Prof.

Funcionamiento Eficiente de un Colector Solar Plano con el Método de la Utilizabilidad
María Pontin, Alba Lema, Jorge Morseto, Liliana Ruestch
Grupo de Energía Solar. Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional de Río Cuarto. Ruta Nacional 36, Km. 601. 5800 Río Cuarto. Argentina. {mpontin, alema, jmorsetto, lruestch}@ing.unrc.edu.ar

Resumen. La utilizabilidad es una herramienta útil parala predicción de sistemas solares térmicos que utilizan colectores solares de placa plana. El método separa las variables climáticas de los parámetros del colector lo que hace posible su uso como herramienta de diseño y optimización. En este trabajo se obtiene, a partir de este método, curvas de la energía útil obtenidas a partir de la utilizabilidad diaria para un colector solar de aire de placaplana, inclinado 45º y ubicado en la localidad de Río Cuarto. Las correlaciones obtenidas permiten evaluaciones rápidas de su capacidad para suministrar aire secante, la incidencia de cambios en el diseño del colector y en la temperatura de entrada del aire al mismo. Se presenta también la curva de rendimiento del colector, como así también curvas de utilizabilidad horaria para el mismo. Palabrasclave: Utilizabilidad, Energía util, Colector solar de aire plano.

1 Introducción
El secado térmico es una de las técnicas, para conservar alimentos y productos frutihortícolas, más antiguas. Una propuesta ampliamente difundida en estos casos es el secado solar, a través de secaderos que utilizan la energía renovable y limpia del sol en equipos de bajo costo. La estimación del desempeño deestos sistemas térmicos es imprescindible, a la hora de realizar un diseño eficiente o una optimización de los mismos [1]. La eficiencia de un secadero solar puede expresarse a través de diferentes parámetros, todos ellos proporcionan información acerca de la capacidad de utilizar la energía incidente para el secado [2]. Los secaderos solares indirectos, están conformados por un colector solar deaire seguido de una cabina de secado. En estos, el colector solar es el encargado de suministrar con el aire caliente la energía necesaria para el secado. Un índice apropiado para evaluar la capacidad del secadero, es la cantidad de energía útil generada por colector calculada a partir de la utilizabilidad del mismo [3]. La utilizabilidad es un estadístico que se define como la fracción de laradiación incidente sobre la superficie del colector, que excede cierto valor crítico. Este valor representa la radiación necesaria para superar las pérdidas energéticas del colector; la

radiación por encima de este nivel crítico es la porción “utilizable” de la radiación absorbida [4]. El concepto de utilizabilidad de la radiación solar se originó para la estimación de la performance a largoplazo de colectores solares de placa plana. Actualmente se aplica a una amplia variedad de problemas de diseño, y extendido a muchos otros bajo el concepto de la energía no utilizable [5], [6]. Este método fue primeramente desarrollado por Whillier [6] y Hottel y Whillier [7] y permitía calcular la utilizabilidad para una ubicación y orientación específica del colector. Liu y Jordan [8] logeneralizaron, obteniendo curva que dependen solamente del índice de claridad diario medio mensual, la latitud y la pendiente del colector. Posteriormente, en los trabajos presentados por Klein [9] y Collares-Pereira y Rable [10], extendieron el concepto de utilizabilidad horaria a utilizabilidad diaria. El uso de datos diarios promedio mensual permitió reducir la complejidad del método e incrementar suuso. Evans y colaboradores [11], desarrollaron una técnica para calcular utilizabilidad diaria promedio mensual para colectores solares de placa plana, usando sólo la temperatura media mensual y el índice de claridad diario. Los autores, Karatasous y colaboradores, asociaron la función utilizabilidad para una inclinación específica igual a la latitud, con variables independientes generalmente...