13/06/2016 - Nueva metodología para ensayos de envejecimiento acelerado de reflectores solares de aluminio

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Investigadores del Centro Aeroespacial Alemán (DLR) y el CIEMAT han finalizado con éxito un período de ensayos de tres años para el estudio del envejecimiento de diferentes recubrimientos protectores para reflectores solares de aluminio, del cual se ha derivado una metodología de envejecimiento acelerado.

En el proyecto Alumir, coordinado por el DLR y financiado por el Ministerio Federal Alemán de Economía y Energía, los investigadores del DLR y el CIEMAT han trabajado con tres fabricantes alemanes de reflectores solares de aluminio que proporcionaron muestras de espejos con un total de nueve capas protectoras diferentes.

Los reflectores solares pueden ser una alternativa rentable a los espejos de vidrio solares tradicionales. A pesar de presentar una menor reflectancia, su buena ductilidad hace de los reflectores de aluminio una solución especialmente adecuada para aplicaciones de calor de proceso o captadores con geometrías innovadoras o complejas.

Los reflectores solares de aluminio se basan en un sustrato de aluminio (en bobina) sobre el que se depositan diferentes recubrimientos para aumentar la reflexión. En la parte superior, de tres a seis micrómetros de espesor, se aplica una capa protectora transparente, que protege la capa de aluminio reflectante contra las influencias ambientales. Esta capa de protección es crítica en cuanto al grado en el que las propiedades reflexivas del material se pueden ver afectadas por la erosión y la corrosión durante su vida útil.

Las muestras de espejos de las empresas Alanod, ALMECO y Constellium fueron expuestas a intemperie en nueve sitios con diferentes condiciones climáticas. Los científicos han elegido localizaciones desérticas y costeras de España, Marruecos y Abu Dabi. La exposición de las muestras se ha llevado a cabo en estrecha colaboración con los centros de investigación ITC (España), IRESEN (Marruecos) y Masdar Insitute (Emiratos Árabes Unidos).

En paralelo a los ensayos de exposición real a intemperie, los mismos materiales fueron expuestos a condiciones ambientales artificiales en cámaras climáticas. Estos ensayos se llevaron a cabo en la Plataforma Solar de Almería en el laboratorio de durabilidad de reflectores solares OPAC, bajo la dirección del Dr. Florian Sutter (DLR), Johannes Wette (DLR) y la Dra. Aránzazu Fernández García (CIEMAT). En este caso los investigadores estudiaron diferentes agentes de agresión (humedad, niebla salina, erosión por arena, radiación ultravioleta, ciclado térmico, etc.) y seleccionaron una secuencia de ensayos apropiada para reproducir en laboratorio, de una forma realista y durante un tiempo de tiempo reducido, los mecanismos de degradación observados a intemperie.

El envejecimiento acelerado producido presentó índices de degradación más altos que en las muestras expuestas en las localizaciones a intemperie. La velocidad de degradación tanto de las muestras expuestas a intemperie como de las ensayadas en el laboratorio se midió a intervalos regulares, y al final del periodo de ensayo los resultados obtenidos fueron comparados y correlacionados. A partir de la metodología de envejecimiento acelerado obtenida se pueden realizar estimaciones de la vida útil de los reflectores de aluminio.

La amplia campaña de ensayo ha demostrado que el rendimiento óptico de los espejos de aluminio después de los tres años de exposición real a intemperie era satisfactorio, aunque la degradación observada en dichos reflectores fue significativamente mayor que la de los reflectores de vidrio. Según el Dr. Reinhard Dasbach, director de I+D en Almeco, "el proyecto nos dio la oportunidad de probar nuestros espejos solares comerciales, y recientemente desarrollados, en condiciones reales de exposición en campo. Los resultados son muy útiles para la futura optimización de nuestros espejos”. El Dr. Stefan Ziegler, responsable de I+D de Alanod, ha declarado que "los resultados del proyecto ALUMIR nos proporcionan importantes conocimientos sobre el comportamiento frente al envejecimiento y la vida útil de nuestros espejos solares de aluminio. En Alanod vamos a utilizar la nueva metodología para el desarrollo y optimización de nuevos recubrimientos".

Más información

La metodología de envejecimiento acelerado de reflectores de aluminio desarrollada en este proyecto ha sido publicada en marzo de 2016 en forma de guía en la página web de la organización SolarPACES (perteneciente a la Agencia Internacional de la Energía), Tarea III.

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Unidad de Comunicación y RRPP

CIEMAT

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