Los helióstatos y los paneles solares se encuentran entre los dispositivos más destacados que se encuentran en la recolección de energía solar para obtener energía renovable y reducir la huella de carbono. Si bien ambas tecnologías se utilizan en sistemas de energía solar, tienen diferentes propósitos y tienen características distintas que ofrecen diferentes beneficios en determinadas condiciones. Este artículo cubrirá los aspectos importantes del seguimiento de helióstatos utilizando actuadores lineales industriales, como sus beneficios, casos de uso ideales y especificaciones importantes a considerar.
Comparación de helióstatos con paneles solares
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Los helióstatos y los paneles solares son tecnologías utilizadas en los sistemas de energía solar, pero tienen diferentes propósitos y tienen características distintas. Un helióstato es un dispositivo que utiliza espejos para seguir el movimiento del sol y reflejar la luz solar sobre un objetivo específico, como un receptor central. Los heliostatos se utilizan comúnmente en sistemas de energía solar concentrada (CSP), donde se utiliza la luz solar concentrada para generar electricidad o producir calor. Estos sistemas suelen ser de gran escala y requieren una cantidad significativa de espacio, y funcionan mejor en áreas como grandes desiertos. Para el uso de helióstatos se requiere menos infraestructura que para la integración de paneles solares en un área igualmente grande. Los helióstatos también alcanzan niveles de concentración mucho más altos que los paneles solares, lo que puede provocar temperaturas y producción de energía más altas.
Los paneles solares convierten directamente la luz solar en electricidad mediante el uso de materiales semiconductores y serán la opción más utilizada en aplicaciones residenciales, comerciales y de servicios públicos. Esto se debe a que los paneles solares tienen la versatilidad de instalarse en tejados, sistemas montados en el suelo o integrarse en materiales de construcción de una manera más compacta. En comparación con los helióstatos, los paneles solares tienen una concentración menor y, al mismo tiempo, pueden generar electricidad de manera eficiente. La elección entre helióstatos y paneles solares depende de la aplicación específica, el espacio disponible, las limitaciones de costos y la producción de energía deseada.
Cómo se utilizan los helióstatos
Al ajustar continuamente la posición de sus espejos, los helióstatos garantizan que la máxima cantidad de luz solar se dirija hacia un receptor central durante todo el día. Esto ayuda a maximizar la eficiencia de la recolección y utilización de la energía solar del receptor central, que es responsable de convertir la luz solar reflejada en energía térmica o electricidad que se encuentra en:
- panel solar
- colector solar termico
- horno solar
- cocina solar
- torre solar
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Hornos solares
Utilizado a menudo con helióstatos, un horno solar es una estructura de calefacción cerrada que utiliza energía solar concentrada para generar calor. Puede consistir en grandes espejos parabólicos conocidos como "concentradores", pero también se puede encontrar junto con una serie de espejos helióstatos que enfocan la luz solar en un punto central o receptor. En las condiciones adecuadas, la luz solar concentrada puede alcanzar temperaturas muy altas, de más de 3.500 °C. Esto permite que el horno solar se utilice para diversas aplicaciones, tales como:
- fluidos de calentamiento
- fundiendo metales
- generar vapor/turbinas de vapor
- produciendo electricidad
Cocinas solares
Las cocinas solares vienen en varios diseños, incluidas cocinas de caja, cocinas parabólicas y cocinas de paneles. Estos diseños comparten similitudes con los hornos solares, pero a menor escala, ya que utilizan la luz solar para:
- agua hervida
- pasteurizar bebidas
- Cocine los alimentos
- calentar otros alimentos
Ofrecen una alternativa sostenible y respetuosa con el medio ambiente a los métodos de cocción tradicionales que dependen de combustibles fósiles. Como soluciones asequibles y portátiles, las cocinas solares se utilizan en zonas donde el acceso a la electricidad o al gas es limitado, lo que las hace especialmente beneficiosas en los países en desarrollo.
Especificaciones importantes de actuadores en helióstatos
La rotación de los helióstatos puede realizarse a partir de un sistema de un solo eje o de dos ejes impulsado por actuadores o unidades de giro: una caja de cambios que puede contener de forma segura cargas radiales y axiales, así como transmitir par para la rotación. Los actuadores lineales eléctricos se utilizan comúnmente para sistemas de seguimiento solar en paneles solares y helióstatos. En algunos casos, los seguidores solares pueden utilizar una combinación de actuadores y unidades de giro; sin embargo, las especificaciones importantes que siempre deben probarse y considerarse para estos sistemas de accionamiento son:
- Clasificación de fuerza
- Protección de ingreso (clasificación IP)
- Opciones de comentarios
- Dimensiones físicas
Clasificación de fuerza
Seleccionar la opción de fuerza adecuada para los actuadores lineales eléctricos es crucial para garantizar un funcionamiento suave y una larga vida útil. Recomendamos calcular la fuerza requerida de su aplicación antes de comprar un actuador. Las aplicaciones solares no tienen requisitos de alta velocidad de desplazamiento, pero a menudo pueden beneficiarse de tener un índice de fuerza alto. Además de tener inherentemente una durabilidad estructural adicional, una clasificación de fuerza alta que generalmente se encuentra en los actuadores lineales industriales garantiza mejor que habrá suficiente torque para mover los helióstatos a su posición si hubiera fuertes ráfagas de viento.
Protección de ingreso
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Tener una clasificación de protección de ingreso suficiente garantiza una vida útil más larga del producto cuando se expone al agua. Recomendamos una clasificación IP de al menos IP66 para aplicaciones en exteriores, como helióstatos. Nuestra gama de actuadores tiene opciones con clasificaciones IP disponibles desde IP66 para uso en exteriores hasta IP68M dinámico/IP69K estático para inmersión total. Las unidades con clasificación IP66 son adecuadas para la mayoría de usos en exteriores, ya que pueden resistir la entrada moderada de polvo y líquidos. Tener certificaciones de rayos UV y niebla salina, como las que se encuentran en nuestro actuador lineal con seguidor solar PA-100, también beneficia la longevidad general de la unidad en desiertos o áreas expuestas a la sal.
Opciones de comentarios
Ciertos sistemas preexistentes para heliostatos pueden requerir actuadores con un tipo específico de retroalimentación para funcionar correctamente con sus controladores. Los interruptores de límite y los sensores de retroalimentación de posición están destinados a ayudar a evitar una rotación excesiva o daños al heliostato durante la operación. Esto se debe a que determinar la posición de un actuador es útil para aplicaciones que requieren que varios actuadores se desplacen a la misma velocidad, almacenen posiciones preestablecidas y/o recopilen información posicional para el análisis del usuario. Al seleccionar un actuador, es importante asegurarse de que tenga la retroalimentación adecuada para que sea compatible con su sistema.
dimensiones físicas
Antes de la instalación, es importante comprobar si un espacio determinado puede acomodar la longitud, el ancho y la altura de un actuador. La dimensión de orificio a orificio retraído (H2H) de un actuador es la primera medida crucial al determinar sus requisitos físicos. Esta medida es la distancia desde el centro del orificio de montaje trasero hasta el centro del orificio de montaje frontal. Es esencial asegurarse de que esta dimensión se alinee con el centro del orificio de montaje trasero de su aplicación con el centro del orificio de montaje frontal. Nuestros actuadores lineales industriales vienen en una variedad de tamaños diferentes, desde el miniactuador industrial compacto PA-09 hasta nuestro actuador lineal de seguimiento solar PA-100 más grande, según la escala que necesite para sus helióstatos.
Eje único versus eje doble
Un seguidor de helióstato de un solo eje mueve los espejos en una sola dirección, normalmente de este a oeste, siguiendo la trayectoria del sol a lo largo del día. El seguidor de helióstato de doble eje puede mover los espejos horizontalmente (de este a oeste) y verticalmente (arriba y abajo), lo que permite que los espejos sigan la posición del sol no sólo durante el día sino también durante todo el año para una mayor eficiencia general. Los seguidores de un solo eje son más simples y menos costosos que los seguidores de dos ejes, sin embargo, los seguidores de dos ejes ofrecen una mayor eficiencia durante todo el año.
La elección entre seguidores de un solo eje y de dos ejes generalmente depende de factores como los requisitos específicos del sistema de energía solar, el espacio disponible, el presupuesto y la producción de energía deseada. Los seguidores de un solo eje suelen ser adecuados para la mayoría de las aplicaciones y ofrecen un buen equilibrio entre coste y rendimiento. Los seguidores de doble eje suelen ser mejores en situaciones en las que la producción máxima de energía es crucial, como las plantas de energía solar concentrada o los sistemas fotovoltaicos de alta eficiencia. En última instancia, la decisión entre seguidores de helióstatos de un solo eje y de dos ejes debe basarse en una evaluación cuidadosa de los requisitos específicos de su proyecto y en un análisis de costo-beneficio.
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EN RESUMEN
Los helióstatos pueden ofrecer varios beneficios como solución de energía limpia y renovable para reducir nuestra huella de carbono. Cuando se combinan con actuadores lineales industriales, la rentabilidad, la simplicidad y las altas capacidades de generación de energía de los helióstatos los convierten en excelentes opciones a considerar para maximizar el uso de la energía solar en sistemas a gran escala.
Como uno de los principales proveedores de actuadores lineales eléctricos, Progressive Automations ofrece flexibilidad, calidad, soporte y experiencia de campo líderes en la industria para satisfacer todas sus necesidades. Si tiene alguna otra pregunta sobre lo que podemos ofrecer, ¡no dude en comunicarse con nosotros! Somos expertos en lo que hacemos y queremos asegurarnos de que encuentre las mejores soluciones para su aplicación.
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