Simulación CFD de un colector solar integrado con almacenamiento térmico de PCM

Resumen El almacenamiento de energía térmica es, sin duda, una solución valiosa para abordar el desfase o desajuste entre la oferta y la demanda de energía. El estudio tiene como objetivo modelar computacionalmente los procesos de fusión y solidificación del material de cambio de fase (PCM) utilizando ANSYS Fluent, que utiliza la técnica de volumen finito. Las simulaciones proporcionan información sobre las formas de la fracción líquida, los tiempos correspondientes y la distribución de temperatura de las partículas de PCM bajo las condiciones dadas. El estudio considera factores como la radiación solar, la conductividad térmica, la densidad, el calor latente y la temperatura de fusión del PCM. El estudio encuentra que la cera de parafina se funde más rápidamente bajo una irradiancia solar máxima promedio más alta de 985 W/m², mientras que una radiación solar más baja de 300 W/m² tiene el efecto opuesto. La transferencia de calor mejorada resultante de la conducción dentro del PCM fundido, especialmente a una conductividad térmica de k = 0.25 W/m·K, acelera el proceso de fusión. La conductividad térmica del PCM afecta el rendimiento general del sistema de almacenamiento de energía térmica. El estudio destaca la posible aplicación del almacenamiento térmico para fines de secado. A través de la liberación controlada de energía térmica almacenada, el almacenamiento térmico permite la provisión de calor en ausencia de luz solar.