Investigadores de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) han patentado un método que permite reducir las pérdidas de energía en las centrales termosolares. Los profesores Alberto Sánchez González y José Carlos Castillo Montoya han registrado en la Oficina Española de Patentes y Marcas su método, denominado ‘Procedimiento y sistema para alinear las facetas de un heliostato de un campo solar’.
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 550 ºC, 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.
Sencillez y precisión
Un error de alineamiento en estos heliostatos de tan solo dos milirradianes produce alrededor de un 30% de pérdidas en la producción energética anual de una planta, explican los investigadores de este estudio, Alberto Sánchez González y José Carlos Castillo Montoya, profesores del Departamento de Ingeniería Técnica y de Fluidos y del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática, respectivamente.
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 tanto en tiempo como en personal.
El objetivo de esta investigación de la UC3M 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.
Modelo óptico teórico
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. 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.