Estudio teórico y experimental de la eficiencia térmica de un colector cilindro parabólico en coatzacoalcos, México
DOI:
https://doi.org/10.19136/jeeos.a10n2.6706Keywords:
Energía solar, colector solar parabólico, eficiencia térmica, condiciones meteorológicas, CoatzacoalcosAbstract
El uso de la energía solar mediante sistemas de concentración representa una alternativa viable para aplicaciones térmicas de baja entalpía. En este trabajo se evaluó la eficiencia térmica de un colector cilindro parabólico (CCP) bajo las condiciones meteorológicas de la ciudad de Coatzacoalcos, México, mediante un enfoque teórico y experimental. El CCP fue instrumentado para registrar variables operativas y meteorológicas, incluyendo las temperaturas de ambiente, entrada y salida del fluido, la radiación solar global y difusa, velocidad del viento y caudal volumétrico. El colector posee un área de apertura de 2.08 m² con un tubo receptor de cobre y utilizando agua como fluido de trabajo en un circuito cerrado. Una prueba experimental realizada el 30 de septiembre de 2025 entre las 09:00 y 13:00 h fue usada para determinar la eficiencia térmica. El tiempo constante de calentamiento y enfriamiento fueron calculados. La eficiencia teórica del CCP fue determinada a través de diversos parámetros y considerando el diseño del colector. La eficiencia experimenta fue obtenida siguiendo la norma ANSI/ASHRAE 93-2003. Los resultados muestran una eficiencia térmica experimental máxima de 19.25% bajo una irradiancia directa de 1018.65 W/m². El error entre la eficiencia experimental y teórica fue del 8.17% al 17%, debido a la inercia térmica del ciclo cerrado
References
[1] NASA. (2026). Sun-Earth Interactions. Earthdata. https://www.earthdata.nasa.gov/topics/sun-earth-interactions.
[2] Tejeda Martínez, A., Gómez-Azpeitia, L. G. (2015). Prontuario solar de México. Universidad de Colima & Universidad Veracruzana. https://www.researchgate.net/publication/312576876_Prontuario_Solar_de_Mexico.
[3] Pranesh, V., & Kumaresan, V. (2019). Evolution of the 2D CPC solar collector based on the literature survey. Solar Energy. https://doi.org/10.1016/j.solener.2019.09.074.
[4] Kalogirou, S. A. (2009). Solar thermal collectors and applications. Progress in Energy and Combustion Science, 30(3), 231–295. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0360128504000103.
[5] Duffie, J. A., & Beckman, W. A. (2013). Solar Engineering of Thermal Processes (4th ed.). John Wiley & Sons. https://books.google.com.mx/books?id=5uDdUfMgXYQC&utm.
[6] Forristall, R. (2003). Heat Transfer Analysis and Modeling of a Parabolic Trough Solar Receiver Implemented in Engineering Equation Solver (NREL/TP-550-34169). National Renewable Energy Laboratory (NREL). https://docs.nlr.gov/docs/fy04osti/34169.pdf.
[7] Chekifi, T. (2022). Thermal efficiency enhancement of parabolic trough collectors: a review. https://doi.org/10.1007/s10973-022-11369-6.
[8] Bharti, A., Dixit, A., & Paul, B. (2018). Experimental analysis of a solar parabolic trough collector. International Journal of Mechanical Engineering and Technology, 9(6), 102–112. https://iaeme.com/MasterAdmin/Journal_uploads/IJMET/VOLUME_9_ISSUE_6/IJMET_09_06_013.pdf.
[9] Jaramillo, O. A., Venegas-Reyes, E., Aguilar, J. O., Castrejón-García, R., & Sosa-Montemayor, F. (2013). Parabolic trough concentrators for low enthalpy processes. Renewable Energy, 60, 529–539. https://doi.org/10.1016/j.renene.2013.04.019.
[10] Rosado Hau, N., & Escalante Soberanis, M. A. (2011). Eficiencia de un colector parabólico como sistema de calentamiento de agua en Yucatán, México. Journal of Renewable and Sustainable Energy, 3(6), 063108. https://doi.org/10.1063/1.3663954.
[11] ANSI/ASHRAE Standard 93-2003. (2003). Methods of Testing to Determine the Thermal Performance of Solar Collectors. American Society of Heating,Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc.: Atlanta, GA, USA, 2003.
[12] Sodha MS, Mathur SS, Malik MAS. Reviews of renewable energy resources. New Delhi: Wiley Eastern; 1984.
[13] Jeter SM. Geometrical effects on the performance of trough collectors. Solar Energy. 1983;30:109-13.
[14] Kalogirou S. Solar energy engineering: processes and systems. USA: Academic Press; 2009. ISBN 978-0-12-374501-9.
[15] Güven HM, Bannerot RB. Determination of error tolerances for the optical design of parabolic troughs for developing countries. Solar Energy. 1986; 36:535-50.
[16] Rabl A. Active solar collectors and their applications. New York, USA: Oxford University Press; 1984. ISBN 0-19-503546-1. https://hdl.handle.net/20.500.12893/11725.
[17] Camarillo-Peñaranda, J. R., Saavedra-Montes, A. J., & Ramos-Paja, C. A. (2013). Recomendaciones para seleccionar índices para la validación de modelos. TecnoLógicas, edición especial, 109–122. https://www.redalyc.org/pdf/3442/344234341009.pdf.
[18] Calderón Bacón, J. L. (2023). Diseño y construcción de un colector cilíndrico parabólico para uso de la energía solar en el calentamiento de agua (Tesis de licenciatura). Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo. https://hdl.handle.net/20.500.12893/11725.
[19] Márquez-Nolasco, A., Conde-Gutiérrez, R. A. (2026). Datos experimentales de un colector piloto de canal parabólico considerando las condiciones climáticas de la ciudad de Coatzacoalcos, México. Data, 11(1), 17. https://doi.org/10.3390/data11010017.
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