Diseño gráfico de concentradores de tipo CPC

Abstract

En el presente trabajo se describe un procedimiento geométrico mediante el cual es posible trazar las curvas que conforman los espejos de un concentrador CPC para su posterior construcción. Se muestra cómo es posible realizar esta tarea utilizando un programa que dispone de las operaciones geométricas habituales, el Cabri IIPlus de CABRILOG. Este procedimiento es muy sencillo y tiene la ventaja de que el programa incluye la posibilidad de trazar las curvas en una impresora para que posteriormente se pueda realizar una copia en madera o metal con el fin de construir el concentrador. En primer lugar se muestra como construir un CPC básico, con un absorbedor horizontal. Luego se generaliza la construcción a formas más complicadas cómo absorbedores circulares, elípticos o una curva cualquiera dibujada con puntos. En ese caso se muestra un método para construir las involutas considerando la forma que tiene el absorbedor, para luego continuar la curva con los trozos de parábola necesarios para completar el espejo. El uso del programa Kgeo en Linux es considerado cómo una alternativa de costo nulo bajo licencia GPL. se está construyendo una aplicación de los CPC en calentamiento de agua usando un diseño de 2 m<SUP>2</SUP> de área generado con el método aquí descripto.

A geometrical procedure to design a CPC concentrator is described. A commercial program, Cabri IIPlus, can be used to perform this work. The procedure is simple and it has the advantage that it is possible to print a copy of the design to be used at a 1:1 scale to build the mirrors. In the first section a Basic CPC with a planar horizontal absorber concentrator is designed. Then more complicated absorbers, like circular, elliptic or more general forms are considered. A method to draw an involute of the absorber point by point is introduced. The possibility to use a GPL program in Linux, called Kgeo, is considered. As a first application a CPC to be used for water heating is designed with a 2 m<SUP>2</SUP> receiver area and a circular absorber.