Atmospheric extinction of solar radiation measurement in solar thermal electric plants

• M.E. Carra ^[2] ; J. Ballestrín ^[2] ; J. Barbero ^[1]
  1. [1] Universidad de Almería

     Universidad de Almería

     Almería, España

     
  2. [2] CIEMAT-Plataforma Solar de Almería
• Localización: Óptica pura y aplicada, ISSN-e 2171-8814, Vol. 54, Nº. 2, 2021
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Medida de la extinción atmosférica de la radiación solar en centrales solares termoeléctricas de receptor central
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• Resumen
  • español

    Se ha desarrollado un sistema óptico de medida de la extinción atmosférica de la radiación solar. El sistema utiliza aplicación y procesamiento de imágenes ópticas para obtener información científica de interés. El sistema contribuye a hacer más eficiente la tecnología solar de concentración ayudando a combatir el cambio climático. Las futuras plantas solares de torre serán de mayor potencia y mayores distancias helióstato-receptor central que las actuales, cobrando la extinción atmosférica de la radiación solar gran importancia. Hasta ahora, la extinción se había determinado con modelos paramétricos poco realistas. Por ello, se ha desarrollado un procedimiento para medir extinción atmosférica basado en un sistema óptico. Se realizaron simulaciones y cálculos con códigos de transferencia radiativa para estimar los niveles de extinción esperados y basándose en estos niveles se desarrolló el sistema óptico. El sistema consiste en dos cámaras digitales idénticas de alta resolución enfocadas hacia una diana lambertiana, las cuales toman imágenes simultáneas. Las imágenes se convierten en matrices con valores numéricos y tras una serie de complejas operaciones se obtiene la radiación solar extinguida. La extinción diaria medida ha sido monitorizada por primera vez en el panel de control de la sala de operaciones de una planta de torre junto con el resto de variables meteorológicas de control para el funcionamiento diario de una planta.

  • English

    An optical system has been developed to measure the atmospheric extinction of solar radiation. The system applies optical imaging and image processing to obtain scientific information of interest. The system contributes to making solar concentration technology more efficient, helping to combat climate change. Future solar tower plants will have higher power and greater heliostats-central receiver distances, making important the atmospheric extinction of solar radiation effect. Until now, the extinction had been determined with unrealistic parametric models. Therefore, a procedure for measuring extinction based on an optical system has been developed. Simulations and calculations with radiative transfer codes were carried out to estimate the extinction levels expected. Based on these levels, the optical measurement system was developed. The system consists of two identical high-resolution digital cameras foccused at a Lambertian target at different distances taking simultaneous images. These images are converted into matrices with numerical values and after a series of complex operations the extinguished solar radiation is obtained. The daily extinction measured has been monitored for the first time in the control panel of a tower plant operating room with the rest of the meteorological control variables for the daily operation.