El principio básico de la energía solar térmica es sencillo: la radiación solar se capta y se convierte en calor. Esto es tan fácil que puedes encontrar numerosas instrucciones para construirlo tú mismo. Ahora existe otra variante que consta de los materiales más sencillos.
El desarrollo de soluciones de energía renovable ha dado un paso adelante con la creación de un espejo solar de bajo coste, capaz de generar calor a más de 300 °C. Este espejo, hecho de una película reflectante de Mylar y una malla de varillas de acero, es casi 100 veces más económico que otros espejos utilizados en la conversión de energía solar en electricidad y calor. El coste total de los materiales ronda los 3 dólares (unos 2.75 euros), lo que lo convierte en una solución potencial para reducir el coste de producción de energía a partir de la luz solar.
Los sistemas CSP pueden tener diferentes dimensiones, hasta el tamaño de varios campos de fútbol. El YouTuber Sergiy Yurko presenta en un vídeo una versión más compacta para el jardín o el balcón de casa.
Beneficios del espejo solar
- Generación de electricidad y calor eficiente: Este espejo puede concentrar la radiación solar en un punto específico, logrando temperaturas superiores a los 300 °C. Se puede utilizar para generar electricidad de forma más económica que las plantas solares o térmicas.
- Aplicaciones versátiles: Además de producir electricidad, esta tecnología puede generar calor para calefacción de invernaderos, procesos industriales y redes de calefacción urbana. La versatilidad de este sistema lo convierte en una opción rentable para reducir costos en múltiples sectores.
El componente más complejo del sistema CSP de Sergiy es el espejo parabólico. Esto sirve para concentrar los rayos del sol en un área lo más pequeña posible. La estructura básica consta de un marco de madera cuadrado. Los puntales de alambre curvos ayudan a crear un marco cóncavo para el espejo. La superficie del espejo se crea mediante una película reflectante.
Sergiv demuestra cómo coloca un recipiente (receptor) de metal pintado de negro en el punto focal del espejo parabólico y lo utiliza para hervir agua. Según sus propios cálculos, alcanza una potencia de unos 500 vatios por metro cuadrado de superficie de espejo. Esto significa que el aficionado no está muy lejos de los sistemas CSP industriales más modernos, que concentran la radiación solar en el rango de 500 a 1.000 vatios por metro cuadrado en el receptor.
Retos en la Implementación
- Durabilidad de la película: Una de las preocupaciones es la vida útil de la película reflectante, que tiende a desgastarse por la radiación solar y las condiciones climáticas. Sin embargo, la implementación de un sistema de reemplazo periódico, cada 12-24 meses, podría mantener la eficiencia del sistema.
- Sustitución eficiente: Para prolongar la vida útil del sistema, se propone un método de reemplazo de la película con marcos preensamblados que puedan instalarse en menos de un minuto por dos trabajadores. Se requiere una fábrica para reciclar y reemplazar las películas, con un costo total estimado de alrededor de 1 USD (0.92 euros) por metro cuadrado.
Soluciones a los problemas de diseño
En su vídeo, Sergiy describe varios problemas y soluciones durante su proyecto. Cualquier arruga que se produzca en la película se puede reducir significativamente tratando el material con una pistola de calor. El cambio de película de poliéster a película de polipropileno resultó en una imagen especular más homogénea debido a la mayor elasticidad.
- Eliminación de arrugas: Las arrugas en la película afectan la concentración de la luz solar. Experimentos recientes muestran que se pueden eliminar con herramientas de calor, pero un diseño que minimice las arrugas desde el principio es esencial.
- Geometría del marco: El diseño del marco debe optimizarse para reducir el tamaño de la mancha de radiación solar, garantizando que el punto focal sea más preciso.
- Cálculo de pérdidas energéticas: Factores como la sombra de las varillas y la acumulación de suciedad pueden reducir la eficiencia. El uso de varillas estratégicamente colocadas y la limpieza regular podrían mejorar la generación de calor.
Sistema solar térmico casi sin coste
En cuanto al coste, el aficionado calcula entre tres y cuatro euros por el marco de soporte. También hay gastos por la película del espejo, el receptor y accesorios como mangueras, abrazaderas, etc. Según sus declaraciones, se pueden esperar costes totales de 10 a 15 euros por metro cuadrado de tamaño de instalación. En comparación con los 100 a 300 euros por metro cuadrado de los sistemas profesionales, este autoconstrucción es una ganga.
Es importante tener precaución al diseñar y utilizar sistemas CSP caseros. La radiación solar concentrada puede alcanzar temperaturas muy altas y, si se maneja incorrectamente, puede provocar quemaduras u otros daños. Sin embargo, con una planificación adecuada y medidas de seguridad, cualquiera puede hacer realidad el sueño de un calentamiento de agua respetuoso con el medio ambiente y energéticamente eficiente.
Este espejo solar barato ofrece una oportunidad para cambiar la forma en que generamos electricidad y calor.
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