Estudio geométrico de un horno solar para procesamiento de minerales a altas temperaturas

Abstract

Se presenta un estudio óptico geométrico del campo de helióstatos de un horno solar para procesamiento de minerales a altas temperaturas. La configuración propuesta tiene la particularidad de que tanto los helióstatos como el concentrador secundario tienen foco lineal para concentrar la radiación solar en un recinto térmico cilíndrico. Para la determinación de la eficiencia óptico geométrica del sistema se encontraron las ecuaciones de las posiciones angulares de los helióstatos para cada instante. Se obtuvo una herramienta computacional que permite evaluar la energía anual colectada para distintas geometrías del campo de colección y permite también encontrar la configuración que minimiza las pérdidas ópticas. Se realizó el diseño de los heliostatos mediante la asistencia del análisis de marcha de rayos. Se comprobó experimentalmente el grado de concentración lineal de las facetas que componen cada helióstato.

A geometric optical study of the heliostat field of a solar furnace for the processing of minerals at high temperatures is presented. The proposed configuration has the particularity that both the heliostats and the secondary concentrator have a linear focus to concentrate the solar radiation in a cylindrical thermal enclosure. For the determination of the geometric optical efficiency of the system, the equations of the instantaneous angular positions of the heliostats were found. A computational tool was obtained that allows to evaluate the collected annual energy for different geometries of the collection field and also allows to find the configuration that minimizes the optical losses. The design of the heliostats was carried out by the assistance of the analysis of ray tracing. The degree of linear concentration of the facets that make up each heliostat was checked experimentally.