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Modelado de un colector termo solar mediante BGNN

Mario de Jesús Basilio Contreras (2021)

"Los temas de mejoramiento y aprovechamiento de recursos permean entre las instituciones relacionadas a las tecnologías de las energías renovables. A través de los años, nuestro planeta ha tenido cambios en muchos aspectos: poblacionales, económicos, climatológicos, que a su vez desencadenan ciertas necesidades para la sociedad, y que naturalmente, abren un abanico de posibilidades y responsabilidades para quienes buscan soluciones; abriendo oportunidades de ofrecer una mejor vida frente a estos cambios constantes.

Con el mencionado cambio poblacional en forma de crecimiento, se interpreta fácilmente un mayor (y muchas veces desproporcionado) requerimiento de energía para la subsistencia de la población mundial con las necesidades que esta conlleva. Y entonces dentro de este contexto, se comprende la razón de los cambios climatológicos (en forma del fenómeno conocido como calentamiento global) ocasionados por la generación de energía a partir de la utilización de combustibles fósiles, incrementando la cantidad de gases de efecto invernadero en la atmosfera.

Ante esta problemática establecida, dentro de este proyecto de investigación se aborda inmiscuirse en el campo de la energía solar y su aprovechamiento mediante el uso de colectores termo solares. El uso a largo plazo de estos sistemas ofrece una opción atractiva económicamente hablando para el usuario. Consecuentemente, para la contraparte requiere un diseño de alta precisión para garantizar las ventajas que ofrece esta tecnología emergente.

Un colector termo solar consume las irradiaciones solares y las transmuta en calor, que luego se transfiere al fluido de trabajo (puede ser aire o agua). La energía térmica así recogida, será ejecutada por el fluido de trabajo y podrá ser utilizada directamente para alimentar el agua o2 cualquier equipo de calefacción/refrigeración de espacios. (Kumar, Hasanuzzamana, & Rahim, 2019). Por tal motivo, el principal desafío a considerar será la eficiencia que puedan cubrir estos equipos de concentración solar. Conociendo de forma general el principio de funcionamiento de estos equipos mencionado en el párrafo anterior, se puede deducir que el primer objetivo será captar de forma eficiente la mayor irradiación solar posible. Sin embargo, al estar presentes en la atmosfera los gases de efecto invernadero esta irradiación variara inequívocamente y a su vez existirán factores geográficos, climatológicos, entre otros, que se sumarán en la atenuación de los rayos solares...

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COLECTOR SOLAR INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE LA INSTRUMENTACIÓN INGENIERÍA DE CONTROL INGENIERÍA DE CONTROL

Electrodeposition of ZnO window layer for an all-atmospheric fabrication process of chalcogenide solar cell

JESUS SALVADOR JAIME FERRER (2015)

This paper presents the low cost electrodeposition of a transparent and conductive chlorine doped ZnO layer with performances comparable to that produced by standard vacuum processes. First, an in-depth study of the defect physics by ab-initio calculation shows that chlorine is one of the best candidates to dope the ZnO.

This result is experimentally confirmed by a complete optical analysis of the ZnO layer deposited in a chloride rich solution. We demonstrate that high doping levels (.1020 cm23) and mobilities (up to 20 cm2 V21 s21) can be reached by insertion of chlorine in the lattice. The process developed in this study has been applied on a CdS/Cu(In,Ga)(Se,S)2 p-n junction produced in a pilot line by a non vacuum process, to be tested as solar cell front contact deposition method. As a result efficiency of 14.3% has been reached opening the way of atmospheric production of Cu(In,Ga)(Se,S)2 solar cell.

Article

Células solares Calcogenuros BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA CELULAR MORFOLOGÍA CELULAR MORFOLOGÍA CELULAR

Rapid thermal processing of CuInSe2 electroplated precursors for CuIn(S,Se)2-based thin film solar cells

JESUS SALVADOR JAIME FERRER (2018)

During the elaboration of standard CISEL™ cells, electroplated CuInSe2 precursors undergo a rapid thermal processing (RTP) in a sulfur-containing atmosphere to promote grain growth and enable sulfurization of the precursor. The aim of this work is to show how structural and morphological properties of the CuIn(S,Se)2-based solar cells can be modified with RTP parameters, namely temperature, heating rate, and sulfur addition. X-ray diffractograms show that the preferential (112) orientation of the electrodeposited CuInSe2 precursor is maintained after annealing but the coefficient of crystallographic texture can be modified with specific RTP parameters. It is also shown that the quantity of sulfur incorporated in the chalcopyrite lattice can be controlled and reaches almost pure CuInS2 according to the sulfur quantity used during the RTP. Another effect of the RTP annealing is to form a Mo(S,Se)2 layer which can lead to a quasi-ohmic contact between the molybdenum and the absorber. The properties of the Mo(S,Se)2 buffer layer are also studied according to the process parameters and an increase of the annealing temperature or of the sulfur concentration tends to increase the thickness of this layer.

Article

Células solares Calcopirita BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA CELULAR MORFOLOGÍA CELULAR MORFOLOGÍA CELULAR

ANALYSIS OF HYBRID PEROVSKITE FILMS (MAPbI3) FABRICATED BY THE ONE AND TWO-STEPS METHODS

Diana Marcela Montoya (2021)

"In this work, the one-step and the two-step methods were used to deposit MAPbI3 perovskite films. For both methods, there are several variables to control the perovskite formation and film quality. The influence of anti-solvent, the time for its addition, and the annealing temperature on the features of perovskite films were studied for the one-step method. The temperature for deposition of the inorganic film was studied for the close-spaced sublimation method, and the time that MAI-solution remains onto the PbI2 film before the spin process began was studied for spin-coating with sequential deposition methods."

Doctoral thesis

Perovskite Solar cells MAPbI3 CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA ÓPTICA

DISEÑO CONCEPTUAL DE UN GENERADOR DE VAPOR SOLAR COMBINANDO TECNOLOGÍA FRESNEL Y COLECTORES PLANOS

David Alfredo Delgado Romero (2019)

En este documento se presenta el “Diseño conceptual de un generador de vapor solar

combinando tecnología Fresnel y colectores planos”. En el trabajo se desarrolla la

configuración de un sistema híbrido, combinando dos tecnologías de captación solar. El

sistema híbrido de generación directa de vapor se compone de un sistema de captación de

colectores planos con otro tipo Fresnel, acoplado a un equipo convencional. En el estudio se

construye una plataforma de simulación, basada en TRNSYS, construyendo una herramienta

gráfica del desempeño del sistema propuesto.

En los resultados de la simulación, se encontró que el generador de vapor híbrido incrementa

la fracción solar anual de manera asintótica y disminuye la energía útil anual de la misma

manera al incrementar el área de Fresnel. El incremento en la fracción solar deja de ser

significativa por arriba de los 20,000 m2 de área de Fresnel. Por su parte la energía útil anual

por unidad de área tiene su mayor cambio con área de Fresnel menor que los 12,000 m2.

También, en los resultados se observa que el área de Fresnel se puede sustituir por área de

CSPP, y esto es más conveniente para áreas de Fresnel reducidas, ya que se tiene un punto

en los 24,000 m2 de área de Fresnel, en donde el desempeño de los CSPP afecta adversamente

el desempeño del sistema. En el diseño propuesto, se puede observar que se pueden sustituir

1550 m2 de área de Fresnel por 700 m2 de CSPP.

En la evaluación económica, es posible reducir la inversión inicial 7.05 MM$, que representa

un 15% del total. En este sentido, los ahorros solares aumentan en 20% con la configuración

propuesta. La implementación de CSPP en la generación de vapor es factible al tener un 45%

más del VPN y 12% menos de la GCS, comparado con el uso de únicamente tecnología

Fresnel. El estudio muestra la factibilidad de combinar diferentes tecnologías para reducción

de costos energéticos manteniendo la ganancia de calor de cada tecnología.

Master thesis

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA vapor solar tecnología Fresnel colectores planos captación solar TRNSYS