En un artículo recientemente publicado en Renewable Energy y titulado “Combining ray-tracing and a linear thermal model to predict the performance of a panel solar cooker under varying solar angles” [1], se muestra cómo COMSOL Multiphysics^® puede utilizarse como una herramienta clave para predecir el rendimiento óptico y térmico de cocinas solares, incluso cuando su geometría es compleja. La Figura 1 muestra la geometría simulada de la configuración Flor de Copenhague.

Figura 1. Geometría simulada de la configuración Flor de Copenhague.

¿Qué aporta COMSOL en este trabajo?

• Modelado estructural avanzado
  Se utiliza el Structural Mechanics Module para simular el proceso de plegado de los paneles flexibles. Esto nos permitió obtener geometrías 3D realistas a partir de láminas planas, algo prácticamente imposible con enfoques analíticos tradicionales.
• Ray-tracing con geometrías reales
  Las geometrías resultantes se integraron directamente en el Ray Optics Module, donde se realizaron simulaciones de trazado de rayos Monte Carlo para evaluar la captación solar bajo distintos ángulos de elevación y errores de alineación azimutal. La Figura 2 muestra el trazado de rayos en la cocina solar Copenhagen-Flower que se estudia en este trabajo.

Resultados clave

• Excelente concordancia entre simulación y medidas experimentales.
• Identificación clara de la influencia del ángulo solar en el rendimiento del sistema.
• Metodología transferible a otras cocinas solares y sistemas de concentración simples.

Este trabajo demuestra que COMSOL Multiphysics^® ofrece una plataforma potente para tecnologías apropiadas, sostenibles y de bajo coste, conectando simulación avanzada con impacto social real. Una muestra más de cómo la modelización multifísica puede reducir incertidumbre, mejorar el diseño y aumentar la probabilidad de éxito en sistemas energéticos reales.

Figura 2. Trazado de rayos en una cocina solar Copenhagen-Flower. Solo se muestra una muestra de 3 rayos.

Referencias

[1] Jesús García-Fernández, Antonio Carrillo-Andrés, Xabier Apaolaza-Pagoaga, Antonio García-Ruiz, Emilio Ruiz-Reina, Combining ray-tracing and a linear thermal model to predict the performance of a panel solar cooker under varying solar angles, Renewable Energy, Volume 263, 2026, 125443,