BRPI0616180A2

BRPI0616180A2 - processo para a produção de um espelho ótico

Info

Publication number: BRPI0616180A2
Application number: BRPI0616180-4A
Authority: BR
Inventors: Martin Selig; Max Mertins
Original assignee: Novatec Biosol Ag
Priority date: 2005-09-15
Filing date: 2006-09-11
Publication date: 2011-06-07
Also published as: US20090260753A1; CN101263348A; ATE382833T1; TNSN08119A1; MA29848B1; PT1764565E; AP2216A; DE112006003126A5; WO2007031062A1; AP2008004434A0; DE502006000259D1; AU2006291817A1; EP1764565B1; ES2299109T3; EP1764565A1; CN101263348B; AU2006291817B2; ZA200802703B

Abstract

PROCESSO PARA A PRODUçãO DE UM ESPE LHO óTICO. A presente invenção refere-se a produção de heliástatos empre- gados em usinas termo-solares, o processo de acordo com a invenção prevê que um disco de espelho (1), mediante o emprego de uma forma requerida (5) e mediante a intercalação de meio de aderência (6), seja assentado sobre uma construção de suporte (2). A forma requerida (5) e a posição em relação a um ponto de referência definido são transmitidas ao disco de espe- lho (1) e modeladas no meio de aderência (6). Depois do endurecimento do meio de aderência (6), a forma requerida (5) é removida, e depois disso a sua forma fica gravada no disco de espelho (1).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSOPARA A PRODUÇÃO DE UM ESPELHO ÓTICO"

A presente invenção refere-se a um processo para a produçãode um espelho ótico, especialmente para um coletor solar, sendo que umdisco de espelho, que apresenta um lado de reflexão e um lado de aderên-cia, é colocado sobre uma construção de suporte.

Essa unidade de espelho e construção de suporte será chamadaa seguir de helióstato.

Esses coletores solares de concentração já são conhecidos hámuito tempo. Usualmente eles são produzidos na medida em que uma lâmi-na de espelho é colocada sobre uma construção de suporte. Um processodesse tipo também é descrito no DE 38 32 961 A1. A invenção tem comoobjetivo descobrir um processo por meio do qual seja possível uma colagemde determinados tipos de lâminas que anteriormente não podiam ser coladas.

Isso é conseguido de acordo com a invenção devido ao fato deque as lâminas a serem empregadas são inicialmente unidas por fusão pormeio de ação de aquecimento e, então, recebem uma cola e, por fim, sãocolocadas em contato por meio de prensagem das áreas de lâminas umacontra a outra. A lâmina colocada desse modo, em seu estado bruto, sobreuma superfície inferior é, em seguida, montada sobre uma construção desuporte, a qual, no curso de um ajuste fino, é adaptada às exigências.

Usinas termossolares operam usualmente com uma disposiçãode espelhos e um receptor de calor, assim chamado de receiver. Nesse casodiferencia-se entre sistemas com um eixo e sistemas com dois eixos. Oshelióstatos do campo heliostático são conduzidos coma ajuda de motores,de tal modo que a luz do Sol que cai sobre ele seja refletida e seja dirigidapara o receptor situado acima dos espelhos. No caso de um sistema com umeixo, o receptor apresenta um ou mais tubos de absorção; no caso de umsistema com dois eixos, um feixe de tubos ou um absorvente volumétrico.Este absorve a irradiação solar concentrada através dos helióstatos e, com aajuda de um meio de fluxo, encaminha essa energia convertida em calor. Nodecorrer do dia, dependendo da posição do Sol, os helióstatos são reajusta-dos de tal modo que a luz solar sempre caia sobre o receptor.

Entre outros, esses helióstatos são produzidos de tal modo quea sua construção de suporte corresponda o mais exatamente possível à for-ma ideal do espelho e o próprio espelho seja fixado sobre essa construçãode um modo tal que a sua forma ideal se ajuste. O próprio disco de espelhoé levado para a forma requerida através de um aperto elástico no caso deuma curvatura pequena, e também através de deformação térmica no casode curvaturas maiores.

O direcionamento correto da luz solar requer uma precisão muitogrande ao ocorrer a produção dos helióstatos empregados. Os espelhos a-presentam uma determinada curvatura dependendo do afastamento em re-lação ao receptor. Para se obter o maior rendimento possível é necessárioque os parâmetros de curvatura das superfícies de espelho sejam conserva-dos os mais exatos possíveis. Nesse caso é problemático que a produção deum espelho assim preciso até hoje só era concretizável tecnicamente comum esforço muito grande, pois já a própria construção de suporte tinha quesatisfazer essas exigências de precisão.

Por isso é conhecida a solução de produzir um espelho comprecisão média e adequá-lo com precisão no curso do ajuste fino. Esse mé-todo coloca exigências rigorosas tanto quanto ao material da construção desuporte, quanto para os técnicos que executam o ajuste fino.

É necessário definir pontos individuais ajustáveis na construçãode suporte, pontos estes que podem ser ajustados com precisão por meio deparafusos de ajuste. Para o ajuste perfeito dos coletores é necessário o em-prego de pessoal especializado, o que acarreta grandes custos.

Precisamente em tempos de custos crescentes de energia, asusinas solar-térmicas tornam-se uma alternativa rentável em relação aoscombustíveis fósseis.

Por isso a invenção tem como objetivo disponibilizar um proces-so para a produção de um espelho ótico que, sem prejuízo de precisão,permita se prescindir de um ajuste fino do espelho depois de sua produção epossibilite uma produção em massa desses espelhos que seja economica-mente rentável.

Esse objetivo é alcançado com ajuda do processo segundo aparte caracterizante da reivindicação principal. Configurações adequadasdesse processo podem ser deduzidas das demais reivindicações.

De acordo com a invenção, para a produção de um espelho óti-co, especialmente de um helióstato para um coletor solar de concentração,emprega-se um disco de espelho que tenha sido levado para uma forma i-deal. Nesse caso, o lado refletor encontra-se em contato com a forma ideal.

A forma ideal representa uma impressão da curvatura ideal para o respectivoespelho, de tal modo que através do contato direto do disco com a formaideal, o disco de espelho também seja levado para sua forma definitiva, es-pecialmente para sua curvatura definitiva.

Para que os espelhos, dos quais é constituída a usina solar-térmica, possam ser reajustados ao Sol, é preciso que eles sejam montadossobre construções de suporte que sejam pivotantes de tal modo que semprea maior energia possível seja encaminhada ao receptor. O disco de espelhoé assentado sobre a construção de suporte mediante a intercalação de mei-os de aderência. Nesse caso, o disco permanece na forma ideal, de tal mo-do que ele conserve sua forma ideal. O meio de aderência plástico liga odisco com a construção de suporte, de tal modo que o disco, depois do en-durecimento do meio de aderência, seja mantido em sua posição atual.

Comprovou-se que é vantajoso quando, inicialmente, a constru-ção de suporte receber meio de aderência e, em seguida, o disco de espelhofor pressionado para dentro do meio de aderência. O meio de aderência a-fasta-se, enquanto o disco de espelho fica alojado em contato estreito sobrea forma ideal pelo ajuste de suas formas e essa forma também é conservadadevido à sustentação da forma ideal. O disco de espelho com a forma idealpermanece nessa posição ao menos até que o meio de aderência estejaendurecido pelo menos aproximadamente. Depois da remoção da forma i-deal, o disco de espelho apresenta sempre ainda a forma da forma ideal, aqual corresponde amplamente à curvatura ideal para o espelho.Uma aplicação do meio de aderência sobre a construção de su-porte, por exemplo, não precisa ser efetuada de modo plano. É suficienteaplicar o meio de aderência em pontos de sustentação individuais e, dessemodo, reter o disco apenas em pontos predeterminados. Desse modo, porum lado, economiza-se meio de aderência e, por outro lado, o meio de ade-rência que se afasta antes da pressão do disco de espelho assentado podeescorrer para os espaços intermediários entre os pontos de sustentação.

Já que não é mais necessário nenhum ajuste fino, então torna-se possível empregar uma construção de suporte rígida para a montagem dodisco de espelho. Devido ao processo, essa construção de suporte não pre-cisa corresponder às altas exigências de precisão da forma ideal, pois astolerâncias são compensadas pelo meio de aderência. Também se eliminaum ajuste fino ulterior, o que representa uma simplificação adicional da cons-trução e, ao mesmo tempo, leva a uma economia de custos na produção dasconstruções de suporte.

A resistência do disco de espelho é favorecida adicionalmentepelo fato de que o disco é constituído de um material rígido, porém flexível.Se fosse empregado um disco muito mole, então não seria possível evitardefinitivamente uma deformação ulterior aproximadamente em pontos depouco apoio por pontos de sustentação.

A seguir, a invenção descrita acima será explicada detalhada-mente com base em um desenho.Mostra-se:

figura 1: uma construção de suporte, bem como um disco de espelho pu-xado para cima de uma forma ideal antes da montagem, emuma representação em corte;

figura 2: uma construção de suporte com um disco de espelho assentado,sendo que a forma ideal ainda não foi removida, em uma repre-sentação em corte;

figura 3: um helióstato pronto, que foi produzido segundo o processo deacordo com a invenção, também em uma representação em cor-te.A figura 1 mostra uma construção de suporte 2 para a produçãode um helióstato. Sobre a construção de suporte 2 encontra-se aplicadomeio de aderência 6 em pontos individuais de sustentação. Ao início da pro-dução, um disco de espelho 1, que apresenta um lado de reflexão 3 e umlado de aderência 4, foi puxado para cima de uma forma ideal 5, de tal modoque o disco de espelho 1 reproduza exatamente a forma da forma ideal 5para o seu lado de reflexão 3. Nessa exposição, o disco de espelho 1 estádesenhado um pouco afastado da forma ideal 5, para se garantir uma legen-da legível. De fato, nò entanto, o disco de espelho 1 encontra-se em contato1G estreito sobre a forma ideal 5.

A figura 2 mostra a segunda etapa do processo de produção, noqual o disco de espelho 1, juntamente com a forma ideal 5, é pressionadopara dentro do meio de aderência total 6. Nesse caso, o meio de aderência 6afasta-se lateralmente de tal modo que a forma do disco de espelho 1 tam-bém seja por fim transmitida ao meio de aderência 6. A forma ideal 5 é dei-xada sobre o disco de espelho 1 até que o meio de aderência 6 tenha endu-recido e, por um lado, sustente a forma do disco de espelho 1 e, por outrolado, retenha este devido à sua força de aderência. Após o endurecimentodo meio de aderência 6, a forma ideal 5 pode ser removida, sendo que odisco de espelho 1 conserva a curvatura predeterminada pela forma ideal 5.

A figura 3 mostra o helióstato pronto, o qual dirige a luz solar,mostrada em pontos e traços nessa figura, para um receptor 8. Nesse caso,trata-se apenas de uma exposição básica, na qual se deve levar em consi-deração que vários desses helióstatos estão alocados a um receptor 8. Aconstrução de suporte 2 é pivotante, de um modo que não interessa aqui, demodo que a disposição pode ser reajustada à luz solar de um modo tal quesempre a exploração máxima de luz seja conduzida ao receptor 8. A curva-tura do disco de espelho 1 é predeterminada por sua forma ideal em funçãoda distância entre o helióstato e o receptor 8.

Acima é descrito, portanto, um processo para a produção de umespelho ótico, especialmente para um coletor solar, o qual torna possíveluma produção desses helióstatos que seja precisa e, ainda assim, rápida efácil. Isso é conseguido devido ao emprego de uma forma ideal, para cimada qual é puxado o disco de espelho a ser colocado sobre uma construçãode suporte. Esse disco, juntamente com a forma ideal, é colocado sobre aconstrução de suporte mediante a intercalação de meio de aderência e só éremovido após o endurecimento do meio de aderência e da conservaçãocorrespondente da forma de espelho.

Listagem de Números de Referência

1 disco de espelho

2 construção de suporte

3 lado de reflexão

4 lado de aderência

5 forma ideal

6 meio de aderência

7 pontos de sustentação

Claims

1. Processo para a produção de um espelho ótico, especialmen-te para um coletor solar, sendo que um disco de espelho (1), que apresentaum lado de reflexão (3) e um lado de aderência (4), é colocado sobre umaconstrução de suporte (2) e o disco de espelho (1) com seu lado de reflexão(3) é puxado para cima de uma forma requerida (5), caracterizado pelo fatode que em seguida o disco de espelho (1) juntamente com a forma requerida(5), mediante a intercalação de um meio de aderência (6), é assentado comseu lado de aderência (4) sobre a construção de suporte (2), sendo que aforma requerida (5) é separada do disco de espelho (1) quando o meio deaderência (6) tiver endurecido ao menos aproximadamente.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que antes da montagem, o disco de espelho (1) encontra-se alojadoao menos quase pelo ajuste de formas sobre a forma requerida (5); o meiode aderência (6) é aplicado sobre a construção de suporte (2) e o disco deespelho (1) com o lado de aderência (4) é pressionado de modo plano paradentro do meio de aderência (6) de um modo tal que o lado de reflexão (3)do disco de espelho (1) reproduza ao menos aproximadamente exatamentea superfície da forma requerida (5).

3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de que o meio de aderência (6) é aplicado somente em alguns pontosde suporte (7) sobre a construção de suporte (2).

4. Processo de acordo com uma das reivindicações anteriores,caracterizado pelo fato de que como construção de suporte (2) se empregauma construção rígida.

5. Processo de acordo com uma das reivindicações anteriores,caracterizado pelo fato de que o disco de espelho (1) é constituído de ummaterial rígido, embora maleável.