Solar thermal energy evaluation to generate electricity using a Stirling system in Huancayo
Abstract
The objective was to determine how solar radiation affects the electric power generation in Huancayo city, using an electric power generation system based on a Stirling engine. The solar energy characteristics described in these coordinates of the center of Peru and the solar radiation conversion characteristics into electrical energy. The research has an experimental design, an electric power generation system based on a solar collector cylinder design was implemented, which applies thermal energy to a Stirling engine to generate electric energy, each stage of these processes were analyzed; performance tests and thermal power generation, mechanical and electrical energy with the experiments were performed. As a result it was possible to implement an electric power generation module having solar energy as a source; it was possible to obtain experimental results from the solar radiation entry, the temperature in concentration focus, mechanical energy generation which generates an electrical output potential according to the generator and the Stirling engine characteristics, and according conditions to the solar radiation of the geographical area. In conclusion, the electrical generation implementation of the Stirling system allows to have an integrated system with its analyzed processes, which allowed to evaluate the electrical potential values that solar energy provides us in experimental conditions in this studied geographic region.
References
1. International Energy Agency. [Internet]. Inglaterra. WEO 2015 Special Report on Energy and Climate Change. [Actualizado 15 Junio; citado 31 julio 2015]. Energy and climate Change. Disponible en: http://www.worldenergyoutlook.org/
2. European Commission. Nuestro planeta, nuestro futuro – Juntos luchamos contra el cambio climático. Publicaciones del cambio climático general. Internet]. 2015 [citada octubre del 2015] [29 p.] Disponible en: http://ec.europa.eu/clima/citizens/youth/docs/youth_magazine_es.pdf
3. DW. Made for minds. Alemania: Rosa Muñoz [Actualizado 4 de abril 2012; citado 15 de julio 2015].Energías renovables en América Latina: ¿una cuestión de incentivos?; [1 pantalla]. Disponible en: http://www.dw.com/es/energ%C3%ADas-renovables-en-am%C3%A9rica-latina-unacuesti%C3%B3n-de-incentivos/a-15859232
4. Ministerio de Energía – Gobierno de Chile. [Internet]. Chile: Centro de energías Renovables - Ministerio de energía. 2011. [Actualizado 2011; citado julio 2015]. Energía solar. Disponible en: http://cifes.gob.cl/tecnologias/files/2011/12/libro_solar.pdf
5. Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú – SENAMHI. Medioambiente. [Internet]. Perú [Actualizado Junio del 2003; citado 10 Agosto 2015]. Atlas de energía solar del Perú. Disponible en: http://www.senamhi.gob.pe/pdf/Atlas%20_de_Radiacion_Solar.pdf
6. Atmospheric Science Data Center. [Internet]. USA .NASA [Data actualizado de julio 1983 a junio 2005; citado 28 julio 2015] NASA Surface meteorology and Solar Energy – Available Tables [1pantalla]. Disponible en: https://eosweb.larc.nasa.gov/cgi-bin/sse/grid.cgi?&num=106079&lat=-12&submit=Submit&hgt=100&veg=17&sitelev=&email=skip@larc.nasa.gov&p=grid_id&p=swvdwncook&p=clr_sky&p=daylight&p=T10M&p=srf_alb&step=2&lon=-75
7. Instituto Nacional de investigación espacial. [Internet]. Brasil. División de satélite y sistemas ambientales. Brasil. [Actualizado 31 Julio; citado 31 julio 2015]. Radiación solar y terrestre. Disponible en: http://satelite.cptec.inpe.br/radiacao/
8. Frank Kreith. Transmisión de calor por radiación: Primera Edición. Compañia Editorial Continental. México. 1965.
9. Francisco Arancibia Carocca. Diseño de un horno solar en sistema de concentrador solar parabólico tipo scheffler.Valparaiso. Universidad Técnica Federico Santa María -Departamento de Mecánica – Investigación Aplicada I. 2006.
10. Luis Alberto Clementi. Física moderna y aplicaciones. Buenos Aires. Editora de la Universidad Tecnológica Nacional – edUTecNe. 2013.
11. Edgar J. Kates, William E. Luck.Motores diesel y de gas de alta compresión. Segunda edición. Barcelona. Editorial Reverté, S.A. 2003.
12. Wildi, Theodore. Máquinas eléctricas y sistemas de potencia. Sexta edición. México. Pearson Educación. 2007.
13. William R. Martini. Stirling Engine Desing Manual. Segunda edición. USA. National Aeronautics and Space Administration – Lewis Research Center Under Grant NSG-3194. 1983. Disponible En: http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19830022057.pdf
14. R. Beltrán-Chacon, N. Velasquez- Limon, D. Sauceda-Carvajal. Análisis y Diseño de un Sistema de Generación Eléctrica Termosolar con Concentrador de Disco Parabólico y motor Stirling de 2.7 KW enfriado por aire. ISSN 1405-7743. 2012. Vol 13, No 1: 43-53.
15. Durán Medina Pino, Contreras Ernesto, Barbosa Saldaña Juan G., Jimenes Bernal José A., Sánchez Silva Florencio. Diseño de disco colector solar de Pequeña modularidad. En: Memorias del XVII Congreso Internacional Anual de la Somim. México: Laboratorio de Ingeniería Térmica e Hidráulica Aplicada Instituto Politécnico Nacional SEPI-ESIME-Zac. 2011.
16. Muneer. Solar Radiation and Daylight Models. Napier University, Edinburgh. 2ª ed. Elsevier Ltd. 2004.
17. Zekai Sen. Solar Energy Fundamentals and Modeling Techniques. Atmosphere, Environment, Climate change and Renewable energy. London. Springer _ Verlag. 2008.
