¿Puedes sugerir algunas ideas para un ‘mini proyecto de investigación teórica’ para un estudiante de Ingeniería Mecánica?

He estado trabajando con ingeniería solar térmica durante ~ 4 años, principalmente trabajo computacional y “teórico”. El proyecto que tuvimos que hacer en el curso de Energía Solar que tomé hace unos años quizás sea bueno para usted.

Los datos meteorológicos, en forma del Año Meteorológico Típico (TMY), están disponibles para varias ubicaciones en todo el mundo en SWERA. Mi sugerencia es utilizar esos datos para estudiar cómo se puede implementar un sistema de calentamiento solar de agua en su casa. Duffie y Beckmann brindan una discusión exhaustiva sobre cómo se puede hacer. Básicamente, debe simular un colector solar, un depósito de agua caliente y un calentador auxiliar (gas / eléctrico, usted decide), y también debe definir un perfil de consumo de agua caliente (es decir, cuánta agua se usa por día y a qué horas )

Si bien este es un problema básico en la ingeniería solar térmica, es muy esclarecedor porque tendrá que dominar varios aspectos de la ingeniería solar, como la geometría solar, que es difícil de comprender si el objetivo del proyecto es demasiado ambicioso.

Este proyecto también le permitirá realizar un estudio paramétrico en varias variables de optimización, como el efecto de aumentar el área del colector solar en la fracción solar. También puede echar un vistazo a los ángulos óptimos del colector de seguimiento solar. También se puede realizar un análisis económico para incluir los costos de implementación y mantenimiento.

¡La mejor de las suertes!

Si cavas un poco en YouTube, pronto encontrarás muchos proyectos solares caseros que usan materiales reciclados. La gente cubre viejos platos de satélite con espejos y coloca una olla en el punto focal del plato. Se las arreglan para hervir agua bastante rápido.

La gente fabrica invernaderos, calentadores solares de agua y calentadores solares de aire con botellas de plástico o vidrio, o con latas de aluminio.

Sugeriría comenzar con una variación de uno de estos temas y hacer un análisis u optimización al respecto. ¿Cuántas latas o botellas son necesarias para calentar una habitación de cierto tamaño (dadas ciertas condiciones climáticas, etc.)? ¿Cómo podría uno mejorar la eficiencia de la antena parabólica con espejo o alguna otra cocina solar? ¿Cómo podría uno obtener un mejor control sobre la temperatura de la olla? ¿Cuánto efecto tiene para pintar las latas de negro? ¿Hay alguna otra mejora u optimización que pueda hacer?

También podría hacer este mismo tipo de análisis con un diseño de calentador solar convencional.

Varias otras ideas que podrías explorar:

  • Efecto de la masa térmica (hormigón, baldosas, etc.) sobre la consistencia de la temperatura de un edificio.
  • Stirling de energía solar u otros motores térmicos
  • Uso de masa térmica (por ejemplo, sales fundidas, agua caliente) para el almacenamiento directo de energía, en lugar de convertir la energía en electricidad y almacenarla en baterías.

Estas son algunas ideas fuera de mi cabeza, pero le animo a que se ramifique y haga una lluvia de ideas. Quizás una de estas ideas inspire algo más específico o más adecuado para usted y sus intereses.

Aquí hay algunos consejos, decida qué tipo de proyecto tiene la intención de hacer. La ingeniería mecánica se puede dividir esencialmente en tres partes de diseño, producción e ingeniería térmica (incluye fluidos). así que básicamente puedes diseñar algunos mecanismos interesantes, componentes usando software de modelado.
2. Analice un proceso de producción (muchos datos / estudios de casos están disponibles en línea) y optimícelo usando varias herramientas.

3. Simule un ciclo de rango orgánico orgánico con energía solar térmica. Solo haz los cálculos energéticos.

Uno de mi tema favorito:
Ciclo Orgánico de Rankine.

Recuperación de calor residual del aire acondicionado de ventana.
Aire acondicionado solar.
Recuperación de calor residual de motores de camiones.
Sistemas de aire acondicionado para automóviles.

Gestión de la eficiencia energética en una empresa productora de fundición de metales o de cemento.

tal vez el mini proyecto solar podría ser el bueno …