MODELADO Y CONTROL DE UN CAPTADOR SOLAR TIPO FRESNEL C. Martín Macareno, A. J. Gallego, M. Robledo, E. F Camacho Dpto. de Ingeniería de Sistemas y Automática, Escuela Superior de Ingenieros, Universidad de Sevilla Camino de los Descubrimientos s/n 41092 Sevilla, España. crismartin@cartuja.us.es , gallegolen@hotmail.com , marovazquez@gmail.com , eduardo@cartuja.us.es Resumen En este artículo se presenta el modelado matemático, así como algoritmos de control de un captador solar tipo Fresnel que pertenece planta de refrigeración solar situada en la Escuela Superior de Ingenieros de la Universidad de Sevilla. Se va a desarrollar un modelo de parámetros distribuidos, ajustando los parámetros del mismo con datos tomados del sistema real y comparando la respuesta del modelo con la salida del sistema. Por último, se implementará una estrategia de control clásica, un PID con un compensador de perturbaciones de tipo feedforward paralelo, cuyo desempeño será validado mediante simulación usando el modelo de parámetros distribuidos. Palabras Clave: Modelado, Planta Solar, Fresnel, Feedforward, Control Predictivo. 1 Introducción En los últimos años se ha producido un crecimiento considerable de las necesidades de refrigeración en los edificios, tanto por una mayor exigencia de las condiciones de confort como por el aumento de la carga térmica a causa del extenso uso de ordenadores personales o un mayor consumo de iluminación. No obstante, existen tecnologías para refrigerar accionadas por fuentes térmicas, como la energía solar. Cuando se utiliza un sistema de refrigeración solar, además de las ventajas propias del uso de una fuente de energía renovable, cabe destacar la coincidencia entre la máxima demanda y la máxima producción (máxima radiación solar). Los sistemas de concentración solar Fresnel son una nueva tecnología que pretende abrirse camino en competencia directa con los captadores de tipo cilindro-parabólicos. Las ventajas de uso de los captadores solares tipo Fresnel en comparación con los captadores cilindro- parabólicos, se explican a continuación: • Espejos y sistema de seguimiento de bajo coste. • Tubo absorbedor fijo, no se necesitan juntas de alta presión flexibles. • No se necesitan tubos de vacío. • No se necesitan codos de expansión (el absorbedor está libre por un extremo para dilatarse). • Reflectores planos y situados cerca del suelo, se reducen cargas de viento. • Uso eficiente del suelo, las filas de colectores pueden situarse cerca una de la otra. • Fácil acceso a las partes móviles y superficiales. Se estima que la reducción de costes debido al uso de la tecnología Fresnel en comparación con los captadores cilindro-parabólicos, rondará el 50% cuando la tecnología se haya desarrollado lo suficiente [4]. Este artículo está organizado como sigue: En el apartado 2 se realiza una descripción de la planta real ubicada en Sevilla. En el apartado 3 se muestra los distintos modelos que se han realizado y su validación con datos reales tomados de la planta. En el apartado 4 se mostrarán los esquemas de control que se han realizado sobre el captador solar. En el apartado 5 se terminará con una serie de conclusiones a las que se ha llegado mediante la realización de este trabajo. 2 Descripción de la planta La planta de refrigeración solar está ubicada en la azotea de la Escuela Superior de Ingenieros de la Universidad de Sevilla (ESI). La radiación del sol se recoge en forma de calor en un captador solar de concentración de tipo Fresnel, utilizando como fluido caloportador agua a 180°C y 1.3 MPa. El agua sobrecalentada se utiliza para accionar una máquina de absorción de doble efecto, que transforma la energía térmica en frío apto para la climatización de varias dependencias de la Escuela. Cuando la irradiación es insuficiente para accionar la máquina brought to you by CORE View metadata, citation and similar papers at core.ac.uk provided by idUS. Depósito de Investigación Universidad de Sevilla