Conceptos teóricos novedosos, diseño, análisis y construcción de dispositivos anidólicos

Abstract

La óptica anidólica (Nonimaging optics), que se encarga de problemas en que la transferencia de luz se ha de hacer de forma eficiente, encuadra casi todo el trabajo desarrollado en esta tesis. Sin duda la Energía Solar Fotovoltaica es el terreno de aplicación más importante (el otro es la Optoelectrónica). La estrella es la concentración, técnica que busca minimizar el coste del sistema fotovoltaico por reducción del área de célula solar utilizada (que es muy cara), sobre la cual se hace incidir luz solar concentrada para mantener su producción energética. En el capítulo 1 se plantea un método de diseño tridimensional que se apoya en el Cálculo Variacional para resolver problemas de optimización en la colminación del haz emitido por diodos emisores de luz (LED). A continuación (Capítulo 2) demostramos como idénticas herramientas permiten opitmizar también el patrón de iluminación solar sobre células solars en concentradores lineales con el criterio de maximizar la eficiencia de conversión de dichas células. El tercer desarrollo teórico (capítulo 3) demuestra las ventajas inmediatas que acompañan al uso de concentradores estáticos en integración arquitectónica. Los tres últimos capítulos están dedicados a un único dispositivo (diseño, fabricación y medida), el concentrador DSMTS (Dielectric Single Mirror Two Stage Concentrador), sistema que, al estar diseñado con herramientas anidólicas, alcanza unas propiedades ópticas muy notable, ejemplificadas en su alta aceptación angular (rango de direcciones en las cuales los rayos del sol son interceptados por el concentrador y dirigidos a la célula).