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Concentrador solar plano con Cds o Dvds

Concentradores solares (hornos o cocinas, centrales solares)

Todos sabemos que el sol calienta. Pero, aun en las mejores condiciones, la temperatura alcanzada por un objeto dejado al sol no suele superar los 50º. Si queremos conseguir temperaturas más altas en condiciones no óptimas (latitud alta, invierno, etc) podemos concentrar los rayos de sol en una superficies pequeña. Es clásico el experimento de quemar un papel con una lupa.

Hay muchos artículos en la RED describiendo hornos o cocinas solares. Los más efectivos son los que se basan en una superficie reflectante parabólica (o esférica) reflectora que en su foco consigue temperaturas muy altas que llegan a fundir metales si el diámetro del concentrador es suficientemente grande. Sin embargo, resulta dificil de construir y es muy voluminoso.

Un detalle importante es que el punto donde se concentra la luz del sol va variando continuamente por el "movimiento" del sol, por lo que debemos cambiar cada cierto tiempo la posición del puchero o girar el espejo. Esto podría hacerse mecanicamente (complicado) o manualmente (hay que estar pendiente).

Concentrador plano

Una solución alternativa al espejo cóncavo consite en un reflector plano a base de múltiples espejos que concentran sus reflejos en un solo punto. Esta aplicación ya la usaron los griegos, que según la leyenda, incendiaban las naves enemigas concentrando el reflejo de sus escudos. Una aplicación moderna la tenemos en la central de Sanlúcar la Mayor (Sevilla). 1225 espejos orientados electronicamente concentran la luz del sol sobre un captador situado en lo alto de una torre. El calor produce vapor de agua que mueve generadores eléctricos.

También he encontrado algunos hornos "caseros" basados en este principio, pero, a mi entender, son difíciles de montar y ajustar. Por esto propongo un sistema más sencillo y que además es modular, lo que permite empezar con pocos elementos e ir ampliando y si nos hace falta, regular la potencia aplicada moviendo parte de los elementos reflectores.

Otras ventajas es que se puede plegar como una maleta y que propongo usar CDs viejos como espejos.

Usando Cds como espejos

Los Cds y Dvds tienen una capa de aluminio sobre la que se graban los datos. Esta capa actúa como un espejo aunque algo imperfecto ya que no refleja toda la luz. Podemos usar viejos discos para hacer este concentrador. Sin embargo, no todos los discos son adecuados. Durante las pruebas he visto que algunos no reflejan bien. Por esto recomiendo que antes de montarlos los seleccionemos simplemente viendo la "mancha de sol" que producen y desechar los que no consigan un reflejo claro y definido.

La idea consiste en montar una serie de Cds sobre un soporte lineal con una inclinación adecuada para que su reflejo se concentre en una zona pequeña. Al ser espejos planos, la "mancha" de sol que producirán será igual a su superficie, es decir, un anillo de unos 12 cm de diámetro con un hueco de 4 cm en el centro. Pero, ese es más o menos el diámetro de una olla familiar... Fabricaremos varios de estos módulos lineales y los montaremos en un marco. Orientaremos cada tira de espejos de manera que el reflejo de todos los módulos coincida y en ese punto colocaremos la olla.

Al ser modular podemos adaptar el tamaño a nuestras necesidades, pero yo creo que haciendo 8 módulos de 7 Cds cada uno tendremos una buena relación tamaño potencia. El conjunto medirá aproximadamente 90 x 80 x 10 cm y plegado 45 x 80 x 20 cm. Hay que contar que cuanto más alejado está un Cd del centro del montaje peor es su rendimiento, por lo que llega un momento en que el aumento de tamaño no compensa con una potencia apreciablemente mayor.

horno (16K)

Este croquis corresponde a un sistema de montaje a base de calzos para dar a los CDs el ángulo adecuado. He indicado las medidas para que la concentración se produzca a una distancia de un metro. Variando el grosor de los calzos de los Cds se puede modificar esta distancia.

detalle (24K)

Montaje

Aquí cada cual debe adaptarse a sus condiciones, material disponible etc. Además, tengo que advertir que no he construido un horno completo. Por suerte no me hace falta y no quería montar un aparato que luego tendría dando vueltas, ocupando sitio en el taller... Pero como es un tema que me gusta y que creo que puede servir a otros que no dispongan esas comodidades, he preparado tres módulos para hacer pruebas y comprobar el funcionamiento. Un horno completo consta de varios de estos módulos montados en un marco, según detallo en los croquis que incluyo y este montaje fotogràfico. Al lado un detalle de como he montado los CDs.


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Una vez tengamos los módulos montados se deben ajustar. Se colocan orientados al sol de manera que su reflejo se proyecte sobre una pared situada a la distancia "focal". Movemos ligeramente cada uno de los Cds para ver cual es su reflejo y si se puede centrar mejor. Si es necesario realizamos pequeños ajustes girando la escuadra (o moviendo los calzos). Aquí podeis ver el reflejo de un módulo de 7 CDs, que produce una "mancha" de unos 16 cm de diámetro, que, al natural, deslumbra. La toma está algo oscurecida ya que si no no se ven las reglas de referencia.


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Coloco los Cds con algo de solape para dejar menos hueco entre ellos. He usado discos grandes ya que los de 8 cm no son corrientes y tienen menos superficie aprovechable. Sin embargo, quien disponga de ellos, puede montar módulos intermedios, al tresbolillo para llenar los huecos dejados entre los Cds grandes. Las dimensiones están calculadas para un solape de 1 cm por cada lado, pero se puede ampliar o reducir a gusto del constructor, de la cantidad de Cds disponibles etc.

Uso

Para conseguir los mejores resultados el panel se orienta hacia el sol con una inclinación para que la luz incida perpendicularmente al panel. Frente a el se coloca el objeto a calentar a la distancia "focal" y a una altura tal que su sombra quede justo por debajo del panel. Se van girando los módulos hasta que coincida el reflejo con el objeto y se fijan. Cuando se pierda la alineación se mueve el panel o el objeto para centrarlo de nuevo.

Mejoras

Se puede mejorar un poco el rendimiento colocando dos Cds juntos en cada posición ya que esto aumentará la luz reflejada, intercalando un disco de papel de aluminio entre ellos... El recipiente que se use para cocinar conviene que sea negro mate o, al menos, oscuro. Se puede preparar una caja aislante y con paredes interiores de papel de aluminio, excepto una que será de cristal para que entre la luz.

Y por supuesto, la mejora más efectiva será usar espejos de verdad, cuadrados o rectangulares, pero salvo que se empleen retales de una cristalería no estamos reutilizando. Y además pesará mucho más.


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buzon...Fernando


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