calentador solar de agua con posicionador electrónico - Iberchip.net

+X Y
10 0.625
20 2.5
30 5.625
40 10.0
50 15.62
60 22.5
Tabla 1. Tabulación de la ecuación del plano (cm.)
3. CALCULOS ENERGÉTICOS
Para Determinar la energía solar que se recibe por
metro cuadrado de superficie se obtuvo como
referencia la cantidad de energía que llega a la
superficie de la atmósfera que el la constante solar
que equivale a 1400 joules / seg-metro cuadrado[2].
Esta cantidad de energía es la que llega a la capa
superior de ozono en la parte mas alta de nuestra
atmósfera y equivale aproximadamente a la energía
que requiere un motor de dos caballos de fuerza
para funcionar adecuadamente.
El día domingo 16 de mayo aproximadamente a
las 2:00 PM el sol estaba a 90º es decir cuando
estaba más intensa la energía recibida, se coloco
una masa conocida de cobre de 32 gr. con una área
de superficie de 11.44 cm2 expuesta directamente a
la luz solar, y con un termómetro para monitorear
su temperatura a una razón de dos tomas de
temperatura por minuto, de donde obtuvimos como
dato después de graficar el incremento de
temperatura con respecto al tiempo de exposición se
sacó un promedio de incremento de 4 ºC por
minuto. Y con este dato se puede llegar a calcular la
energía intercambiada[3] con la siguiente fórmula:
Donde:
Q = C M ? T [Ec. 4]
Q = cantidad de calor en joules
C = calor especifico = 0.390 J/gr. ºC (para el
cobre).
M = masa = 32 gr.
?T = incremento de temperatura = 4 ºC/min.
Q = (0.390)(32)(4) = 49.92 joules/min.
Respuesta:
49.92 joules por minuto en el área de 11.44
centímetros cuadrados del cobre y obteniendo la
relación, tenemos 727 joules por minuto en un
metro cuadrado de exposición solar, en un segundo.
Observe que ésta cantidad de energía es
aproximadamente la necesaria para que un motor de
un caballo de fuerza funcione con la energía
proveída por un metro cuadrado de exposición a la
luz solar.
El área del plano paraboloide es de 1.14 metros
lo que equivale a tener una captación de 829.0909
joules/seg. Mas de un caballo de fuerza !!!
Para darnos una idea de la cantidad de agua que
se puede calentar con esa energía se aplica otra vez
la ecuación Q = C M ? T, y si despejamos la masa
y ponemos varios valores de incremento de
temperatura se pueden obtener los siguientes
valores para temperatura y agua por hora
(suponiendo que la toma de entrada sea de 20ºc):
M = Q/(C? T)
M = 2984727.24 j/hr
(4.19 j/gr ºC)(? T)
litros T Final ? T
35.617 40ºC 20ºC
23.744 50ºC 30ºC
17.808 60ºC 40ºC
14.246 70ºC 50ºC
11.872 80ºC 60ºC
10.176 90ºC 70ºC
9.372 96ºC 76ºC
Tabla 2. Cantidades logradas en 1 hora.
La tabla 2 nos dice que con la cantidad de energía
solar recibida en 1.14 metros cuadrados podemos
elevar la temperatura de agua de 20°C a un
temperatura final marcada en la tercer casilla la
cantidad de litros de la primer casilla.
De esta manera la temperatura de salida del agua
se puede controlar regulando el caudal de entrada
de agua, lo que nos brinda mas facilidad en la
utilización de éste calentador.
4. CONTROL DE POSICION
4.1. Objetivo del control:
Este calentador debe llevar un controlador de
posición que se retroalimenta con la posición del
sol, de ésta forma, cuando el sol cambie de