martes, julio 11, 2006

Chispas V: Discos Parabólicos


Bueno, pues paso hoy a describirles la que pasa por ser la más moderna y menos desarrollada de las tecnologías de aprovechamiento de la radiación solar por concentración, que es la de discos parabólicos.

En este caso, la tecnología se basa en un espejo con forma de disco parabólico, es decir, similar a una antena del mismo nombre, en el cual se refleja la radiación solar. Matemáticamente, y por las leyes de reflexión de la luz, todos los rayos reflejados por un disco de estas características se cruzan en un mismo punto, que es el foco de la parábola generatriz. Supongamos que la distancia entre el vértice del disco y el foco de la parábola sea f, y que el diámetro del disco sea D.

Lógicamente, a la hora de absorber la radiación, no se puede pensar en poner nada en el foco, puesto que lo que se pusiera debería ser infinitamente pequeño, por lo que lo que se hace es colocar otro disco, de menores dimensiones (vamos a llamarle d), más allá del foco. Por lo tanto, el factor de concentración solar vendrá dado por el cociente entre ambas superficies, es decir, por el cociente entre los cuadrados de los diámetros, el del disco y el del receptor:
C = D^2/d^2

Por otra parte, un disco de estas características suele tener un rendimiento óptico de hasta un 70%, es decir, el 70% de la energía recibida es transmitida diréctamente al fluido de trabajo.

El fluido de trabajo depende de cual sea el ciclo que se emplee para producir la electricidad. Lo más habitual es emplear motores Stirling, que son motores que funcionan según el ciclo del mismo nombre, que consiste en el movimiento de un cigüeñal por medio de Hidrógeno o Helio que se desplaza desde una cámara a mucha temperatura a una cámara a menor temperatura. Durante el retroceso, el propio cigüeñal devuelve el hidrógeno a la cámara de gran temperatura, exáctamente igual que sucede en un motor Diesel.

Si a un motor de estas características se le acopla un generador de dimensiones adecuadas, el conjunto queda perfectamente diseñado, y basta con colocar el motor de forma que la cámara caliente quede a la distancia del foco de la parábola que haya sido previamente establecida, y que depende del diámetro de la superficie negra encargada de absorber la radiación. El rendimiento de un motor Stirling suele ser de en torno a un 42%.

También se emplean motores de combustión que funcionan según el ciclo Brayton, pero esto es mucho menos usual y menos rentable.

El diámetro del disco especular viene determinado por la potencia que se quiere conseguir. Así, para 25 kW, es necesario un disco de en torno a 13,5 metros de diámetro.

Por último, esta tecnología permite también ver las diferencias internas entre dos mentalidades y dos formas de hacer las cosas: la americana y la europea. Hasta ahora, todos los modelos que existen, que no son muchos, son experimentales; dos de ellos americanos y uno, aun en desarrollo, europeo.

Los americanos, tanto el de Boeing como el de Saic, se centran en grandes discos y grandes potencias para conseguir mayores eficiencias (hasta el 29,5 %). El modelo europeo, conocido como Eurodish y desarrollado entre varias empresas y centros de investigación, renuncia a esa eficiencia a cambio de abaratar el coste y reducir los niveles de inversión, y se va a discos más pequeños, de en torno a 9 kW. El motor del Eurodish es de la marca alemana SOLO.

En otro orden de cosas, esta tecnología es la más eficiente en lo que se refiere a conversión de energía solar en eléctrica, llegando al 29,5 %, como se dice con anterioridad. Sin embargo, a nivel de capacidad es menos atractiva, puesto que el almacenamiento térmico es complicado, y se queda en capacidades de en torno al 30% (2400 horas equivalentes).

Sin embargo, sus ventajas son muchas: no requiere de derivados del petróleo, es no contaminante en absoluto, se puede emplear en aplicaciones remotas (centros de consumo eléctrico que se encuentren aislados), se puede hacer la instalación tan grande como se desee (poner un sólo disco, 10, 100 o 1000), con tantos inversores como se desee (pueden entrar también los pequeños y medianos capitales) y, sobre todo, no necesita de agua para su funcionamiento, algo difícil de encontrar en parajes con muchas horas de sol, que es donde su rendimiento es mayor.

Un Saludo.
Camino iluminado por Huichilobos >> 3:02 p. m. :: 0 Recuerdos...

Escribe o lee los comentarios existentes...

--------------- .o\\O//o. ---------------