A continuación se muestra un análisis de eficiencia de las cocinas solares basado en la 1ª Ley de la Termodinámica y la 2ª Ley de la Termodinámica , explicando también cómo calcular la potencia de cocción de cualquier aparato.
Contenido
Basado en la 1ª Ley de la Termodinámica [1]
El aporte de energía a la cocina solar se puede calcular de la siguiente manera:
Donde:
E i es la entrada de energía en W
I t = energía solar total incidente sobre el plano del aire solar que se está calentando en W/m 2
A sc es el área de superficie de la cocina solar en m 2
La producción de energía de la cocina solar se puede encontrar como se muestra a continuación:
Donde:
E o es la producción de energía en W
m w es la masa de agua en kg
c pw = calor específico del agua en J/kgK
A sc es el área de superficie de la cocina solar en m 2
T wi es la temperatura inicial de el agua en K
T wf es la temperatura final del agua en K
t es el tiempo en segundos
La eficiencia energética de la cocina solar se puede encontrar como se muestra a continuación:
Basado en la Segunda Ley de la Termodinámica [2]
La entrada de exergia a la cocina solar se puede calcular de la siguiente manera:
Donde:
Entrada de exergía en W/m 2
c pw = calor específico del agua en J/kgK
T o es la temperatura exterior en K
T s es la temperatura de la superficie del sol en K
La eficiencia exergética de la cocina solar se puede calcular de la siguiente manera:
Donde:
A sc es el área incidente de la cocina solar.
La capacidad de una cocina solar para recoger la luz solar está directamente relacionada con el área proyectada del colector perpendicular a la radiación incidente.
poder de cocción
La principal medida de referencia utilizada por ASAE S580 [3] es la potencia de cocción , que se puede calcular de la siguiente manera en intervalos de 10 minutos:
Donde:
M es la masa de agua en kg
C es el calor específico del agua en J/kgK
T 1 es la temperatura del agua al inicio de cada intervalo en K
T 2 es la temperatura del agua al final de cada intervalo en K
Este cambio de temperatura se detecta en intervalos de 10 minutos, por lo que la ecuación anterior se divide por 600 s.
Referencias
- ^ Ozturk, H. "Análisis de la segunda ley para cocinas solares", http://www.informaworld.com/smpp/1138067100-85020668/content~db=all~content=a713635696 , consultado el 8 de abril de 2010.
- ^ Ozturk, H. "Análisis de la segunda ley para cocinas solares", http://www.informaworld.com/smpp/1138067100-85020668/content~db=all~content=a713635696 , consultado el 8 de abril de 2010.
- ↑ Biblioteca Técnica ASABE. "Pruebas e informes del rendimiento de la cocina solar", http://asae.frymulti.com/abstract.asp?aid=24465&t=2 , consultado el 8 de abril de 2010.