DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN CONCENTRADOR SOLAR PARA NIXTAMALIZACIÓN DE MAÍZ CACAHUAZINTLE (ZEA MAYS)

Trabajo experimental sobre la generación de vapor por medio de un sistema solar para el proceso de nixtamalizaciónEl maíz y la nixtamalización son de gran importancia alimentaria y económica en las regiones donde se practica, provocando que sea necesario realizar mejoras y proponer alternativas al proceso para generar mayor productividad a la región. Los pequeños negocios presentan múltiples problemas, entre los que está el elevado impacto de los energéticos en sus costos de producción y el desarrollo tecnológico ha permanecido estancado durante décadas. Este proceso se lleva a cabo en un recipiente de acero tipo olla o cacerola, con combustible de origen fósil como carbón o gas, y en la mayoría de las comunidades rurales se utiliza leña o hierba seca para la cocción. Los componentes necesarios para realizar la cocción de maíz normalmente se limitan a cuatro: la olla o cacerola en donde se cuece el maíz, agua, óxido de calcio (cal) y un recurso energético, tradicionalmente de origen fósil. Con un concentrador solar eficiente, que produce vapor, es posible prescindir de otra fuente de energía comúnmente empleado como son los combustibles fósiles. El concentrador solar en conjunto con el dispositivo de cocción (olla) específicamente diseñados para el proceso, reducirán el costo a largo plazo de la nixtamalización del maíz y las emisiones al ambiente generadas por dicho proceso, al sustituir el uso tradicional de combustibles fósiles o biomasa por el uso de un concentrador solar, el cual no tiene un impacto negativo en el ambiente, además de contribuir a mejorar la competitividad de los pequeños molinos de maíz y/o tortillerías de la región

Sistema de bombeo térmico de agua utilizando un concentrador solar

Se presenta el diseño de un sistema de bombeo directo, no fotovoltaico, utilizando la energía captada de la radiación solar en un concentrador tipo parabólico, para generar, mediante una caldera situada en el foco, la presión del vapor que se utiliza en una bomba. La misma fue construida con dimensiones estimadas de acuerdo a la potencia disponible en el sistema concentrador-caldera, lo cual se midió previamente. Las pruebas de bombeo se realizaron a distintas alturas, midiendo en cada una de ellas el tiempo y la cantidad de agua bombeada, así como la radiación solar disponible. Podemos destacar que la presión alcanzada en la caldera se corresponde con la altura de la columna de agua durante el bombeo, de manera que podemos concluir que el sistema presenta una pérdida de carga muy pequeña, y una buena performance para las multifunciones del concentrador.The design of a system of direct pumping appears, nonphotovoltaic, using the caught energy of the solar radiation in a concentrator parabolic type, to generate, by means of a boiler located in the center, the pressure of the steam that is used in a pump. The same one was constructed with dimensions considered according to the power available in the system concentrator-boiler, which was moderate previously. The pumping tests were made to different heights, measuring in each one of them the time and the pumped amount of water, as well as the solar radiation available. We can emphasize that the pressure reached in the boiler corresponds with the height of the water column during the pumping, so that we can conclude that the system displays a very small pressure drop, and a good performance for the multifunctions of the concentrator.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Sistema de bombeo térmico de agua utilizando un concentrador solar

Se presenta el diseño de un sistema de bombeo directo, no fotovoltaico, utilizando la energía captada de la radiación solar en un concentrador tipo parabólico, para generar, mediante una caldera situada en el foco, la presión del vapor que se utiliza en una bomba. La misma fue construida con dimensiones estimadas de acuerdo a la potencia disponible en el sistema concentrador-caldera, lo cual se midió previamente. Las pruebas de bombeo se realizaron a distintas alturas, midiendo en cada una de ellas el tiempo y la cantidad de agua bombeada, así como la radiación solar disponible. Podemos destacar que la presión alcanzada en la caldera se corresponde con la altura de la columna de agua durante el bombeo, de manera que podemos concluir que el sistema presenta una pérdida de carga muy pequeña, y una buena performance para las multifunciones del concentrador.The design of a system of direct pumping appears, nonphotovoltaic, using the caught energy of the solar radiation in a concentrator parabolic type, to generate, by means of a boiler located in the center, the pressure of the steam that is used in a pump. The same one was constructed with dimensions considered according to the power available in the system concentrator-boiler, which was moderate previously. The pumping tests were made to different heights, measuring in each one of them the time and the pumped amount of water, as well as the solar radiation available. We can emphasize that the pressure reached in the boiler corresponds with the height of the water column during the pumping, so that we can conclude that the system displays a very small pressure drop, and a good performance for the multifunctions of the concentrator.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Purificación de aguas mediante el uso de un nuevo prototipo de destilador solar

The incidence of diseases caused by the consumption of contaminated water has become a major health problem in recent years. For this reason, innovative high efficiency equipment has been developed with high acquisition costs, specialized maintenance with an excessive use of electrical energy for the purification process, so, in the search for new devices that solve this problem, purifiers driven by renewable energies have been proposed. Solar distillers which are usually economic, with geometries of diverse construction, simple maintenance and elimination of efficient pollutants and, low yields in the purified water. For this reason, in this work, a new box-type distiller prototype was developed, provided with solar reflectors and thermal performance evaluation, efficiency, cooking power and, purification capacity. The results obtained show values of 125 ºC inside the equipment, 160 ºC in the tray and 114 ºC in the water to be distilled (1.5 l); that are reached within the first 30 minutes of exposure to solar radiation (250 w/m² average) and keeping them for 3 hours. While the values of water conductivity (correlation with the presence of dissolved salts) decreased drastically, from 546.3 s/cm to 17.4 s/cm in the distillate, being the lower limit of drinking water according to the values recommended by Lentech laboratories. Likewise, the prototype reached 37% efficiency with cooking power of 52.90% and, purification capacity between 250 and 350 ml in 6 hours of sun exposure. Allowing it, to place within the recommended specifications similar equipment found in the market, inclusive overcoming the solar stove of parabolic reflectors.La incidencia de enfermedades provocadas por el consumo de agua contaminada se ha convertido en un problema de salud importante en los últimos años. Por tal motivo, se han desarrollado equipos innovadores de alta eficiencia con costos de adquisición elevados, mantenimiento especializado y uso excesivo de energía eléctrica para el proceso de purificación; por lo que, en la búsqueda en nuevos dispositivos que resuelvan esta problemática, se han propuesto los purificadores impulsados por energías renovables como los destiladores solares que suelen ser económicos, con geometrías de construcción diversas, de sencillo mantenimiento y eliminación de contaminantes eficiente y con bajos rendimientos en el purificado. Por tal motivo, en este trabajo de tesis, se desarrolló un nuevo prototipo de destilador tipo caja adicionado con reflectores solares en el que se evaluó el desempeño térmico, eficiencia, poder de cocción y la capacidad de purificación. Los resultados obtenidos muestran valores de 125 ºC dentro del equipo, 160 ºC en la charola y 114 ºC en el agua a destilar (1.5 l); que se alcanzan dentro de los primeros 30 minutos de exposición a la radiación solar (250 w/m² promedio) y manteniéndolos durante 3 horas. Mientras que los valores de conductividad del agua (correlación con la presencia de sales disueltas), disminuyeron drásticamente, de 546.3 s/cm a 17.4 s/cm en el destilado, situándose por encima del límite inferior del agua potable de acuerdo a los valores recomendados por laboratorios Lentech. Así mismo, el prototipo alcanzó un 37% de eficiencia con poder de cocción del 52.90% y capacidad de purificación entre los 250 y 350 ml en 6 horas de exposición al sol. Estos datos permiten situarlo dentro de las especificaciones recomendadas a equipos similares encontrados en el mercado, inclusive superando a la estufa solar de reflectores parabólico

Diseño de una vivienda-laboratorio tropical, energéticamente autosuficiente

148 páginas (pdf) y documento audiovisual (wmv). El lector debe disponer de reproductor del documento audiovisual.Trabajo fin de máster dirigido por Jaime López de Asiaín y Marín, y tutor Luis Manuel Miranda Aguirre. El presente documento trata del diseño de un aparta-estudio de 156.2 m2 suficiente para cuatro (4) personas, que son las que generalmente trabajan en un Taller anexo de 109.3 m2 en donde se realizan trabajos de ensamble de circuitos electrónicos, algunas operaciones de mecanizado y se tiene un laboratorio metrológico para la calibración, pruebas y puesta a punto de los ensambles. El emplazamiento se ha propuesto en la ciudad Santiago de Cali, en Colombia, que tiene un clima de Sabana Tropical. Este proyecto considera estrategias arquitectónicas climáticas pasivas, su cálculo y simulación con software especializado y el uso de energía termo-solar y foto- voltaica para satisfacer todas sus necesidades energéticas tales como el acondicionamiento térmico-higrométrico del aire en el taller, provee ACS, electricidad para las máquinas y la iluminación, así como una propuesta para suplir las necesidades de cocción de alimentos durante cualquier hora del día o la noche, almacenando energía térmica. Como parte del estudio de sostenibilidad, se ofrecen unas estrategias para el manejo del agua lluvia y sus posibilidades de potabilización con ozono, igualmente utilizando energía termo-solar

PLANTA TERMOSOLAR DE 50 MW COMO ALTERNATIVA LIMPIA DE ABASTECIMIENTO ENERGETICO PARA LA REGIÓN SUR DEL PERU – AREQUIPA

TIPOS DE ENERGÍA ENERGÍA BASADA EN COMBUSTIBLES FÓSILES PETRÓLEO GAS NATURAL CARBÓN CONTAMINACIÓN AMBIENTAL TIPOS DE GENERACIÓN DE ENERGÍAS RENOVABLES ENERGÍA HIDRÁULICA ENERGÍA EÓLICA ENERGÍA GEOTÉRMICA ENERGÍA DE BIOMASA LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA CONCEPTO HISTORIA DEL USO DE LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA FUNCIONAMIENTO VENTAJAS TECNOLOGÍAS DE GENERACIÓN SOLAR TÉRMICA PRINCIPALES PLANTAS Y ESTADO DE ESTC EN EL MUNDO FUTURO DE LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA CONCENTRACIÓN SOLAR EN TORRE INTRODUCCIÓN SISTEMA DE TORRE CENTRAL CAMPO SOLAR CONCEPTOS GENERALES DE LOS RECEPTORES EL CAMPO CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR CONSIDERACIONES GEOMÉTRICAS A TOMAR EN CUENTA ORIENTACIÓN DE HELIOSTATOS ORIENTACIÓN DE LOS ESPEJOS ORIENTACIÓN ESPACIAL DE LOS ESPEJOS ORIENTACIÓN TEMPORAL DE LOS ESPEJOS (HELIOSTATOS) SOMBRAS Y APANTALLAMIENTOS ENTRE HELIOSTATOS SOMBRAS PROYECTADAS SOBRE LA SUPERFICIE DE UN ESPEJO ALADO QUE ES PARALELO EFECTO COSENO SOMBRAS SOBRE ANILLOS DE ANCHURA SOMBRAS SOBRE HELIOSTATOS INDIVIDUALES CAMPOS SOLARES CIRCULARES CON RECEPTOR CENTRAL BLOQUE DE POTENCIA APLICACIONES COMPLEMENTARIAS MÉTODO DE CÁLCULO Y DISEÑO UBICACIÓN DE LA CENTRAL DATOS METEOROLÓGICOS CANTIDAD DE HELIOSTATOS RECEPTOR CILÍNDRICO VERTICAL DISEÑO DEL RECEPTOR SEGUIDOR SOLAR CICLO DE POTENCI

Propuesta técnica para el aprovechamiento de la energía solar para la producción de agua caliente sanitaria y electricidad mediante un sistema de cogeneración en el Hospital Nacional de Niños Benjamín Bloom

Desarrollo de una evaluación de tres sistemas de aprovechamiento de la energía solar: fotovoltaico, combinado fotovoltaico – termosolar y combinado fotovoltaico – híbrido, aplicado a un caso real en el HNNBB, en San Salvador, se busca determinar cuál de los sistemas es el más adecuado en las condiciones actuales para producir ACS para fines médicos y terapéuticos. La evaluación se realiza considerando la eficiencia, economía e instalación

Análisis técnico, económico y ambiental para la sustitución de combustible fósil en la planta de producción de asfalto del GAD Municipal de Cuenca mediante la implementación de un sistema de colectores cilindro parabólico

En el presente trabajo se evalúa técnica, económica y ambientalmente la prefactibilidad de implementar un sistema de colectores cilindro parabólico (PTCs) para generar calor en una planta de asfalto en el cantón Cuenca, Ecuador. Dentro de la propuesta se considera emplear un terreno disponible de 1.200 m2 en el cual se instalarán los PTCs. Para decidir sobre el tipo de PTC, se simularon en SAM (System Advisor Model) diferentes sistemas empleando los modelos comerciales PTC 1800, Power Trough 250, Solar Wing EVO y Vicot. Los rendimientos de los cuatro sistemas se compararon entre sí y el costo nivelado de calor (LCOH) se utilizó como indicador para seleccionar el sistema con menor costo de generación de energía. Con el sistema seleccionado se analizaron los beneficios económicos y la reducción de emisiones considerando que el sistema convencional de calentamiento de cemento asfáltico (con caldero amortizado) funciona con un caldero a diésel en un escenario base y con un caldero a fueloil en un escenario alternativo. Los resultados demuestran que, de los sistemas analizados, el que genera energía a un menor costo, es el sistema de PTCs Vicot (0,082 USD/kWht). Este sistema con un área de captación de 390 m2 es capaz de alcanzar una fracción solar anual del 31%. En el escenario base, la instalación del sistema de PTCs Vicot resulta ser económicamente viable, ya que en estas condiciones fue posible obtener un valor actual neto (VAN) de USD 21.274 y un periodo de recuperación descontado de 8,89 años. Además, en este escenario el sistema permitiría evitar el consumo de 5.698 galones de diésel por año y la emisión de 49,4 tCO2/año. Por el contrario, en el escenario alternativo la posibilidad de instalar el sistema de PTCs no es factible, debido a que el bajo precio del fueloil impide recuperar el capital invertido y obtener beneficios a futuro.The present work evaluates the technical, economic and environmental feasibility of implementing a parabolic trough collectors (PTCs) system to generate heat in an asphalt plant in Cuenca, Ecuador. The proposal includes the use of an available land of 1.200 m2 in which the PTCs will be installed. To decide on the type of PTC, different systems were simulated in SAM (System Advisor Model) using the commercial models PTC 1800, Power Trough 250, Solar Wing EVO and Vicot. The performance of the four systems were compared with each other and the levelized cost of heat (LCOH) was used as an indicator to select the system with the lowest power generation cost. With the selected system, the economic benefits and emission reductions were analyzed considering that the conventional asphalt cement heating system (with amortized boiler) operates with a diesel boiler in a base scenario and with a fuel oil boiler in an alternative scenario. The results show that, of the systems analyzed, the one that generates energy at a lower cost is the Vicot PTC system (0,082 USD/kWht). This system with an aperture area of 390 m2 is capable of achieving an annual solar fraction of 31%. In the base scenario, the installation of the Vicot PTC system is economically viable, since under these conditions it was possible to obtain a net present value (NPV) of USD 21.274 and a discounted payback period of 8,89 years. In addition, in this scenario, the system would avoid the consumption of 5.698 gallons of diesel per year and the emission of 49,4 tCO2/year. On the contrary, in the alternative scenario, the possibility of installing the PTC system is not feasible, since the low price of fuel oil prevents recovering the invested capital and obtaining profits in the future.Ingeniero AmbientalCuenc

Revisión del estado actual de la aplicación de energía solar térmica en procesos industriales

El objeto principal de este trabajo es analizar el estado actual del uso de los sistemas de energía térmica en procesos industriales a nivel mundial. Es interesante conocer cómo evoluciona la integración de la energía solar térmica en la industria para establecer modelos operativos y de instalación según las instalaciones existentes. En las circunstancias actuales donde la tecnología avanza a pasos agigantados en cualquier campo de investigación y las políticas medioambientales tienden a ser primordiales a nivel global, las energías renovables juegan un papel fundamental. En el ámbito global, la industria es el primer sector en consumo de energía y, por ello, uno de los objetivos para frenar el calentamiento global y reducir las emisiones de gases de efectos invernaderos es potenciar la generación y uso de energía renovable en este sector. De esta forma, se conseguirá una reducción en el consumo de combustibles fósiles. En 2021, las renovables incrementaron hasta el 9% su capacidad de producción y el 80% de las instalaciones energéticas puestas en marcha corresponden a tecnologías verdes. Con este trabajo se precisa conocer el impacto del uso de sistemas solares térmicos en la lucha por la consecución para frenar el cambio climático y la producción de energía procedentes de fuentes renovables. La energía solar térmica es utilizada en un amplio abanico de sectores industriales por lo que la configuración de los sistemas solares térmicos es muy dispar. Existen numerosos parámetros para configurar como son el tipo de captador solar utilizado según la temperatura de operación requerida por el proceso y el fluido caloportador, la instalación de almacenamiento térmico para evitar horas de desabastecimiento o el punto de integración en el proceso industrial entre otros. Todos los sectores industriales y los diversos parámetros están recogidos y descritos en la base de datos creada para realizar el análisis estadístico. Dicha base de datos cuenta con 483 plantas registradas y se desarrolla en el contenido del trabajo. Con los datos obtenidos y tras realizar el estudio estadístico en el que se reflejan las principales configuraciones de sistemas solares térmicos en cuanto a tecnología de captación, punto de integración o sectores industriales según temperatura de operación entre otros. Se describen los resultados y conclusiones obtenidos.The main purpose of this project is to analyse the current status of the use of thermal energy systems in industrial processes worldwide. It is interesting to know how the integration of solar thermal energy in industry is evolving in order to establish operational and installation patterns according to existing installations. In the current circumstances, where technology is growing faster in any field of research and environmental policies tend to be paramount worldwide, renewable energies play a key role. Industry is the largest energy consuming sector in the world and therefore one of the objectives to reduce global warming and greenhouse gas emissions is to promote the generation and use of renewable energies in this sector. This will reduce the consumption of fossil fuels. In 2021, renewables increased their production capacity to 9%, and 80% of the energy installations commissioned correspond to green technologies. With this project, the aim is to find out the impact of the use of solar thermal systems in the fight to stop climate change and the production of energy from renewable sources. Solar thermal energy is used in a wide range of industrial sectors and the configuration of solar thermal systems is diverse. There are many parameters to be configured, such as the type of solar collector used depending on the operating temperature required by the process and the heat transfer fluid used, the thermal storage installation to avoid shortage hours or the point of integration in the industrial process, among others. All industrial sectors and the different parameters are collected and described in the database created for the statistical analysis. This database has 483 registered plants and is developed in the content of the project. With the data obtained and after carrying out the statistical study in which the main configurations of solar thermal systems are reflected in terms of collection technology, integration point or industrial sectors according to the operating temperature, among others. The results and conclusions obtained are described.Universidad de Sevilla. Máster en Sistemas de Energía Térmic

DISEÑO DE UNA MÁQUINA TOSTADORA DE CAFÉ MEDIANTE FLUJO DEL AIRE CALIENTE EN LECHO FLUIDIZADO PARA UNA CAPACIDAD DE UNA TONELADA

El café es el principal producto agrícola de exportación en el Perú por eso la mayoría de los agricultores tienen la necesidad de vender el café tostado para tener ingresos económicos por lo que representa un número considerable de tiempo para realizar esta actividad y a la vez un mayor esfuerzo físico. Debido a la necesidad de minimizar el tiempo y el esfuerzo físico, se plantea diseñar una máquina tostadora de café con flujo de aire caliente mediante un sistema de lecho fluidizado, que permitirá la recirculación del aire del sistema para así obtener ahorro energético, porque el calor ya no se pierde, sino que me mantendrá en el sistema. El proceso de tostado del café es tan importante para un mayor crecimiento económico para los productores de café. Se realizó búsqueda de artículos científicos, normas, códigos y estándares de diseño por la cual se obtuvieron información para diseñar la maquina tostadora de café. Posteriormente se realizó una matriz morfológica para obtener todos los componentes apropiados para el diseño, se obtuvo el diámetro del cilindro que ocupará el café seco con una humedad de 12%.La capacidad de máquina es de 1000 kg, calculando la potencia del motor 9.2 kW, para mover el cilindro rotatorio con sus respectivos parámetros obtenidos, así también el material del cilindro es acero inoxidable AISI 304, debido a facilidad de transferencia de calor y a la cocción de alimentos. La potencia que necesita el ventilador centrífugo es de 4 KW, con una velocidad de 8.22 m/seg para realizar la fuerza de arrastre de las cascaras quemadas del café a una temperatura de 230°C durante 10 minutos. El ducto de aire de la máquina tendrá un material de acero galvanizado espesor 4 mm, tendrán un diámetro de 304.8 mm.La máquina contará con un ciclón de humos para la disminución de los gases de café al momento de tostar y al almacenamiento de las cascarillas quemadas del café, con esto se busca disminuir la contaminación y el material es acero galvanizado. El diseño del intercambiador de calor que permite el ahorro energético, es decir calienta el aire que ingresa en el sistema en cámara del intercambiador de calor y así ahorrar combustible del quemador, el material obtenido es acero galvanizado. Finalmente de elaboró simulaciones de los distintos elementos que conforman la máquina (cilindro, estructura de viga), evaluando factor de seguridad, deformaciones y la realización de simulación de fluidos en el diseño de máquina. Se elaboró planos de fabricación y análisis de costos de la máquina.Tesi