Título
Simulación, diseño y construcción de un prototipo de colector solar fototérmico tubular”
Autor
DIEGO BARRERA MENDEZ
Colaborador
MARIO MIKI YOSHIDA (Asesor de tesis)
Nivel de Acceso
Acceso Abierto
Materias
Resumen o descripción
En años recientes ha aumentado en gran medida la necesidad de fuentes alternas de energía
para nuestro planeta, es así que el aprovechamiento foto-térmico de la energía solar es una
alternativa viable en México, sobre todo en la región norte. El uso de colectores solares fototérmicos
ha tomando gran importancia debido a las ventajas del sol como fuente de energía
inagotable, renovable, no contaminante y sobre todo gratuita. Una forma de optimizar los
colectores solares es el uso de recubrimientos transparentes selectivos, transparentes a
radiación solar, pero reflectivos a la radiación térmica. En este sentido, en el presente trabajo
se desarrolló un modelo teórico matemático para el desempeño térmico de un colector solar. Así
mismo, fueron estudiadas las propiedades microestructurales, eléctricas y ópticas de un
recubrimiento transparente selectivo conformado por óxido de estaño (SnO2) dopado con fluor.
Mediante la caracterización microestructural por la técnica de microscopía electrónica de
barrido se observó la topografía superficial de los depósitos sin dopar, así como el espesor de
película y se determinó la temperatura óptima de depósito. Estas propiedades fueron
confirmadas por difracción de rayos X, donde se registró la presencia única de la fase
tetragonal de óxido de estaño y tamaño de grano grande. El estudio óptico permitió elegir la
concentración adecuada de dopante que presentara el comportamiento óptico deseado y éste fue
depositado en tubos y caracterizado de la misma manera para su posterior uso como cubierta
para el colector solar. Un prototipo de colector solar fue construido para el estudio del impacto
del recubrimiento en la eficiencia térmica así como la validación del modelo teórico. Los
resultados indicaron que el uso del recubrimiento transparente selectivo en la cubierta del
colector solar aumentó la eficiencia aproximadamente un 10%; además, evidenciaron
concordancia entre los datos obtenidos experimentalmente y los calculados por medio del modelo teórico, resultando ser confiable
Finalmente, es importante mencionar que es la
primera vez que se hace un estudio acerca del uso de recubrimientos transparentes selectivos en
cubiertas de colectores solares térmicos por lo que este trabajo contribuye a entender mejor el
impacto de estos materiales en aplicación solar. Además, el comportamiento óptico desarrollado
por este recubrimiento podría favorecer su potencial de aplicación en otros campos como la
industria de ventanas inteligentes.
Fecha de publicación
diciembre de 2011
Tipo de publicación
Tesis de maestría
Versión de la publicación
Versión publicada
Recurso de información
Formato
application/pdf
Idioma
Español
Repositorio Orígen
Fuente de Objetos Científicos Open Access
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