ACES 2030

INFRAESTRUCTURAS Y SERVICIOS

CONOCE NUESTROS SERVICIOS

Contamos con una amplia gama de servicios y equipamiento de vanguardia para el desarrollo y validación de tecnologías solares térmicas

Infraestructura experimental

  • Campos solares con helióstatos y concentradores Fresnel, bancos de pruebas para receptores y reactores solares.

Laboratorios de caracterización

  • Equipos para análisis térmico, óptico y químico de materiales y componentes.

Simuladores solares de alto flujo

  • Tecnología avanzada para la validación de procesos térmicos y termoquímicos.

Almacenamiento de energía

  • Investigación en almacenamiento térmico con sales fundidas, almacenamiento termoquímico y baterías de alta temperatura.

Modelado y simulación

  • Herramientas avanzadas de diseño y optimización para mejorar la eficiencia y escalabilidad de tecnologías solares

Colaboración con la industria

  • Servicios de consultoría, formación y asesoramiento para la implementación de soluciones energéticas sostenibles.

INFRAESTRUCTURA I

Grupo IME-UPAT

Sus capacidades se apoyan en un equipamiento propio que cuenta con instalaciones singulares a nivel internacional, formando parte de las instalaciones de la ERIC EU-SOLARIS, y que se agrupan en cinco infraestructuras localizadas en la Comunidad de Madrid:

Sistema de muy alta concentración de tipo torre de 250 kW (ACES), dotado de un campo solar de 169 heliostatos monofaceta de 3 m2 de corta focal, el cual permite alcanzar flujos pico superiores a 4000 kW/m2, y dos plataformas de ensayos a 12 y 15 m.

Simulador solar de alto flujo de 42 kWe (KIRAN42), el cual dispone de una sala de ensayos independiente y completamente equipada (alimentación en gases, corriente mono y trifásica, conexiones de toma de datos) con una mesa de ensayos dotada de un sistema automatizado de posicionamiento en tres ejes capaz de desplazar hasta 250 kg y varios bancos de ensayos y técnicas de medida específicas para la caracterización térmica, óptica y química de receptores y reactores solares, escudos térmicos y otros componentes sometidos a alta irradiancia.

Equipamiento para la síntesis y caracterización de materiales y el ensayo de materiales bajo altas densidades de flujo de radiación luminosa (simulador solar de alto flujo de 7kWe; horno de sinterización) y temperaturas (horno vertical 1600 ºC con tres zonas de calentamiento independientes de 20 cm de longitud cada una). El HTPU LAB se apoya del equipamiento del centro en caracterización de materiales (caracterización térmica y química de materiales, ICP-OES, hornos de microondas, difusividad térmica, TGA/DSC; espectroscópica (UV/Vis/NIR, fluorescencia, FTIR, Raman); de propiedades estructurales y texturales, Multipicnómetro, Quadrasorb, Autosorb, analizador de quimisorción, DRX, SEM, TEM). Desde 2024, el HTPU-LAB dispone de un área específica de fabricación aditiva de materiales cerámicos.

Laboratorio de diseño computacional (HTPU-CDL) para procesos de alta temperatura: Estaciones de trabajo y software específico para diseño asistido por ordenador, modelado fluidodinámico computacional, diseño de iluminación y análisis óptico, tratamiento de datos y control y monitorización de procesos, diseño de procesos.

Plataforma de ensayos de electrolizadores de alta temperatura, dotado de un lazo solar con un sistema de concentración solar y almacenamiento térmico para la generación de vapor de 15 kW.

INFRAESTRUCTURA II

Grupo URJC-SOLAR

Reactores de acero teflonado y de vidrio para síntesis de materiales a gran escala, molinos de bolas para molienda y síntesis mecanoquímica de materiales, dispositivos de amasado y extrusión de materiales; dispositivos para tratamientos térmicos: estufas para síntesis y secado de materiales, estufas de vacío, cámara climática, hornos microondas y muflas de calcinación y hornos de síntesis; equipamiento general de laboratorio: balanzas de precisión, baños refrigerantes, electrodos de iones, pH-metros, rotavapores, etc.

Equipos de medidas de propiedades texturales: adsorción/desorción de moléculas sonda para caracterización de propiedades texturales, porosimetría de Hg; análisis químico (ICP-AES e ICP-AOS); análisis elemental (CHNOS); análisis térmico: TPD-MS, TPR-TPO-MS, TGA-MS y DSC: microscopía electrónica de transmisión (TEM) y de barrido (SEM); espectroscopía: FTIR (ATR y cámara ambiental), DR UV-Vis, Raman, DRX, FRX y RMN.

La caracterización fisicoquímica de materiales de óxidos mixtos puede ser proporcionada por el LABTE (Laboratorio de Técnicas Espectroscópicas) de la URJC que integra siete áreas de trabajo diferentes para el análisis fisicoquímico de muestras: plasma acoplado inductivamente – espectroscopia de emisión óptica (ICP-OES), técnicas espectroscópicas (FT-IR, DR UV-Vis, RAMAN), análisis elemental e isotermas de adsorción-desorción de gases, análisis térmico (TG, TPD, TPR, TPO, DSC). Además, el Centro de Apoyo Tecnológico (CAT) de la URJC dispone de instalaciones especializadas en difracción y fluorescencia de rayos X, microscopía electrónica (SEM-EDX y TEM). Todas estas instalaciones se ajustan a los requisitos de la propuesta y estarán a disposición del grupo URJC-SOLAR para la ejecución de las actividades propuestas.

Sistema termogravimétrico acoplado a cromatografía gaseosa y sistema de reacción con alimentación controlada de gases y vapor de agua, y horno tubular de alta temperatura acoplado a analizadores específicos de H2, O2 CO y CO2, y espectrómetro de masas, para realizar experimentos de ciclos termoquímicos y de los procesos de almacenamiento termoquímico y con cambio de fase.

INFRAESTRUCTURA III

Grupo URJC-DIMME

Sistema de proyección por plasma portátil (CPS) (Sultzer Metco). Sistema de proyección fría (CS) de media presión (Titomic D623). Sistema de medida de la velocidad de las partículas en CS HiWatch CS2.

Laboratorio de metalografía. Microscopía óptica (Zeiss Axioscope 5 and Motic BA310 Met-T). Microscopía electrónica de barrido (SEM) (Hitachi, S3400 N y Nova Nano SEM230) equipada con EDX y EBSD. Microscopia electrónica de transmisión (TEM) y transmisión con barrido (STEM) (JEOL JEM-F200); Microscopía de fuerza atómica (AFM) PARK XE-100. Difracción de Rayos X (XRD) (PANalytical, X’Pert PRO. Base de datos PDF-4+ (ICDD) para análisis cualitativo y cuantitativo en XRD y TEM. Rugosímetro de contacto (Mitutoyo, SJ 30). Microscopio confocal (Rtec Instruments, Lambda-2).

Se dispone de 7 máquinas de ensayo, electromecánicas y servohidráulicas, y el equipamiento complementario necesario (células de carga, extensómetros, videoextensómetro, hornos, cámara termográfica …) para realizar ensayos en un amplio abanico de condiciones. Medida de adhesión. Barras Hopkinson, para tracción y compresión, para ensayos a alta velocidad de deformación. Caracterización mecánica a escala micro y nano. Durómetro, microdurómetro y Nanoindentador Agilent G200, permite realizar ensayos de indentación y de rayado (medida continua de la rigidez, módulo de fuerza lateral …). AFM PARK XE-100, para caracterización mecánica a menor escala. Laboratorio de tribología. Tribómetro (RTec, MFT 5000), Ensayos de erosión (Rrtec AJ-1000), “Fretting” (Rtec, FFT.M).

Hornos para oxidación isoterma, entre 200 y 1300ºC, y ciclado térmico. Potenciostato.

ANSYS y LSDyna pueden ejecutarse en 2 estaciones de trabajo. La simulación del comportamiento mecánico servirá para entender las nuevas metodologías de ensayo definidas en (objetivo 1, Actividad 1.3). Se simulará la respuesta mecánica de recubrimientos absorbedores (objetivo 2, Actividad 2.4) y de absorbedores con estructuras porosas jerarquizadas (objetivo 3, Actividad 3.2).

INFRAESTRUCTURA IV

Grupo CSIC-ICP

El Grupo CSIC-ICP cuenta con un laboratorio de referencia en España en el desarrollo de materiales conformados de distinta geometría, incluyendo los monolíticos, y la implementación a escala industrial de sistemas catalíticos. Entre su equipamiento singular se incluyen:

Microscopio confocal Raman inVia Qontor Renishaw, con óptica LEICA y tres láseres de 405, 514 y 785 nm como fuente de excitación. Este equipo está preparado para la caracterización in situ y operando de sólidos en polvo y monolitos.

Termobalanza Netzsch STA 449 F3 Jupiter, que permite determinar las propiedades termodinámicas de materiales redox a alta temperatura (≤1400 ºC), mediante un protocolo de medida perfectamente establecido.

Servidor específico para cálculos y licencias de software científico, incluyendo programas como MATLAB, Modelica, entre otros.

Además, se contará con la asistencia y capacidades de la Unidad de Apoyo a la Investigación del Instituto de Catálisis y Petroleoquímica, que ofrece un amplio espectro de técnicas para la caracterización estructural de materiales. Entre ellas destacan:

  • Quimisorción
  • Difracción de RX
  • Espectroscopía UV-Vis-NIR
  • Espectroscopía FTIR
  • XPS con cámara de pretratamiento
  • Espectroscopía de emisión (ICP-OES)
  • Análisis de área superficial y distribución de tamaño de poro mediante adsorción de gases
  • Porosimetría de intrusión de mercurio

INFRAESTRUCTURA V

Grupo UPM-TE4S

En los últimos años, el Grupo UPM-TE4S ha desarrollado una destacada infraestructura técnica para la verificación experimental de conceptos avanzados en energía solar. Entre sus medios destacan:

Plataforma solar experimental, ubicada en Tecnogetafe, destinada a la verificación experimental del sistema denominado “Reloj de sol” (o “Sundial”). Esta plataforma ya ha servido previamente para:

  • El proyecto Futuro Solar (CDTI con OHL Industrial)
  • El actual proyecto Brain.En (CDTI con la empresa SISTEM)

Laboratorios en la ETSII-UPM, especializados en:

  • Calibración de temperatura, en un rango de -80 ºC a 1 200 ºC

  • Calibración de humedad relativa, en un rango de 10% a 98%

Se han demostrado las capacidades de simulación del grupo, las cuales pasan por equipos de computación propios y el cluster Magerit de la UPM.

INFRAESTRUCTURA VI

Grupo UC3M-ISE

El Grupo UC3M-ISE dispone de los siguientes medios:

  • TGA y GM
  • Simuladores solares para receptores tubulares
  • Reactores de lecho fluidizado
  • Concentrador solar Fresnel con secundario beam-down
  • Programas de simulación y CFD
  • Centro de computación con un clúster de 100 cores

INFRAESTRUCTURA VI

Grupo CIEMAT-PSA

El Grupo CIEMAT-PSA dispone de diversas instalaciones y laboratorios en Madrid que garantizan el desarrollo de los objetivos planteados en esta propuesta. Entre su infraestructura destacan:

OCTlab: laboratorio especializado en preparación y caracterización de recubrimientos ópticos (anti-reflejantes, absorbentes y anti-ensuciamiento).

  • Espectrofotómetros que cubren todo el rango espectral (UV-VIS-NIR-IR)

  • Perfilómetro

  • Microscopio óptico

  • Medidor de ángulo de contacto

  • Dos abrasímetros

  • Cámara climática para ensayos acelerados bajo condiciones ambientales

Laboratorio de materiales de cambio de fase (PCM), orientado a pruebas en condiciones de estrés térmico.

POMELAB:

  • Instalaciones para la caracterización de materiales porosos utilizados como absorbentes en receptores centrales con aire como fluido caloportador

  • Evaluación de componentes como recubrimientos selectivos, anti-reflectantes y receptores tubulares

Clúster Xula:

  • 44 nodos de cálculo con procesadores 2×Xeon Gold 6148 (2,4 GHz, 20 cores) → total 1760 cores
  • 2 nodos de gestión en clúster de alta disponibilidad
  • 2 nodos de acceso interactivo


Clúster Turgalium:

  • 40 nodos con 2×Intel Xeon Gold 6254 (18 núcleos, 3,1 GHz) por nodo
  • 192 GB de RAM por nodo
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