Energias Renovables disco stirling

8/19/2019 Energias Renovables disco stirling

1/29

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN DISCO PARABÓLICO STIRLING DE 10KW

Universidad Nacional Tecnológica deLima Sur - UNTELS

Facultad de Ingeniería Mecánica Electrónica yAmiental

!arrera "ro#esional de Ingeniería Mecánica yEl$ctrica

Título de Proyecto:

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN DISCOPARABOLICO STIRLING DE 1!"

No#$re de %&te'r(&te):

Ber(u& Bell%do Y(el( Su)(&*

Or+ Arr%ol( "(lter Ro##el*

No#$re del Pro,e)or: -er( A&d%(

L%#( . Per/01

1


2/29


1* OB2ETI3OS

1*1 OB2ETI3O GENERALEl($or(r el d%)e4o de u& d%)co 5(r($6l%co co& #otor St%rl%&' 5(r(el (5ro7ec8(#%e&to de l( e&er'í( )ol(r*

1*0 OB2ETI3OS ESPEC9ICOS

• Deter#%&(r el &%7el de re&t($%l%d(d del 'e&er(dor de

e&er'í( #ed%(&te u& #otor St%rl%&'*

• D%)e4(r y co&)tru%r u& #otor St%rl%&' 5(r( el u)o co#oe&er'í( re&o7($le

• E)t($lecer el &%7el de 7e&t(;( re&t($le (l u)(r el 'e&er(dor

de e&er'í( #ed%(&te u& #otor St%rl%&'*

0* -ARCO TEÓRICO

2


3/29


0*1 INTRODUCCIÓN

E& e)te c(5ítulo )e 8($l(r< )o$re el 5r%&c%5%o de ,u&c%o&(#%e&tode lo) #otore) St%rl%&' e& 'e&er(l= )u) 5(rte) y )o$re l()d%,ere&te) co&,%'ur(c%o&e) de +)te= y= t(#$%+&= )e re(l%>(r< ele)tud%o ter#od%&(#%e&todel ,lu%do de tr($(;o e&tre l( >o&( c(l%e&te y l( >o&( ,rí( e& u&c%l%&dro cerr(do*

A co&t%&u(c%6& )e e@5l%c(r< el ,u&c%o&(#%e&to del #otor co& l((yud( de u&( )er%e de d%('r(#():

• S% )e t%e&e (%re e&cerr(do e& u& c%l%&dro y lue'o )ec(l%e&t(= )e o$)er7( ?ue l( 5re)%6& de&tro del c%l%&dro )e%&cre#e&t(* Se ()u#e ?ue u&( de l() t(5() del c%l%&dro e)u& +#$olo y ?ue +)te e) 8er#+t%co e&to&ce) 8($r< u&(e@5(&)%6& del '() y (u#e&t(r< el 7olu#e& %&ter%or delc%l%&dro 8()t( c%ert( 5o)%c%6& ,%&(l del +#$olo*

%'ur( *1 C(le&t(#%e&to del (%re de&tro de u& c%l%&dro*

•

S% (l #%)#o c%l%&dro= e& )u e)t(do de e@5(&)%6&= )e e&,rí(r


4/29


%'ur( *0 E&,r%(#%e&to del (%re de&tro de u& c%l%&dro*

• S% el 5roce)o del e)t(do 1 )e re5%te= 5ero (8or( u&%e&do el+#$olo ( u&( 7ol(&te* El %&cre#e&to de l( 5re)%6& ,or>(r<(l +#$olo ( #o7er)e oc()%o&(&do el '%ro de l( 7ol(&te=co& lo cu(l )e co&)%'ue ?ue el c(#$%o 7olu#+tr%co )e

tr(&),or#e e& #o7%#%e&to*

%'ur( * Co&7er)%6& de l( e@5(&)%6& del '() e& #o7%#%e&to= ( tr(7+) de u& #ec(&%)#o

• S% )e re5%te el 5roce)o del e)t(do 0= e&,r%(&dor


5/29


S% )e ;u&t(& lo) 0 /lt%#o) 5roce)o) e& u& )olo c%l%&dro= co& u& de)5l(>(dor= )e5roduc%r< el #o7%#%e&to del #otor de$%do ( l( e@5(&)%6& del '()= y= dur(&te l(co#5re)%6& el 5%)t6& retor&(r< ( )u 5o)%c%6& de$%do ( l( e&er'í( de l( 7ol(&te*

%'ur( *F E)?ue#( 'e&er(l de u& #otor St%rl%&'

Co& e)te )%#5le e;e#5lo )e 8( e@5l%c(do el 5r%&c%5%o de ,u&c%o&(#%e&to del #otor St%rl%&'*

0* DESCRIPCIÓN DE LOS CO-PONENTESDE UN -OTOR STIRLING

U& #otor St%rl%&' e)t< co#5ue)to= 'e&er(l#e&te= de l() )%'u%e&te) 5(rte),%'ur( *H:

%'ur( * Co#5o&e&te) de u& #otor St%rl%&'*

%&'&( )*NA !ALIENTE

E)t( e) l( 5(rte del #otor do&de )e le e&tre'(tr(&),%ereH c(lor= y= 5or co&)%'u%e&te= e)t(r< )o#et%do ((lt() te#5er(tur() (lrededor de JCH* Lo)#(ter%(le) ( ut%l%>(r 5(r( )u ,($r%c(c%6& de$erí(& )er

5


6/29


#(ter%(le) re)%)te&te) (l CREEP* Se 5odrí( ut%l%>(r (cero %&o@%d($le (u)te&ít%co= (cero (l Cr.-o= etc*E)t( 5(rte 5uede )er de 7(r%() ,or#()* Su ,or#( #o&( c(l%e&te 5(r( u& #otor 5re)ur%>(do*

6


7/29


El d%)e4o de l( >o&( c(l%e&te 7(rí( de (cuerdo (l ,lu%dode tr($(;o ( ut%l%>(r= e)to e) de$%do ( l() 5ro5%ed(de)del ,lu%do* Por e;e#5lo= el e t%e&e u&( co&duct%7%d(dt+r#%c( de )e%) 7ece) l( co&duct%7%d(d del (%re= 5or e)t(

r(>6& el d%o&(c(l%e&te de$erí( )er #(#o) (%reco#o ,lu%do de tr($(;o= e)to e) 5(r( 8(cer #(r (%re= )% ,u&c%o&( e,%c%e&te#e&te ut%l%>(&do e y0= 5ero &o ocurre lo co&tr(r%o*

%&'&% )*NA F+,AE& e)t( 5(rte )e e@tr(e c(lor del #otor* L( e@tr(cc%6&de c(lor 5uede re(l%>(r)e 5or co&7ecc%6& l%$re o,or>(d(* E& el c()o ?ue )e( l%$re= +)t( 5uede re(l%>(r)e#ed%(&te l( coloc(c%6& de (let() de (lu#%&%o 5(r(d%)%5(r r(r e& #otore) de $(;( 5ote&c%( oe@5er%#e&t(le)= y( ?ue e& #otore) de (lt( 5ote&c%()erí( &ece)(r%o u& #(yor e)5e)or de +)to)= y el co)to)erí( ele7(do*

* DATOS TMCNICOS UNCIONA-IENTO

7


8/29


*1 DESCRIPCIÓN DEL SISTE-A

Lo) )%)te#() de D%)co . St%rl%&' )o& 5e?ue4o) e?u%5o) de'e&er(c%6& de e&er'í( ?ue co&7%erte& l( e&er'í( t+r#%c( de l(r(d%(c%6& )ol(r e& e&er'í( #ec(& u& co&;u&to de e)5e;o) 5(r( re,le;(r yco&ce&tr(r l( r(d%(c%6& 5ro7e&%e&te de lo) r(yo) del )ol e& u&rece5tor= co& el ,%& de (lc(&>(r l() te#5er(tur() &ece)(r%() 5(r(co&7ert%r e,%c%e&te#e&te el c(lor e& tr($(;o de&tro del c%clo del#otor St%rl%&'*

L( r(d%(c%6& )ol(r co&ce&tr(d( e) ($)or$%d( 5or el rece5tor ytr(&),er%d( (l ($)or$edor del #otor* E)to e@%'e ?ue el 5l(to )%'(l( tr(yector%( del )ol e& do) e;e)= d(do ?ue l( r(d%(c%6& ?ue

ut%l%>(#o) )ol(#e&te e) l( d%rect(= de)c(rt


9/29


U&( de l() 7e&t(;() de lo) )%)te#() D%)co St%rl%&' e) ?ue 5uede&,u&c%o&(r t(#$%+& co& u& co#$u)t%$le ,6)%l 5(r( 5ro5orc%o&(r e&er'í( l() 0 8or()= co&ect(&do 5or e;e#5lo u& ?ue#(dor de'() (l rece5tor= e& (l'u&o) c()o) t(#$%+& e) ,(ct%$le el co&)u#o8í$r%do del )%)te#(*

Actu(l#e&te +)t( tec&olo'í( )e e&cue&tr( e& l( et(5( dede)(rrollo y lo) de)(,ío) )o& l( deter#%&(c%6& de lo)co#5o&e&te) # de ,u&c%o&(r co&l() 7(r%(c%o&e) de l( e&er'í( del )ol*

*0 CO-PONENTES DEL SISTE-A

De)cr%$%re#o) lo) co#5o&e&te) de u& )%)te#( D%)co St%rl%&' y

)u) (5l%c(c%o&e) 5o)%$le) de&tro de l( tec&olo'í( (ctu(l*B


10/29


(*. Co&ce&tr(dore) )ol(r d%)co 5(r($6l%co

Lo) )%)te#() D%)co St%rl%&' ut%l%>(& co&ce&tr(dore) )ol(re) ?uere(l%>(& el )e'u%#%e&to del )ol e& do) e;e)* E)to) co&ce&tr(dore)5o)ee& u&( )u5er,%c%e re,lect(&te ?ue= y( )e( de #et(l= de 7%dr%oo de 5l(do= )u rece5tor y l()co&d%c%o&e) de r(d%(c%6& d%rect( de l( >o&( de )u %&)t(l(c%6&*E& de,%&%t%7( de5e&der< t(&to de l( 5ote&c%( &o#%&(l co#o de l(e&er'í( ( 'e&er(r e& u& 5er%odo de t%e#5o 5(r( u&()deter#%&(d() co&d%c%o&e) de r(d%(c%6& )ol(r y re&d%#%e&to)()oc%(do) de lo) ele#e&to) ?ue co&)t%tuye& el )%)te#(*

Lo) co&ce&tr(dore) ut%l%>(& )u5er,%c%e) re,lect(&te) de d%7er)o)#(ter%(le)= 5or e;e#5lo u&o) )e re(l%>(& co& 5l(&c8() de 5l(do y co& ,%$r( de 7%dr%o= l() )u5er,%c%e) de re,le@%6& #(do) e& el 8o'(r*

Co#o lo) d%)co) co&ce&tr(dore) t%e&e& lo&'%tude) ,oc(le) cort()=)e &ece)%t(& e)5e;o) de cr%)t(l rel(t%7(#e&te del'(do) e)5e)or de (5ro@%#(d(#e&te 1 ##H 5(r( 5oder co&)e'u%r l() cur7(tur()re?uer%d()*

Ade#*

10


11/29


De5e&d%e&do del e)5e)or y de lo) #(ter%(le) ?ue )e ut%l%ce&= lo)e)5e;o) )ol(re) t%e&e& re&d%#%e&to) de re,le@%6& e& u& r(&'o del ( *

Lo) %&te&to) (ctu(le) de de)(rrollo de 5elícul() re,lect(&te)

5ol%#+r%c() &o 8(& te&%do u& #uy $ue& re)ult(do de$%do ( l(r


12/29


e)e 5(r($olo%de= y( )e( tr(t(&do de re5roduc%r u&( )u5er,%c%eco&t%&u( o d%rect(#e&te ,(cete(d( lo cu(l )%#5l%,%c( )uco&)trucc%6& 5ero (u#e&t( l() ($err(c%o&e) 65t%c()*

El co&ce&tr(dor o )u5er,%c%e re,le@%7( )e co&)%'ue ( $()e de

e)5e;o) de 7%dr%o o de 5elícul() re,lect(&te)*

Ade#


13/29


E@%)te& co&ce&tr(dore) )e#%.co#erc%(le) do&de )e 5uede&(&(l%>(r )u) d(to) do&de )e (5rec%( ?ue l( e)tructur( ,or#(d(5or l


14/29


Otr( 7e&t(;( ?ue de)cr%$e& lo) ,($r%c(&te) de e)tructur()co#5ue)t( 5or lo) de l( e)tructur(= (l re)to de l( )u5er,%c%ere,lect(&te= lo cu(l re5ercut%r< de u&( ,or#( tr()ce&de&t(l e& l(

c(5(c%d(d del )%)te#( 5(r( re,le;(r l( r(d%(c%6& )ol(r*

-%e&tr() ?ue e& l( e)tructur( co& #e#$r(&( lo) e),uer>o) )etr(&)#%te& ( tod( l( e)tructur(= 8(c%+&dol( 5erder )u ,or#(c(r(cterí)t%c( y co&ce&tr(&do l( r(d%(c%6& )ol(r co& ($err(c%o&e)*

E& l( e)tructur( ,or#(d( 5or lo)%&ter&o) &o )e tr(&)#%te& ( l() l


15/29


Se de$ero) ( co&)ecue&c%( de l()de,or#(c%o&e) 5ro7oc(d() e& l( e)tructur( 5or l() ele7(d()te#5er(tur() y lo) e,ecto) del 7%e&to )o$re l( e)tructur(*

L() ,r(cc%o&e) %&terce5t(d() de l( co&ce&tr(c%6&= ?ue )e de,%&e&co#o el 5orce&t(;e del ,lu;o de e&er'í( )ol(r re,le;(d( ( tr(7+)(5ertur( del rece5tor= )o& 5or lo 'e&er(l #?u%erd( derec8( y (rr%$( ($(;o #ed%(&teel u)o de u& 5e?ue4o) )er7o#otore)*

El 7(lor de l( 7eloc%d(d de rot(c%6& 7(rí( ( lo l(r'o del dí(= 5ero)e 5uede c(lcul(r ,(& e)te #+todo de)e'u%#%e&to= #ed%(&te u& (l'or%t#o de u& 5ro'r(#( deco#5ut(c%6&*

15


16/29


0*. E& el #+todo de r()treo 5ol(r

El d%)co co&ce&tr(dor '%r( e& tor&o ( u& e;e 5(r(lelo (l e;e derot(c%6& de l( t%err( y )e re(l%>( )u )e'u%#%e&to e& coorde&(d()5ol(re)= e& l( (ctu(l%d(d )6lo )e ut%l%>( e& )%)te#() de 5e?ue4o

5orte= de$%do ( l() c(r'() ( )o5ort(r de l( e)tructur( e& u&( )ol(colu#&(*

El #o7%#%e&to e& u& e;e e) #uy le&to= 5ue) )6lo de$e )e'u%r l()7(r%(c%o&e) e)t(c%o&(le) del )ol= y el #o7%#%e&to e& el otro e;e e)( 7eloc%d(d co&)t(&te*

*. E& l( (ctu(l%d(d e& lo) )%)te#() de #ed%(&o y 'r(& 5orteut%l%>(& u& )%)te#( #e;or(do del #+todo Se'u%#%e&to deele7(c%6& (c%#ut(l do&de )e corr%'e l( tr(>( 5ree)t($lec%d(ut%l%>(&do u& )e&)or de )e'u%#%e&to ?ue deter#%&( l( or%e&t(c%6&

8(c%( el )ol*

L( d%,ere&c%( r(d%c( ?ue e& lu'(r de )olo co& u& 5ro'r(#( deco#5ut(c%6&= l( 5o)%c%6& del )ol )e corr%'e e& correcc%o&e)5e?ue4() #ed%(&te 5or u& )e&)or de )e'u%#%e&to 5or c(d( u&ode lo) e;e)*

Lo) )%)te#() de )e'u%#%e&to e7oluc%o&(ro& del )e'u%#%e&to 5ol(r ( )e'u%#%e&to e& (c%#ut.ele7(c%6&*-%e&tr() ?ue el )%)te#( de )e'u%#%e&to 5ol(r e) #


17/29


c*. I&terc(#$%(dor de c(lor )ol(r Rece5torH*

El rece5tor e) ?u%e& re(l%>( l( co&e@%6& t+r#%c( e&tre elco&ce&tr(dor y el #otor St%rl%&'*

T%e&e do) t(re() ,u&d(#e&t(le):. A$)or$er l( r(d%(c%6& )ol(r re,le;(d( 5or el co&ce&tr(dor*. Tr(&)#%t%r e)t( e&er'í( ($)or$%d( (l #otor St%rl%&' e& ,or#( dec(lor co& l() #í&%#() 5+rd%d()*

Lo) rece5tore) e#5le(do) e& lo) d%)co) 5(r($6l%co) de (lt(te#5er(tur( )o& rece5tore) de c(7%d(d= e& lo) ?ue l( r(d%(c%6&

17


18/29


co&ce&tr(d( e&tr( 5or u&( (5ertur( )%tu(d( e& el ,oco del5(r($olo%deH %&c%d%e&do 5o)ter%or#e&te )o$re el ($)or$edor* Dee)t( ,or#( )e co&)%'ue& d%)#%&u%r l() 5+rd%d() re,lect%7() yco&7ect%7()= ()í co#o 8o#o'e&e%>(r el ,lu;o r(d%(&te %&c%de&te)o$re el ($)or$edor y reduc%r )u 7(lor #(do) e&)%)te#() D%)co St%rl%&':

. Rece5tore) de tu$o) de %lu#%&(c%6& d%rect( DIRH*

. Lo) rece5tore) de re,lu;o*

(*. Rece5tore) de tu$o) de %lu#%&(c%6& d%rect(

Lo) rece5tore) d%rect(#e&te %lu#%&(do) 5er#%te& u&( (d(5t(c%6&d%rect( del c(le&t(dor de lo) #otore) St%rl%&' co&7e&c%o&(le)* E&

e)to) rece5tore) el ($)or$edor e)t< ,or#(do co& u& 8(> de tu$o)5or do&de c%rcul( el ,lu%do de tr($(;o del #otor 8el%o= 8%dr6'e&o o(%reH (lt(#e&te 5re)ur%>(do F.0 -P(H* L( r(d%(c%6& %&c%ded%rect(#e&te )o$re e)to) tu$o) y e) tr(&),or#(d( e& e&er'í(t+r#%c( y tr(&)#%t%d( (l ,lu%do de tr($(;o*

L() (lt() te#5er(tur() de tr($(;o de e)to) ($)or$edore) delorde& de JCH d%,%cult(& el e#5leo de recu$r%#%e&to) )elect%7o)5or el )ol(5e de l( r(d%(c%6& e#%t%d( y ($)or$%d(*

U& %&co&7e&%e&te de e)to) rece5tore) e) l( ,(lt( de u&%,or#%d(de& el ,lu;o de r(d%(c%6& %&c%de&te e& l( )u5er,%c%e del ($)or$edor=lo cu(l tr(e co#o co&)ecue&c%( ?ue l( te#5er(tur( e& lo) tu$o)($)or$edore) 5re)e&te >o&() de (lto) 7(lore)= l%#%t(&do 5or t(&to l( #


19/29


E& el 5royecto Eurod%)8= )e de)(rroll6 u& rece5tor de tu$o) ?ue)e co&ect( d%rect(#e&te ( l() c($e>() de lo) c%l%&dro) del #otor St%rl%&'*

El rece5tor co&)%)te e& u&o) tu$o) del'(do)= de(5ro@%#(d(#e&te ## de d%


20/29


Ade#


21/29


El 5r%&c%5(l 5ro$le#( co& el ?ue )e e&,re&t(& e)te t%5o derece5tore) e) l( corro)%6&= ?ue e& lo) )%)te#() co& d%)oluc%o&e)lí?u%d() de )od%o= cue&t( co& do) 5r%&c%5(le) #ec(&%)#o)%&%c%(dore):

(H Ele#e&to) #et


22/29


22


23/29


3e&t(;() del co&ce&tr(dor de d%)co 5(r($6l%co:

-(yor r%'%de> y e)t($%l%d(d: C%&co (5oyo) y e)tructur( D*Po)%$%l%d(d de re.c(lcul(r 5(r( cu(l?u%er t%5o de 7%e&to*

%($%l%d(d y #


24/29


'&'&% /ise2o de la Estructura3

(H A4oyos: Se cue&t( co& c%&co (5oyo): u& (5oyo ce&tr(l y cu(troe@ter%ore)* Lo) c%&co (5oyo) y )u u$%c(c%6& co&,%ere& u&( 'r(&e)t($%l%d(d*

Material3 Acero Estructural A'5

$H Estructura3 Su 'eo#etrí( 5er#%te )u ,($r%c(c%6& #ed%(&te celo)í()D= lo cu(l (5ort( u&( 'r(& r%'%de> co#5(t%$le co& u&( e@cele&teeco&o#í( de (cero*

E)t() do) c(r(cterí)t%c() 8(ce& ?ue l() de,or#(c%o&e) co& 7%e&to) (lto))e(& $(;()= #(&te&%+&do)e l( ,u&c%o&(l%d(d co& 7%e&to) #ed%o) y (lto)=()í co#o u&( eco&o#í( #(do* L( 5%)t( de rod(dur( &o re?u%eree@c(7(c%6& y )e e;ecut( d%rect(#e&te )o$re el terre&o*

• El )e'u%dor d%)5o&e de u& #ec(&%)#o 5(te&t(do ?ue5er#%te %rre'ul(r%d(de) e& l( 5%)t(*

'&'&6 Faricación

24


25/29


El )e'u%dor e)t< co&ce$%do 5(r( )er ,($r%c(do= e& )u#(yor 5(rte 5or #


26/29


-8igas "re montadas3

'&'&9 Instalación3

26


27/29


El )e'u%dor 5uede )er7%r)e 5re.#o&t(do c(rtel() de u&%6&(tor&%ll(d() de ,


28/29


6& /isco Stirling y Energías +enovales3

El e#5leo de e)5e;o) 5(r($6l%co) e& co#$%&(c%6& co& #otore) St%rl%&'5(r( l( c(5t(c%6& de l( e&er'í( )ol(r y )u tr(&),or#(c%6& e& electr%c%d(d

y( 7%e&e )%e&do e&)(y(d( e& otro) 5(í)e) de)de 8(ce (4o)* U&( de l()r(>o&e) e) ?ue e)t( t+c&%c( e) u& 1 #( u& 0F*

Ade#(rlo) %&clu)o e& col%&()= y )u %#5(cto ecol6'%co e)5r


29/29


Energias Renovables disco stirling

Documents

Transcript of Energias Renovables disco stirling