Esteu aquí

Un reflector solar Scheffler únic al nostre país

  • Facebook
  • Twitter
  • RSS
El reflector solar Scheffler és propietat de la Fundació Terra i es troba en exhibició al mNACTEC de Terrassa.
Amb una superfície de 8 m2 permet cuinar per a unes 30 persones.
El reflector solar Scheffler està perfectament integrat a l'edifici de la fàbrica modernista que acull el Museu. Forma part del recurs educatiu "La terrassa del Sol".
L'estructura del que anomenem reflector Scheffler consta de 5 parts principals: l'estructura de suport (1), el reflector (2), el mecanisme de rotació diària (3), el mecanisme d'ajust estacional (4) i el suport de cocció (5).
Un reflector Scheffler és un enginy solar de concentració de la llum solar que permet, entre altres possibles aplicacions, cuinar amb l'energia del Sol.

L'objectiu que va conduir al desenvolupament dels reflectors Scheffler va ser fer la cocció solar el més còmoda possible. Amb aquesta idea es dissenyà una cuina solar que permetés que el "fogó" de cocció romangués immòbil mentre el Sol seguia la seva trajectòria celeste, i una estructura que permetés cuinar a l'interior de l'edifici. L'any 2003, arran de l'exposició de l'obra de l'artista Andreas Wegner, es va muntar a Madrid un reflector Scheffler de vuit metres quadrats de superfície. L'autor de l'obra i l'inventor d'aquests reflectors que porten el seu nom, Wolfgang Scheffler, van donar aquest giny a la Fundació Terra perquè fos emprat com a aparell de demostració solar al nostre país. Així fou com la Fundació Terra va establir relacions amb el Museu Nacional de la Ciència i la Tècnica de Catalunya (mNACTEC) situat a Terrassa per instal·lar aquest reflector en el terrat de l'edifici modernista del Museu. L'obra no va quedar definitivament instal·lada fins a mitjans del 2006. El reflector Scheffler instal·lat al mNACTEC té una superfície reflectora de 8 m2 i conforma una el·lipse de 3,8 x 2,8 metres. La instal·lació, a més, disposa d'una porta metàl·lica protectora i d'un interruptor d'apagada del mecanisme de seguiment solar diari.

L'estructura del que anomenem reflector Scheffler consta de 5 parts principals: l'estructura de suport (1), el reflector (2), el mecanisme de rotació diària (3), el mecanisme d'ajust estacional (4) i el suport de cocció (5).

Una tecnologia assequible

Una altra de les característiques dels reflectors Scheffler és que puguin ser elaborats a qualsevol taller rural de soldadura i amb materials assequibles localment. Així, el reflector Scheffler es compon bàsicament de peces de ferro i vidres de mirall. Per als models destinats a Europa s'usa, a més, un mecanisme de seguiment fotovoltaic que alimenta un petit motor elèctric, perfils d'alumini, fil d'acer inoxidable així com làmines d'alumini altament reflectant per al dispositiu de cocció. En altres països, aquests materials es substitueixen per d'altres que compleixen la mateixa funció i que estiguin disponibles localment.

Aquest primer reflector Scheffler instal·lat a Espanya, i actualment un dels pocs de les seves característiques que hi ha a Europa, fou construït de forma artesanal el 2003 amb peces de ferro, alumini i miralls estandars. Aquest reflector fou exposat i funcionà preparant aliments a Madrid durant la tardor del 2003. Aquest és el primer reflector que s'instal·la a Europa per a ser emprat com a estri de demostració de les possibilitats de l'energia solar en el tractament d'aliments (cuina, dessecació d'aliments, etc.). Habitualment es fan activitats educatives de demostració i també de catering solar amb el reflector; per a més informació consultar l'agenda d'activitats del mNACTEC.

Una tecnologia sorprenent

La forma del reflector és el resultat d'una petita secció lateral d'un paraboloide circular. La llum reflexada per aquesta secció es concentra en el focus del paraboloide, situat a certa distància del reflector. La distància entre el focus i el reflector dependrà de la paràbola inicial seleccionada. L'estructura s'encara cap al Sud i es situa davant de la casa, de manera que concentri els raigs solars en el focus, situat a l'interior de la cuina.

La forma del reflector Scheffler és un mirall parabòlic, excèntric i deformable, que gira de forma sincronitzada amb el Sol al voltant d'un eix de rotació paral·lel a l'eix polar terrestre. Aquest eix es troba situat en la direcció Nord-Sud i passa pel centre de gravetat del propi reflector, mantenint-lo en equilibri, de manera que el mecanisme de seguiment diari hagi de realitzar poca força per a accionar la rotació diària. Igualment, per a què el punt focal no es desplaci, aquest es troba en la projecció de l'eix de rotació, de manera que durant el transcurs del dia la llum concentrada gira sobre ella mateixa al voltant del seu propi centre, però mai no es desplaça lateralment.

Mitjançant el mecanisme de seguiment fotovoltaic el reflector rota diàriament sobre el seu eix per mantenir immòbil el focus i, gràcies a la deformació del marc del reflector, aquest ajusta la seva forma a les diferents estacions de l'any manualment usant les palanques de les barres telescòpiques. En el transcurs de les estacions de l'any, l'angle d'incidència de la radiació solar arriba a variar ± 23,5º en relació a la inclinació de l'eix terrestre. Així, és necessari que el reflector s'inclini amb un angle idèntic per tal de poder-se encarar sempre perfectament al Sol i concentrar el màxim de la radiació solar al focus, sense variar ni la posició del reflector ni la del punt de cocció. Això només és possible si la forma del reflector varia amb cada nou angle solar al llarg de les estacions anuals, de manera que per a cada dia de l'any tinguem una forma de paràbola diferent. Per aconseguir aquesta variació el marc del reflector es deforma per ajustar-lo a la variació de l'angle d'incidència de la radiació solar.

Un cop el reflector concentra la radiació solar en el punt focal de l'estructura de cocció, allà una part de la llum impacte directament a la paret de l'olla de cocció i l'altra part és reflectida a través d'un segon reflector més petit, -anomenat reflector secundari-, fins a la base negra de l'olla on és absorbida i convertida en calor. Segons l'època de l'any, el reflector de 8m2 recull la llum solar d'una superfície perfectament perpendicular que oscil·la entre 4,3 m2 i 6,4 m2, -anomenada àrea d'obertura. Aquest fet provoca que la potència de cocció variï lleugerament segons l'estació anual.


"Cocina a lo bestia", programa Brainiac - Ciencia Extrema, mostrant el reflector Scheffler de Fundació Terra instal·lat al mNACTEC i altres tecnologies de cocció solar en funcionament. (C) Cuatro, 2007.

 
Característiques tècniques d'un reflector Scheffler de 8 m2

Temperatura màxima assolida al focus
1020°C
Rendiment òptic màxim amb miralls de vidre clar 84%
Rendiment òptic màxim amb miralls de vidre normal 75%
Potència de cocció mitjana al llarg de l'any amb una radiació solar de 700 W/m2 i miralls de vidre normal

2,2 kW

(1,7 kW a l'estiu i 2,5 kW a l'hivern)
Número màxim d'olles instal·lades en un reflector 3
Número de reflectors instal·lats a la cuina solar més gran construida (a l'Índia)
106 reflectors, (per a 18.000 comensals diaris)
Cost del material per a construir un reflector a l'Índia aprox. 550 euros