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La UPNA evalúa las pérdidas de los dispositivos que convierten la energía del sol en calor útil

La ingeniera Fabienne Sallaberry se doctora con una tesis centrada en los captadores solares térmicos, utilizados para procesos de calentamiento.

La ingeniera Fabienne Sallaberry, nueva doctora por la UPNA.
La ingeniera Fabienne Sallaberry, nueva doctora por la UPNA.  

La ingeniera Fabienne Sallaberry, natural de Poitiers (Francia), ha calculado las pérdidas que sufren los captadores solares térmicos, aquellos dispositivos que convierten la energía del Sol en calor útil, cuando uno de sus componentes no enfoca correctamente hacia la radiación solar directa. Esta investigadora propone también que se revisen ciertos apartados recogidos en las normas españolas (AENOR) e internacionales (ISO e IEC) para que se determine mejor el rendimiento global de estos aparatos, según su tesis doctoral, defendida en la Universidad Pública de Navarra (UPNA), que ha sido calificada con sobresaliente “cum laude”.

Esta tesis se ha centrado en la energía solar térmica, que trata de los procesos de conversión de la energía solar en calor útil. “Hoy en día se sabe que, con ella, es posible proporcionar una fracción considerable de las demandas mundiales actuales y futuras de energía térmica, tanto en el sector industrial como en el doméstico —afirma Fabienne Sallaberry—. Este hecho se refleja en el creciente interés por los nuevos diseños de captadores solares, particularmente, en la última década, con el fin de satisfacer las crecientes demandas de calor”.

Según la nueva doctora, un captador solar térmico es “una caja que aloja diferentes componentes, necesarios para la circulación de un fluido, que se calienta gracias al efecto invernadero”. “Para una amplia gama de temperaturas de funcionamiento, los captadores solares térmicos pueden usar sistemas de concentración óptica, como espejos parabólicos, para optimizar su rendimiento —señala Fabienne Sallaberry, cuya tesis ha sido dirigida por José Luis Torres Escribano (catedrático de la UPNA) y Ramón Pujol Nadal (profesor de la Universidad de las Islas Baleares)—. Sin embargo, como la concentración óptica se basa en la radiación directa, que viene directamente del sol sin estar dispersada por la atmosfera, es necesario utilizar un dispositivo mecánico o seguidor solar, que permita al captador seguir la dirección del sol para maximizar así la cantidad de radiación solar recibida por el captador”.

PÉRDIDAS ÓPTICAS

Con el fin de conseguir un rendimiento óptimo, hay que “seleccionar el sistema de seguimiento apropiado”. “De lo contrario —añade Fabienne Sallaberry—, el captador tendría unas pérdidas ópticas importantes, debidas al inadecuado enfoque de la radiación solar, independientemente de la calidad de los componentes del aparato y de su proceso de fabricación”.

Por este motivo, la autora de la tesis ha centrado sus investigaciones en estimar los errores de los seguidores solares. Para ello, realizó inicialmente unos ensayos propios con el fin de evaluar estos dispositivos mecánicos. Posteriormente, recurrió a técnicas de simulación por ordenador y a observaciones experimentales para realizar una caracterización óptica de diferentes captadores solares con concentración óptica. “Se trata de determinar en qué cantidad su rendimiento depende del error de su seguidor solar —indica—. Es de destacar que se observó un elevado grado de acuerdo entre los resultados teóricos proporcionados por el programa de simulación y los experimentales”.

En una tercera etapa, efectuó el cálculo de las pérdidas ópticas, a largo plazo, debidas al sistema de seguimiento solar. “El impacto del error de seguimiento máximo sobre el rendimiento óptico se ha determinado para diferentes captadores y distintos sistemas de seguimiento”, apunta la nueva doctora.

Finalmente, esta tesis señala los apartados recogidos en las normas internacionales (en particular, la norma ISO 9806:2013 para ensayar y certificar los captadores solares térmicos) que deben de ser revisados a fin de determinar la influencia del seguimiento solar en el rendimiento global de los captadores. En este sentido, Fabienne Sallaberry ha propuesto las mejoras que deberían incluirse en un futuro procedimiento de ensayos normalizados de seguidores para captadores solares térmicos.

BREVE CURRÍCULUM

Fabienne Sallaberry se tituló en 2003 en Ingeniería en la Escuela Superior de Ingenieros Télécom de la Universidad Jean Monnet de Saint-Étienne (Francia) y cursó en 2011 el Máster en Tecnología de Sistemas Solares Fotovoltaicos de la Universidad Internacional de Andalucía (UNIA).

Inició su trayectoria profesional con unas prácticas en el Instituto Brockhouse de la Universidad de Hamilton (Ontario, en Canadá) durante 2003 y en la Facultad de Física de la Universidad de Zaragoza, al año siguiente. Desde 2005, trabaja en el Centro Nacional de Energías Renovables (CENER), de Sarriguren (Navarra), en el laboratorio de ensayos de componentes térmicos del Departamento de Energía Solar Térmica.

Durante su carrera profesional, incluida la elaboración de esta tesis, ha publicado ocho artículos en revistas científicas y ha realizado más de veinte aportaciones a congresos.


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