El Laboratorio de Ensayo de Receptores CCP tiene por objetivo la caracterización exhaustiva del comportamiento y durabilidad de los tubos receptores utilizados en las centrales termosolares de captadores cilindo-parabólicos. Los tubos receptores son el elemento más crítico en el funcionamiento de estas centrales y su correcto funcionamiento a lo largo de los años es crucial para la rentabilidad de las centrales. En el Laboratorio de Ensayo de Receptores CCP se caracterizan tanto el comportamiento térmico y óptico de los tubos, mediante ensayos de pérdidas térmicas a diferentes temperaturas y medida de la transmitancia y absortancia del tubo, como su durabilidad, exponiendo los receptores a condiciones extremas y de envejecimiento acelerado y midiendo a continuación nuevamente sus características. Los ensayos de durabilidad incluyen exposición a altas temperaturas y ciclados térmicos, ensayos de fatiga en los fuelles y pruebas de impacto de granizo realizados al tubo completo así como resistencia a la abrasión, humedad, congelación y radiación UV. Los ensayos llevados a cabo en el Laboratorio de Ensayo de Receptores CCP se basan en el borrador de norma IEC 62862-3-3.
El laboratorio cuenta con los siguientes equipos principales:
- Banco de caracterización térmica:
Banco de ensayos para la caracterización térmica de tubos receptores mediante la determinación de las pérdidas térmicas a diferentes temperaturas (típicamente 4 ó 5 temperaturas entre 200 y 550 ºC). El banco está compuesto por una estructura portante, resistencias térmicas de vaina, resistencias tampón para eliminar las pérdidas en los extremos, transductores de potencia y sistema de control de la temperatura que permite mantener una estabilidad de ± 1K. El banco está adaptado a tubos de hasta 4500 mm de largo y cualquier diámetro interior del tubo absorbedor.
- Banco de caracterización óptica:
Banco de ensayos para la caracterización óptica de tubos receptores mediante la medición de la transmitancia del tubo de vidrio y la absortancia del tubo absorbedor. El banco cuanta con un espectrofotoradiómetro adaptado específicamente para la medición no-destructiva de ambas propiedades a lo largo del tubo receptor permitiendo, asimismo, determinar la homogeneidad de las propiedades ópticas. El espectrofotoradiómetro mide las propiedades ópticas de forma espectral desde 300 hasta 2500 nm cada 10 nm y los valores de transmitancia y absortancia solar se calculan mediante la integración de dichas medidas en los espectros solares normalizados ISO 9845-1 y ASTM G173.
Banco de fatiga a fuelles:
Banco de ensayo de envejecimiento acelerado para la determinación de la durabilidad de los fuelles de unión del tubo absorbedor y el tubo de vidrio. Este banco cuenta con resistencias de vaina para calentar el tubo hasta la temperatura media de operación y un actuador lineal que realiza el desplazamiento del tubo de vidrio hasta alcanzar la tracción y compresión máximas de los fuelles. El actuador somete a los fuelles a un gran número de ciclos de tracción y compresión (típicamente 20.000) para simular el tiempo de vida completo del tubo en aproximadamente 5 horas. La determinación de la degradación del tubo se realiza mediante la caracterización térmica del tubo antes y después del ensayo.
Banco sobretemperatura y ciclado térmico:
Banco de ensayo de envejecimiento acelerado de hasta 6 tubos de forma simultánea para la determinación de la durabilidad de las propiedades térmicas y ópticas tras la exposición a altas temperaturas y ciclados térmicos. Este banco cuenta con resistencias de vaina para calentar el tubo hasta una temperatura aproximadamente 100K superior a la de operación y mantenerlo a dicha temperatura durante un gran número de horas (típicamente 1000h a 500ºC). Asimismo, este banco se utiliza para someter al tubo a ciclos de calentamiento y enfriamiento (típicamente 100 ciclos desde 200 hasta 500ºC). El banco cuenta también con los instrumentos de control necesarios para garantizar la estabilidad de la temperatura y los límites en las rampas de calentamiento y enfriamiento. La determinación de la degradación del tubo se realiza mediante la caracterización térmica y óptica del tubo antes y después del ensayo.
Espectrofotoradiómetro:
Espectrofotoradiómetro UV/Vis-NIR de la marca Optronics Laboratories modelo OL 750 con esfera de integración para la determinación de la transmitancia de muestras de vidrio y absortancia de muestras de absorbedor. El equipo mide las propiedades ópticas desde 300 hasta 2500 nm cada 10 nm y los valores de transmitancia y absortancia solar se calculan mediante la integración de dichas medidas en los espectros solares normalizados ISO 9845-1 y ASTM G173.
Equipamiento para ensayos de durabilidad de muestras de vidrio:
El Laboratorio de Ensayo de Receptores CCP cuenta con diferentes cámaras climáticas con control de temperatura entre -40 ºC y 85ºC y control de humedad relativa entre 10% y 100% para someter a las muestras de vidrio a procesos de envejecimiento acelerado como el ensayo de condensación (480 horas a 40ºC y humedad relativa del 100%) y el de congelación (40 ciclos entre -40ºC y 65ºC con una humedad del 85%). Asimismo se realizan ensayos de exposición a radiación UV, típicamente sometiendo a la muestra a una dosis de hasta 15 kWh/m2 con un 3% a 10% de radiación UVB (entre 280 nm y 320 nm) y un 90% a 97% de radiación UVA (entre 320 nm y 400 nm). En todos esto casos, la transmitancia de las muestras se mide antes y después del ensayo de envejecimiento. Además se cuenta con un equipo Taber linear (imagen) con abrasivo según norma MIL-E 12397 para realizar ensayos de abrasión en el que la transmitancia del vidrio se mide al inicio y varias veces durante el ensayo tras haber aplicado un numero de ciclos determinado (típicamente a los 5, 10, 20, 50 y 100 ciclos).
