Diseño, caracterización y realización de concentradores fotovoltaicos de alta ganancia

• Autores: Jose Luis Alvarez Rico
• Directores de la Tesis: Juan Carlos Miñano Dominguez (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Politécnica de Madrid ( España ) en 2001
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Antonio Luque López (presid.), Pablo Benítez Giménez (secret.), Jaime Alfonso Parada Ibáñez (voc.), Juan Carlos González López (voc.), Francisco José López Hernández (voc.)
• Materias:
  • Física
    • Óptica
      • Óptica geométrica
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología electrónica
      • Dispositivos fotoeléctricos
    • Tecnología energética
      • Fuentes no convencionales de energía
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• Resumen

  • El objetivo de la tesis es mostrar el método de diseño, los procesos de fabricación y las medidas realizadas para la caracterización de sistemas ópticos de concentración de alta ganancia. En concreto, se estudian los concentradores del tipo RXI y TIR-R, diseñados dentro del marco de la óptica anidólica mediante el método de las Superficies Múltiples Simultáneas (SMS).

    Ambos tipos de concentradores destacan por ser dispositivos compactos que pueden alcanzar rangos de concentración superiores a 1000 soles con ángulos de aceptancia grandes.

    Se muestra el proceso de fabricación de prototipos de un sistema de concentración basado en los concentradores RXI. En este proceso el principal problema surgen en la metalización de las superficies del concentrador. Además, la reflectividad de los espejos aparece como la principal fuente de pérdidas ópticas, según las simulaciones realizadas de los dispositivos.

    Se muestran, también, los resultados de las medidas para la caracterización de los prototipos fabricados. Las medidas de eficiencia óptica dan como resultado un 80-82%. La aceptación angular medida es de 1.3º-1.4º. La eficiencia de conversión eléctrica es del 15%. El RXI produce una distribución no uniforme de la luz sobre la superficie del receptor, esto provoca un incremento de las pérdidas por efecto de la resistencia serie.

    Por último, se describe el proceso de diseño de concentradores del tipo TIR-R mediante el método SMS. Se muestran dispositivos diseñados para concentraciones de 300X y 1000X que alcanzan características muy similares al os RXI. Además, es posible obtener concentradores con una distribución más homogénea de la potencia incidente sobre el receptor que en el caso del RXI.