Las fuentes de energía renovables dependen de la energía solar en forma directa o indirecta. Los dispositivos solares termoconvectivos procuran aprovechar el calentamiento derivado de la irradiación solar directa e indirecta para generar trabajo a partir de la expansión térmica de un fluido y la acción del campo gravitatorio.
El objetivo de estos aprovechamientos abarca desde la ventilación pasiva de edificios mediante chimeneas solares termoconvectivas, aumentando la eficiencia energética de los mismos, hasta la generación de energía eléctrica en grandes torres solares de flujo ascendente. En todos los casos confluyen los mismos procesos fundamentales : i) el calentamiento por irradiación solar, ii) la concentración y captación del calor generado, iii) la expansión térmica de un fluido, usualmente aire o agua, iv) la generación de un diferencial de presiones en altura por acción de la gravedad y del diferencial de densidades resultante de la expansión térmica y v) la conversión o aprovechamiento del trabajo generado a partir del diferencial de presiones.
El desarrollo nacional de emprendimientos y tecnologías de aprovechamientos solares termoconvectivos requiere de la capacidad de diseñar aplicaciones y dispositivos, para lo cual la simulación numérica de flujos y transferencia de calor es una herramienta privilegiada y complementaria de los métodos experimentales y la modelación física a escala.
Este proyecto se proponer desarrollar un simulador de aprovechamientos solares termoconvectivos, con la capacidad de representar la dinámica de los procesos reseñados anteriormente en distintos escenarios. La reproducción numérica de los procesos fundamentales involucrados se combinará con la utilización automatizada de la información de caracterización del recurso solar en nuestro país, derivada del mapa solar e iniciativas anexas. Serán casos de estudio la generación de energía eléctrica en torres solares de flujo ascendente y la ventilación pasiva de edificios mediante chimeneas solares.
