Almacenamiento de energía solar por medio de materiales de cambio de fase : un estudio numérico usando elementos finitos

Abstract

El objetivo principal de este proyecto es el estudio de la transferencia de calor y la acumulación de energía en el acumulador de la instalación de abastecimiento de agua corriente sanitaria. Para ello se realizarán los cálculos mediante una simulación numérica de varios modelos de acumulador SHTESS, y, además, para ver el grado de confiabilidad de la solución obtenida se realizarán los cálculos empleando dos softwares distintos: un software gratuito de resolución de ecuaciones en derivadas parciales, FreeFem++, y un software comercial de la marca ANSYS de mecánica de fluidos computacional (CFD, en sus siglas en inglés), ANSYS Fluent. Mediante el software comercial se realizará también un estudio de la transferencia de calor y la acumulación de energía para una de las geometrías anteriores, pero considerando la fusión de la parafina, es decir, un sistema LHTESS. Así, se podrá comprobar el efecto que provoca en la transferencia de calor el movimiento de la fracción líquida de la parafina, debido al fenómeno de la convección natural. Para finalizar, se realizará un proceso de optimización del diseño del acumulador SHTESS en función de diversos parámetros tanto geométricos; el espesor de la estructura metálica, y la forma de las celdas, como de los materiales empleados para la matriz metálica, que podrá ser de acero o de aluminio. También se compararán los resultados obtenidos en un acumulador SHTESS y el mismo modelo, pero LHTESS. Y, además, también se realizará un sencillo estudio de viabilidad del proyecto.