Uso de la energía solar como fuente alternativa para sistemas de calefacción: simulación y control

Resumen

La energía solar se ha convertido en una de las formas más utilizadas de energía alternativa, ya que es una fuente renovable y no contaminante. Por lo tanto, los sistemas de calefacción solar se utilizan cada vez más en los sectores residencial e industrial. Sin embargo, en períodos con poca o ninguna luz solar, su eficiencia se ve afectada. En base a esta suposición, el presente trabajo propone el modelado matemático de un sistema auxiliar de calefacción industrial, utilizando la energía solar como fuente alternativa. Se evalúan tres tipos de configuraciones para el sistema de calefacción: sistema I - sin colector solar, sistema II - con colector solar que funciona las 24 horas del día, y sistema III - sistema híbrido, en el que el colector solar se activa solo durante el período en que Hay incidencia de radiación solar (10 am - 5 pm). Para el mejor uso de las fuentes de energía disponibles (renovables y no renovables), se propone implementar controladores on/off y tipo PI, en las configuraciones estudiadas. Los resultados se obtuvieron simulando el modelo matemático usando el software libre Scilab®. El sistema híbrido mostró un mayor ahorro de energía, alrededor del 8%, en comparación con el sistema I. Para los casos que utilizan controladores, en comparación con el sistema sin controlador, el que era más adecuado era el que tenía un controlador PI, con el sistema híbrido. En este caso, se obtuvieron ahorros de 60W de energía per día de operación.