Orientación precisa de heliostatos en centrales solares de torre

En las centrales solares de torre, la luz reflejada por numerosos espejos se dirige hacia un receptor, una pequeña área en la parte superior de la torre. El calor resultante, de hasta 800 °C, se utiliza para generar vapor para alimentar una planta de energía de turbinas. La mayoría de las plantas se encuentran en desiertos o áreas similares al desierto con un alto grado de radiación solar . Estas zonas se caracterizan por fluctuaciones extremas de temperatura entre el día y la noche, con valores muy altos y sumamente bajos en el termómetro. Esto significa que a pesar del entorno seco general, es previsible que se produzca condensación . Por lo general, la arena y el polvo suelen ser constantes, y las tormentas de arena pueden darse con frecuencia. Las centrales grandes están compuestas por varias decenas de miles de heliostatos (un aparato que contiene un espejo móvil o conducido, utilizado para reflejar la luz solar en una dirección fija).

Los espejos móviles deben dirigir siempre la luz solar con precisión sobre la superficie objetivo. Sus puntos de enfoque deben distribuirse de la forma más uniforme posible a lo largo de esta superficie para evitar el sobrecalentamiento de puntos específicos. La alineación de los espejos calibrados con precisión debe mantenerse constante durante el funcionamiento. Dado que los espejos individuales pueden colocarse a varios cientos de metros de distancia de la torre, se requiere una medición de alta precisión de su ángulo horizontal y vertical, es decir, la rotación y la inclinación de la superficie del espejo. La tecnología utilizada para este fin debe ser capaz de soportar las duras condiciones ambientales en términos de temperatura, humedad y contaminación. La tecnología también requiere un alto nivel de inmunidad a las interferencias eléctricas causadas por los relámpagos.

La rotación horizontal se detecta con precisión mediante un encoder magnético de la serie MNI40 a alta resolución. El encoder se puede integrar fácilmente en el mecanismo de accionamiento. La toma de muestras se realiza sin contacto y el dispositivo no requiere piezas mecánicas susceptibles al desgaste. Los sensores de inclinación del tipo F99 se utilizan para determinar el ángulo de inclinación de la orientación vertical. Estos sensores calculan el ángulo mediante un método puramente electrónico, y prescinden de componentes mecánicos. Ambos sensores están diseñados para funcionar en condiciones ambientales adversas. Pueden soportar temperaturas extremas, humedad, suciedad e impactos mecánicos.

Sensor de inclinación INY060D

• Sensor de inclinación de dos ejes
• Rango de medición: -30° … +30°
• Precisión absoluta: ≤ ±0,2°
• Precisión de repetición: ≤ ±0,04°
• Temperatura ambiente: –40 °C … +85 °C
• Resolución: ≤ 0,02°
• Grado de protección IP68/69K

Encoder incremental MNI40N:r:

• Sin desgaste, detección magnética sin contacto
• Diseño resistente (alto grado de estanqueidad al polvo; resiste la humedad, la suciedad y los efectos mecánicos)
• Recuento de pulsos: máx. 7200
• Temperatura de funcionamiento: –40 °C … +100 °C
• Grado de protección:  EN 60529, IP67, IP68, IP69K

Ambas series de sensores incluyen versiones de dispositivos especialmente adaptadas para su uso en esta aplicación. Se pueden realizar personalizaciones adicionales para satisfacer requisitos específicos. Las modificaciones ya disponibles incluyen cambios en la fijación mecánica y el diseño de la interfaz eléctrica, así como una mayor resolución. El sensor de inclinación es especialmente fácil de instalar porque no es necesario conectarlo mecánicamente a ningún accionamiento.

• Detección de posición de alta precisión a lo largo de dos ejes para un seguimiento preciso de los heliostatos en función de la posición del sol
• Orientación muy precisa hacia el receptor para obtener la máxima eficiencia
• Dispositivos resistentes para su uso en condiciones extremas
• Personalización de los sensores específica de la aplicación y del sistema