Diseñan sistema fototérmico que concentra radiación solar

Existen algunos algoritmos y relaciones geométricas que dictan la posición del sol a lo largo de la jornada, lo cual depende de la latitud del lugar y del día del año

Juan Gabriel Barbosa Saldaña, investigador del Instituto Politécnico Nacional (IPN), desarrolla un sistema solar de disco, fototérmico y que posee dos ejes de movimiento que le permiten concentrar la radiación solar en su máxima potencia durante todo el día y transformarla en energía térmica.

Se trata de un proyecto que realiza el catedrático e investigador de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (ESIME), Unidad Zacatenco, con el apoyo de los estudiantes de maestría Pino Durán Medina y Ernesto Enciso Contreras, y de licenciatura, Sergio Medina Gutiérrez.

También colaboran Alejandro Villagrán Hernández, José Manuel Valencia y César Abel Cristóbal Hernández, técnicos del taller de máquinas y herramientas de la ESIME, quienes elaboraron en su totalidad las piezas mecánicas y ensamblaron el dispositivo de seguimiento.

Barbosa Saldaña explicó en un comunicado que debido a que la intensidad de la radiación varía según la latitud, el momento del día y las condiciones atmosféricas que la atenúan, la primera parte del proyecto consistió en hacer todos los cálculos necesarios para que el dispositivo siga al Sol y posteriormente se realizó el diseño mecánico del seguimiento.

“El colector solar está provisto con dos ejes de movimiento, los cuales le dan su máxima eficiencia.

 Tenemos un movimiento en acimut, que es originado por un motor y una caja de engranes colocado en la parte de abajo y va de cero a 180 grados. La elevación se efectúa con otro motor con su caja de engranajes colocado arriba y va de cero a 90 grados.

“El primer movimiento va de este a oeste para seguir al sol durante el día, y el segundo desplazamiento es para darle la altitud solar, conforme el sol se eleva a lo largo del día”, puntualizó en un comunicado.

Expuso que gracias a la automatización, el dispositivo se mueve conforme transcurre el día. “Va cambiando de posición automáticamente dependiendo del día del año y de la hora, por lo que siempre absorbe máxima radiación solar”, aseguró.

Dijo que existen algunos algoritmos y relaciones geométricas que dictan la posición del sol a lo largo de la jornada, lo cual depende de la latitud del lugar y del día del año.

“De alguna manera estos algoritmos o modelos matemáticos se programaron en un sistema de control para que al momento de introducir la latitud del lugar y la fecha del año, automáticamente el colector se posicione y realice su recorrido a lo largo del día. Cada cinco minutos se actualiza y adopta una nueva posición”.

El experto del Politécnico indicó que “este tipo de colectores se utilizan para generar vapor en centrales termoeléctricas y centrales de generación de potencia a gran escala, pero el diámetro del disco que utilizan es muy grande, por lo que nosotros lo diseñamos con uno menor, porque el propósito es ofrecerlo para que se instale en casas habitación”.

Señaló que en el Distrito Federal, y en general en toda la República Mexicana, existe la ventaja de que durante la mayor parte del tiempo hay muy buena calidad de radiación solar, por lo que se estima que el dispositivo podría generar un ahorro de entre 60 o 70 por ciento de energía.