Los heliostatos son espejos que se mueven sobre dos ejes y que sirven para dirigir los rayos solares que inciden sobre ellos en una determinada dirección. El principal objetivo de los campos de helióstatos es concentrar la energía solar en un punto focal.
Las superficies reflectantes llevan incorporado un sistema de seguimiento para variar el ángulo del rayo reflejado de acuerdo al movimiento diurno del Sol. El propósito es que la radiación se concentre siempre en el mismo punto independientemente de la posición del Sol.
Los helióstatos están acoplados en dos ejes normalmente en montura altacimutal, es decir, uno se mueve en vertical y el otro en horizontal.
¿Para qué sirve un heliostato?
El heliostato se utiliza en diversas aplicaciones por motivos diferentes:
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Para generar electricidad a través de la energía solar: En las centrales solares térmicas del heliostato sirve para concentrar los rayos del Sol en un punto o zona determinada donde se encuentran los captadores solares.
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En astronomía se utiliza este mecanismo para observar el Sol sin tener que variar la orientación del aparato de observación.
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En el campo de la geodesia se utiliza el heliostato para transmitir señales luminosas a larga distancia.
¿Cómo es el diseño de un heliostato?
Existen muchos diseños para construir heliostatos que varían en eficiencia y en precio.
Un diseño simple es que el espejo gire alrededor de un eje primario alineado polarmente. Un mecanismo mecánico se encarga de girar la superficie reflectante 15 grados por hora, compensando la rotación de la Tierra con respecto al Sol. En este caso, el espejo está alineado para reflejar la radiación solar a lo largo del mismo eje polar en la dirección de uno de los polos celestes.
Por otro lado, hay un eje secundario perpendicular que permite el ajuste manual ocasional del espejo para compensar el cambio en la declinación del Sol con las estaciones.
También existen heliostatos más evolucionados tecnológicamente que disponen de un sistema de control que orienta los espejos en función a la posición del Sol en cada momento. Es decir, ambos ejes están automatizados.
Ventajas de los heliostatos en plantas de energía solar
Efectivamente, la aplicación más importante de los heliostatos está en la generación de energía eléctrica en las plantas de energía solar térmica. Por otro lado, los helióstatos también se utilizan en plantas fotovoltaicas. A continuación mostramos las dos ventajas de este sistema:
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En el caso de la energía solar térmica se puede aumentar considerablemente la temperatura. En una planta de energía termosolar es necesario concentrar la radiación solar en un punto para poder obtener la temperatura necesaria para generar vapor a la presión óptima poder accionar una turbina de vapor y generar electricidad.
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En el caso de la energía solar fotovoltaica, permite concentrar más cantidad de radiación solar en una misma placa solar. De esta forma se consigue aumentar el rendimiento del panel fotovoltaico.
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En los sistemas fotovoltaicos es más económico la instalación de helióstatos que la instalación de placas fotovoltaicas.
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Es una forma económica de aprovechar mejor una de las principales fuentes de energía renovable del planeta.