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TAZ-TFM-2012-209

Elementos ópticos holográficos para colectores solares

Chemisana Villegas, Daniel
Atencia Carrizo, Jesús (dir.) ; Quintanilla Montón, Manuel (dir.)

Universidad de Zaragoza, Facultad de Ciencias, 2012
Departamento de Física Aplicada, Área de Física Aplicada

Máster en Física y Tecnologías Físicas

Resumen: La presente tesis de master tiene como objeto el diseño y construcción de un sistema de concentración solar holográfico. Como elemento concentrador, se han construido una lente holográfica cilíndrica biaxial y una uniaxial que dirigen la irradiancia concentrada hacia una célula de silicio monocristalino difractando con máxima eficiencia para las longitudes de onda en que la célula presenta una mayor sensibilidad espectral (~950nm). Inicialmente, se diseñó un esquema óptico para registrar la interferencia de una onda plana con una onda cilíndrica en condiciones de holograma de volumen, con un ángulo entre haces de 20,55º. Dicha configuración ha sido implementada sobre la mesa óptica. Las figuras interferenciales registradas en emulsión de gelatina dicromatada se han procesado mediante una secuencia de baños con diferentes concentraciones de alcohol isopropílico y secado. Posteriormente, se han sellado las placas. Una vez construidas las lentes holográficas, estas se han caracterizado analizando su selectividad angular y espectral. Posteriormente se ha preparado un montaje para caracterizar el sistema concentrador en condiciones de irradiancia solar. El sistema se ha ensamblado sobre un seguidor en dos ejes de baja tolerancia, que permite centrar el sistema con el sol con gran precisión para posteriormente emular la situación de seguimiento en un eje. A partir de los resultados obtenidos se ha simulado el comportamiento eléctrico de la célula en base al modelo de un diodo, correlacionándose los valores numéricos a los experimentales con un coeficiente de determinación superior al 0,99. Mediante la comparación de los coeficientes del modelo numérico y la eficiencia de conversión, se ha demostrado que la célula en combinación con la lente holográfica tiene un mejor comportamiento eléctrico. Además supone un control y prevención de los efectos térmicos adversos ocasionados en los sistemas concentradores convencionales fundamentalmente por el infrarrojo concentrado, para el cual la célula fotovoltaica no es sensible.


Palabra(s) clave (del autor): elementos ópticos holográficos ; fotovoltaica ; concentración solar
Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master

El autor NO autoriza la consulta a texto completo


 

 Registro creado el 2012-06-21, última modificación el 2012-08-17


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