Estudio Multifísico de la Distribución de Temperatura en un Colector de Chimenea Solar

Abstract

En 1983 se construyó el primer prototipo de planta de energía basado en una chimenea solar en Manzanares, España. Este prototipo operó por 8 años, comprobando la factibilidad de la tecnología. En los últimos años se ha renovado el interés por esta tecnología y se ha retomado la modelación computacional de las chimeneas solares. Una chimenea solar se compone de tres partes: un colector solar que recibe la radiación solar y calienta el aire contenido, una chimenea que produce un movimiento del aire, y una turbina que transforma la energía cinética del aire en energía eléctrica. La interacción de estos componentes presenta un problema multifísico. Por un lado se encuentra la modelación de la distribución térmica en el colector. Por otro lado está la modelación del movimiento del aire. Y por último se encuentra el problema de la transferencia de calor entre el colector y el aire. En este trabajo se realiza un estudio axilsimétrico, estacionario y multifísico de una chimenea solar que permite el análisis de algunos de los parámetros relevantes de la interacción entre el modelo térmico y el modelo de la mecánica de fluidos, tales como la conductividad del suelo y el salto de presión en la turbina. En particular, se analiza la distribución de la temperatura en el piso del colector y en el fluido dentro del colector.