Evaluación térmica de un colector parabólico comercial portátil para la obtención de agua caliente sanitaria (ACS) mediante energía solar

Abstract

El presente estudio tiene como objetivo principal evaluar el comportamiento térmico de un colector parabólico comercial portátil destinado a la obtención de agua caliente sanitaria (ACS) mediante energía solar. La investigación se llevó a cabo en la ciudad de Loja, utilizando tanto métodos experimentales como simulaciones numéricas. Se realizó un balance térmico del sistema , para calcular las pérdidas y ganancias de calor. Además, se implementó un modelo numérico en ANSYS Fluent que permitió simular el comportamiento del fluido en el tubo de vacío, analizando los fenómenos de transferencia de calor. Los resultados de las simulaciones fueron validados mediante comparaciones con datos experimentales. Los resultados mostraron que el colector solar parabólico comercial presenta un comportamiento térmico eficiente bajo diversas condiciones operativas, con un rendimiento del 55,29%. Durante los 12 días de ensayo, se alcanzaron temperaturas de hasta 90 grados en un lapso de dos horas, incluso bajo condiciones ambientales variables, aunque con una ligera pérdida neta de energía de 4,89 W. El modelo numérico desarrollado arrojó resultados positivos, alcanzando una temperatura de 81 °C. Además, es una herramienta valiosa para predecir el rendimiento del colector, lo que abre nuevas oportunidades para futuras investigaciones orientadas a la optimización y mejora del diseño de colectores solares. Finalmente, se concluye que el colector comercial portátil evaluado es capaz de generar agua caliente sanitaria de manera efectiva, aunque se identificaron áreas de mejora en términos de retención de calor y eficiencia energética. Este estudio no solo contribuye al conocimiento sobre la tecnología de colectores solares, sino que también ofrece oportunidades para desarrollar modelos más complejos y optimizar el rendimiento de estos sistemas en aplicaciones prácticas.

Palabras clave: energía solar, agua caliente sanitaria, colectores solares, ANSYS, balance térmico.