Diseño y Simulación de un Prototipo de Panel Solar Térmico para Cocción en la Zona Rural del Corregimiento de Cerrillo – La Guajira

Abstract

En el presente trabajo de grado se realiza el diseño y simulación de una cocina solar parabólica a partir del potencial en energía solar del corregimiento de Cerrillo ubicado en el Distrito Turístico y Cultural de Riohacha. En este sentido se establece el potencial solar del sitio a través de la revisión de las principales bases de datos de información solar disponibles, posteriormente se realiza el dimensionamiento del concentrador parabólico a partir de las propiedades de los alimentos a cocinar, los cuales se seleccionaron teniendo en cuenta las preparaciones cotidianas en el departamento de La Guajira. La potencia calculada de la cocina solar es de 100 W y permite cocinar alimentos con requerimientos energéticos de hasta 930 kJ con área de apertura de y un diámetro de apertura de 0,80m. La simulación realizada en SolTrace permitió establecer que el funcionamiento óptico del concentrador es adecuado y que la potencia simulada es superior a la potencia de diseño, por lo tanto, los requerimientos para la cocción estarían cubiertos. Finalmente, se realiza un análisis de esfuerzos estáticos a la estructura del prototipo formada tuberías de acero cuadradas obteniendo desplazamientos y tensiones axiales y por flexión mínimas.

In this degree work, the design and simulation of a parabolic solar stove is conducted based on the solar energy potential of the Carrillo village located in the Tourist and Cultural District of Riohacha. In this sense, the solar potential of the site is established through the review of the main solar information databases available, then the sizing of the parabolic concentrator is conducted based on the properties of the food to be cooked, which were selected considering the daily preparations in the department of La Guajira. The calculated power of the solar stove is 100 W and allows cooking food with energy requirements of up to 930 kJ with an opening diameter of 0.80m. The simulation performed in SolTrace allowed to establish that the optical performance of the concentrator is adequate and that the simulated power is higher than the design power, therefore, the cooking requirements would be covered. Finally, a static stress analysis was performed on the prototype structure formed by square steel pipes, obtaining minimum displacements and axial and bending stresses.