Roland Winston (nacido el 12 de marzo de 1936) es una figura destacada en el campo de la óptica sin imágenes [1] y sus aplicaciones a la energía solar, y a veces se le denomina el "padre de la óptica sin imágenes". [2] [3] Es el inventor del concentrador parabólico compuesto (CPC), una tecnología innovadora en energía solar. También es ex becario Guggenheim, ex director del Departamento de Física de la Universidad de Chicago, miembro de la facultad fundadora de la Universidad de California Merced y, desde 2013, director del Instituto de Tecnologías Solares Avanzadas de California. [4]
Posee más de 25 patentes, [3] principalmente relacionadas con la energía solar, y en sentido figurado se dice que tiene una "patente sobre el sol". [5]
Winston nació en Moscú, Rusia, hijo de un ingeniero estadounidense que ayudó a los rusos a diseñar ciudades y construir una base industrial. En 1942, él y su familia tuvieron que evacuar Rusia cuando el ejército alemán estaba dentro del alcance de la artillería. Después de huir, asistió a la Escuela Secundaria de Ciencias del Bronx. [6]
Winston se matriculó como estudiante temprano en Shimer College en 1950 y se transfirió a la Universidad de Chicago después de dos años. [7] [8] Recibió una licenciatura de Shimer en 1953, en una promoción de 11 graduados, incluido el futuro cosmólogo Jerome Kristian . [7] Continuando con sus estudios universitarios avanzados en la Universidad de Chicago, recibió una licenciatura en 1956. [9]
Winston permaneció en la Universidad de Chicago para realizar su trabajo de posgrado en física, completando su maestría en 1957 y su doctorado. en 1963. [9] Estudió con figuras como Yoichiro Nambu y Subrahmanyan Chandrasekhar . [2] La tesis doctoral de Winston trataba sobre "efectos hiperfinos observables en la captura de muones por núcleos complejos". [10]
Winston inicialmente desarrolló el concepto subyacente del CPC para su uso en el estudio de la radiación de Cherenkov mientras trabajaba en el Laboratorio Nacional de Argonne en 1966. [2] [11] Se le impulsó a inventar el CPC varios años más tarde, en 1974, cuando el director de Argonne, Robert Sachs. le preguntó si sería posible extender el enfoque parabólico a las aplicaciones de energía solar y, de ser así, si sería superior a los sistemas existentes que utilizan óptica de imágenes. [12] Sólo un año después de la invención del CPC, se descubrió que este diseño había sido anticipado cientos de millones de años por los ojos del cangrejo herradura . [13] El artículo que anuncia este descubrimiento también fue coautor de Winston. [14]
Una ventaja clave del CPC sobre los captadores de imágenes anteriores era que podía lograr eficiencias muy altas sin necesidad de seguir el sol. [15] Anteriormente se creía que los coleccionistas sin seguimiento eran imposibles de diseñar. [2] Además, los CPC recibieron considerable atención de los medios por su capacidad para funcionar incluso bajo cielos muy nublados y brumosos. [dieciséis]
Winston y Joseph O'Gallagher idearon una versión más refinada del CPC en 1982, que era más pequeña y eliminaba la necesidad de una capa adicional de vidrio. [17]
En 1988, utilizando una nueva técnica basada en espejos, Winston y su equipo establecieron un nuevo récord de concentración de energía solar, concentrando la luz solar a más de 60.000 veces su intensidad normal. [18] En 1989, Winston fue coautor con WT Welford de lo que se convirtió en el texto definitorio del campo, High Collection Nonimaging Optics . Posteriormente revisado bajo el nombre de Nonimaging Optics , sigue siendo un clásico en este campo.
De 1989 a 1995 se desempeñó como presidente del Departamento de Física de la Universidad de Chicago. [4] Además de su trabajo sobre energía solar, ha continuado trabajando en su campo original de la física de altas energías, realizando experimentos en Argonne y Fermilab. [4] [19]
En 2003, Winston dejó la Universidad de Chicago, donde había trabajado y estudiado desde 1952, para unirse al cuerpo docente fundador de la Universidad de California Merced. [8] Sin embargo, ha permanecido conectado con la U de C y la ciudad de Chicago, y ha permanecido afiliado al Instituto Enrico Fermi de la universidad . [5] En 2004 se asoció con la empresa Solargenix Energy de Chicago para crear sistemas de calefacción y refrigeración solares integrados en el techo. [5]
El 13 de junio de 2022, el profesor Winston anunció que se jubilaría el 1 de julio de 2022. De los primeros ocho miembros fundadores del cuerpo docente, él es el primero en irse después de casi dos décadas de servicio en UC Merced y el sistema de la Universidad de California. [20]
Winston ha recibido numerosos premios a lo largo de su carrera, incluida una beca Guggenheim en 1977 [21] y el premio Joseph Fraunhofer por "logros significativos en ingeniería óptica" de la Sociedad Óptica de América en 2009. [2] Fue elegido como delegado de Estados Unidos ante la Sociedad Internacional de Energía Solar en 1991. [22]
Los dispositivos a los que se ha asociado el nombre de Winston incluyen el propio CPC, que a veces se conoce como "colector solar Winston", [23] y los " conos de Winston ", los elementos parabólicos individuales que componen un CPC.