Primer sistema de inspección óptica para centrales termosolares

La tecnología de colectores cilindro-parabólicos (CCP) es la más extendida de las cuatro existentes en la actualidad para explotar la energía termosolar. Se trata de un tipo de aprovechamiento cuyo primer paso consiste en concentrar los rayos del sol mediante una línea de espejos curvos en un tubo absorbente. En su interior, circula un fluido que posteriormente transportará el calor al lugar de almacenamiento o conversión en energía eléctrica.

Mejorar el control de la geometría y posibles defectos en los espejos reflectores es un punto clave para aumentar la eficiencia de los colectores cilindro-parabólicos y de las centrales que los albergan.

“Si los reflectores no concentran en el punto adecuado los rayos del sol, disminuye la radiación que son capaces de captar, y por tanto la energía obtenida”, afirma Rogelio Peón, responsable de I+D de TSK. Esta multinacional de matriz asturiana ha creado el primer sistema óptico extensivo que detecta los posibles defectos de fabricación y posición de estos colectores.

Tal y como explica el ingeniero, los métodos que actualmente se utilizan para inspeccionar la geometría de los colectores requieren mucho tiempo y una minuciosa manipulación humana. Por eso, “actualmente se suelen testar un 4 o 5% del total de los colectores de una central, lo que deja cierto margen a la incertidumbre. Y a la hora de probar cada uno de ellos, tampoco se comprueban en su totalidad, sino que se selecciona una muestra de parámetros y puntos”, dice Peón.

Tras un primer intento basado en técnicas fotogramétricas, y al comprobar que no obtenían los resultados deseados en términos de rapidez y precisión, los ingenieros de TSK y Prodintec diversificaron su enfoque y abrieron varias vías posibles. Finalmente se decantaron por la tecnología láser.

El funcionamiento del sistema desarrollado por TSK se basa en el propio funcionamiento de los concentradores solares, pero al revés. En palabras de Rogelio Peón, “colocamos un láser móvil en el punto donde se situaría el tubo conductor del fluido caloportador, y desde ahí lanzamos un rayo hacia el espejo, que se proyecta hacia el techo”.

Al ir barriendo con el láser distintos puntos a lo largo de la parábola del colector solar, el láser dibuja una serie de líneas que deben corresponderse con la plantilla correctamente calibrada sobre la que se proyectan en el techo.

Un sistema de visión capta las imágenes de la proyección sobre la plantilla, y a continuación son analizadas mediante un software que determina las deformaciones de la parábola con precisión milimétrica a partir de los defectos de las líneas proyectadas sobre la cuadrícula. Con este sistema “hemos conseguido un tiempo de inspección inferior a un minuto para cada colector, con lo que somos capaces de inspeccionar el 100% de la producción, y por tanto garantizar al cliente el estado óptimo de todos los colectores que salen del taller”, afirma Peón.

Más sal y menos aceite

Las plantas termosolares convencionales utilizan aceite en los colectores solares como fluido portador de calor. A continuación, ese calor se transfiere a un tanque de sales que debido a las altas temperaturas están fundidas. Las sales almacenan el calor para que la planta pueda seguir produciendo electricidad durante la noche.

“El problema del aceite es que está limitado a funcionar a 400^o C, porque por encima de esa temperatura comienza a degradarse. Pero ahora las exigencias están aumentando, así que se buscan mayores temperaturas de trabajo para ser más eficientes”, explica Rogelio Peón.

La solución que están explorando ingenieros de todo el mundo consiste en llevar las sales, que admiten mayores temperaturas de trabajo, al campo solar y sustituir con ellas el aceite. Pero la nueva solución implica nuevos retos tecnológicos, y para afrontarlos la multinacional está desarrollando dos nuevos proyectos: Solarsal y Solartap.

El primero se orienta a la prueba y validación de materiales capaces de resistir la corrosión que operan las sales a elevadas temperaturas y la degradación de las propias sales. Por su parte, Solartap, se centra en diseñar soluciones innovadoras para afrontar las posibles congelaciones y consiguientes obstrucciones que pueden producirse en las tuberías de las plantas termosolares (la sal congela a 240^o C).

Ambos proyectos, al igual que el sistema de inspección de los colectores, están cofinanciados por el Plan de Ciencia Tecnología e Innovación (PCTI) del Principado que gestiona la Fundación para el Fomento en Asturias de la Investigación Científica Aplicada y la Tecnología (FICYT).