Investigadores de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) han patentado un método que permite reducir las pérdidas de energía en las centrales termosolares.
La energía solar térmica es aquella que se basa en aprovechar la radiación solar para producir calor. Al igual que en la mayoría de métodos de obtención de electricidad, este calor se emplea para calentar un fluido a alta presión, el cual mueve una turbina conectada a un generador. Las centrales termosolares más habituales son las denominadas plantas de tecnología de torre. Estas plantas están compuestas por miles de espejos seguidores (heliostatos) que concentran la radiación solar en un receptor situado en lo alto de una torre, que a su vez están formados por una matriz de espejos más pequeños, denominados facetas. A lo largo de este receptor suelen fluir sales que se calientan y, posteriormente, se almacenan en un tanque a temperaturas superiores a los 550ºC, antes de emplearse en la obtención de vapor de agua
Para captar la mayor cantidad posible de energía solar, es imprescindible que esas facetas de los heliostatos se encuentren bien alineadas. «Un error de alineamiento en estos heliostatos de tan solo dos milirradianes produce alrededor de un 30 por ciento de pérdidas en la producción energética anual de una planta», explica Alberto Sánchez González, profesor del Departamento de Ingeniería Técnica y de Fluidos de la UC3M. Actualmente, existen diversas técnicas para alinear las facetas de los heliostatos: on-sun, mecánicas y ópticas. No obstante, estas técnicas presentan diversos inconvenientes, como su imprecisión, su viabilidad exclusiva en condiciones ideales de laboratorio y/o la gran cantidad de recursos necesarios (tiempo y personal). «El objetivo de esta investigación ha sido crear un procedimiento para alinear las facetas de los heliostatos de una manera más sencilla, precisa y económica que en los sistemas anteriores», comenta José Carlos Castillo Montoya, profesor del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática.
El método patentado por ambos investigadores utiliza el reflejo de un heliostato cercano (referencia) en el heliostato objeto, visto desde una cámara situada en la parte posterior del heliostato de referencia. De este modo, la toma regular de imágenes por parte de la cámara permite determinar si existe desalineamiento (desviación respecto de la orientación ideal de las facetas del heliostato objeto), en cuyo caso se llevaría a cabo el ajuste correspondiente. «Las imágenes obtenidas por la cámara son comparadas con las que idealmente deberían verse en ausencia de desalineamiento. El modelo óptico teórico, que genera las imágenes ideales, permite además determinar el error de alineamiento en cada una de las facetas», expone Sánchez. «Este método es mucho más sencillo que los métodos similares basados en colocar una cámara en la porción superior de la torre, ya que la distancia entre la cámara y el heliostato se reduce, mejorando así la precisión», concluye Castillo.
Más información:
Castillo Montoya, J. C. y Sánchez González, A. (2022). Procedimiento y sistema para alinear las facetas de un heliostato de un campo solar (ES 2 891 178 A1). Oficina Española de Patentes y Marcas.
