Prototipo De Helióstato

Solar Termoeléctrica

Desarrollo de un prototipo de helióstato para la Planta Colón Solar
Rafael Osuna, Francisco Cerón
Inabensa

Manuel Romero y Ginés García
DER-Plataforma Solar de Almería, Ciemat

1. Introducción

Las restricciones en cuanto a disponibilidad de terreno en la planta Colón Solar y la asimetricidad de la parcela dieron lugar durante el proceso de diseño a la creaciónde una actividad específica destinada a desarrollar un nuevo prototipo adecuado a estas circunstancias. El resultado de la optimización ha sido el prototipo COLON-70 con superficie reflectante de 70 m2 desarrollado por Inabensa con la colaboración y asesoramiento de Ciemat. La configuración de la superficie de espejos es totalmente densa, sacrificándose el típico hueco central que suele serhabitual para dotar a los helióstatos de abatimiento en situaciones de descanso o emergencia. Por contra el diseño es ligero con un peso de la parte móvil inferior a 32 kg/m2. La estructura del helióstato es en forma de T (pedestal+brazo soporte) y con 6 celosías sobre las que se alojan un total de 21 facetas. El prototipo de helióstato COLON-70 construido y ensayado en la Plataforma Solar de Almeríacumplió los objetivos de calidad óptica (2,9 mrad) fijados por el proyecto y el objetivo económico marcado de 35.000 pta/m2 para 500 unidades.

El sistema captador primario de energía en una central termosolar de torre o de receptor central está formado por un campo de helióstatos o espejos que focalizan el haz luminoso procedente del sol concentrándolo en el receptor situado encima de la torre.Dichos helióstatos poseen un sistema de seguimiento en dos ejes para su focalización continuada sobre un punto focal fijo, manteniendo una imagen constante a lo largo del movimiento solar. En este sentido un campo de helióstatos equivale a un enorme paraboloide faceteado en una gran extensión de terreno cuyo factor de ocupación del suelo se sitúa entre el 20 y el 30% [3]. El campo de helióstatosconjuntamente con el bloque de potencia son los subsistemas más costosos de una central termoeléctrica, representando un 72% del total. En cuanto al coste de los helióstatos, éstos representan un 60% de la inversión en la parte solar de la planta. Resulta por tanto crucial el abaratamiento de los costes del campo de helióstatos para conseguir obtener un sistema competitivo en términos económicos. Unhelióstato, de la actual generación, consta básicamente de una superficie reflectante, una estructura soporte, un mecanismo de accionamiento en acimut

y en elevación, pedestal, cimentación y un sistema de control. El desarrollo de los helióstatos muestra una clara evolución desde los primeros prototipos, con una estructura pesada y rígida con segundas superficies acristaladas y superficiereflectante en el entorno de los 40 m2 [4], a los más recientes mucho más ligeros de peso, de mayor superficie y de más bajo coste con una mayor variedad de materiales reflectantes a base de espejos de bajo contenido en hierro o polímeros con la superficie anterior plateada [6]. Históricamente se han perfilado dos líneas perfectamente definidas en el desarrollo de los helióstatos, siempre encaminadas aobtener un coste más bajo sin reducir el rendimiento. La primera línea está encaminada hacia configuraciones de helióstatos a base de facetas y de grandes superficies de más de 100 m2, con las correspondientes reducciones en el precio por m2 de estructuras, mecanismos, cableado y cimentaciones. Por contra, a mayor tamaño de los helióstatos, mayores problemas ópticos y mayores problemas de lavado.La segunda la originan los helióstatos con nuevos materiales reflectantes, como es el caso de los de membrana tensionada (helióstatos con una superficie metálica muy fina tensada desde un anillo que, a su vez soporta a la propia membrana). La parte

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tes de los más probados helióstatos de vidrio/metal.

2. Especificaciones técnicas del helióstato Colón 70...