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A transient model for temperature prediction in a salt-gradient solar pond and the ground beneath it

Año: 2017
Categoría: Cambio climático, Energía, Mitigación

Autores: José Amigo, Francisco Meza, Francisco Suárez

Revista: Energy 132 (2017) 257:268

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Abstract

Los estanques solares con gradiente de sal son colectores solares rentables a largo plazo que pueden almacenar calor de bajo grado y entregarlo continuamente. Para propósitos de diseño y operación, es importante desarrollar herramientas computacionales que puedan representar flujos de energía en la interfaz entre el fondo del estanque y el suelo debajo de él. En este estudio, se desarrolla un sólido modelo transitorio unidimensional para representar la evolución térmica de un estanque solar con gradiente de sal y el suelo que lo rodea.

El modelo se evaluó bajo diferentes escenarios contrastantes: estanques enterrados o no enterrados, estanques calentados artificial o naturalmente y para capas freáticas profundas o poco profundas. Se usaron datos experimentales de un estanque solar a escala de laboratorio para el desarrollo, la calibración y la validación del modelo. Se observó una buena concordancia entre los resultados experimentales y modelados, con un error cuadrático medio (RMSE) de 1.21 ° C y 1.54 ° C para las zonas convectivas superior e inferior, respectivamente, durante un período de validación de 28 días. Además, el modelo fue validado utilizando datos experimentales de tres estanques solares de gradiente de sal al aire libre obteniendo RMSEs que oscilaron entre 1.5 y 6.5 ° C. Los resultados muestran que dividir el suelo en capas múltiples contribuye a la robustez del modelo, ya que permite la representación del almacenamiento de calor del suelo.

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