Tipos De Concentradores Solares
Páginas: 5 (1017 palabras)
Publicado: 26 de junio de 2012
Autor: ALMANZA, R., MUÑOZ, F. Ingeniería de la energía solar. Primera ed. México. El Colegio Nacional. 1993. p. 93.
3.1 TIPOS DE CONCENTRADORES.
3.1.1 CONCENTRADORES ESTACIONARIOS.
Los concentradores menos complejos son los que no requieren seguimiento continuo del Sol; éstos tienen un ángulo de aceptación muy grande, concentración baja y diseño con base en alguna curvatura sencilla; suorientación debe ser en dirección Este - Oeste a fin de obtener mejor aprovechamiento de los ángulos de aceptación grandes; las concentraciones pueden llegar hasta 10 con un tiempo de captación del orden de 7h, con ajuste una vez al día. Los concentradores más simples se muestran en la figura 3.1a y en la figura 3.1b, la primera corresponde a un colector plano inclinado un ángulo que recibe laradiación solar proveniente del Sol y la reflejada por un espejo horizontal; la segunda presenta a un colector con espejos inclinados que reflejan la radiación sobre el colector.
Los concentradores estacionarios de mayor concentración son los llamados parabólicos compuestos (CPC), desarrollados por Wexford y Winston (1978) y Rabl (1976) véase figura 3.2. Están formados por dos segmentos parabólicossimétricamente colocados alrededor de un eje; el foco de cada parábola se localiza en el extremo de la superficie absorbe dora coincidente con la parábola opuesta. El ángulo de cada eje de la parábola proporciona el ángulo de aceptación del concentrador.
Otro tipo sencillo de concentradores se puede construir con dos espejos en forma de V figura 3.3. Con este sistema es factible obtenerconcentraciones hasta de 3.
3.1.2 CONCENTRADORES CON SEGUIMIENTO CONTINUO.
Cuando se necesitan concentraciones mayores de 10 por periodos diarios de 6 h o más a lo largo de todo el año, se requieren sistemas con seguimiento del Sol. Existen dos tipos diferentes de concentradores al respecto: los de curvatura simple o concentradores cilíndricos, ya sean con curvatura circular o parabólica, y los decurvatura compuesta, o tipo platillo como los paraboloides de revolución y los casquetes semiesféricos. Los concentradores de curvatura simple necesitan mecanismo seguidor con un grado de libertad (foco lineal), y los de curvatura compuesta dos grados de libertad mecánica (foco puntual) figura 3.4.
En estos sistemas, el seguimiento del Sol se hace generalmente a través de sensores fotosensitivosque envían una señal de naturaleza eléctrica a un sistema electrónico y un servomecanismo.
Concentradores con curvatura sencilla
Uno de los sistemas que mas se ha desarrollado en los últimos años es el concentrador cilíndrico-parabólico. En general, en los sistemas que están operando actualmente, el absorvedor y el concentrador pueden o no girar simultáneamente; el objetivo principal es queexista un buen enfoque sobre el tubo absorbedor que se encuentre a lo largo del foco de la parábola.
Las concentraciones en dichos sistemas están el intervalo de 15 a 80 % y las temperaturas de trabajo alcanzables entre 200 y 400oC.
3.1.3 CONCENTRADORES CON CURVA COMPUESTA.
Para concentraciones arriba de 50C es necesario utilizar sistemas de curvatura compuesta, como son los reflectoresparaboloides de revolución o los casquetes semiesféricos. Idealmente, estos sistemas funcionan durante todo el día con una incidencia de la radiación normal a su apertura con excepción del sistema conocido como reflector esférico estacionario con absorbedor móvil (SRTA).
a) Paraboloides de revolución. Los espejos parabólicos son los únicos que mantienen una distancia focal constante desde el vértice delpropio espejo. El paraboloide de revolución es una superficie producida al girar una parábola alrededor de su eje óptico. En este tipo de concentradores se pueden alcanzar concentraciones de 500 a 3600. Debido al tamaño finito del Sol y a imperfecciones en la construcción de espejos, el foco en sistemas de este tipo no es puntual. Las temperaturas que se han logrado alcanzar en estos sistemas van...
3.1 TIPOS DE CONCENTRADORES.
3.1.1 CONCENTRADORES ESTACIONARIOS.
Los concentradores menos complejos son los que no requieren seguimiento continuo del Sol; éstos tienen un ángulo de aceptación muy grande, concentración baja y diseño con base en alguna curvatura sencilla; suorientación debe ser en dirección Este - Oeste a fin de obtener mejor aprovechamiento de los ángulos de aceptación grandes; las concentraciones pueden llegar hasta 10 con un tiempo de captación del orden de 7h, con ajuste una vez al día. Los concentradores más simples se muestran en la figura 3.1a y en la figura 3.1b, la primera corresponde a un colector plano inclinado un ángulo que recibe laradiación solar proveniente del Sol y la reflejada por un espejo horizontal; la segunda presenta a un colector con espejos inclinados que reflejan la radiación sobre el colector.
Los concentradores estacionarios de mayor concentración son los llamados parabólicos compuestos (CPC), desarrollados por Wexford y Winston (1978) y Rabl (1976) véase figura 3.2. Están formados por dos segmentos parabólicossimétricamente colocados alrededor de un eje; el foco de cada parábola se localiza en el extremo de la superficie absorbe dora coincidente con la parábola opuesta. El ángulo de cada eje de la parábola proporciona el ángulo de aceptación del concentrador.
Otro tipo sencillo de concentradores se puede construir con dos espejos en forma de V figura 3.3. Con este sistema es factible obtenerconcentraciones hasta de 3.
3.1.2 CONCENTRADORES CON SEGUIMIENTO CONTINUO.
Cuando se necesitan concentraciones mayores de 10 por periodos diarios de 6 h o más a lo largo de todo el año, se requieren sistemas con seguimiento del Sol. Existen dos tipos diferentes de concentradores al respecto: los de curvatura simple o concentradores cilíndricos, ya sean con curvatura circular o parabólica, y los decurvatura compuesta, o tipo platillo como los paraboloides de revolución y los casquetes semiesféricos. Los concentradores de curvatura simple necesitan mecanismo seguidor con un grado de libertad (foco lineal), y los de curvatura compuesta dos grados de libertad mecánica (foco puntual) figura 3.4.
En estos sistemas, el seguimiento del Sol se hace generalmente a través de sensores fotosensitivosque envían una señal de naturaleza eléctrica a un sistema electrónico y un servomecanismo.
Concentradores con curvatura sencilla
Uno de los sistemas que mas se ha desarrollado en los últimos años es el concentrador cilíndrico-parabólico. En general, en los sistemas que están operando actualmente, el absorvedor y el concentrador pueden o no girar simultáneamente; el objetivo principal es queexista un buen enfoque sobre el tubo absorbedor que se encuentre a lo largo del foco de la parábola.
Las concentraciones en dichos sistemas están el intervalo de 15 a 80 % y las temperaturas de trabajo alcanzables entre 200 y 400oC.
3.1.3 CONCENTRADORES CON CURVA COMPUESTA.
Para concentraciones arriba de 50C es necesario utilizar sistemas de curvatura compuesta, como son los reflectoresparaboloides de revolución o los casquetes semiesféricos. Idealmente, estos sistemas funcionan durante todo el día con una incidencia de la radiación normal a su apertura con excepción del sistema conocido como reflector esférico estacionario con absorbedor móvil (SRTA).
a) Paraboloides de revolución. Los espejos parabólicos son los únicos que mantienen una distancia focal constante desde el vértice delpropio espejo. El paraboloide de revolución es una superficie producida al girar una parábola alrededor de su eje óptico. En este tipo de concentradores se pueden alcanzar concentraciones de 500 a 3600. Debido al tamaño finito del Sol y a imperfecciones en la construcción de espejos, el foco en sistemas de este tipo no es puntual. Las temperaturas que se han logrado alcanzar en estos sistemas van...
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