1. El fluido de trabajo llega a temperaturas mayores en un colector concentrador, tomando la misma superficie de colector en ambos. Esto significa que se puede lograr una mayor eficiencia termodinámica.
2. Dado que la superficie absorbente es pequeña (con respecto al área total del colector), ocupar superficies de absorción selectivas y ocupar zonas de vacio en ésta para disminuir pérdidas (y por lo tanto la eficiencia del colector) son alternativas económicamente viables.
También ofrecen desventajas comparativas. Las principales son:
1. Los colectores concentradores sólo utilizan la radiación directa y no la difusa.
2. Es necesario implementar un sistema de seguimiento solar con los colectores.
3. El reflectante del colector puede perder sus propiedades con el tiempo y requiere manutención periódica.
Los colectores que entran en esta categoría son:
1. Colectores cilindro parabólicos (PTC)
2. Disco parabólico (PDR)
3. Helióstato
Colectores cilindro parabólicos: Una característica importante de estos colectores es que pueden lograr temperaturas hasta los 400 oC con una buena eficiencia termodinámica. Tienen aplicaciones tanto en generación de energía eléctrica como en calentamiento de agua, pudiendo para esta última aplicación ser construidos con materiales ligeros y baratos, lo cual disminuye el costo de inversión inicial y facilita el seguimiento solar.
Estos colectores se construyen doblando una lámina de material reflectante con forma parabólica. Un tubo metálico de color negro, recubierto con un tubo de vidrio para disminuir las pérdidas de calor, se debe colocar a lo largo de la línea focal como receptor (ver Figura 25).
Figura 25: Colector PTC
Cuando la parábola es orientada hacia el sol, los rayos paralelos incidentes en el colector son reflejados hacia el foco lineal. Es suficiente hacer seguimiento solar en un solo eje de rotación. Este tipo de colectores no se ocupa, la mayoría de las veces, en forma individual, sino que en forma grupal y estando los tubos receptores conectados entre ellos.
Este tipo de tecnología es la más avanzada dentro de las tecnologías solares, debido a la gran experimentación que se ha realizado con ellos y a la formación de un pequeño nicho de industrias que construyen y venden estos colectores.
Disco Parabólico: Esquemáticamente, un colector parabólico se puede representar como en la Figura 26. Cuando este colector enfrenta al sol, la radiación incidente se concentra en su foco. Por lo anterior, debe seguir al sol en sus dos grados de libertad (altitud y azimut).
Figura 26: Colector parabólico
El receptor colocado en el foco, absorbe la radiación solar y la traspasa en forma de calor a un fluido circulante. La energí³a calórica presente en el fluido puede ser convertida a electricidad mediante el uso de un motor-generador dispuesto en el foco o puede ser transportada a través de cañerías a un receptor central y servir para diversos propósitos. La temperatura en el receptor puede sobrepasar los 1500 oC.
Los colectores parabólicos tienen ventajas importantes con respecto a otros colectores:
1. Debido a que siempre están apuntando al sol, son el sistema de concentración solar más eficiente.
2. Tienen concentraciones entre 600-2000.
3. El colector como módulo se puede ocupar de manera independiente o ser parte de un campo de colectores.
Helióstato: Para obtener altos niveles de radiación de energía solar, es necesario disponer de varios espejos planos dispuestos en un campo con seguimiento solar de altitud-azimut y reflectando la radiación incidente en cada uno de ellos a un foco receptor común, como se observa en la Figura 27.
Figura 27: Helióstato
Generalmente, en el receptor se genera vapor de agua a alta presión y temperatura. Esta agua se lleva mediante cañerías a un receptor central donde se puede almacenar y ocupar para generar energía eléctrica.
Se pueden obtener concentraciones entre 300 y 1500, teniendo el foco un flujo radiactivo entre 200 y 1000 [kW=m2], obteniéndose temperaturas por sobre los 1500 oC.