Transformaciones homográficas aplicadas a la simulación y optimización del subsistema óptico en centrales termosolares de torre

Resumen

Las centrales termosolares de torre, también llamadas sistemas de receptor central, constituyen una de las tecnologías renovables más prometedoras para la producción de electricidad y calor para procesos industriales. Se trata de una tecnología caracterizada por su alto factor de concentración, lo que permite alcanzar mayores temperaturas en el fluido de trabajo y, por este motivo, la posibilidad de alcanzar mayores rendimientos que con otras tecnologías de concentración termosolar más extendidas. El objetivo fundamental de la tesis consiste en la propuesta de una herramienta de simulación y optimización del diseño del subsistema óptico en centrales termosolares de torre, caracterizada por una precisión y exactitud comparables al empleo de una herramienta de trazado de rayos según el método de Monte-Carlo, y presente unos tiempos de computación entre uno y dos órdenes de magnitud inferiores a los obtenidos por la citada técnica. El estudio se desarrolló en varias fases. La primera consistió en analizar y estudiar los principios básicos relacionados con la simulación y optimización del subsistema óptico. Posteriormente, se desarrollaron distintas técnicas enfocadas a la determinación de aquellos rendimientos elementales que suponen un mayor esfuerzo computacional, así como el estudio de aquellas variables que tienen una mayor repercusión en los resultados y tiempos de computación. Por último, se desarrollaron un conjunto de aplicaciones informáticas de simulación y optimización, apoyadas en las técnicas propuestas, las cuales fueron validadas mediante el empleo de técnicas y/o códigos suficientemente contrastados y avalados por la comunidad científica.