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IV International Conference on Sustainable Energy Development "CIDES 2025"

IV International Conference on Sustainable Energy Development

CIDES 2025

Analysis of the wind load in a parabolic trough solar concentrator using the finite element method.
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Due to the increasing cost of fossil fuels and the environmental effects of exploiting them, it has
motivated researchers and governments to empl--oy various ways of making use of renewable
energy. Solar energy is a category of renewable energy that can be harnessed through various technologies, among which the use of parabolic cylindrical solar concentrators stands out. These
types of solar concentrators are subjected to adverse climatic conditions since they are located in
open and flat spaces, and therefore they are exposed to the combination of strong wind, dust and sand storms, which affect their structure, their performance, etc. . The application of the finite element method in computational fluid dynamics (CFD) allows analysis to determine the forces and impacts caused by fluids on a body, eliminating the need for analysis through prototyping, incurring costs of materials and time. The objective of this work is to investigate aerodynamic characteristics on a parabolic solar concentrator (CSP) by using the finite element method to a two-dimensional model  of the concentrator using the Reynolds Averaged Navier Stokes (RANS) equations. The simulations were carried out considering a wind speed equal to 15 m/s and for concentrator inclinations of 0°, 30°, 60° and 90°. As results, aerodynamic flow trajectories and speed.

Debido al aumento del costo de los combustibles fósiles y los efectos ambientales de explotarlos, ha motivado a investigadores y gobiernos a emplear diversas formas de hacer uso de energías
renovables. La energía solar es una categoría de energías renovables que se puede aprovechar a través de varias tecnologías, entre las que se destacan el uso de concentradores solares cilíndricos
parabólicos. Estos tipos de concentradores solares están sometidos a condiciones climáticas adversas ya que se encuentran ubicados en espacios abiertos y planos, y por lo tanto están expuestos a la combinación de fuertes viento, polvo y tormentas de arenas, que afectan su estructura, su rendimiento, etc. La aplicación del método de los elementos finitos en la dinámica de fluidos computacionales (CFD) permite realizar análisis para determinar las fuerzas e impactos que provocan los fluidos sobre un cuerpo, eliminando la necesidad de realizar análisis mediante la creación de prototipos, incurriendo en gastos de materiales y tiempo. El objetivo del presente trabajo es investigar características aerodinámicas sobre un concentrador solar parabólico (CSP) mediante el uso del método de los elementos finitos a un modelo en dos dimensiones del concentrador utilizando las ecuaciones Reynolds Averaged Navier Stokes (RANS). Las simulaciones se realizaron considerando una velocidad del viento igual a 15 m/s y para inclinaciones del concentrador de 0°, 30°, 60° y 90°. Como resultados se obtuvieron las trayectorias de flujo aerodinámico y valores de velocidades.

About The Speaker

Yamill Campos

Dr. Yamill Campos

UCLV-CEETA Flag of Cuba

Discussion

Practical Info
Spanish / Español
October 22, 2025 9:45 AM
4 minutes
Hotel Meliá Las Dunas
Authors
Dr. Yamill Campos
Keywords
: parabolic trough solar concentrator
concentrador solar cilindro parabólico
energía solar
finite element method
método de los elementos finitos
simulación
simulation.
solar energy