Incremento de la eficiencia energética de un generador de vapor mediante calentamiento de agua de ingreso aprovechando colectores solares parabólicos en la empresa Danper Arequipa SAC

Abstract

Este proyecto de tesis, tuvo como objetivo general reducir el consumo de combustible que utilizaba el caldero piro tubular a través de la implementación de colectores solares parabólicos. Este proyecto sigue las siguientes fases: cálculo de los parámetros de funcionamiento, diseño del canal del concentrador solar, diseño de un sistema de seguimiento solar, evaluación técnica económica sobre la implementación de este proyecto y resultados. Para realizar este proyecto se utilizó la siguiente metodología: Nivel de Investigación Correlacional, tipo de investigación Documental, diseño de la investigación No Experimental, el método utilizado es Cuantitativo, las técnicas utilizadas son revisión documental y análisis de contenido, los instrumentos utilizados son documentos de la empresa y base de datos (Power Data Viewer), la población fue la empresa DANPER AREQUIPA SAC. Para obtener los parámetros de funcionamiento tales cómo el consumo de agua del caldero y las horas solares pico incidentes en el valle de Majes, El Pedregal, se procedió a conseguir los datos registrados en la temporada alta de trabajo de la empresa, los cuales se desarrollaron en los meses de junio a enero. El diseño del canal colector solar parabólico se realizó en base a los parámetros de funcionamiento obtenidos y los materiales disponibles que se tienen en el mercado para la construcción del canal parabólico. Para realizar el diseño del sistema de seguimiento solar se realizó con ayuda de dos sensores de luminosidad (Foto resistores LDR) y un Microcontrolador tipo Arduino. Para realizar la evaluación técnica económica, se tomó como costo de inversión los precios asociados a la fabricación e instalación de los colectores solares en la empresa, esto fue comparado con el costo por el consumo anual de Petróleo R500 y el ahorro que se generaría al calentar el agua con los colectores solares parabólicos en un año. Los resultados que se determinaron son los siguientes: consumo de agua del caldero es 0.84 l/eg, las horas solares pico (HSP) para el valle de majes son 5.39 horas, la cantidad de módulos necesarios para calentar el agua desde una temperatura ambiente 15°C hasta una temperatura de 80°C son 13 módulos de 2.5 x 12 metros, el periodo de recuperación del proyecto sería 3,11 años para un costo de oportunidad (COK) de 15% y una tasa interna de retorno de 20%. Con esto se concluyó que es conveniente implementar colectores solares parabólicos ya que con ello se lograría reducir el consumo de combustible que utiliza el caldero piro tubular de la empresa, generando un ahorro económico de US$ 42,389.77 + IGV a partir del tercer año de funcionamiento.