Número 9 - Instituto Tecnológico Superior de Cajeme

Estudio Comparativo
entre un Concentrador
Solar Continuo
y uno Segmentado
The first case relates to a reflector
surface constructed with circular
segments of 0.05 m in the second
case by a continuous surface reflector
ideal, for it is developed and
applied a methodology for
computer-aided optical design in
order to obtain simulation models
allowing computer system characteristics
of concentrator. The
results show that feasibility of
employing reflector surfaces with
smaller segments than 0.05 m,
which unlike the continuous reflector,
this allows tracking errors till 2
degrees.
José Efrén Ruelas Ruiz. Profesor Investigador del
Instituto Tecnológico Superior de Cajeme.
Nicolás Velázquez Limón. Jefe del Centro de Estudios
de las Energías Renovables de la Universidad
Autónoma de Baja California.
Ricardo Beltrán Chacón. Estudiante del Doctorado de
la Universidad Autónoma de Baja California.
Resumen
El presente artículo se refiere al estudio comparativo
entre las superficies de un reflector continuo y uno
segmentado de un Concentrador Solar tipo Scheffler
(CSTS), cuyas dimensiones de reflector y receptor
están dadas de acuerdo a la demanda térmica de un
motor Stirling de 2.75 kWe. La comparación se realiza
con el fin de conocer la distribución de los rayos en el
receptor. El primer caso se refiere a una superficie de
reflector construido con segmentos circulares de 0.05
m y en segundo caso por un reflector de superficie
continua ideal, para ello se desarrolla y aplica una
metodología de diseño óptico asistido por computadora
con el objetivo de obtener modelos de simulación
por computadora que permitan establecer las características
del sistema de concentración. Los resultados
obtenidos muestra que es factible de emplear superficies
de reflector con segmentos menores a los 0.05 m,
que a diferencia de el reflector continuo, este permite
tener errores de seguimiento de hasta 2 grados.
Abstract
This article refers to the comparative study between a
segment surfaces reflector and a continuous surfaces
reflector for a Solar Concentrator type Scheffler
(CSTS), the dimensions of the reflector and receiver
are given according to the thermal demand of 2.75 kW
Stirling engine . The comparison is made for know the
distribution of the rays on the receiver.
Keywords: Simulation, Optics, Solar Concentrator,
Scheffler, Stirling.
Q abs
I d
A ap
Radiación incidente en el absorbedor [W/m2]
Radiación solar incidente [W/m2]
Área de apertura [m2]
Reflectancia de la superficie
Factor de intercepción
Palabras clave
Simulación, Óptico, Concentrador Solar, Scheffler,
Stirling.
Introducción
El presente trabajo forma parte de la investigación que
plantea el desarrollo teórico y experimental de un
concentrador solar con absorbedor fijo, para generación
eléctrica mediante un motor Stirling de 2.75
kW, que se lleva a cabo en el Centro de Estudio de las
Energías Renovables de la Universidad Autónoma de
Baja California. Inicialmente se piensa en un concentrador
solar con absorbedor fijo para mejorar y facilitar
el desarrollo de la tecnología de generación eléctrica
distribuida por medio de motores Stirling con
aplicación en los sectores rurales aislados o zonas
urbanas que no cuentan con el suministro de energía
eléctrica, sin descartar, posibles aplicaciones alternas
de esta tecnología, la cual está en crecimiento debido a
los problemas de dependencia del petróleo y calentamiento
global del planeta.
ENTORNOACADÉMICO