14 julio 2008

Modelización y análisis avanzados con software de diseño óptico

La última generación de software de análisis y modelización está ayudando a diseñar sofisticadas luminarias, LEDs, displays, y sistemas de captación solar. LighTools 6.1, de Optical Research Associates, incluye una función de análisis de la trayectoria del rayo luminoso que ayuda a los diseñadores a identificar exactamente qué elementos del sistema están contribuyendo a la pérdida de luz, dispersión, reflexiones no intencionadas, o imágenes fantasma. LightTools también nos da la opción de modelizar la dispersión de superficies, para ello permite a los usuarios aplicar datos BSDF (isotrópicos y anisotrópicos) a una superficie. El software viene con una biblioteca de datos BSDF de los materiales reflexivos más comúnmente usados en la construcción de luminarias.

El programa también dispone de suporte para lentes de índice de gradiente (GRIN), incluyendo gradiente radial, axial, esférico y definido por el usuario. Un material GRIN es un medio óptico en el cual el índice de refracción varía en función de la posición del material. Las lentes GRIN se usan en aplicaciones tales como copiadoras y scanners, así como en componente de acoplamiento en sistemas de telecomunicación óptica de fibra.

Otra de las aplicaciones interesantes de LightTools es la modelización del fósforo, lo cual permite diseñar de forma exacta diodos LED. Las nuevas aplicaciones se basan en una mejor especificación de las propiedades del fósforo.

LightTools 6.1 también soporta el desarrollo de soluciones de energía solar con la introducción de utilidades de diseño solar. Estas utilidades permiten a los ingenieros diseñar prototipos de captación solar de forma virtual y analizar el rendimiento del sistema para asegurar que se obtiene la mayor eficiencia energética posible. Las utilidades incluidas en el programa permiten:

  • Modelización rápida de concentradores, incluyendo parabólicos, elípticos e hiperbólicos, así como concentradores helicoidales. Estos componentes pueden usarse para realizar prototipos virtuales de colectores solares para sistemas fotovoltaicos y térmicos.
  • Obtener un modelo solar en un prototipo de un sistema de captación solar, incluyendo luz solar difusa y directa.
  • Obtener datos de aislamiento de carga creados usando una base de datos meteorológica global.
  • Simular el movimiento del sol en el cielo y evaluar la cantidad de energía óptica que incide en un sistema de captación solar en un momento particular del día.
  • Realizar un rastreo del día solar para calcular la energía eléctrica y solar que incide en un sistema.
  • Evaluar el impacto de las partículas en el rendimiento de energía de un sistema.

Bibliografía: Optical design programdelivers advanced modelling and analysis. European Electronicsengineer, july 2008

Palabras clave: Parabolic, elliptical, hyperbolic concentrator

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