Diseño y construcción de un motor prototipo de ciclo Stirling a base de energía solar.

Abstract

El motor Stirling solar utiliza como fuente de energía la radiación solar por lo que se realizó un análisis de irradiación, temperatura, humedad y velocidad del viento en la ciudad de Latacunga; toma de datos de campo, métodos matemáticos y programas como el ISOL y CENSOLAR. Se realizó el diseño del concentrador solar con la utilización de varios parámetros como la temperatura requerida para el funcionamiento del motor, con la radiación solar obtenida en la ciudad de Latacunga, de acuerdo con estos parámetros el tamaño del concentrador. Posteriormente a estos datos se modela el motor Stirling con ayuda del programa SOLIDWORKS,se realizan los análisis térmicos del motor para diseñar y elegir los materiales que se utilizarán para la construcción. En un inicio se van pasando de modelo en modelo hasta encontrar el más óptimo. Con el modelo óptimo resultante del análisis térmico se procede al análisis mecánico y de esfuerzos que soportara el motor Stirling, se van analizando los componentes más propensos a fatigarse por los esfuerzos producidos por el ciclo cerrado. Se procede a la construcción del motor Stirling solar. El concentrador es fabricado de fibra de vidrio con refuerzos metálicos (estructura tubular), se pule la superficie de trabajo para colocar películas anti solares. El motor es construido de varios materiales como: dura aluminio, acero de plata, broce fosfórico acero de transmisión y acero ST 37.