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Diseños a Escala de Chimeneas Solares para Diferentes Ubicaciones

Autores: Buckland, Georgia; Booker, Julian

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Diseños a Escala de Chimeneas Solares para Diferentes Ubicaciones


Categoría

Procesos industriales

Subcategoría

Diseño de procesos industriales

Palabras clave

Energía renovable
Plantas de energía de chimenea solar
Ubicaciones globales
Rendimiento de la planta
Geometrías
Implementación de tecnología

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 16

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Una motivación global para reducir la dependencia de los combustibles fósiles y transitar hacia fuentes de energía más limpias y renovables impulsa estudios de tecnologías innovadoras para aprovechar la energía solar. Este documento investiga la viabilidad de una prometedora tecnología de energía renovable, las plantas de energía de chimenea solar (SCPP), en un contexto doméstico. Utilizando un modelo matemático escalable, que incluye procesos termodinámicos dentro del colector, la chimenea y el generador de turbina, se evalúa la producción de energía de las SCPP en cinco ubicaciones globales con diferentes requisitos anuales de energía: Asuán, Egipto; Cornwall, Reino Unido; Melbourne, Australia; Quito, Ecuador; y São Paulo, Brasil. Esta investigación predice el rendimiento de una planta bajo diferentes geometrías de planta y entradas meteorológicas como la temperatura ambiente y la irradiancia solar, revelando que Asuán, Quito y São Paulo pueden producir energía de manera confiable durante todo el año, mientras que Cornwall y Melbourne pueden necesitar un suministro de energía suplementario en los meses de invierno. El modelo establece una relación lineal entre el radio del colector y la altura de la chimenea para cada región con el fin de minimizar la geometría mientras se cumplen los requisitos anuales de energía, demostrando que reducir el tamaño de un componente aumenta el otro para mantener la producción requerida. Estas geometrías informan las discusiones sobre la implementación de la tecnología, incluida la integración de una bomba de calor de fuente de aire (ASHP) para mejorar el rendimiento, aunque se encontró que la SCPP puede no satisfacer la demanda de energía de la ASHP en el invierno de Melbourne. Se consideran algunos factores del ciclo de vida de las plantas de Melbourne y Quito para evaluar la viabilidad ambiental de la tecnología.

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