Concentrador solar estático reflectivo-refractivo: construcción y evaluación experimental

• Arturo Cordero-Guillén ^[1] ; Guillermo Luque-Zúñiga ^[1] ; Omar Jiménez-Ramírez ^[1] ; Gonzalo Alonso Ramos-López ^[1] ; Rubén Vázquez Medina ^[1]
  1. [1] Instituto Politécnico Nacional

     Instituto Politécnico Nacional

     México

     
• Localización: CULCyT: Cultura Científica y Tecnológica, ISSN-e 2007-0411, Vol. 21, Nº. 2, 2024
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Reflective-Refractive Static Solar Concentrator: Construction and Experimental Evaluation
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• Resumen
  • español

    Este estudio presenta los resultados de un experimento que mejora la eficiencia de la captación de energía solar de un concentrador solar estático refractivo-reflectivo. Para esto, se consideró un concentrador solar con eficiencia reportada del 69.36 %, el cual combina un prisma y un concentrador cónico metálico. La nueva versión del concentrador solar fue construida en un torno convencional usando acero 1018 que tiene bajo contenido de carbono (0.15 % al 0.20 %) en la aleación, a la cual se le aplicó un proceso de lijado y pulido para lograr un acabado tipo espejo. Se usó un sistema de medición de intensidad de luz basado en un microcontrolador Arduino Uno R3 de código abierto, soportado por el circuito ATmega328P, un fotodiodo y un foco de halógeno con ajuste de posición en altura y desplazamiento horizontal. La eficiencia lograda fue de 73.39 %, que supera los resultados ya reportados. Este trabajo ofrece una solución innovadora y eficiente que aumenta el tiempo de captación de energía solar. Además, proporciona otra alternativa que usa materiales diferentes a los reportados anteriormente, como la lámina de aluminio anodizado, con superficies altamente reflectantes. El concentrador solar desarrollado en este estudio se puede adaptar a sistemas más complejos de concentración solar. La mejora significativa en la eficiencia de captación de energía solar se debe a la rigidez y estabilidad de los materiales usados y a los procesos de acabado aplicados. Como ventaja se destaca su potencial aplicación en entornos industriales y comerciales basadas en energías renovables.

  • English

    The results of an experimental study of a refractive-reflective static solar concentrator designed to increase the solar energy collection time compared to conventional static solar concentrators are presented. For this study, the solar concentrator developed by Luque-Zúñiga et al. in 2020, which combines a prism and a metallic conical concentrator, was redesigned. This new version of the solar concentrator was built on a conventional lathe using low-carbon steel and applied a grinding and polishing process to achieve a mirror-like finish. The study was conducted under controlled laboratory conditions. A light intensity measurement system based on an open-source microcontroller supported by the Arduino ATmega328P circuit, a photodiode, and a halogen spotlight with position adjustment to emulate sunlight was used. The results obtained are shown in a heat map and indicate the efficiency of the concentrator. This study contributes to the design and implementation of efficient static solar concentrating systems with renewable energy-based applications.