Contribución al desarrollo en Chile de cocina solar con reflector parabólico

Abstract

La crisis medioambiental que existe hoy en día ha obligado a la humanidad a encontrar nuevas formas de generar la energía que necesitamos día a día de forma limpia. Es por esta razón que el desarrollo de nuevas tecnologías no contaminantes es necesario para lograr gene- rar la energía con que estamos acostumbrados a vivir, sin tener que recurrir a las soluciones que dependen de recursos fósiles, o sufrir las consecuencias de eliminar las tecnologías conta- minantes de golpe. Uno de los recursos no contaminantes más abundantes y de fácil acceso es la radiación solar. Es por esto que en el mundo se desarrollan nuevas formas de aprovechar esta energía, y como Chile posee un gran flujo de radiación solar en su territorio, esto incentiva el desarrollo e implementación de tecnologías que aprovechen la energía solar. En este contexto, se define como objetivo general de este trabajo realizar un modelo computacional de un diseño de cocina solar ya construido en India, y con este realizar simu- laciones para determinar el desempeño de la cocina dentro de Chile. Asimismo, se propone una plataforma con seguimiento solar en la que se puedan ubicar un grupo de estas cocinas con el fin de mejorar el desempeño que estas tengan a lo largo de todo Chile. A partir de los antecedentes recopilados en relación a la radiación solar, tipos de pérdidas de calor, descripción de cocinas solares y sistemas de seguimiento; se realiza una modelación de la cocina solar seleccionada. Para este fin se utiliza la herramienta de análisis COMSOL. Con ello se procede a la validación del modelo con los resultados previos reportados con datos de medición reales, considerando el diseño sin espejo inferior y con la inclusión del mismo. Las temperaturas alcanzadas son en torno a los 90ºC en 60 min. Se deja constancia que el modelo desarrollado tiende a subestimar las temperaturas alcanzadas en el rango de interés. Asimismo, se muestra el efecto de utilizar un sistema de seguimiento comparado con el de- sempeño de la cocina en una posición fija. Con este antecedente, se propone un diseño de un sistema de seguimiento, capaz de contener 5 cocinas solares en una plataforma giratoria. Se presentan los detalles constructivos y los requerimientos energéticos asociados a su im- plementación utilizando un motor de tipo portón. El desempeño también se verifica a través de COMSOL, asimismo se determina un consumo en torno a los 8,3 Wh/día. Por último, se establecen tres zonas en Chile en las que se podría ubicar la cocina solar. Se determina el desempeño en cada una de las zonas, verificándose la viabilidad de la misma, alcanzando temperaturas en torno a los 100ºC; y diferencias en los tiempos de cocción, que en el caso del sur pueden ser el doble del tiempo comparado con la zona norte. Como trabajo futuro se platea el refinamiento de los modelos a partir de la implementa- ción de la solución y contraste con el desempeño real. Asimismo, se sugiere ajustar el diseño para mejorar el desempeño en la zona sur de Chile.