MODELACIÓN NUMÉRICA DE UNA CHIMENEA SOLAR PARA SISTEMAS EÓLICOS DE BAJA POTENCIA

Abstract

The purpose of this project is to create and optimize the design of a small scale solar tower for research and teaching purposes. The goal is to design a system which maximizes the energy extraction with a wind turbine located at in the solar tower. This is done by using the ANSYS-fluent software, and four field variables were analyzed: velocity, pressure, temperature and density. The project consists of four phases: conceptual development of the design, model accuracy optimization, design optimization and adding a wind turbine to the model. The final results of the fourth phase support a running solar tower, but since this is a small scale solar tower, the power output on optimum conditions is about 0,0127 kWh a day, not enough to be an economically sustainable project. However, since the goal of the project is teaching and research, its construction is not rejected.El propósito de éste trabajo de título es la concepción y optimización del diseño de una chimenea solar de baja escala para fines docentes y de investigación. El fin es diseñar un sistema que maximice la extracción de energía de la turbina eólica ubicada al interior de la chimenea solar. Esto se llevó a cabo utilizando el software ANSYS-fluent, en donde se analizaron cuatro variables: velocidad, presión, temperatura y densidad. Éste trabajo se divide en cuatro partes: desarrollo conceptual del diseño, optimización de la precisión del modelo, optimización del diseño y agregar una turbina eólica al modelo. Los resultados finales de la cuarta parte muestran la factibilidad del funcionamiento de la chimenea solar, sin embargo al ser un modelo a baja escala, la potencia entregada en condiciones óptimas es de 0,0127 kWh por día, siendo insuficiente para sustentarse económicamente. Sin embargo como la construcción de esta chimenea sería con fines docentes e investigación, no se descarta la construcción de ésta.