Diseño y análisis de un pequeño horno solar con Tonatiuh

Abstract

Los hornos solares se definen como dispositivos que concentran la radiación solar en un área pequeña llamada foco donde las temperaturas pueden alcanzar los 3500 °C. Su diseño consta de dos o más etapas en las que intervienen helios tatos, reflectores parabólicos, y otro tipo de reflectores. Las aplicaciones de la energía solar son diversas entre las que podemos destacar la fabricación de combustible de hidrogeno o nanomateriales, la fundición de acero, generación de electricidad… Este proyecto trata del diseño de un pequeño horno solar que usará como concentrador primario una antena parabólica, disponible en el Departamento, de 1800 mm de diámetro y 778 mm de distancia focal. El diseño incluye el dimensionado de un heliostato plano y la estimación de la distribución de flujo radiante y potencia máxima obtenible sobre un objetivo plano (target) situado a la distancia focal, así como un análisis paramétrico para estimar la influencia de la posición del blanco con respecto al foco (slant range) y de las posibles desviaciones constructivas con respecto al diseño. La potencia máxima obtenible sobre un objetivo plano de xx mm de diámetro ha resultado ser igual a 2,32 kW. Para la realización de los cálculos se ha recurrido al software de trazado de rayos de código abierto “Tonatiuh”.