Las pruebas efectuadas en el nuevo sistema de calibración rápida de helióstatos han mostrado errores milimétricos en el receptor y podrían someterse a prueba en centrales comerciales de energía termosolar en el plazo de un año.

La nueva tecnología de alineación de helióstatos desarrollada en Alemania, pone de relieve la amplia gama de productos que permiten ahorrar costes y que estarán disponibles en las centrales comerciales de torre CSP.

Además, a parte del Sistema de Calibración Automático de Helióstatos, BCB ofrece otros subsistemas tales como la medida sin contacto de la temperatura del receptor usando termografía infrarroja, o un sistema para la medida de la atenuación solar.

En agosto de 2020, el Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar (Fraunhofer ISE) anunció que había completado la fase de pruebas y la evaluación a pequeña escala en su innovador sistema de calibración de helióstatos HelioControl. Financiado por el gobierno alemán, el proyecto HelioControl difiere de otras técnicas en el uso de cámaras para calcular la precisión de los helióstatos a partir de imágenes tomadas en el receptor.

Las primeras pruebas realizadas en la central de investigación de torre CSP de Themis, en Francia, indicaron que los puntos de referencia calculados en el receptor estaban a tan solo unos milímetros de los puntos de referencia reales.

El sistema utiliza el procesamiento de imágenes digitales para llevar a cabo medidas simultáneas de múltiples helióstatos. Los investigadores calculan que el sistema podría reducir los costes del campo de helióstatos en alrededor de un 5 %.

Es importante que el error estimado del cálculo de la precisión “sigue siendo el mismo para los helióstatos cercanos y los lejanos”, dijo Bern a Reuters Events.

Por tanto, podría resultar aún más beneficioso para las centrales de mayor tamaño a escala comercial, las cuales cuentan con un mayor número de helióstatos y cuya distancia media entre el helióstato y el receptor es superior.

Seguimiento de frecuencias

El sistema HelioControl asigna a todos los helióstatos una marca identificativa al monitorizar la distribución de la densidad de flujo mientras el helióstato se mueve.

Al trabajar en el dominio de las frecuencias, los helióstatos pueden distinguirse y separarse para su ulterior evaluación. El procesamiento de imágenes digitales se utiliza para extraer de la base de datos información sobre la ubicación de cada helióstato e identificar el punto de referencia real del helióstato.

Se necesitan pocas cámaras ya que se pueden captar distintas frecuencias con una única cámara, lo cual contribuye a reducir el mantenimiento directo y los costes de cableado.

El sistema HelioControl podría integrarse con controles de circuito cerrado para las correcciones de los helióstatos, de modo que estas sean rápidas y estén automatizadas.

Una visión diferente

Los grupos españoles CENER e IK4-TEKNIKER han desarrollado un planteamiento diferente, en el que utilizan cámaras de bajo coste conectadas a cada uno de los helióstatos.

El sistema de calibración escalable de los helióstatos (SHORT) identifica los fallos de alineación y vuelve a calibrar en menos de una hora, según aseguran las empresas.

Las cámaras están orientadas hacia varios objetivos ubicados en posiciones conocidas, lo cual permite a la cámara comparar la posición real con la esperada. Este proceso se repite en diversas posiciones con objeto de adquirir datos que permitan modificar las órdenes de seguimiento.

En otro proyecto sobre helióstatos, la empresa emergente estadounidense Heliogen ha desarrollado un sistema que utiliza cámaras y un software avanzado de visualización por ordenador para alinear los helióstatos con mayor precisión y aumentar la eficiencia solar.

Los investigadores están también mejorando los materiales de los helióstatos. La española Tewer Ingeniería y sus socios Acciona Industrial, Aalborg CSP, el Instituto de Investigación Aplicada F y Modern E-Technologies han desarrollado un compuesto para los helióstatos que integra un sándwich de vidrio-espuma-vidrio de curvatura esférica, el cual evita los problemas de bloqueo y la falta de alineación inducida por la temperatura.

Salto al ámbito comercial

Tal y como afirma Marcelino Sánchez González, director del departamento de Energía Solar Térmica y Almacenamiento de Energía Térmica de CENER, el equipo de SHORT se ha fijado el objetivo de completar la evaluación de las pruebas de precisión de seguimiento efectuadas en el centro de investigación de CSP Plataforma Solar de Almería (PSA) para este otoño.

En la siguiente etapa, el equipo pretende implantar el sistema de calibración en helióstatos de terceros disponibles comercialmente. El método patentado está listo para su comercialización y los investigadores están negociando las licencias no exclusivas para proyectos de I+D.

El equipo de HelioControl pretende someter su sistema a prueba en una central de escala comercial. Si estas pruebas demuestran ofrecer beneficios suficientes, se podría implantar un sistema completo de calibración automatizada en circuito cerrado, dijo Bern.