Publication: Montaje, caracterización y modelado de una cocina solar semiparabólica
Loading...
Identifiers
Publication date
2012
Defense date
2012-05-31
Authors
Advisors
Tutors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Impact
Export
Abstract
El objetivo sobre el que se desarrolla este proyecto es el de la caracterización de
la cocina con concentrador semiparabólico denominada comercialmente
PRIMROSE, para llegar a conocer el comportamiento del foco que refleja el
espejo de la cocina y de las variables que influyen en la posición del foco,
teniendo disponible un primer análisis del funcionamiento de la cocina para
futuras caracterizaciones térmicas, ópticas o de otro tipo, conociendo las zonas
más importantes de la proyección del foco como es su comportamiento
respecto a las diferentes variables y cual es su posición optima.
Para llegar a desarrollar el estudio, se comenzó con el montaje de la propia
cocina. Se instaló un transportador de ángulos y un nivel horizontal para
conocer el valor del ángulo de rotación del panel. También se instalaron unas
cadenas en el concentrador para fijar el ángulo anterior.
Una vez montada la cocina, se procede al estudio del foco instalando la cocina
en la azotea del edificio Betancourt de la Escuela Politécnica de Universidad
Carlos III de Madrid. Se pretenden estudiar la influencia sobre la posición del
foco de la cocina de los dos ángulos que pueden variar con el tiempo: la altura
solar y el ángulo de rotación del concentrador.
Se tomaron fotografías del foco que proyectaba el concentrador sobre un plano
horizontal previamente reglado, se realizó una tanda de fotografías variando el
ángulo de rotación del concentrador, ceteris paribus, para diferentes alturas
solares y otra tanda de fotografías manteniendo el ángulo de rotación del
concentrador para diferentes alturas solares. Analizando las anteriores
fotografías se estableció unas variables que marcaban las diferentes zonas de
intensidad lumínica de la incidencia del foco.
La localización de estas variables se realizo mediante inspección visual directa
de la imagen con la ayuda de la regla dibujada en el plano donde se proyecta el
foco, ya que se marcaba claramente su límite para la vista, sin embargo se ha
pretendido dar un soporte más preciso y cuantitativo a la localización de estas
variables que marcan el límite mediante visualización directa, así se han
analizado tres imágenes para conocer el error que se comete al localizar las
variables mediante visualización directa respecto a localizarlas mediante
técnicas de tratamiento de imagen.
El estudio mediante tratamiento de imágenes se ha realizado generando varios
programas en Matlab, los programas realizados se pueden encontrar en los
anexos y son: errorcamara.m, foco.m y locX1X2.m. Estos programas calculan el
error que es propio de la cámara con la que se han tomado las fotos y calculan la posición mediante técnicas de tratamiento de imágenes y de detección de
bordes de las variables que marcan las zonas del foco.
Se ha estudiado mediante técnicas de tratamiento de imagen como influyen la
superficie del concentrador en la formación del foco, para ello se ha dividido el
área del concentrador en varias superficies iguales y se han ido tapando dichas
superficies y tomando fotografías del foco con las superficies del espejo
tapadas, para analizar la variación del porcentaje del luminosidad del foco al
perder superficie del concentrador. Este estudio también se ha realizado
mediante un programa generado con Matlab, llamado partesfoco.m.
Por ultimo, una vez conocidas las partes del foco que contienen mayor
porcentaje de radiación, se ha estudiado el rendimiento en cuanto al
calentamiento de agua en el recipiente de la cocina con el foco posicionado en
diferentes localizaciones posibles. Para ello se ha medido la temperatura del
agua, utilizando un Data Logger, en el tiempo que se produce el
calentamiento. A su vez se ha calculado la radiación incidente sobre el
concentrador y se ha calculado el rendimiento entre la energía utilizada para
calentar el agua y la radiación que recibe el concentrador en el periodo de
tiempo que dura el calentamiento. Finalmente se puede concluir cual es el
posicionamiento más optimo del foco, reduciendo los tiempos de cocinado.
Description
Keywords
Energía solar, Cocina solar semiparabólica