ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALFrancisco Zurita UllauriEnergías AlternativasTema: ¿Cómo funciona el sistema de captación solar Fresnel?13/03/2014

Los sistemas de colección solar Fresnel son ampliamente usados en la generación de energía eléctrica, están basados en un sistema muy simple derivados de los estudios y experimentos del físico Agustín Fresnel quien hizo posible el desarrollo de un lente con una distancia focal mucho más corta que los clásicos lentes convexos, además, con una reducción considerable de material en la elaboración del lente.

El principio de funcionamiento de un lente Fresnel es relativamente sencillo, una reducción en la superficie esférica de una lente convexa es compensada con cortes en anillos circulares concéntricos, cada corte posee una inclinación

singular lo que le da un carácter más de prisma que de un lente convexo, sin embargo su potencia no se reduce. Los rayos de luz al atravesar el lente salen de manera paralela y llegan de la misma manera al eje óptico concentrándose en un solo punto1 tal como se muestra en la figura 1.

Teniendo esto en cuenta, para el colector solar Fresnel se aplica el mismo principio, pero con la singularidad que los cortes circulares concéntricos son reemplazados por espejos de vidrios planos lineales ubicados de forma paralela consecutiva y de igual manera con una diferente inclinación individual formando una pequeña parábola entre las superficies refractantes; esto al igual que en el lente Fresnel loga concentrar la luz en un punto focal pero como utilizamos espejos lineales el punto focal se extiende y forma una “línea” de concentración de luz, y es en esta línea de

concentración donde se instan tubos de absorción por donde pasa agua que posteriormente se calienta, se evapora y pasa por una turbina de vapor generando así electricidad 2. Se registran temperaturas cercanas a los 500°C.

De acuerdo con Deign (2013) se podrían instalar motores estándar que guíen los espejos en función de las condiciones climáticas estacionales de la zona de instalación, esto permitiría un aprovechamiento máximo de la potencia de los espejos a lo largo de todo el año.

Existen diversas tecnologías de tipo colector Fresnel, la anteriormente explicada utiliza espejos planos lineales, es la más sencilla debido a su fácil construcción e instalación, hay una segunda que utiliza espejos semicurvos lineales, esto representa un mayor trabajo en la elaboración de

espejos y de igual manera en la infraestructura del colector, y una tercera que utiliza espejos planos ubicados en forma

radial y que concentran los rayos de luz en un punto

1 Lente Fresnel, http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/2 NOVATEC - BIOSOL

Figura 1. Concentración de los rayos de luz al pasar por el lente Fresnel.

Figura 2. Colector solar Fresnel de espejos curvos. Murcia.Fuente:http://ingenieroandreotti.blogspot.com/2012/10/puerto-errado-ii-termosolar.html

Figura 3. Colector solar Fresnel de espejos planos. Almería.Fuente:http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/5049/fichero/memoria_rvf.pdf

focal único, a estos también se los conoce como heliostatos y cumplen el mismo principio Fresnel. A continuación se presentan imágenes de los tipos de colectores Fresnel.

Como conclusiones podemos decir que los sistemas de colección Fresnel son muy versátiles, de bajo costo en cuanto a materiales e instalación y mantenimiento, podrían competir con los combustibles fósiles siempre y cuando se localicen en lugares geográficos favorables. Una desventaja es el espacio que se debe disponer para la implementación de estos sistemas, pero en un balance general es un sistema muy conveniente ya que para la generación de energía se puede condensar el vapor y reutilizar el agua y los espejos son de fácil reemplazo, siendo perfecta para implementar en países como el Ecuador con un potencial energético solr muy grande.

Bibliografía

NOAVTEC-BIOSOL. La primera central eléctrica solar Fresnel del mundo en funcionamiento con fines comerciales. Recuperdo de http://www.accion-solar.org/accion-solar/adjuntos/contenido-1533-archivo2.pdf el 10 de marzo de 2014.

Deign, j. (2013). Valoración de colectores Fresnel con punto de enfoque. Recuperado de http://es.csptoday.com/mercados-emergentes/valoraci%C3%B3n-del-colector-fresnel-con-punto-de-enfoque el 10 de marzo de 2014.

Villar, R. Estudio del rendimiento óptico de un captador Fresnel. Recuperado de http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/5049/fichero/memoria_rvf.pdf el 10 de marzo de 2014.

Anónimo. (2009). Lentes Fresnel. Recuperado de http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/OptGeometrica/Instrumentos/fresnel/fresnel.htm el 10 de marzo de 2014.

Andreotti J. [Blog internet]. (2012). Nueva Planta Termosolar Puerto Errado II. Recuperado de http://ingenieroandreotti.blogspot.com/2012/10/puerto-errado-ii-termosolar.html el 10 de marzo de 2014.

Figura 4. Colector solar Fresnel radial. Andalucía.Fuente:http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/5049/fichero/memoria_rvf.pdf