Progetto SPECTRUM

Il progetto ottico del collettore solare è un aspetto fondamentale dello studio per la realizzazione del sistema. Lo scopo finale del progetto ottico è di raccogliere la massima potenza, tenendo conto del diametro della fibra e della NA, mentre invece un progetto classico prevede di ottenere la migliore immagine. Sono stati effettuati diversi progetti di ottiche ed alcune sono state realizzate. Le configurazioni studiate come collettori solari sono sei: la tabella sottostante le riassume presentandone le caratteristiche salienti. Il progetto ottico del CCM (Concentratore Catadiottrico Monoblocco) è stato sviluppato con l'intento di ottimizzare non solo le caratteristiche ottiche del collettore, ma anche la sua compattezza.

L'efficienza ottenuta dal collettore accoppiato con la fibra di 0.6 mm di diametro è stata stimata teoricamente e misurata sperimentalmente. Questo studio comparativo mostra che il CCM progettato per il nostro dispositivo solare ha uno spessore ridotto, è facile da montare e da allineare e raggiunge un buon livello di potenza concentrata. Invece la configurazione di tipo Mangin rappresenta il miglior compromesso tra l'efficienza e il costo. Per questo tipo di collettori, come per quelli parabolici, l'allineamento meccanico tra il concentratore e la fibra ottica è un aspetto critico perché lo specchio secondario è separato da quello primario ed è realizzato sul vetro di protezione della mattonella. La difficoltà di allineamento aumenta quando si deve allineare una mattonella, che contiene quattro concentratori. Per scegliere il collettore da realizzare nel prototipo del sistema abbiamo considerato sia i vantaggi che gli svantaggi di ogni singolo concentratore, riassunti nella tabella sottostante.

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