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“Prefactibilidad del uso de sistema colimadores frente a los focalizadores” 2014 – 2015 José Luis Charco [email protected] Alexis Iza [email protected] Escuela Politécnica Nacional Laboratorio de Energías Alternativas y Eficiencia Energética Resumen El aprovechamiento máximo de la energía radiante es uno de los estudios en la actualidad enfocados en mejorar la eficiencia de las energías alternativas. De ahí surgen los sistemas colimadores y focalizadores, tras un largo estudio son muy usados en la actualidad en muchos sistemas energéticos. Abstract: Seize the maximum radiant energy is one of the studies to improve the performance of alternative energies is one of the studies focused to improve the efficiency of alternative energy. Hence appeared the collimators and focalizers systems, they are used today by many energy systems. 1. Introducción. Específicamente hablando de los rayos solares, es de esperarse aprovechar al máximo los rayos para mejorar algún sistema energético, sea para calentar agua, producción de electricidad, cocer alimentos etc. Estos sistemas colimadores y focalizadores son de mucha ayuda para lograr este fin, cuál usarse dependerá mucho de la aplicación, incluso se podrían combinar. 2. ¿Qué es un sistema colimador? Un colimador es un sistema que ha partir de un haz de luz divergente permite obtener un haz de luz paralelo. Sirve para homogeneizar las trayectorias o rayos que, emitidos por una fuente, salen en todas direcciones y obtine un chorro de partículas o conjunto de rayos con las mismas propiedades. [1] Fig1. a) Sistema sin colimador, b) Sistema con colimador. (1) 3. Aplicaciones de los colimadores - Laser - Dentales

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Prefactibilidad del uso de sistema colimadores frente a los focalizadores2014 2015Jos Luis Charco [email protected] [email protected]

Escuela Politcnica NacionalLaboratorio de Energas Alternativas y Eficiencia EnergticaResumen El aprovechamiento mximo de la energa radiante es uno de los estudios en la actualidad enfocados en mejorar la eficiencia de las energas alternativas. De ah surgen los sistemas colimadores y focalizadores, tras un largo estudio son muy usados en la actualidad en muchos sistemas energticos.Abstract: Seize the maximum radiant energy is one of the studies to improve the performance of alternative energies is one of the studies focused to improve the efficiency of alternative energy. Hence appeared the collimators and focalizers systems, they are used today by many energy systems.1. Introduccin.

Especficamente hablando de los rayos solares, es de esperarse aprovechar al mximo los rayos para mejorar algn sistema energtico, sea para calentar agua, produccin de electricidad, cocer alimentos etc. Estos sistemas colimadores y focalizadores son de mucha ayuda para lograr este fin, cul usarse depender mucho de la aplicacin, incluso se podran combinar. 2. Qu es un sistema colimador?Un colimador es un sistema que ha partir de un haz de luz divergente permite obtener un haz de luz paralelo. Sirve para homogeneizar las trayectorias o rayos que, emitidos por una fuente, salen en todas direcciones y obtine un chorro de partculas o conjunto de rayos con las mismas propiedades. [1]

Fig1. a) Sistema sin colimador, b) Sistema con colimador. (1)

3. Aplicaciones de los colimadores

Laser

Dentales

Rayos X

Lente de fresnel

Paneles solares

Colectores solares planos

Est claro que la aplicacin de los colimadores est muy limitada para generar alta energa. 4. Qu es un sistema focalizador?Los sistemas de concentracin solar basan su tecnologia en colectores focalizadores, con estos es fcil obtener temperaturas ms elevadas, pero usualmente cuestan ms, necesitan siempre seguir el sol y slo utilizan la radiacin directa del sol. Al focalizar la radiacin solar, se pueden obtener temperaturas de 3500 C o mayores dependiendo de la perfeccin ptica del sol. [2]Focalizar bsicamente es concentrar los rayos del sol en un punto, los ms comunes son los de tipo parablico, la energa se concentra en el foco del mismo. Despus de la simulacin de todas las posibles configuraciones del sistema, HOMER despliega una lista de configuraciones, ordenadas por costo neto presente (algunas veces llamado costo del ciclo de vida), que usted pueda utilizar para comparar las opciones del diseo del sistema.4.1 Sistemas de concentracin Los concentradores Los disco/motores Torres de potencia4.2 Concentradores

En estos sistemas la energa solar se concentra por reflectores en forma de canal parablicamente curvados a una tubera receptora que se ubica a lo largo del interior de la superficie curvada, esta energa calienta aceite que fluye a traves de la tubera, y la energa calorfica es luego usada para generar electricidad en un generador a vapor convencional. [2]

Fig.2 Concentrador solar (2)

4.3 Disco/motorUn sistema disco/motor es una unidad puesta en solitario compuesta primariamente de un colector, un receptor y un motor. La energa del sol se colecta y se concentra en una superficie con forma de plato a un receptor que absorbe la energa y la transfiere a un fluido de trabajo del motor. El motor convierte el calor a potencia mecnica en una manera similar a los motores convencionales. [2]

Fig.3 Sistema disco/motor. (3)

4.4 Torres de potencia

En estos sistemas la energa del sol es concentrada por un campo de cientos o incluso miles de espejos denominados helistatos a un receptor localizado en la cima de una torre. Esta energa calienta sal derretida que fluye a travs del receptor y la energa calorfica de la sal es usada luego para generar electricidad en un generador a vapor convencional. La sal derretida retiene el calor eficientemente, as que este se puede almacenar por horas o incluso das antes de ser usado para la generacin elctrica.

Una torre de potencia localizada en el desierto Mojave de California puede generar cerca de 10 MW de electricidad. [2] Ver Fig4.

Fig4. Torre de potencia. (3)5. Prefactibilidad del uso de sistema colimadores frente a los focalizadores

Primeramente hemos aclarado que los sistemas focalizadores son de alto rendimiento y generalmente se usa para generar grandes potencia ya que concentran la energa.

Como se menciono la factibilidad depende mucho de la aplicacin, ejemplo si quiero megavatios utilizara sistemas focalizadores, si quiero calentar el agua de mi casa para ducha es resulta mas barato utilizar sistemas colimadores. Por otro lado el sistema focalizador esa limitado para los rayos x, laser es ms comodo usar colimadores para estos fines.Bien podemos decir que para la produccin de energa a gran escala es recomendable usar sistemas focalizadores.Vale mencionar que si se usan colimadores en cantidades grandes como colectores solares, si pueden producir energas elevadas pero no llegar a la de los sistemas focalizadores.Para pequeas instalaciones caseras es conveniente utilizar sistemas colimadores por su bajo costo de instalacin.6. Conclusiones

Todos los sistemas tienen sus aplicaciones, el elegirlos, depende del proyecto o necesidad dada.Los sistemas focalizadores generan megavatios de energia, lo que lo hace muy productivo.

Los sistemas colimadores tienen amplia aplicacin en rayos x, paneles solares etc. Pues para estas situaciones justamente es necesario de un colimador y no de un focalizador.Sistemas colimadores tienen costo ms bajo de construccin e instalacin inicial.12 Referencias[1]http://es.wikipedia.org/wiki/Colimador[2]http://www.lasenergiasrenovables.com/downloads/concentradoressolares.pdf

(1)http://es.wikipedia.org/wiki/Colimador(2)http://www.unida.org.ar/Virtuales/Energias/Clase%204/CONCENTRADORES%20SOLARES.pdf(3)http://www.lasenergiasrenovables.com/downloads/concentradoressolares.pdf2