INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL DE UN BANCO DE PRUEBAS DE CALENTADORES SOLARES PLANOS (INSTRUMENTATION AND CONTROL OF A TEST BENCH FLAT PLATE COLLECTOR SOLAR HEATER)
Resumen
El consumo de energía a nivel mundial está aumentando muy rápidamente, y los recursos de energía renovable o alternativa son muy necesarios en los requerimientos de energía en el futuro. En este artículo se presenta la instrumentación y el diseño del control de un banco de pruebas con la finalidad de determinar el rendimiento térmico de colectores solares planos, para la evaluación y caracterización de estos, que permita comparar y dimensionar con certidumbre los requerimientos de diseño de colectores solares. Para el monitoreo y control se utiliza LabVIEW y la tarjeta USB-6003, termopares tipo J, un piranómetro SP Lite2, y algunos elementos más. Una vez instrumentado el sistema, es implementado el control PID. Con este sistema se han hecho pruebas diversas de caracterización de diferentes colectores solares planos para calentamiento de agua, que están fabricados con diferentes recubrimientos, y así haber obtenido principalmente sus curvas características de eficiencia térmica.
Palabras Clave: Calentadores solares, renovable, solar, instrumentación y control.
Abstract
Energy consumption worldwide is increasing very rapidly, and renewable or alternative energy resources are badly needed in future energy requirements. This article presents the instrumentation and the design of the control of a test bench in order to determine the thermal performance of solar collectors, for the evaluation and characterization of these, that allows to compare and size with certainty the design requirements of solar collectors. For monitoring and control, LabVIEW and the USB-6003 board, type J thermocouples, a SP Lite2 pyranometer, and some other elements are used. Once the system is instrumented, the PID control is implemented. With this system, various characterization tests have been carried out on different plate collector solar heater, which are manufactured with different coatings, and thus have mainly obtained their characteristic thermal efficiency curves.
Keywords: Solar heaters, renewable, solar, instrumentation and control.
Texto completo:
378-398 PDFReferencias
Sociedad Mexicana de Normalización y Certificación, 2019, NMX-ES-001- NORMEX-2005 Energía solar - rendimiento térmico y funcionalidad de colectores solares para calentamiento de agua de métodos de prueba y etiqueta., NORMEX, Estado de México.
Comité Consultivo Nacional de Normalización para la Preservación y Uso Racional de los Recursos Energéticos, 2018, Norma Oficial Mexicana NOM-027-ener / scfi-2018, rendimiento térmico, ahorro de gas y requisitos de seguridad de los calentadores de agua solares y de los calentadores de agua solares con respaldo de un calentador de agua que utiliza como gas combustible lp o gas natural. Especificaciones, métodos de prueba y etiquetado, Diario Oficial de la Federación, Ciudad de México.
Álvarez, J., 2019, Diseño, construcción y puesta en marcha de un banco de pruebas para evaluar la eficiencia térmica de calentadores solares planos para aplicaciones de baja temperatura, Proyecto de integración de Ingeniería Mecánica Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Azcapotzalco, Ciudad de México. .
Gómez V., 2019, Diseño e implementación del control electrónico de un banco de pruebas de calentadores solares planos. Proyecto de integración de Ingeniería Electrónica, Universidad Autónoma Metropolitana Azcapotzalco, Ciudad de México..
Ogata, 2010., Ingeniería de Control Moderna, 5ª Edición, PEARSON Prentice Hall. ISBN 978-84-8322-660-5
Taqi Mohiuddin, Rick Bitter, Matt Nawrocki, 2007, LabVIEWTM Advanced Programing Techniques, Second Edition, CRC Press, ISBN: 978-0-8493-3325-5.
Á. Morales and J. I. Ajona, “Durability, performance and scalability of sol-gel front surface mirrors and selective absorbers,” J. Phys. IV France, 9, 3, 513 (1999).
J. C. C. Fan, U.S. Patent No. 4,312,915, 26 January 1982; J. C. C. Fan, U.S. Patent No. 4,442,166, 10 April 1984.
Maira Lorena Trejos Moncada, Beatriz Cruz Muñoz, M. Miki Yoshida, Rubén Dorantes Rodriguez. Comparative experimental study of new coatings absorvent surface of flat solar heaters. Energy Procedia 57 (2014), p. 2131 – 2138. ISSN: 1876-6102.
URL de la licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/deed.es
Pistas Educativas está bajo la Licencia Creative Commons Atribución 3.0 No portada.
TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO / INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CELAYA
Antonio García Cubas Pte #600 esq. Av. Tecnológico, Celaya, Gto. México
Tel. 461 61 17575 Ext 5450 y 5146
pistaseducativas@itcelaya.edu.mx