Investigación Aplicada Inicial 2017-01
Ysabel Alexandra Hancco Solis; Manfred Josef Horn Mustchler; Luz María Chauca Cuellar; Alex Genaro Ttito Torres; Américo Jose Santos Valdivia Del Carpio; Pedro Bertin Flores Larico; Jose Luis Valentin Galdos Gomez
Objetivo
Captar energía solar mediante paneles fotovoltaicos transformando energía radiante en energía eléctrica para almacenar en baterías transfiriendo a planchas instaladas en las paredes de los ambientes de las escuelas altoandinas de Arequipa para BRINDAR COMODIDAD TÉRMICA
Resumen:
Mediante el presente proyecto la información colectada respecto al estado de los colegios y el número de ambientes (aulas) que son ocupados para la enseñanza, revela que no reúnen condiciones adecuadas para una comodidad térmica y un ambiente académico adecuado. Primero se seleccionara el colegio considerando la temperatura más crítica en épocas de heladas, condiciones estructurales, nubosidad especifica del lugar, como, Pillones, Imata ,Taya, Santiago de Chuca Con los sofware PVSYST y ENERGY PLUS , el primero dirigido al análisis de la aplicación de paneles fotovoltaicos registrando la información colectada de la región de experimentación, el segundo sofware orientado a la transferencia de calor en el cual se configurará un diseño conceptual que será sometido a un ciclo de simulaciones computacionales utilizando el software con el que se analizará el efecto en la temperatura y humedad relativa de los ambientes interiores, de técnicas, condiciones ambientales, características y formas de materiales utilizados, efecto que será calculado, luego se hará el planeamiento final del desarrollo del proyecto. Esta propuesta de proyecto apostará por la técnica bio-climática denominada dispositivo fotovoltaico- térmico que Al final se plantea construir una aula experimental con características bio climáticas cuyo comportamiento en tiempo real será monitoreado midiendo la temperatura y humedad relativa del ambiente (aula) de interés, así como las condiciones ambientales y atmosféricas a través de la instalación de instrumentos de medición y registro automático de temperaturas, humedades y de dos estaciones meteorológicas.
Palabras clave
Energía solar, Sistema foto voltaico térmico, comodidad térmica, energía eléctrica, Escuelas, zonas alto andinas, UNSA, Arequipa
Problema central
En las zonas altoandinas las temperaturas son bajo cero aunado a un efecto no deseado de las heladas que afecta la educación de niños y jóvenes que asisten a los colegios ubicados en la región andina del Perú arriba de 3000msnm por lo que debe reforzarse la resistencia térmica de sus locales escolares. Las bajas temperaturas y las heladas son situaciones de riesgo que no da cabida a enfrentarlas efectivamente durante su ocurrencia ni, mucho menos las heladas, cuando pasó porque es un fenómeno de ocurrencia periódica con mayor o menor intensidad más, nunca dejan de ser severas porque el solo hecho de tener temperatura ambiental igual a 0°C. deja desolación, enfermos y muertos. La solución generará ambientes habitables interiores con comodidad térmica validada por los usuarios de la solución, niños y jóvenes que ocupan las aulas de los colegios, se acondicionará físicamente las aulas de forma que no se produzca en su interior temperaturas "sensiblemente frías" para ellos, sensación que experimentarán durante el proceso de desarrollo de la solución. En adición al compromiso de evitar que el ambiente interior se enfríe en exceso, se instalará dispositivos que transformarán la radiación solar (energía electromagnética) en calor (energía térmica) radiante de menor intensidad que llegará a los alumnos suavemente generando una sensación de comodidad. Otra solución es generar energía eléctrica con paneles solares para activar folios eléctricos que emitirán radiación por efecto Joule cuando la corriente eléctrica pase por ellos. Si el calor generado en el interior con esta alternativa técnica no es suficiente, se agregará dispositivos radiantes que disipan la energía ganada por el agua calentada con el sol
Hipótesis planteada
El uso de La captación de energía solar mediante panel fotovoltaico transformando la energía radiante en energía eléctrica se puede usar para PARA OBTENER COMODIDAD TÉRMICA EN ESCUELAS ALTO ANDINAS DE AREQUIPA.
Resultados esperados
- 01 Artículo científicos aceptados en revistas indizadas en la base Scopus o Web of Science/ISI.
- 01 Ponencias de los resultados intermedios o finales de la investigación presentadas en eventos de nivel científico nacional.
- 03 Tesis de pregrado sustentada para la obtención del grado académico o título profesional ( 01 tesis sera realizada por 02 tesistas)
- 03 nuevos Profesionales titulados de Ingenieros Mecanicos
Adicionalmente:
Un Prototipo validado con SISTEMA FOTO VOLTAICO TÉRMICO PARA OBTENER COMODIDAD TÉRMICA EN ESCUELAS ALTO ANDINAS DE AREQUIPA
Impactos esperados
IMPACTOS ECONÓMICOS:
- Menores gastos familiares al disminuir las enfermedades bronquiales.
- Mejora de la enseñanza escolar por efecto de la mejora del espacio de estudio.
- Grandes ahorros económicos si se supone el mismo resultado con empleo de técnicas y energías tradicionales.
IMPACTOS SOCIALES:
- Rendimiento académico se mejorara.
- El rango social cualitativo de los escolares, profesores y familiares de todos ellos se elevara y habrá una dinámica de progreso con la comunidad, una suerte de efecto rebote.
IMPACTOS TECNOLOGICOS:
- Energía solar en el temperado de ambientes interiores.
- Pantallas radiantes para cesión de calor en un uso específico.
Estos usos incentivarán la inventiva de emprendedores del lugar hasta el límite de propuestas tecnológicas generadas localmente como alternativas.
IMPACTOS AMBIENTALES:
- Las tecnologías a instalar son limpias y no generan residuos contaminantes.
- Impacto visual favorable por la integración de la tecnología con el ambiente natural.