The engine was tested from startup to nominal regime, trough different steps of rotational speeds and measures of minimum and maximum pressure, inlet steam temperature and environment, regime of speeds and steam flow were took. Power and couple curves presented are consistent with the relevant literature to thermal machines.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Simulación del funcionamiento de una planta solar térmica de gran escala situada en la localidad de San Carlos, Salta

En este trabajo se estima la producción de energía térmica y eléctrica mediante un modelo analítico (FAE) de una central solar térmica de concentración cilindro-parabólica de foco lineal. Las condiciones simuladas tienen referencia en la central SEGS VI de Kramer Junction, por lo que se consideró una potencia neta instalada de 30 MWe. El caso de estudio es una planta solar instalada en la localidad de San Carlos (Salta). El modelo fue escalado para simular las condiciones operacionales de una central de esta envergadura. Se tomó como referencia el software SAM desarrollado por NREL para comparar los resultados generados con el modelo FAE. Las condiciones climatológicas del lugar sumadas a la ubicación geográfica prácticamente tropical dan factibilidad a la instalación de una central de estas características. En comparación al sitio donde se encuentran instaladas estas plantas (Desierto de Mojave), la central podría entregar potencia eléctrica con una distribución anual más uniforme y generar a potencia nominal durante la mayor parte del año, en días claros.In this work, the production of thermal and electric energy of a parabolic trough solar plant was estimated trough an analytic model, here called as FAE. The conditions refer to SEGS VI – 30 MWe (Kramer Junction) were taken to carry out the simulations. A solar thermal plant located in San Carlos (Salta) was considered as the study case. The model was modified to simulate the operational conditions of a large scale power plant, it was development for parabolic trough systems of 1 MWe. The model SAM (development by NREL) was taken as a reference to compare the results from FAE. The climatological conditions and the geographic location of San Carlos make it interesting to install a solar plant with these characteristics. In comparison to the site where SEGS are installed (Mojave Desert), the plant could deliver electrical power with a more uniform annual distribution and generate nominal power during most of the year, on clear days.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Análisis hidro-térmico del fluido de trabajo de un concentrador Fresnel lineal para diferentes condiciones de funcionamiento

El estudio termodinámico del fluido en el proceso de generación de vapor constituye un tópico fundamental en el diseño y construcción de un sistema Fresnel Lineal de Concentración (LFC). En este trabajo se presentan resultados simulados en cuanto a generación de potencia térmica y eficiencias térmicas para los solsticios de verano e invierno, donde las pérdidas ópticas por los extremos del absorbedor influyen de manera diferente. Para ello se empleó un modelo hidro-térmico, que considera efectos ópticos del LFC en estudio (absorbedor 20% más largo que campo reflector). De la comparación entre los distintos escenarios simulados, se obtuvo que para invierno la potencia térmica aumenta hasta 40% gracias a la prolongación del absorbedor. Para verano, la longitud extra perjudica la eficiencia del sistema, que requiere un mayor flujo másico de alimentación, por lo que se han propuesto algunas variantes para mejorar el desempeño del LFC en este caso.In the steam generation process the thermodynamic analysis of the fluid is a key topic in the design and construction of a Linear Fresnel Concentrator (LFC). In this work, the results about thermal power and thermal efficiencies for summer and winter solstices were presented, where optical losses for the end-effect are different. So a hydrothermal model was used and the optical effects for this LFC (absorber length 20% greater than reflector field) were considered. For the different simulated scenarios, it was obtained that thermal power increases up to 40% in winter because of the extension in absorber length. For summer, the thermal efficiency is lower due thermal losses in the unlighted section and the mass flow must be greater than winter. Thus, some variants have been proposed to improve the performance of LFC in this case.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Caracterización de un motor a vapor de doble efecto

Se presenta en el siguiente trabajo la caracterización de los parámetros de funcionamiento de un motor a vapor a efectos de conocer la capacidad de producción de potencia y torque, para ser acoplado a la línea de vapor generado en el sistema Fresnel Lineal montado en San Carlos, Salta. Los ensayos fueron realizados en la planta piloto de la Facultad de Ingeniería (FI) de la Universidad Nacional de Salta (UNSa), donde se empleó una caldera-generador de vapor. Se ensayó el motor desde el arranque hasta régimen nominal, pasando por diversos escalones de r.p.m. y se tomaron medidas de presiones mínimas y máximas, temperatura de vapor de admisión y ambiente, régimen de r.p.m. y caudal de vapor. Las curvas de potencia y torque presentadas concuerdan con la literatura correspondiente a las maquinas térmicas.Characterizing operating parameters of a steam engine, in order to determinate its capacity of power and couple generating to be coupled to steam line source generated by the Fresnel Linear System mounted in San Carlos, Salta is showed. The tests were conducted in the Faculty of Engineering (FI) of the National University of Salta (UNSa), where we used a boiler – steam generator plant. The engine was tested from startup to nominal regime, trough different steps of rotational speeds and measures of minimum and maximum pressure, inlet steam temperature and environment, regime of speeds and steam flow were took. Power and couple curves presented are consistent with the relevant literature to thermal machines.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES