Abstract

El presente trabajo presenta el diseño, construcción e instrumentación de un concentrador solar pedagógico del tipo canal parabólico, el cual funciona siguiendo el ángulo horario (w) solar. Además, se describe la caracterización térmica del mismo.

En la primer sección se introduce al tema de la energía con un esbozo de las energías renovables en México y el mundo. Posteriormente se justifica el diseño y construcción de instrumentos capaces de generar calor de proceso en la industria, que paralelamente se relacionan con instituciones de educación. Así mismo, en esta parte se detallan los alcances del trabajo.

Posteriormente, en el capítulo 2, se introduce a los términos usados durante el trabajo, y se explican la relación entre el Sol y la Tierra que hacen posible, el uso de la energía solar para generar energía térmica o eléctrica. Igualmente, se hace una descripción de los precedentes industriales y educativos de proyectos similares.

En el capítulo 3, se detalla el diseño del seguimiento solar. Primeramente, se habla de cómo se controla el sistema, de la electrónica y programación necesaria. Luego, se realiza una evaluación del rastreo del ángulo horario por medio de procesamiento de imágenes y al mismo tiempo se generan estimaciones de la concentración solar en una sección del equipo. Finalmente se obtiene una aproximación del error óptico de la superficie reflectiva colocada con el software Tonatiuh®.

La caracterización térmica del equipo se desarrolla en el capítulo 4. Se explica la instrumentación, la programación realizada y el sistema de adquisición usado. También se explican las normas tomadas como base de la metodología dispuesta. Se detallan las pruebas realizadas y las comparaciones entre un simulador solar, una configuración con orientación norte-sur y otra este-oeste.

Las conclusiones se encuentran en el capítulo 5 por tema y de manera general del proyecto. Finalmente, se colocan observaciones para pruebas y mejoras a futuro.