Caracterización y modelado de la absorción de radiación solar en nanofluidos de oro
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TFG-TFMMetadades
Títol
Caracterización y modelado de la absorción de radiación solar en nanofluidos de oroAutoria
Tutor/Supervisor
Hernández López, Leonor; Universitat Jaume I. Departament d'Enginyeria Mecànica i ConstruccióData de publicació
2015-09-29Editor
Universitat Jaume IResum
El presente TFM trata de evaluar el potencial de los nanofluidos solares (líquidos con
nanopartículas dispersas que absorben directamente la radiación solar) para absorber la
energía solar e intentar generar vapor ... [+]
El presente TFM trata de evaluar el potencial de los nanofluidos solares (líquidos con
nanopartículas dispersas que absorben directamente la radiación solar) para absorber la
energía solar e intentar generar vapor.
Actualmente el proceso de generación industrial de vapor incluye varios procesos de
transferencia (radiación, conducción, convección, etc…), con lo que poder usar nanofluidos
para generar directamente vapor aumentaría la eficiencia global del proceso, ahorrando costes
y favoreciendo además la sustitución de fuentes fósiles por fuentes de energía renovable.
Este proceso de generación directa de vapor con nanofluidos se ha evaluado a nivel de
laboratorio y está todavía en fases muy tempranas de desarrollo. El presente TFM pretende
hacer una caracterización experimental inicial de nanofluidos con buen potencial de absorción
en el espectro solar, así como avanzar en el modelado teórico de esta absorción de energía.
A lo largo del TFM se trabajará con nanofluidos basados en agua con nanopartículas de
oro de diferentes tamaños (10, 20, 50 y 60 nm) y con diferentes concentraciones.
La caracterización de los nanofluidos incluirá la medida de distribución de tamaños de
nanopartículas de las muestras, la toma de imágenes con microscopio y la caracterización de la
absorción de las muestras con diferentes equipos.
Para la medida de las propiedades ópticas de los nanofluidos ello se va a trabajar con 4
equipos de medida diferentes: CARY 500, CARY 60, fibra óptica de luz blanca y una lámpara
blanca. El CARY 500 y CARY 60 son espectrómetros compactos y cerrados. Por otro lado, el
resto de equipos se han conectado a través de instalaciones experimentales específicas que
permiten tener más flexibilidad en las medidas y en las que se han conectado al detector de un
espectrómetro (Stellar Net GREEN WAVE) con diferentes fuentes de luz.
En una primera fase se realizará una intercalibración de los equipos experimentales,
para confirmar la robustez de los datos experimentales. Se analizan los resultados para poder
obtener una relación entre el tamaño de partícula y la cantidad de energía absorbida por éstas.
En este sentido, se quiere conocer las longitudes de onda donde las nanopartículas absorben,
relacionarlo con el espectro solar, y poder relacionarlo con la energía solar que el nanofluido
podría obtener.
El estudio de los diferentes tamaños y concentraciones resulta interesante para poder
comparar su influencia de forma experimental, y para poder optimizar estos parámetros en
caso de querer llevar a cabo este proceso a gran escala.
Por otro lado, se va a hacer el modelado teórico para comparar los resultados de
absorción teórica con los obtenidos experimentalmente. Con los experimentos planteados se
podrá ver si el modelado recoge la influencia de tamaño y concentración de nanopartículas del
nanofluido en la absorción. Se han identificado varios modelos teóricos que se evaluarán y se
compararán con los datos obtenidos. Unos buenos resultados en los modelos teóricos
permitirían en una fase posterior optimizar el tipo de nanofluidos a usar para maximizar la
absorción solar. [-]
Paraules clau / Matèries
Descripció
Treball de Final de Màster Universitari en Eficiència Energètica i Sostenibilitat. Codi: SIV034. Curs acadèmic 2013-2014
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