LABORATORIO DE SISTEMAS SOLARES DE CONCENTRACIÓN

Caracterización geométrica de concentradores solares

Los concentradores utilizados en los sistemas solares térmicos (helióstatos, captadores cilindroparabólicos, discos parabólicos, lentes Fresnel, etc.) requieren alta precisión en la concentración de la radiación solar para que sea adecuada e incida  la mayor parte  en el  receptor (tubos receptores en captadores cilindroparabólicos, receptores en sistemas de torre, discos parabólicos, lentes Fresnel, etc.). El laboratorio de la Unidad de Sistemas de Concentración tiene una línea de actuación específica para la caracterización geométrica de estos concentradores. La fotogrametría se utiliza para cuantificar la calidad óptica de:

  • Facetas de captadores cilindroparabólicos
  • Modulos de captadores cilindroparabólicos
  • Facetas de helióstatos
  • Lentes Fresnel y reflectores
  • Discos parabólicos
  • Marcos estructurales
  • Etc.

La fotogrametría consiste en el modelado tridimensional de cualquier objeto a partir de fotografías que se toman desde distintos ángulos. Basado en estas fotografías, las coordenadas tridimensionales (x, y, z) pueden calcularse para los puntos de interés del objeto a modelar. El modelado fotogramétrico alcanza una precisión de 1:50000 (precisiones en el orden de 0.1 mm para facetas de captadores cilindroparabólicos y 0.6-0.7 mm para módulos cilindroparabólicos de 12-m de longitud).

Desviaciones angulares (izquierda) y factor de intercepción (derecha) de un módulo captador cilindroparabólico analizado mediante fotogrametría

El equipo destinado para esta actividad en la PSA está compuesto de:

  • Cámara CANON EOS5D MarkII 22-Mpixel.
  • Lentes CANON EF 20mm f/2.8 USM y CANON EF 24mm f/2.8 USM.
  • Programa de fotogrametría Photomodeler Scanner 2012.

Además, existe un paquete de software de desarrollo propio para el análisis de modelos y cálculo de parámetros relevantes para geometrías en 2D y 3D en el entorno MatLab.
Entre los parámetros que se pueden calcular desde el modelo construido con fotogrametría son:

  • Desviaciones de la superficie real con respecto de la teórica en coordinadas x, y, z.
  • Deformación por gravedad para  distintas orientaciones de concentrador.
  • Desviación angular a partir del vector normal a la superficie comparado al vector teórico normal.
  • Desviación de los rayos reflejados en la superficie reflexiva del módulo comparado con el foco teórico del concentrador.
  • Factor de interceptación.
  • Cálculo de otros parámetros relevantes bajo petición