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ESTRATEGIAS PARA LA DISPOSICIÓN FINAL DE PANELES FOTOVOLTAICOS ENFOCADO AL ALMACENAMIENTO TÉRMICO EN EL DEPARTAMENTO DE SANTANDER
dc.rights.license | restringido | es_ES |
dc.contributor.advisor | González, Fabio Alfonso | |
dc.contributor.author | Barón Albarracín, Carlos Enrique | |
dc.contributor.author | Carrillo Niño, Jonathan | |
dc.contributor.author | Cristancho Franco, Leidy Maritza | |
dc.contributor.other | Retamoso Llamas, Alonso de Jesús | |
dc.coverage.spatial | Bucaramanga | es_ES |
dc.date.accessioned | 2025-10-16T18:48:14Z | |
dc.date.available | 2025-10-16T18:48:14Z | |
dc.identifier.citation | N/A | es_ES |
dc.identifier.uri | http://repositorio.uts.edu.co:8080/xmlui/handle/123456789/21585 | |
dc.description | Ingeniería Eléctrica | es_ES |
dc.description.abstract | La ejecución de este proyecto tuvo como objetivo el desarrollo de un sistema de almacenamiento térmico, empleando materiales reciclados provenientes de paneles fotovoltaicos en su fase de disposición final, suministrados por las Unidades Tecnológicas de Santander (UTS). Se propuso comparar dos métodos de almacenamiento: uno basado en el triturado de paneles (vidrio, silicio, aluminio y celdas solares), y otro que incorpora arena fina, con el fin de aprovechar las propiedades térmicas de ambos compuestos para optimizar la retención de calor. La metodología empleada comprendió el procesamiento de los residuos mediante etapas de triturado y tamizado, para homogeneizar los materiales. Asimismo, se diseñó un recipiente galvanizado recubierto con una caja de madera y frescasa (La fibra de vidrio corresponde a un material fibroso obtenido a partir de la fusión y extrusión del vidrio en hebras ultrafinas), seleccionados por sus propiedades de resistencia térmica y a la corrosión. Finalmente, se realizaron pruebas de campo, en las cuales se midieron parámetros térmicos para evaluar la eficiencia del almacenamiento de calor en ambos métodos. Los resultados obtenidos demostraron que la mezcla basada en el triturado de paneles fotovoltaicos presentó un nivel de almacenamiento térmico más alto en comparación con el prototipo de arena fina. Esto se debe a sus propiedades térmicas, ya que permitió conservar una temperatura elevada durante un periodo de tiempo más prolongado, gracias a su mayor densidad y conductividad térmica. Estos hallazgos coinciden con las bibliografías científicas sobre las propiedades del silicio, el vidrio y las celdas solares como materiales complementarios en sistemas de concentración y almacenamiento de energía térmica. En conclusión, el proyecto no solo validó una solución sostenible para el aprovechamiento de residuos provenientes de paneles fotovoltaicos, sino que también su aplicación en sistemas de almacenamiento térmico. La técnica desarrollada con los materiales compuestos de los paneles se perfila como una alternativa viable para aplicaciones en energías renovables, resaltando el potencial de los materiales reciclados en el fortalecimiento de la eficiencia energética. | es_ES |
dc.description.sponsorship | N/A | es_ES |
dc.description.tableofcontents | RESUMEN EJECUTIVO 13 INTRODUCCIÓN 14 1. DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN 16 1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 16 1.2. JUSTIFICACIÓN 17 1.3. OBJETIVOS 18 1.3.1. OBJETIVO GENERAL 18 1.3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 18 1.4. ESTADO DEL ARTE 18 2. MARCO REFERENCIAL 21 2.1. ANTECEDENTES 21 2.2. MARCO TEÓRICO. 22 2.2.1. ENERGÍA RENOVABLE. 22 2.2.2. PANELES SOLARES. 23 2.2.3. MATERIALES EN LOS PANELES DE SILICIO 23 2.2.4. DISPOSICIÓN FINAL PANELES FOTOVOLTAICOS 24 2.2.5. ARREGLO FOTOVOLTAICO. 25 2.2.6. CELDA FOTOVOLTAICA. 25 2.2.7 Dopaje del material. 25 2.2.8 Almacenamiento Térmico Sensible (ATS). 25 2.2.9 Almacenamiento Térmico Latente Termoquímico (ATTQ). 26 2.2.10 Conductividad térmica. 26 2.2.11 TIPOS DE ARENA 27 2.2.12 TIPOS DE SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA TÉRMICA. 27 2.3 MARCO LEGAL. 28 2.3.1 LEY 99 1993. 29 2.3.2 DECRETO 4741 DE 2005. 29 2.3.3 DECRETO DE 284 DE 2018. 30 2.4 MARCO AMBIENTAL. 30 2.4.1 PROTOCOLO DE KIOTO (PK). 30 2.5 MARCO CONCEPTUAL. 31 2.5.1 APROVECHAMIENTO DE RESIDUOS DE APARATOS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS (RAEE). 31 2.5.2 DISPOSICIÓN FINAL. 31 2.5.3 Energía Renovable. 31 2.5.4 Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos (RAEE). 32 2.5.5 Panel Solar. 32 2.5.6 Almacenamiento térmico latente. 32 2.5.7 Capacidad calorífica especifica. 33 2.5.8 Estabilidad química. 33 2.5.9 Reciclaje. 33 2.5.10 Reacondicionamiento. 34 2.5.11 Reutilización. 34 2.5.12 Remanufactura. 34 2.5.13 Reparación. 34 2.5.14 Residuo o desecho peligroso. 35 3 DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN. 36 4 DESARROLLO DEL TRABAJO DE GRADO. 38 4.1 Características de los paneles. 45 4.2 Triturado de los paneles solares. 47 4.3 Diseño del prototipo de almacenamiento de energía térmica. 54 4.3.1 ARDUINO MEGA 2560. 56 4.3.2 TARJETA SD MÓDULO (SD1). 59 4.3.3 RTC DS3231 MODULO (RTC1). 59 4.3.4 DIVISORES DE TENSIÓN PARA REGISTRO DE TEMPERATURA PROTOTIPO (NTC1-NTC13). 60 4.3.5 CONDENSADORES C1 Y C2. 62 4.3.6 MÓDULO BLUETOOTH HC-05. 63 4.3.7 SISTEMA DE VENTILACIÓN DE 12 VOLTIOS. 64 4.3.8 ADAPTADOR DE VOLTAJE. 65 4.4 Construcción prototipo de almacenamiento de energía. 66 4.4.1 COMPRAS Y ADQUISICIONES. 67 4.4.2 PRUEBAS DE ADQUISICIONES DEL PROTOTIPO. 67 4.4.3 CONSTRUCCIÓN DE LA CAJA PARA EL PROTOTIPO DE ALMACENAMIENTO TÉRMICO. 78 4.4.4 PRUEBAS DE ALMACENAMIENTO TÉRMICO DEL PROTOTIPO. 84 5 RESULTADOS 95 5.1 Diseño final del almacenamiento térmico. 95 5.2 Montaje final prototipo del sistema almacenamiento térmico. 97 5.3 Análisis de resultados de los datos recolectados en los dos prototipos. 98 5.3.1 ANÁLISIS COMPARATIVO DEL COMPORTAMIENTO TÉRMICO DE LA CAJA DE ARENA FINA ENTRE SENSOR A T2 Y SENSOR B T2. 100 5.3.1.1 Evaluación del comportamiento térmico de la caja T2 durante los días 27 de marzo y 3 de abril. 102 5.3.1.2 Comportamiento térmico diurno 107 5.3.1.3 Comportamiento Nocturno 108 5.3.1.4 Estabilidad Térmica y Amplitud de Variación. 108 5.3.1.5 Implicaciones Térmicas del Material y la Ubicación. 108 5.3.2 ANÁLISIS COMPARATIVO DEL COMPORTAMIENTO TÉRMICO DEL TRITURADO DE DISPOSICIÓN FINAL PANELES SOLARES: SENSORES T1 A Y T1 B. 108 5.3.2.1 Comportamiento diario de la temperatura. 110 5.3.2.2 Evaluación del comportamiento térmico de la caja T1 durante los días 27 de marzo y 3 de abril. 110 5.3.3 Análisis del comportamiento térmico y estimación de la energía almacenada en el material triturado 115 5.3.3.1 Análisis de almacenamiento térmico del día 27 de marzo. 118 5.3.3.2 Análisis de almacenamiento térmico del día 3 de abril. 119 5.3.3.3 Comportamiento térmico general 119 5.3.3.4 Discusión e implicaciones. 120 6 CONCLUSIONES 121 7 RECOMENDACIONES 122 8 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 124 9 ANEXOS 130 | es_ES |
dc.language.iso | es | es_ES |
dc.publisher | Unidades Tecnológicas de Santander | es_ES |
dc.subject | Almacenamiento térmico, disposición final paneles solares, eficiencia energética, material de silicio, energía renovable | es_ES |
dc.title | ESTRATEGIAS PARA LA DISPOSICIÓN FINAL DE PANELES FOTOVOLTAICOS ENFOCADO AL ALMACENAMIENTO TÉRMICO EN EL DEPARTAMENTO DE SANTANDER | es_ES |
dc.type | degree work | es_ES |
dc.rights.holder | copyright(CC.BY.NC.ND 2.5) | es_ES |
dc.date.emitido | 2025-10-15 | |
dc.dependencia | fcni | es_ES |
dc.proceso.procesouts | investigacion | es_ES |
dc.type.modalidad | proyecto_de_investigación | es_ES |
dc.format.formato | es_ES | |
dc.titulog | Ingeniero Electricista | es_ES |
dc.educationlevel | Profesional | es_ES |
dc.contibutor.evaluator | evaluador | es_ES |
dc.date.aprobacion | 2025-10-10 | |
dc.description.programaacademico | Ingeniería Eléctrica | es_ES |
dc.dependencia.region | bucaramanga | es_ES |
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