Optica

LA ÓPTICA ANIDÓLICA APLICADA EN CONCENTRADORES SOLARES ÓPTIMOS
Eduardo A. Rincón Mejía y Álvaro E. Lentz Herrera Programa de Energía, Universidad Autónoma de la Ciudad de M éxico, San Lorenzo 290, Col. Del Valle, M éxico D.F., 03100, M éxico, Tel. + 52 (55) 5488 6661 x 15504, Número de Fax + 52 55 5575 5805, rinconsolar@hotmail.com; solar_lentz@yahoo.com.mx Ma. Dolores Duran García Facultad deIngeniería de la UAEM ex mddg_2210@hotmail.com

RES UMEN
El aprovechamiento de la energía solar en aplicaciones específicas requiere de temperaturas de operación limitada en rangos estrechos si se busca un alto rendimiento térmico. Para alcanzar estas temperaturas por lo general se requiere concentrar la energía solar mediante espejos y/o lentes. Sin embargo, una concentración excesivaconduciría a temperaturas excesivamente altas que implicarían mayores pérdidas térmicas y en consecuencia, un bajo rendimiento. Por el contrario, si la temperatura no alcanza el nivel requerido, fallará en lograr su cometido. Ahora bien, la mayoría de los concentradores solares comerciales y para investigación están basados en la óptica de enfoque, que por lo general emplea espejos de sección parabólica. Ladesventaja de la óptica de enfoque es que los sistemas de concentración basados en ésta requieren de seguimiento del Sol, funcionan sólo con radiación directa, requieren espejos finos (de alto coste), y quedan lejos del límite termodinámico de concentración. La alternativa es emplear la óptica anidólica (sin imágenes), con lo que es posible soslayar las desventajas anteriores. En este trabajo sepresentan los principios y criterios básicos para alcanzar concentraciones "a la medida de la aplicación d eseada", presentando cuatro ejemplos exitosos de sistemas de concentración solar basados en la óptica anidólica.

ABSTRACT
An efficient use of solar energy in specific applications requires temperatures of operation limited in narrow intervals, if a t hermal high performance is desired. Inorder to reach these temperatures generally it is necessary to concentrate the solar energy by means of mirrors and/or lenses. Nevertheless, an excessive concentration would lead to too high temperatures that would imply great thermal losses and a low yield. On the contrary, if the temperature does not reach the required level, the concentrator will fail in doing its job. The majority of solarconcentrators -both for research and commercial applications- are based on imaging optics that generally uses mirrors of parabolic section. The drawback of imaging optics is that the systems of concentration based on this one require tracking the sun, they work only with direct radiation, they need fine mirrors (of high cost), and their concentration are far from the th ermodynamic limit ofconcentration. The alternative is to use non-imaging optics (optics without images), and so it is possible to avoid the previous disadvantages. In this paper the basic principles and criteria to reach concentrations in accordance with the projected application, and four successful examples of concentrating solar systems, based on non-imaging optics, are presented. Palabras claves: concentrador solar,óptica anidólica.

INTRODUCCIÓN
Los sistemas de concentración basados en la óptica de imagen tienen tres componentes principales: el objeto, la óptica y la imagen que ésta forma. El objeto es considerado como un conjunto de puntos que emite luz en todas direcciones. La luz, o parte de ella, de cada punto del objeto es capturada por el sistema óptico y concentrada en un punto de la imagen. Lasdistancias entre los puntos de la imagen pueden ser escaladas relativamente a aquellas en el objeto, de lo que resulta una magnificación. Los sistemas ópticos de “no- imagen”, en lugar de un objeto, tienen una fuente de luz y reemplazando a la imagen, un receptor. En vez de una imagen de la fuente, la óptica produce un patrón de iluminancia (ó irradiación) prescrito en el absorbedor. La primera...