El rendimiento de la fibra óptica para mediciones de alto flujo solar en aplicaciones de energía solar concentrada

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería óptica
• Energía renovable

Sus antecedentes:

• Las plantas de energía solar concentrada (CSP) se enfrentan a desafíos con los sensores convencionales debido a las condiciones de funcionamiento extremas (altas temperaturas, irradiación intensa, ciclos térmicos).
• Las fibras ópticas presentan una alternativa viable para la medición del flujo solar en estos entornos hostiles.
• Comprender el rendimiento a largo plazo y la degradación de las fibras ópticas en las condiciones pertinentes es crucial.

Objetivo del estudio:

• Demostrar la viabilidad del uso de fibras ópticas para la medición de alto flujo solar en receptores CSP.
• Investigar el comportamiento y los mecanismos de daño de las fibras ópticas cuando se exponen a temperaturas extremas y niveles de flujo solar.
• Evaluar el impacto de la degradación en la fiabilidad de la medición.

Principales métodos:

• Prueba de tres configuraciones de fibra óptica (poliimida y recubierta de oro) en un simulador solar de alto flujo.
• Exponer las fibras a temperaturas superiores a 600 °C y a niveles de flujo superiores a 400 kW/m2.
• Analizar la integridad estructural de las fibras y la degradación del material utilizando microscopía electrónica de barrido.

Principales resultados:

• Se observó un deterioro significativo de los recubrimientos de fibra.
• Documentación de la retracción de las fibras y los efectos de la tensión inducida por el calor.
• Impactos identificados de la degradación en la fiabilidad de las mediciones del flujo.

Conclusiones:

• Las fibras ópticas se pueden utilizar para la medición de alto flujo solar en los sistemas CSP.
• La degradación de la fibra en condiciones extremas es un factor importante que afecta la durabilidad y la precisión del sensor.
• Los hallazgos proporcionan información para mejorar la robustez de la detección basada en fibra óptica en aplicaciones de energía solar concentrada.