Validación de un prototipo de motor stirling solar para la generación de energía eléctrica en zonas no interconectadas

Este trabajo presenta el análisis de desempeño de un prototipo de motor Stirling termo solar de 400W fabricado en las instalaciones del Sena. Inicialmente se caracterizaron los requerimientos funcionales considerando su uso domiciliario en zonas no interconectadas del Valle del Cauca, tomando como c...

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Autores:
Usa Ordoñez, Juan Camilo
Murillo Valencia, Deimer
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2018
Institución:
Universidad Autónoma de Occidente
Repositorio:
RED: Repositorio Educativo Digital UAO
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:red.uao.edu.co:10614/10146
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/10614/10146
Palabra clave:
Ingeniería Mecánica
Motores Stirling
Energía solar
Zonas no interconectadas
Rights
openAccess
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Derechos Reservados - Universidad Autónoma de Occidente
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description Este trabajo presenta el análisis de desempeño de un prototipo de motor Stirling termo solar de 400W fabricado en las instalaciones del Sena. Inicialmente se caracterizaron los requerimientos funcionales considerando su uso domiciliario en zonas no interconectadas del Valle del Cauca, tomando como caso de estudio el corregimiento del Hormiguero, para un hogar de tres personas. Seguidamente, se realizó un análisis teórico basando en el modelo de Gustav Schmidt para identificar la potencia producida por la configuración actual del prototipo. Se encontró que este puede satisfacer el 89% de la demanda actual para un suministro de energía de cuatro horas. Adicionalmente, se realizaron recomendaciones sobre otras configuraciones para el motor, se realizó una ficha técnica del prototipo, se cuantificaron los costos de manufactura del prototipo y se realizaron mediciones del funcionamiento del motor, con las cuales se identificó que el sistema real puede generar más energía de la cantidad calculada teóricamente
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Se encontró que este puede satisfacer el 89% de la demanda actual para un suministro de energía de cuatro horas. Adicionalmente, se realizaron recomendaciones sobre otras configuraciones para el motor, se realizó una ficha técnica del prototipo, se cuantificaron los costos de manufactura del prototipo y se realizaron mediciones del funcionamiento del motor, con las cuales se identificó que el sistema real puede generar más energía de la cantidad calculada teóricamenteThis document presents the performance analysis of solar Stirling engine prototype for a generation of 400W, manufactured by the SENA. Initially, the functional requirements were characterized considering a domiciliary use in noninterconnected areas from the Valle del Cauca, taking as a case of study an average three people's family from the town del Hormiguero. Next, a theoretical analysis was carried out based on Gustav Schmidt's model to identify the power produced by the current configuration of the prototype. It was found that the Stirling engine could satisfy 89% of the current demand for a four-hour power supply. Additionally, recommendations were made on other configurations for the engine, a technical datasheet of the prototype was made, the manufacturing costs of the prototype were quantified and measurements of the engine's operation were made, with which it was identified that the real system could generate more energy of the theoretically calculated amount. Keywords: Stirling engine, validation, non-interconnected zones.Pasantía de Investigación (Ingeniero Mecánico)-- Universidad Autónoma de Occidente, 2018.PregradoIngeniero(a) Mecánico(a)application/pdf103 páginasspaUniversidad Autónoma de OccidenteIngeniería MecánicaDepartamento de Energética y MecánicaFacultad de IngenieríaDerechos Reservados - Universidad Autónoma de Occidentehttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2instname:Universidad Autónoma de Occidentereponame:Repositorio Institucional UAO[1] H. García, A. Corredor, L. Calderón, and M. Gómez, “Análisis costo beneficio de energías renovables no convencionales en Colombia.” Fedesarrollo, pp. 1–25, 2013. [2] M. García, “Desarrollo de motores Stirling para aplicaciones solares.,” Universidad de Oviedo, 2013. [3] E. Behrentz, Á. Cadena, H. Mutis, J. Pérez, and R. 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Teixeira, L. A. Martins, and S. F. Teixeira, “Thermodynamic and economic optimization of a solar-powered Stirling engine for micro-cogeneration purposes,” Energy, vol. 111, pp. 1–17, 2016. [25] M. H. Ahmadi, M.-A. Ahmadi, and F. Pourfayaz, “Thermal models for analysis of performance of Stirling engine: A review,” Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 68, no. October 2016, pp. 168–184, 2017. [26] R. Ben-Mansour, A. Abuelyamen, and E. M. A. Mokheimer, “CFD analysis of radiation impact on Stirling engine performance,” Energy Convers. Manag., vol. 152, no. June, pp. 354–365, 2017. [27] G. Barreto and P. Canhoto, “Modelling of a Stirling engine with parabolic dish for thermal to electric conversion of solar energy,” Energy Convers. Manag., vol. 132, pp. 119–135, 2017. [28] K. Chandi and E. 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