Validación de un modelo de simulación en TRNSYS para la evaluación del desempeño de un colector solar comercial en diferentes regiones climáticas de Colombia

Abstract

Este trabajo tiene como objetivo validar un modelo de simulación en TRNSYS para un colector de tubos evacuados (ETC), evaluando su desempeño en condiciones climáticas diversas en Colombia, específicamente en cinco regiones representativas de distintos pisos térmicos. La simulación busca predecir el comportamiento térmico del colector, optimizando su eficiencia en cada región para su aplicación en zonas con acceso limitado a fuentes de energía convencionales. La metodología consistió en crear un modelo de simulación en TRNSYS, ajustar los parámetros con datos técnicos del colector y validarlo mediante comparación con datos experimentales. Durante seis días, se midieron temperaturas de entrada, salida e irradiación solar, y estos datos se compararon con los obtenidos en la simulación para analizar la precisión del modelo. Los resultados revelan un comportamiento adecuado del modelo durante el estado estacionario del colector en horas centrales del día, con errores promedio aceptables. Sin embargo, en las primeras horas de la mañana, el modelo subestima las temperaturas, probablemente debido a la falta de ajustes en las condiciones iniciales y la inercia térmica. También se observó que el modelo tiende a sobreestimar las temperaturas de salida en los picos de radiación. En conclusión, el modelo en TRNSYS es una herramienta válida para simular el comportamiento térmico del ETC en condiciones específicas de cada región colombiana, aunque requiere ajustes en las condiciones de arranque y respuesta térmica al final del día. Las recomendaciones incluyen modificar los parámetros de arranque para capturar la inercia térmica inicial y ajustar la eficiencia para reflejar de forma más realista las pérdidas térmicas en picos de radiación, mejorando así la precisión y aplicabilidad del modelo.