Diseño radiativo determinista basado en matrices mediante una nueva formulación general de exergía y eficiencia exergética para colectores solares híbridos

Diseño radiativo determinista basado en matrices mediante una nueva formulación general de exergía y eficiencia exergética para colectores solares híbridos

Este artículo aporta dos contribuciones principales: una nueva formulación general de la exergía de la radiación y de la eficiencia exergética de paneles fotovoltaicos (PV) como absorbedores de superficie gris; y el desarrollo de un método analítico de diseño radiativo de colectores solares híbridos...

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Bibliographic Details
Main Author: Baracu, Tudor (author)
Other Authors: Patrascu, Monica (author), Teodosiu, Catalin (author), Birsan, Marius Victor (author), Gheorghian, Adina Teodora (author), Streche, Constantin (author), Bosneagu, Romeo (author), Babis, Claudiu (author), Ionita, Claudia (author), Bogdan Radoiu, Viorel (author), Costinas, Sorina (author), Stan, Liviu Constantin (author), Mesteru, Calin (author), Vladulescu, Florian (author), Collaguazo Galeano, Gerardo Isaías (author)
Format: article
Language:eng
Published: 2021
Subjects:
ENERGÍA
EFICIENCIA ENERGÉTICA
ENERGÍA SOLAR
RADIACIÓN
EXERGY
EXERGY EFFICIENCY
SOLAR ENERGY
RADIATION
Online Access:https://repositorio.utn.edu.ec/handle/123456789/18183
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359431119341857?via%3Dihub
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Description
Summary:Este artículo aporta dos contribuciones principales: una nueva formulación general de la exergía de la radiación y de la eficiencia exergética de paneles fotovoltaicos (PV) como absorbedores de superficie gris; y el desarrollo de un método analítico de diseño radiativo de colectores solares híbridos mediante el uso de formalismo matricial. El nuevo modelo GS (Gray Surface) de eficiencia exergética, aplicable a superficies grises, es propuesto y comparado con los modelos clásicos (en el primer estudio de caso), y con un valor de 0.939 revela una diferencia de hasta el 1% en comparación con el modelo de Petela–Landsberg–Press (0.932) o el modelo de Jeter–Carnot (0.949). La nueva metodología permite determinar las pérdidas de radiación térmica a través de las paredes laterales. El segundo estudio de caso incluye una estimación de estas pérdidas del 2.63% para el diseño analizado. Se realizó un análisis de sensibilidad del espesor frente a la eficiencia exergética, mostrando que cada incremento de 10 mm en el espesor del colector provoca una disminución del 1.6% en la potencia (trabajo) extraída, mientras que la eficiencia exergética radiativa disminuye un 0.75%. Al incluir, en futuras investigaciones, el efecto de la transferencia de calor por convección, la metodología propuesta podría constituirse en una referencia teórica que pueda compararse con otros dos enfoques de investigación: numéricos (CFD) y empíricos.

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