Diseño de un helióstato polar innovador y simplificado para la integración en edificios y entornos urbanos

摘要

Los heliostatos son dispositivos que se utilizan, normalmente, en aplicacionesorientadas a la utilización de la radiación solar directa como fuente deiluminación natural, aunque también se proponen como elementos desistemas de concentración para aplicaciones térmicas y fotovoltaicas. Lamayor parte de los desarrollos tecnológicos publicados sobre heliostatoshacen referencia a las centrales termosolares de concentración en torre, por loque utilizan heliostatos de grandes dimensiones y con grandes distancias entreel reflector y el foco. Sin embargo, la creciente mejora en la sostenibilidadenergética de los edificios ha dado lugar al incremento de utilización deheliostatos en pequeñas aplicaciones, que utilizan dispositivos pequeños enlos que las distancias recorridas por los rayos reflejados son menores, lo quehace que sean admisibles mayores errores en el seguimiento solar.En esta Tesis Doctoral, tras una revisión de la evolución de los heliostatos,sus fundamentos físicos y geométricos y sus aplicaciones, se ha diseñado,desarrollado e implementado un nuevo sistema heliostático polar simple depolígono deformable con un grado de libertad, que se regula mediante unasola variable en función del tiempo. En base al análisis de los errores deapuntamiento del dispositivo, se ha comprobado que éste es adecuado parapequeñas aplicaciones. Además, el diseño propuesto permite, que el receptorse encuentre situado tanto en el eje polar como girado con respecto al mismo,destacando como principal característica e innovación frente a otrosheliostatos comerciales la posibilidad de gobernar diferentes heliostatos conun único motor utilizando una lógica sencilla y de fácil implementación encontrolador electrónico