Desarrollo de espejos curvos concentradores para un helióstato de torre central

Abstract

En el presente trabajo hace mención del diseño y desarrollo de un sistema óptico con espejos esféricos a partir de una superficie plana, para la obtención de este resultado se partió de las investigaciones sobre la energía solar de concentración, así como el análisis de la geometría óptica adecuada a las necesidades del presente estudio. Se diseñó y desarrollo un prototipo de base para el espejo, esto mediante un soporte cruzado de láminas de acero inoxidable que da un diseño de rejilla con un corte radial de 144m en el filo, la rejilla da un soporte estático a los espejos. Lo que a su vez va unido de forma mecánica con una cruceta, esta le da mayor firmeza en los puntos de unión de las rejillas y no permite su deformación, así como ser la parte que une la rejilla con el marco reacondicionado. Se desarrolló una metodología teórica-experimental para el análisis de los espejos plano y esférico, mediante la colocación de éstos a la misma distancia del helióstato estudiado, con la cual se obtuvieron los perfiles de distribución de cada uno de ellos y se hizo una comparativa de su radiación concentrada. En la caracterización óptica del helióstato, se implementó la modelación del sistema óptico en el programa de trazado de rayos Tonatiuh, permitiendo simular y evaluar los parámetros ópticos de los espejos del helióstato, con esto se puede obtener el error óptico global del sistema. Con este análisis se obtuvo los perfiles de distribución normalizados con diferentes errores ópticos; para la simulación del sistema óptico se desarrolló una metodología de alineación de espejos en forma teórica y se obtuvo el flujo radiactivo del sistema óptico, con lo cual, se obtuvieron los perfiles de distribución con diferentes rangos de error para hacer la comparativa con el real. Para conseguir los perfiles de distribución reales, se desarrolló una metodología la cual está basada en la toma de imágenes de la radiación que incide en el blanco ubicado en la zona focal del helióstato, habiendo corregido la perspectiva y procesado la imagen, se sacaron los perfiles de distribución.