Estudi de viabilitat d’un sistema col·lector fototèrmic parabòlic per al subministrament d’aire calent mitjançant escumes ceràmiques

Abstract

Aquest és un projecte de viabilitat que parteix d’una doble necessitat: per una banda, estudia possibles millores en el funcionament dels col·lectors cilíndric parabòlics que aprofiten l’energia solar per transformar-la en energia tèrmica, i per altra banda, utilitza les escumes ceràmiques o materials ceràmics porosos en aquest tipus d’aplicació. L’objectiu del col·lector parabòlic és recollir energia solar per poder escalfar aire ambiental, impulsat per un ventilador, a fi d’escalfar l’interior de vivendes. És a dir, estudia la viabilitat d’un sistema de calefacció net, lliure d’emissions contaminants. La innovació tecnològica està molt present en el projecte. Es pretén estudiar el funcionament del col·lector amb un tub absorbidor d’escuma ceràmica. Els col·lectors convencionals operen amb tubs metàl·lics i fluids líquids com l’aigua o l’oli. No poden utilitzar aire, perquè necessitarien temperatures molt més elevades, i senzillament els materials no ho resistirien. Això no succeeix amb els materials ceràmics refractaris. A més, el fet de ser porosos incrementa notablement la transferència de calor amb l’aire. El mètode seguit consisteix en un disseny continu del prototip, a partir de diversos estudis experimentals, amb l’aplicació d’equacions i hipòtesis, en un anàlisi teòric i no experimental d’un avantprojecte. El resultat és un aparell amb una llarga vida útil, que a diferència dels col·lectors convencionals, no pateix corrosió, dilatacions, fugues ni trencaments. Un aparell que pot operar amb aire sense cap dificultat, ja que el receptor volumètric porós li permet absorbir la calor de forma molt més eficient. A més, el sistema de calefacció resulta més barat i respectuós amb el medi ambient. Les conclusions negatives de l’estudi són dues: per una banda, aquest sistema només funciona de dia, i per tant, o bé s’ha d’utilitzar com a complement de sistemes de calefacció convencionals, o se li ha d’incorporar un sistema de bateries o jay de còdols (qüestió que s’exclou del projecte), i per altra banda, tot i que el sistema és viable, barat i té una llarga vida útil, és poc eficient per aquesta aplicació concreta, doncs l’anàlisi s’aplica en una zona molt freda, amb poques hores de llum i amb un col·lector fix per abaratir costos. El sistema esdevindria molt més eficient per aplicacions industrials en zones de grans radiacions solars.