BRPI0808546A2 - Sistemas e método de coleta de energia solar - Google Patents

Description

“Sistemas e Método de Coleta de Energia Solar” Relatório Descritivo Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a uma ilha artificial, terrestre 5 ou marítima, que é equipada com instalações de coleta de energia elétrica. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a uma estrutura em grande escala desse tipo, que é capaz de produzir energia elétrica de uma maneira eficaz do ponto de vista de custos por tecnologia térmica solar.

Antecedentes da Invenção

É geralmente aceito que a Terra está alcançando rapidamente uma crise energética de proporções incalculáveis. Alguns dizem que a crise irá ocorrer em torno do ano 2040.

Parece que a energia solar pode ser a única fonte que pode teoricamente superar a crise energética que está por vir sem desestruturar os custos de energia. A energia geotérmica é uma distante segunda possibilidade, mas claramente a custos muito mais elevados.

A energia solar é principalmente adequada para mitigar essa crise energética futura. Por exemplo, quase 10.000 GTEP (TEP = 20 Tonelada Equivalente de Petróleo) de radiação solar atingem a Terra todo ano. Todavia, somente até 5 GTEP de energia solar utilizável seriam necessárias para dar um passo significativo no sentido da sustentabilidade energética para a Terra.

No entanto, têm existido limitações práticas para a implementação em larga escala de sistemas produtores de energia que dependam do sol. Por exemplo, as células fotovoltaicas são capazes de converter energia solar (isto é, luz do sol) em energia utilizável, ou seja, eletricidade. Mas, a eficiência total desses dispositivos é de cerca de 10- 18%, dependendo dos materiais usados. Além disso, maior eficiência geralmente requer materiais mais caros. Ainda mais, a fabricação de 5 células fotovoltaicas requer o uso de produtos químicos altamente tóxicos, que apresentam um problema ambiental significativo e sempre em expansão.

Por essas razões, a tecnologia térmica solar, a outra tecnologia principal para a conversão de energia solar em eletricidade, parece ser a única solução potencial para produzir um número suficiente de GTEPs no futuro previsível, ao mesmo tempo em que se mantém relativamente econômica.

Uma tecnologia térmica solar específica que está hoje amplamente sendo usada em aplicações-piloto é a calha parabólica solar. 15 Uma calha parabólica, em forma da metade inferior de um grande cano de escoamento, reflete a luz solar para um tubo receptor central que corre por cima daquela. A água pressurizada e outros fluidos são aquecidos no tubo e usados para gerar vapor, que pode, então, acionar geradores turbo para produzir eletricidade ou para fornecer energia 20 térmica para a indústria.

Em teoria, as calhas parabólicas têm tido o potencial de produção de eletricidade eficiente, porque conseguem alcançar temperaturas de admissão de turbina relativamente altas. No entanto, na prática, as necessidades de terra para essa tecnologia são significativas. 25 Além disso, estudos recentes indicam que os custos de eletricidade estimados anteriormente, usando essa tecnologia, podem ter sido demasiado otimistas. Em suma, o comprometimento percebido nessa tecnologia ainda não proporcionou benefícios tangíveis, num sentido prático, devido a ineficiências ou a custos excessivos e também devido a 30 limitações inerentes e variações na irradiação solar. Mais especificamente, esses coletores em calha requerem sistemas caros e de direcionamento de manutenção intensiva para ajustar dinamicamente as posições angulares dos painéis da calha, dependentes da posição solar. Isso requer acionadores de engrenagem caros e também grandes 5 estruturas de suporte que possam resistir a significativas flutuações de carga e outras considerações estruturais.

Sumário e Visão Geral das Modalidades Preferidas

É um objetivo da presente invenção alcançar um progresso prático e tangível no aproveitamento da energia solar, para mitigar as preocupações conhecidas associadas com as atuais fontes de energia elétrica, incluindo a possibilidade de uma significativa crise de energia no futuro previsível.

É outro objetivo dessa invenção facilitar a geração em grande escala de energia elétrica pelo uso de irradiação solar e fazer isso a um custo economicamente viável.

A presente invenção alcança esses objetivos ao pôr módulos coletores de radiação solar em uma ilha (ou ilhas) artificial leve em grande escala que é (são) de baixo custo, até várias centenas de metros 20 de diâmetro, e possivelmente ainda construídas com um diâmetro de mais de um quilômetro. A ilha poderia operar tanto no mar, em grandes lagos naturais, ou em terra, onde estaria baseada dentro de uma calha rebaixada de concreto que manteria um fluido de viscosidade apropriada, tal como óleo natural ou até água. A ilha flutua. A palavra 25 “leve” refere-se a peso específico, que é o espaço de superfície/peso total da plataforma.

Essa ilha deve ser de altura relativamente acentuada, por exemplo, mais de 10 metros e, possivelmente, ainda mais alta do que 30 metros, para evitar ou pelo menos minimizar quaisquer efeitos negativos de mares agitados etc. A versão em terra, no entanto, pode teoricamente ser construída muito mais baixa, isto é, cerca de 2 metros. Não obstante, a versão terrestre poderia também beneficiar-se de certa 5 altura, se fosse implantada num ambiente difícil, tal como um deserto. Neste caso, uma altura mínima ajudaria a possibilitar que os concentradores solares dos módulos fossem instalados bem acima da superfície do deserto, fora de perigo no caso de tempestades de areia. O grande efeito abrasivo de tempestades de areia ocorre na camada de 10 limite de areia, logo acima do terreno. Geralmente, se a ilha for mais alta do que a altura típica dessa camada de limite, os concentradores solares e outras instalações serão muito menos propensos a sofrer defeitos como conseqüência de tempestades de areia. A ilha gira para seguir a posição do sol. A versão terrestre dessa ilha flutua em líquido 15 contido dentro de uma calha grande em forma de anel, por uma estrutura de anel externo grande geralmente com tamanho suficiente para caber dentro da calha. A versão marítima também utiliza a estrutura de anel externo. O anel externo flutuante facilita a rotação da ilha para uma orientação desejada, para otimizar a posição dos coletores de 20 radiação solar instalados na ilha. Ao invés de ajustar as posições de múltiplos painéis dos coletores solares, os painéis dos coletores são fixos no local, mas apoiados numa plataforma grande que se ajusta, para otimizar os efeitos da radiação solar.

A ilha é essencialmente circular, embora o anel externo não 25 tenha que ser exatamente circular. Para a versão em terra da ilha, a base do anel externo deve ter um elemento inferior que tem uma forma próxima à circular, para permitir que o elemento inferior gire dentro da calha de concreto descrita acima. O anel externo poderia também ser montado a partir de segmentos de seções de tubulação reta que têm 30 uma seção transversal que é redonda, quadrada, oval ou qualquer outra forma apropriada. A estrutura do anel externo pode usar características típicas que são comuns em design naval, tais como o isolamento dos volumes interiores dentro daquelas seções de tubulação, para proteger contra a possibilidade de afundamento, se o anel externo desenvolver um vazamento. Uma modalidade preferida da invenção 5 contempla o uso das seções de tubulação que são tipicamente usadas para oleodutos.

A estrutura do anel externo poderia sustentar ou suportar instalações elétricas, tais como todos os equipamentos para produzir de fato energia elétrica num ciclo Rankine, usando o vapor distribuído dos 10 concentradores solares. Isso geralmente seria maquinário do estado da técnica, tal como turbinas de vapor ou motores Stirling ou qualquer outro tipo de máquina apropriada para usar vapor para mover um gerador elétrico.

De acordo com uma modalidade preferida dessa invenção, uma ilha artificial com instalações de coleta solar inclui uma plataforma flutuante, compreendendo a plataforma principalmente uma cobertura flexível ou lâmina, que se estende sobre uma estrutura de anel externo e é vedado nela. A cobertura superior é um material de escala industrial, longa vida e resistente a UV, que é tanto vulcanizada quanto enganchada ou vinculada de qualquer outra maneira apropriada à estrutura do anel externo, de modo que seja hermética. Isso cria um volume enclausurado abaixo da cobertura. Um sistema compressor é instalado de modo a estar em comunicação fluida com o volume enclausurado e operável para criar uma leve sobrepressão sob a cobertura. Estudos atuais mostram que uma sobrepressão de cerca de 0,005 bar deve ser suficiente, mas, em algumas situações, poderia ser substancialmente maior. Além disso, a sobrepressão é dinamicamente ajustável, tal como descrito abaixo, para atingir e manter um efeito flutuante desejado. Pode ser desejável pressurizar o volume enclausurado até o ponto de criar uma saliência direcionada ascendentemente no centro da cobertura, para facilitar que a água da chuva escoe numa direção radial para fora. Além disso, a cobertura poderia incluir canais para facilitar o escoamento na direção desejada. De fato, o escoamento poderia ser usado como parte de um sistema de dessalinização. Para alcançar o 5 excesso de pressurização desejada, uma pluralidade de compressores, isto é, bombas, pode ser usada.

Para o sistema terrestre, uma instalação de fio terra conecta operativãmente a ilha artificial à rede local. Nos casos em que não está disponível rede elétrica substancial para conexão, é conectada uma 10 instalação de produção de hidrogênio. Para a versão implantada na água, a ilha artificial tem um número suficiente de dispositivos de propulsão impulsionados por força elétrica ou outra força distribuída ao longo da estrutura de anel externo. Esses dispositivos de propulsão podem mover a ilha para o local desejado e também virar a ilha para 15 uma orientação desejada em relação ao sol.

A versão terrestre da ilha artificial dessa invenção tem mecanismos de centralização, a saber, rodas, para centralizar a ilha em seu eixo de rotação dentro da calha. Para virar a ilha, essa estrutura utiliza rodas dirigíveis que rolam na parte de fora do anel de concreto. 20 Devido ao fato da ilha artificial ser suportada de modo flutuante, a energia de fato necessária para girar a ilha é mínima. Motores relativamente pequenos distribuídos em torno da estrutura externa serão adequados para virar a ilha, efetivamente em 360 graus num dia.

Para reduzir o peso total da ilha e para reduzir a susceptibi25 lidade à flexão devido ao vento, os módulos coletores de radiação apoiados na plataforma têm um design leve de fluxo contínuo que permite que o ar de fato flua pelos painéis concentradores. Esses coletores podem ser montados a partir de aço simples em faixa espelhada, fabricado industrialmente, ou alumínio. Esse tipo de design reduz 30 substancialmente os custos e o peso em comparação com o design de calha parabólica típico. Além disso, esse design pode ser facilmente montado em países próximos ao Equador, onde processos de fabricação difíceis, por exemplo, a dobradura de elementos de espelho de alumínio em grande escala, podem não ser praticáveis.

O volume enclausurado dessa ilha artificial é delimitado pe

la estrutura do anel externo, pela cobertura e pela superfície da água (para a versão marítima) ou pela superfície do terreno (para a versão terrestre). Para a versão terrestre, o efeito da vedação para o volume enclausurado é atingido em parte pela calha de concreto. Uma vanta10 gem particular da versão terrestre é que a superfície da Terra sob a cobertura poderia permanecer não tratada. Além disso, essa superfície poderia reter algumas das instalações técnicas usadas para operar a ilha. Desse modo, aquelas instalações não teriam necessariamente que ser suportadas pela estrutura de anel externo, como seria o caso para a 15 ilha artificial flutuando no mar. Se uma instalação fosse de fato localizada sob a plataforma, para a versão terrestre, seções sobrejacentes da cobertura poderiam ser de material transparente. Isso permitiria que alguma luz solar ambiente alcançasse as instalações abaixo, em que o time de operação está trabalhando.

Uma estrutura de armação espacial leve está presente em

cima da cobertura e apóia os módulos coletores de radiação solar. Alternativa ou ainda adicionalmente, um sistema a cabo pré-tensionado transpõe a cobertura e a estrutura do anel externo retém as montagens para esses cabos. Ainda além, uma estrutura em colmeia poderia ser 25 usada como essa estrutura superior. Essa almofada de ar sob a cobertura é mantida a uma pressão que de fato suporta a estrutura superior. Para este propósito, a estrutura superior ou até os módulos ou a cobertura possuem uma pluralidade de sensores, tais como extensômetros, que são interconectados numa rede que é operativamente conecta30 da a um computador, o qual está, por sua vez, conectado ao sistema compressor. Os sensores medem uma condição mensurável desejada relacionada à cobertura, tal como o esforço sobre a armação espacial, em diferentes locais em torno da cobertura. O computador utiliza um algoritmo apropriado e software correspondente para controlar o 5 sistema compressor para ajustar dinamicamente a pressão de ar sob a cobertura, para minimizar o esforço sobre a armação espacial ou para solucionar a condição detectada de uma maneira apropriada. Deve ficar entendido que qualquer um dentre um número de outros dispositivos medidores de força poderia ser usado para detectar dinamicamen10 te e analisar a carga mecânica sobre a cobertura, a estrutura superior ou os módulos e para iniciar uma mudança apropriada na sobrepressurização.

Essa ilha artificial é particularmente leve, porque a estrutura de suporte da armação espacial segurando os concentradores solares 15 dificilmente deverá ter de ser capaz de suportar seu próprio peso. Quaisquer forças excessivas induzidas pelo vento ou quaisquer outros efeitos atmosféricos ou inconvenientes podem ser compensadas pela almofada de sobrepressão sob a cobertura flexível, particularmente por meio de sensores apropriados e controle dinâmico do sistema compres20 sor.

De acordo com outro aspecto da invenção, a estrutura de anel externo tem estruturas de suporte adicionais no exterior da mesma, para sustentar elementos fotovoltaicos (PV). A energia elétrica gerada por aqueles elementos PV e as suas instalações de armazena25 mento de bateria e conversor DC/AC poderiam ser usadas para suprir energia aos sistemas de posicionamento da ilha e também aos sistemas da sala de operação, tais como o sistema motriz e o sistema compressor.

De acordo com ainda outro aspecto da invenção, a versão marítima contém equipamento de propulsão montado sobre a estrutura de anel externo, para mover a ilha para norte ou sul através do Equador em paralelo com as estações do ano. Isso permite que a ilha mantenha uma posição vertical sob o trajeto diário do sol. Tem-se mostrado que a produção de energia solar poderia ser aumentada em até 15 por cento 5 por ano se uma instalação de produção de energia solar estiver de fato apta a seguir o trajeto do sol da maneira aqui sugerida. O sistema de posicionamento dessa ilha poderia incluir um sistema GPS com equipamento de computação apropriado, incluindo os algoritmos e software associado, estabelecendo latitude e longitude com base na lei de Cook 10 (ver http://fred.elie.free.fr/cadrans_solaires.htm). O mesmo sistema de posicionamento iria também manter a posição da ilha durante o dia, quando ela essencialmente gira cerca de 180 graus para seguir o sol do amanhecer no leste ao anoitecer no oeste.

Um breve cálculo da produção potencial dessa ilha artificial, com um diâmetro de 500 metros, é mostrado abaixo. Essa ilha teria uma área de superfície dentro da estrutura de anel externo de cerca de 195.000 metros quadrados. A radiação solar nos trópicos é aproximadamente de 1 kW por metro quadrado. Supondo uma eficiência de transformação total muito conservadora (concentradores, ciclo de Rankine etc.) entre 10 e 20 por cento, a produção de pico dessa ilha pode ser estimada como sendo maior do que 30 MW. Isso supõe que a ilha opere numa energia de pico durante cerca de 8 horas por dia. Para efeitos desse cálculo, a energia adicional gerada a menos do que a produção de pico durante as horas da manhã e da noite foi omitida. Isso resulta numa produção de aproximadamente 240 MWh por dia ou cerca de 85.000 MWh por ano, supondo que 15 dias por ano são reservados para operações de manutenção. Desse modo, essa ilha poderia produzir uma quantidade de energia elétrica num ano que vale aproximadamente 12,75 milhões de dólares a um preço de venda médio de 0,15 centavos de dólares/kWh. A economia por trás dessa ilha artificial torna-se mais atrativa à medida que o tamanho da ilha aumenta. Além disso, o aumento no tamanho ainda aumenta a estabilidade para a versão implantada na água, particularmente em condições meteorológicas adversas. Desse 5 modo, essa ilha solar artificial inventiva representa uma grande contribuição rumo à produção de energia sustentável que será tão desesperadamente necessária no futuro próximo.

O excesso de pressurização do volume enclausurado embaixo da cobertura desempenha um papel significativo na sustentação dos módulos coletores de radiação solar. Mais particularmente, para gerar eletricidade da radiação solar a um custo economicamente viável, a área de superfície necessária é extremamente grande. Apesar de os coletores solares comercialmente disponíveis continuarem melhorando de eficiência, os requisitos de área de superfície, isto é, a área de superfície ocupada pelos coletores, são ainda elevados. A necessidade de grande área de superfície cria outras considerações práticas, a saber, como suportar suficientemente os coletores numa estrutura de suporte de carga que é também reorientável relativamente à posição do sol. Com essa invenção, a resposta é tríplice. Primeiro, o anel externo grande de modo flutuante apóia o contorno externo da ilha e, desse modo, carrega uma parte substancial do peso total. Assim, a plataforma flutua. Segundo, o volume de sobrepressão embaixo da cobertura ajuda a reduzir significativamente a carga no centro da ilha. Terceiro, o uso de uma estrutura de suporte superior apropriada, isto é, uma armação espacial leve ou, alternativamente, um sistema de cabo tensionado ou uma estrutura em colmeia ainda garante suporte mecânico adequado para os coletores solares.

Um duto de abastecimento de água (dirigido para dentro) e um duto de vapor (dirigido para fora) se conectam aos módulos coletores de radiação solar por meio de uma junta rotativa localizada no centro da ilha. Essa junta deve ser capaz de acomodar a rotação da ilha. Isso pode ser feito por uma configuração coaxial, uma junta giratória coaxial ou ainda por um comprimento apropriado de uma corda flexível.

Uma vez que esses dutos tenham atingido o topo da plata

forma, eles são encaminhados ao longo das fileiras de módulos coletores de radiação solar, para gerar vapor utilizável por meio dos dutos de calor em direção aos quais a luz solar está concentrada. Como o comprimento dos vários dutos que se estendem do centro da ilha para 10 todos os vários módulos vai diferir, são usadas válvulas reguladoras de pressão para moderar e controlar quaisquer diferenças de pressão e temperatura indesejáveis.

Ao longo dos módulos, são possíveis vários traçados ou arranjos de layout de duto de calor. Esse arranjo envolve conduzir os 15 dutos de água dirigidos para fora ao longo da parte superior dos dutos de calor dos módulos coletores solares, para pré-aquecer a água que flui nesses dutos superiores como resultado de sua proximidade com os respectivos dutos de calor localizados abaixo deles.

A presente invenção também contempla a capacidade de 20 limpar os coletores solares por meio de um carrinho dirigível ou outro dispositivo, que se desloca ao longo de um trilho ou pista que se estende ao lado das linhas de coletores. Esse dispositivo poderia ser um robô que direciona fluido pressurizado, mais provavelmente ar, nas superfícies dos módulos. A pista poderia ser uma pista de trilho duplo que 25 suporte um carrinho de rodas ou até uma pista do tipo monotrilho. A configuração do carrinho de rodas permite que ele se desloque ao longo dos trilhos para qualquer posição desejada na plataforma para proporcionar acesso para qualquer manutenção necessária.

Se desejado, numa modalidade alternativa, a plataforma poderia ser apoiada de modo flutuante sobre uma pluralidade de trilhos concêntricos numa pluralidade de conjuntos de rodas concêntricas, com tamanho para percorrer os trilhos. Essas e outras características da invenção serão mais facilmente entendidas em vista da seguinte descrição detalhada e dos desenhos.

Breve Descrição dos Desenhos

A Figura 1 é uma perspectiva da ilha artificial construída de acordo com uma primeira modalidade preferida da invenção.

A Figura 2 é uma vista seccional horizontal, a qual mostra esquematicamente uma versão terrestre da ilha artificial, de acordo com um aspecto da invenção.

A Figura 3 é uma vista plana, de forma esquemática, a qual mostra uma versão terrestre da ilha artificial dessa invenção.

A Figura 4A é uma vista seccional horizontal, que mostra esquematicamente a estrutura de anel externo e a calha da ilha artificial terrestre de acordo com uma modalidade preferida da invenção.

A Figura 4B é uma vista seccional horizontal, similar à Figura 4A, a qual esquematicamente mostra ainda outra variação da estrutura de anel externo e a calha, para a versão terrestre da ilha artificial dessa invenção.

A Figura 5 é uma perspectiva de uma unidade de tração, mostrada conectada à estrutura, de acordo com uma modalidade preferida do mecanismo motriz dessa invenção.

A Figura 6 é uma perspectiva, similar à Figura 4, de uma unidade de volante de centralização, mostrada conectada à estrutura de anel externo, de acordo com uma modalidade preferida do mecanismo de centralização dessa invenção.

A Figura 7A é uma perspectiva de uma cápsula suportando uma parte de uma armação espacial leve sobre a cobertura da plataforma, de acordo com uma primeira modalidade preferida da estrutura superior dessa invenção.

A Figura 7B é uma vista horizontal, que esquematicamente mostra a cápsula e outras estruturas mostradas da Figura 7A.

A Figura 8 é uma perspectiva, que esquematicamente mostra a parte inferior de uma cápsula do tipo mostrado nas Figuras 7A e 7B.

A Figura 9 é uma perspectiva, que mostra esquematicamente uma simulação gerada por modelo de computador das depressões que poderiam ocorrer na cobertura da ilha artificial dessa invenção.

A Figura 10 é uma vista horizontal que mostra esquemati

camente uma segunda modalidade preferida para a estrutura superior dessa invenção, a saber, um sistema de cabo que colabora com uma pluralidade de pontões, os quais, em seu turno, sustentam quadros de suporte em direção aos quais são montados concentradores solares do tipo Fresnel.

A Figura IOA é uma perspectiva que mostra uma estrutura de pontão alternativa.

A Figura 11 é uma vista horizontal, a qual mostra esquematicamente uma terceira modalidade preferida para a estrutura superior dessa invenção, uma estrutura em colmeia, em direção à qual é montado um coletor do tipo Fresnel. As Figuras 12A e 12B são perspectivas, que mostram duas estruturas alternativas para o encaminhamento do fluido, isto é, água e/ou vapor, para e da ilha 10, por meio de uma junta rotatória localizada no eixo 18.

A Figura 13A é uma vista longitudinal ao longo de uma das

fileiras de coletores Fresnel, mostrando um carrinho apoiado por trilho, o qual facilita serviço e manutenção.

A Figura 13B é uma visão transversal ao longo das linhas 13B-13B da Figura 13A.

A Figura 14 é uma perspectiva, a qual mostra outro aspec

to do carrinho mostrado na Figura 13A.

Descrição Detalhada dos Desenhos

A presente aplicação reivindica o benefício da prioridade do Pedido Provisório de número de série US 60/892.956, depositado em 05

de março de 2007, intitulada “Solar Island”; US 61/015.263, depositado em 20 de dezembro de 2007, intitulado “Solar Islande US 61/030.390, depositado em 21 de fevereiro de 2008, intitulado “Solar Island”. Todos estes três Pedidos são expressamente incorporados como referência neste documento, na sua integralidade.

A Figura 1 mostra uma ilha artificial 10 construída de acor

do com uma modalidade preferida da invenção. A ilha 10 compreende geralmente uma plataforma horizontal 12, a qual, em seu turno, inclui uma estrutura de anel de suporte externo 14 que é transposta por uma cobertura flexível 16. A cobertura 16 pode ser de qualquer material

flexível apropriado que pode ser selado ao longo de suas bordas longitudinais opostas, tal como, por exemplo, colando, soldando por calor ou vulcanizando as bordas localizadas adjacentemente. Num protótipo inicial da invenção, para a cobertura 16, os requerentes estão usando uma lâmina industrial conhecida como SIKA Sarnafil TS 77-20. A ilha 10 inclui um eixo central 18, o qual será descrito posteriormente em maiores detalhes.

A plataforma 12 apóia uma pluralidade de módulos coletores de radiação dispostos ponta a ponta numa pluralidade de fileiras paralelas 19. Qualquer fileira dada 19 de módulos inclui uma pluralidade de colunas suportadas de arame 20, as quais, em seu turno, sustentam um duto de calor orientado horizontalmente 21. Cada uma das fileiras 19 inclui uma pluralidade de concentradores solares montados em paralelo, mais baixos, ou painéis refletores 22. Cada um dos concentradores 22 é fixo num ângulo desejado, de modo que todos os refletores 22 refletem ou direcionam a luz do sol ascendentemente em direção ao duto de calor 21. Isso concentra a radiação solar refletida no duto de calor 21. A plataforma 12 gira para manter as fileiras 19 orientadas perpendicularmente na direção do sol.

Um duto de abastecimento de água e um duto de vapor são direcionados para o eixo central 18 e conectados a dois conduítes 24 que se estendem em posições opostas. Os conduítes 24 conectam-se a sub-ramificações 24a que se estendem geralmente ao longo do centro 20 da ilha 10, de modo que, em cada fileira 19, o abastecimento de água pode fluir para fora e de volta ao longo do respectivo duto de calor 21.

A Figura 1 também mostra uma pluralidade de casulos 25 distribuídos sobre a superfície superior da cobertura 16, num padrão de grade designado geralmente pelo número de referência 26. Embora 25 não mostrado em detalhe particular na Figura 1, os casulos 25 sustentam uma armação espacial leve 27, que geralmente ocupa os espaços designados pelas linhas de grade 26 na Figura I. A armação espacial 27, por sua vez, sustenta as fileiras 19 dos módulos coletores de radiação solar. Como descrito acima, a ilha artificial 10 dessa invenção é uma estrutura flutuante. Essa invenção contempla a operação terrestre ou marítima dessa ilha artificial 10. A Figura 2 mostra mais detalhes dos componentes estruturais de uma modalidade preferida da ilha 5 artificial 10. Mais particularmente, a Figura 2 mostra a estrutura global e a forma em que a ilha 10 é sustentada de modo flutuante pelo anel externo 14. Preferencialmente, o anel 14 é feito de segmentos préfabricados, conectáveis, de aço, concreto, plástico, alumínio ou qualquer outro material apropriado. Se os segmentos do anel 14 forem 10 feitos de aço, eles são de preferência soldados. Particularmente para uma versão marítima da ilha 10, os segmentos têm estruturas de suporte internas. Essas estruturas de suporte internas isolam segmentos do anel 14 localizados adjacentemente, para isolar, desse modo, seções do anel 14 localizadas adjacentemente, de modo a isolar quais15 quer vazamentos que possam ocorrer. Numa construção de protótipo da versão terrestre dessa ilha 10, a plataforma 12 tem cerca de 85 metros de diâmetro, os segmentos têm um diâmetro de cerca de dois metros e um comprimento de cerca de 7,5 metros. Preferencialmente, as seções do anel 14 são colocadas e interconectadas enquanto na vala 20 28 e, de preferência, sustentadas numa estrutura temporária que pode ser, então, removida, depois que a vala 28 é cheia com água 29. A vala

28 deve ser capaz de suportar o peso do anel 14. Para o protótipo, os requerentes estimam que o anel 14 terá um peso total de cerca de 100 toneladas (100.000 kg), o que corresponde a um peso de cerca de 380 kg por metro quadrado.

A Figura 2 mostra o anel externo 14 localizado de modo flutuante dentro de uma vala ou calha 28. Como mostrado na Figura2, a vala tem uma parede interior 28a, uma parede inferior 28b e uma parede externa 28c. A vala 28 é feita, de preferência, de concreto. A 30 espessura de cada uma das paredes 28a, 28b e 28c é determinada de acordo com exames geológicos locais e qualquer código de construção aplicável. A vala 28 inclui um fluido de viscosidade apropriada e particularmente um líquido tal como água 29, de modo a flutuar o anel de suporte 14.

A Figura 2 também mostra o volume enclausurado 30 Ioca5 lizado abaixo da cobertura 16 e ainda definido ou delimitado pelo anel 14, a água 29 na calha 28 e o terreno 31 ou superfície do piso localizado no centro da ilha 10. Preferencialmente, a superfície 31 é nivelada com a parte de cima da parede interior 28a. Isso pode ser feito pelo enchimento de areia e a areia então coberta por lâmina de PVC de 2 mm 10 de espessura, preferencialmente uma lâmina baseada em poliolefina flexível reforçada com fibra de poliéster e/ou velo feito de fibra de vidro. Um sistema compressor 32, preferencialmente uma pluralidade de compressores ou bombas, é localizado de forma a estar em comunicação fluida com o volume enclausurado 30. Na Figura 2, a bomba 32 é 15 mostrada embaixo do piso 31 no meio da ilha 10. Não obstante, poderia também estar localizada centralmente dentro de uma sala ou instalações de operações para operar a ilha 10 ou ainda estar localizada no anel 14 A bomba 32 bombeia ar para dentro do volume enclausurado 30, como mostrado pelas setas direcionais 34, de forma a manter 20 uma condição de excesso de pressurização sob a cobertura 16 e dentro do volume 30. Os requerentes atualmente esperam que a quantidade de fato de sobrepressão dentro do volume enclausurado 30 seja de cerca de 0,005 bar, embora esse valor possa variar um pouco, dependendo das condições dinâmicas e, em algumas situações, ela poderia 25 ser substancialmente maior. A Figura 2 também mostra uma estrutura em arco externo que se estende ascendentemente 14a, que se estende para cima a partir de cada um dos segmentos do anel 14 de maneira a criar uma superfície superior externa 14b em torno da parte de cima do anel 14.

30

A Figura 3 mostra um exemplo de versão terrestre dessa ilha artificial 10, incluindo um túnel de sub-superficie orientado radialmente 35 que se estende exteriormente do eixo central 18 da estrutura, além da parede externa 28c da vala 28 para uma instalação de energia 36, que pode ser um gerador de turbina ou outra instalação para 5 armazenamento ou utilização de vapor gerado pelo sol produzido pela ilha 10. De preferência, o túnel 35 carrega os dutos de água que se conectam aos conduítes 24, e também quaisquer conectores elétricos. O piso do túnel 35 inclina-se para baixo do centro da ilha 10, de modo a se estender abaixo da parte inferior da vala 28 e também a impedir que 10 água ou outro líquido flua para o centro da ilha 10. Um reservatório 37 é localizado próximo para abastecer de água a vala 28, conforme necessário. Ele conecta-se preferencialmente à vala 28 por baixo, para facilitar a drenagem rápida da vala 28.

A Figura 3 também mostra outra vista das fileiras 19 dos módulos. Geralmente, para cada módulo, os concentradores 22 têm cerca de 8 metros de comprimento.

A Figura 2 e também a Figura 4A mostram detalhes de um mecanismo de centralização 38 que centraliza a ilha 10 em seu eixo central. Mais especificamente, o mecanismo centralizador 38 reside radialmente além do anel 14 e dentro da superfície de dentro da parede externa 28c da vala 28. Esse mecanismo de centralização 38 compreende um suporte 39 montado ao anel 14, que sustenta uma roda orientável 40 que se encontra em contato com a parede externa 28c. É importante que a superfície interior da parede externa 28c seja construida de modo a ser perfeitamente arredondada ou com uma tolerância muito baixa. Esse requisito é necessário, porque o ajuste angular da ilha 10 é realizado por meio dessas rodas 40. A invenção também contempla uma opção de montagem alternativa, aquela de montar os suportes 39 na parede externa 28c de modo que as rodas 40 contatam o anel 14. Embora o número de rodas 40 possa variar, os requerentes esperam que doze dessas rodas 40 sejam necessárias em torno da circunferência do anel 14, com as rodas espaçadas a cada 30 graus. Não obstante, poderiam ser usadas rodas adicionais para distribuir 5 mais igualmente a carga entre a parede externa 28c e o anel 14. As rodas 40 podem ser rodas automotivas padrão. Além disso, algumas das rodas 40, preferencialmente quatro, servem o propósito adicional de guiar rotativamente o anel 14 sobre seu eixo para uma posição desejada, para otimizar o desempenho dos refletores 22. Desse modo, algu10 mas das rodas 40 são parte do mecanismo de centralização e do mecanismo motriz. A Figura 4A também mostra uma carcaça de motor 50, que indica que a roda 40 mostrada é uma de quatro rodas de dupla finalidade 40.

Aqueles versados na técnica irão observar que, em qualquer 15 tempo dado, a força entre as rodas 40 e a parede 28c irá atuar em apenas um lado do anel 14, dependendo da direção do vento. Assim, somente cerca de metade das rodas de centralização 40 será usada para transmitir força angular para o anel em relação à parede externa 28c. Não obstante, a parede externa 28c e sua fundação devem ser dimensi20 onadas e reforçadas de modo a carregar essa carga. Se não existir vento de forma alguma ou muito pouco vento, então, todas as rodas 40 irão contatar a parede externa 28c e carregar a carga rotacional, embora a carga seja mais uniformemente distribuída pela circunferência inteira do anel 14.

As Figuras 4A e 4B mostram a estrutura do anel externo

14, junto com alguns dos detalhes estruturais da ilha 10. Devido ao tamanho maior da Figura 4A (comparado com a Figura 2), a Figura 4A mostra mais claramente um suporte externo 42, preferencialmente um toro de anel de aço com uma forma em U, virada de lado, o que segura ou engancha a borda periférica externa da cobertura 16. A Figura 4A também mostra alguns aspectos da uma estrutura alternativa usada para sustentar as fileiras 19 de módulos coletores solares. Mais particularmente, a Figura 4A mostra detalhes de um sistema de cabos tensionados que age conjuntamente com o casulo 25. Espera-se que o cabo 46 seja necessário para acomodar uma força de tensão na faixa de cerca de 10-25 kW. Mais particularmente, um suporte de montagem fixo 44 sustenta a ponta externa de um cabo apertado 46, que se estende pela ilha 10 sobre a cobertura 16, de uma maneira que permite que os casulos 25 essencialmente se pendurem ou sejam suspensos entre o cabo 46 acima e a cobertura 16 abaixo. Preferencialmente, os casulos 25 são adaptados para acomodar o cabo 46 desse sistema de cabo e também os componentes da armação espacial, para melhorar a versatilidade na construção da ilha 10 e no suporte dos módulos coletores solares.

A Figura 4B é similar à Figura 4A, exceto por a Figura 4B mostrar outra variação da invenção, onde o anel 214 armazena vapor 114 gerado pelos módulos coletores, e o anel 214 é encaixotado dentro de uma seção de isolamento externa quadrada (na transversal) 215. A Figura 4B também mostra uma borda se estendendo para fora 228d que se estende do anel 214 para a parede externa 228c da vala 228. Essa borda é utilizável com as outras variações da invenção. A borda 228d ajuda a prevenir a evaporação do fluido da vala 228 e pode também auxiliar a evitar que poeira ou outros detritos caiam na mesma.

A Figura 5 mostra mais claramente uma das rodas de centralização 400 que é também usada para guiar rotativamente a ilha 10. Isso é realizado montando um mecanismo motriz, isto é, um motor 50a, na mesma estrutura que apóia uma roda centralizadora, como mostrado na Figura 6.

Em ambos os casos, a roda 40 tem um suporte 39 ajustado ao anel 14. O suporte 39 inclui um eixo articulado orientado horizontalmente 39a, e uma mola 41 que age como um amortecedor de choque entre as seções conectadas de modo articulado do suporte 39 (conectadas de modo articulado com respeito ao eixo 39a). A Figura 4A mostra 5 uma carcaça de motor 50, que cobre o motor 50a que é mostrado na Figura 5. Preferencialmente, o mecanismo motriz inclui um redutor de velocidade 52 e um adaptador 53 montado junto ao suporte 39 com a roda 40. Ainda além disso, como mostrado na Figura 3, a carcaça de motor 50 se conecta operativamente a um controlador de computador

0 70 por meio de uma conexão elétrica, para controlar rotativamente a posição angular da ilha 10. Essa conexão elétrica poderia ser sem fio, se desejado, ou por qualquer outro conector elétrico conveniente apropriadamente.

A Figura 7A mostra uma visão aumentada de uma porção L5 dessa ilha artificial 10, e particularmente uma parte onde uma armação espacial 27 monta num dos casulos 25. A Figura 7A mostra particularmente que a armação espacial 27 utiliza preferencialmente uma construção de viga em I. A Figura 7A também mostra que um topo 25a do casulo 25 inclui suportes de canal direcionados ascendentemente 2 5b para sustentar seguramente as pontas mais baixas da armação espacial 27. Esses suportes 25b podem ser parte de um pedaço do topo 25a do casulo 25, na forma de uma chapa, à qual os suportes 25b são conectados por qualquer mecanismo de segurança suficiente. A Figura 7A também mostra os concentradores 22 apoiados numa malha ou estrutura semelhante a palhetas 23, que também preferencialmente utiliza uma construção de viga em I.

Além da armação espacial 27 ou como alternativa ao mesmo, o sistema de cabo pode ser usado para apoiar os módulos coletores solares. As Figuras 7A e 7B mostram o cabo 46 no espectro, para ilustrar que é uma estrutura adicional ou alternativa para proporcionar suporte. Além disso, como é mostrado na Figura 7B, o casulo 25 inclui ganchos que se estendem ascendentemente 25c que se conectam ao cabo 46. Além disso, a Figura 7B mostra um sensor 60, que pode ser um extensômetro, montado em posição para detectar o esforço na 5 armação espacial 27. Como mencionado anteriormente, uma pluralidade desses sensores 60 é distribuída por toda a plataforma 12 e são operativamente conectados numa rede (não mostrada) para transmitir ao controlador de computador 70 (Figura 3) as condições detectadas. Os sensores 60 podem ser adaptados para detectar qualquer uma num 10 número de diferentes condições mensuráveis. De preferência, o controlador 70 também faz o sistema compressor 32 responder apropriadamente às condições detectadas, ajustando dinamicamente o valor do excesso de pressurização.

A Figura 8 mostra uma superfície perfilada inferior 25d do

casulo 25. A Figura 9 é uma visão simulada por computador da cobertura 16, com três ondulações perceptíveis ou depressões, como resultado da carga sobrejacente suportada. Essas ondulações são designadas através das referências numéricas 16a, 16b e 16c. Elas mostram a necessidade de excesso de pressurização dinâmico e sensoriamento de 20 distensão para chegar a uma superfície relativamente plana ou pelo menos não ondulada.

A Figura 10 é similar às Figuras 4A e 4B, mas, mostra mais detalhes do cabo e estrutura pontão usados para sustentar as fileiras

19 do módulo coletor solar. Nessa modalidade particular da invenção, o 25 cabo 46 se estende por todo o topo da cobertura 16, transversalmente por uma pluralidade de pontões 72 que são dispostos em fileiras paralelas na cobertura 16. Os pontões 72 podem ser feitos de plástico ou qualquer outro material leve adequado. Os requerentes tencionam usar pontões do tipo fabricado industrialmente e distribuído, por exemplo, 30 por Robin Kunstoffprodukte, de Teterow, Alemanha e Technus KG (GmbH e Co.), também de Teterow, Alemanha. Preferencialmente, o cabo 46 engaja uma pluralidade de suportes ou pranchas 74, apoiados no topo dos pontões 72 (ou fileiras de pontões). As pranchas 74 apóiam a malha 23 que segura os concentradores solares 22. A Figura 10 mostra depressões formadas na cobertura 16 ao lado dos pontões 72. Essas depressões paralelas facilitam o escoamento das águas pluviais e também eliminam uma protuberância centralmente localizada que poderia resultar do excesso de pressurização. O escoamento superficial pode ser mais controlável, porque irá geralmente fluir para essas depressões conhecidas.

A Figura 10 mostra outra versão do pontão, designado pelo número de referência 72a. Esse pontão 72a tem uma estrutura de superfície superior formada, preferencialmente moldada, projetada para facilitar a sustentação da estrutura superior e/ou outra estrutura que suporte os módulos.

A Figura 11 mostra uma vista lateral de ainda outra modalidade da estrutura superior usada para suportar os coletores de radiação solar. Mais particularmente, a Figura 11 mostra uma estrutura do tipo colmeia 75 encontrando-se entre a cobertura 16 e os coletores solares 22c e também apoiado pelo cabo 46.

As Figuras 12A e 12B mostram variações na junta rotativa para usar no eixo central 18 da ilha 10. Mais particularmente, a Figura 12A mostra um duto de entrada e um duto de saída, designados 80a e 80b respectivamente, ambos os quais incluem uma bucha respectiva 81a e 81b, que permite alguma rotação relativa entre as seções superior e inferior do mesmo, pelo menos no intervalo de mais ou menos 240 a 260 graus. A Figura 12B mostra uma versão coaxial 82 da junta rotativa. Mais particularmente, a entrada de água 84 abastece de água uma passagem de fluxo externa de forma anular dentro do duto externo 85, para a água fluindo em direção aos módulos coletores solares. Depois de a água ter sido aquecida e o vapor ter sido criado, ele retorna através do duto de calor 86 (que é orientável com respeito ao tubo externo 85 e à entrada 84). O vapor gerado através do coletor solar flui afinal em direção ao fundo da junta rotativa 82 e sai da junta através de uma saída de vapor 88.

As Figuras 13A e 13B mostram duas características adicionais da invenção. Mais particularmente, a Figura 13A mostra um carrinho suportado por roda 90 que rola ao longo de um par de trilhos espaçados 92 dispostos paralelamente às fileiras 19 dos módulos coletores solares. Isto facilita a manutenção dos coletores e o faz de tal modo que não interfira na estrutura de coleta solar.

A Figura 13B mostra uma modalidade para incorporar uma característica de pré-aquecimento a esta invenção. Mais particularmente, a Figura 13B mostra as colunas 20 de uma das fileiras 19 de módulos coletores solares e o duto de calor 21 configurado como uma estrutura de duto coaxial 94 que se estende entre as colunas 20. Mais particularmente, a estrutura de duto 94 é um duto coaxial com um canal anular exterior 94a e um canal interior localizado centralmente 94b. Com os painéis 22 dos módulos coletores solares concentrando e direcionando ascendentemente a luz solar, a água que flui para fora (para a esquerda na Figura 13B) por meio do canal central 94b é préaquecida pelo calor emanado pelo vapor fluindo no canal externo 94a (que está fluindo para a direita na Figura 13B). O canal externo 94a recebe a maior concentração de radiação redirecionada da luz do sol. Assim, o vapor aquecido dentro do canal 94a também gera calor para emanar radialmente interiormente para pré-aquecer o fluido fluindo no interior do canal 94b. Este mesmo princípio poderia ser usado com um canal superior que se dirigisse para fora 94a e um canal de retorno menor (geração de vapor) 94b, se a versão coaxial desta estrutura de dutos provar ser muito pesada ou muito cara para ser fabricada ou instalada.

A Figura 14 mostra a capacidade do carrinho 90 se mover lateralmente ao longo ou transversalmente a uma das fileiras 19 de coletores solares, no fim da fileira 19, como mostrado pela seta direcional 97, ao longo de uma pista direcionada transversalmente. Isto permite que o carrinho 90 sirva à área superficial inteira da cobertura

16 ocupada pelas fileiras 19 dos módulos coletores solares. Como mostrado na Figura 3A, o acesso à fileira adjacente 19 poderia também ser obtido pela adição de uma pista meio circular externa 94a para 10 conectar fileiras localizadas adjacentemente. Estes tanques conectores podem ser removíveis, para uso temporário, para acomodar fileiras 19 múltiplas. O tipo de estrutura pode ser usado para serviços regulares da ilha 10, por exemplo, para limpar os painéis 22 dos módulos coletores solares.

Uma modalidade da invenção contempla que a estrutura de

anel externo, no caso da ilha artificial implantada na água, iria conter uma instalação de produção de hidrogênio numa seção de cano hermeticamente vedado anexado sob a estrutura de anel externo. Essa instalação de produção de hidrogênio poderia ser completamente 20 submergida e funcionar de uma maneira que o gerador de eletrólise pudesse operar num meio evacuado ou com gás inerte, para, assim, reduzir substancialmente quaisquer potenciais riscos de acidentes. É também previsto usar duas seções de dutos concêntricas na construção dessa instalação de produção de hidrogênio - em outras palavras, o 25 gerador de eletrólise seria, então, alojado numa estrutura de parede dupla.

As instalações de produção e distribuição de hidrogênio geralmente não são consideradas perigosas; elas não são sistematicamente propensas a riscos de combustão incontrolada. No entanto, como

http: / / www. eihp. org/ public / Reports / Final_Report/ Sub-Task_Reports / ST5.2/RISK%20ASSESSMENTS%200F%20H2-REFUELLING%20 STATION_Onsite_%20CONCEPTS.pdf mostra, estas instalações requerem freqüente manutenção e vigilância contínua para controlar eficazmente esses riscos. Um meio evacuado ou um meio preenchido com gás 5 inerte reduziria substancialmente esses riscos, visto que sensores de gases hidrogênio e oxigênio iriam imediatamente advertir sobre o risco de um desenvolvimento de escapamento. Para manutenção regular de poucos em poucos meses, a instalação de produção de hidrogênio pode ser desligada e ar do exterior bombeado para dentro antes da equipe de 10 manutenção entrar em cena.

Para a versão terrestre da ilha artificial, a instalação de geração de hidrogênio seria construída a uma distância suficiente da ilha solar de modo a impedir qualquer exposição de risco potencial.

Embora este Relatório Descritivo descreva um número de 15 realizações preferidas e outras variações da invenção, aqueles versados na técnica irão observar que as estruturas particulares mostradas e descritas são suscetíveis a um grau razoável de modificação e, por isso, a invenção não fica limitada no escopo aos detalhes específicos mostrados e descritos. Os requerentes pretendem apenas ser limitados pela 20 interpretação razoável mais ampla das Reivindicações seguintes.

Claims (32)

“Sistemas e Método de Coleta de Energia Solar” Reivindicações

1. Sistema de Coleta de Energia Solar, caracterizado por que compreende: uma plataforma flutuando acima de um corpo de fluido, incluindo a plataforma uma estrutura de anel externo e uma cobertura flexível que enclausura seladamente um topo da estrutura de anel externo, para definir desse modo um volume enclausurado abaixo da cobertura; um compressor para criar uma condição de sobrepressão dentro do volume enclausurado; uma pluralidade de módulos coletores de radiação solar apoiados sobre a cobertura; uma estrutura superior localizada acima da cobertura e sustentando os módulos coletores de radiação solar; e sendo a plataforma orientável aproximadamente um eixo horizontal central da mesma, permitindo, assim, que a orientação dos módulos coletores de radiação solar seja variável e localizada numa orientação desejada dependendo da posição angular do sol.

2. Sistema de Coleta de Energia Solar, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que a estrutura superior ainda compreende: uma armação espacial montada no topo da cobertura, sustentando a armação espacial os módulos coletores de radiação solar.

3. Sistema de Coleta de Energia Solar, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que a estrutura superior ainda compreende: um sistema de cabo preso à estrutura de anel externo, sendo o sistema de cabo operativamente conectado aos módulos coletores de radiação solar.

4. Sistema de Coleta de Energia Solar, de acordo com a Reivindicação 3, caracterizado por que compreende ainda: uma pluralidade de pontões, sendo os pontões dispostos em fileiras paralelas e cooperando dentro do sistema de cabo para sustentar os módulos coletores de radiação solar num número similar de fileiras paralelas.

5.Sistema de Coleta de Energia Solar, de acordo com qualquer uma das Reivindicações anteriores, caracterizado por que a condição de sobrepressão faz que a cobertura crie uma protuberância ascendente no centro da mesma, facilitando, assim, o fluxo radial para fora da água pluvial.

6. Sistema de Coleta de Energia Solar, de acordo com qualquer uma das Reivindicações anteriores, caracterizado por que a cobertura tem pelo menos uma das seguintes características: resistência a UV e transparência para a passagem de luz solar através de pelo menos uma parte da mesma.

7.Sistema de Coleta de Energia Solar, de acordo com qualquer uma das Reivindicações anteriores, caracterizado por que ainda inclui pelo menos um dos seguintes parâmetros: a plataforma tem um diâmetro que excede 75 metros; e a estrutura de anel externo tem uma dimensão vertical que excede 10 metros, para uma versão marítima, e excede 2 metros, para uma versão terrestre.

8. Sistema de Coleta de Energia Solar, de acordo com qualquer uma das Reivindicações anteriores, caracterizado por que o sistema é terrestre e ainda compreende: uma calha em forma de anel mais baixa encontrada abaixo da estrutura de anel externo e adaptada para sustentar um fluido, suportando, dessa forma, de modo flutuante a estrutura de anel externo no fluido dentro da calha.

9.- Sistema de Coleta de Energia Solar, de acordo com a Reivindicação 8, caracterizado por que ainda compreende: uma borda alargada exteriormente presa a um contorno exterior externo da estrutura de anel externo, para reduzir a ocorrência de evaporação do fluido da calha.

10. Sistema de Coleta de Energia Solar, de acordo com a Reivindicação 8 ou 9, caracterizado por que ainda compreende: um mecanismo de centralização para centralizar a plataforma em seu eixo de rotação.

11. Sistema de Coleta de Energia Solar, de acordo com a Reivindicação 10, caracterizado por que o mecanismo de centralização ainda compreende: uma pluralidade de rodas montadas em relação espaçada em volta do anel, sendo cada uma das rodas montada numa das calhas em forma de anel e da estrutura de anel externo e com tamanho para ocupar uma superfície oposta da outra da calha em forma de anel e da estrutura de anel externo, mantendo, desse modo, a plataforma numa posição centralizada em relação ao eixo de rotação da plataforma.

12. Sistema de Coleta de Energia Solar, de acordo com a Reivindicação 11, caracterizado por que ainda compreende: um mecanismo motriz operativamente conectado a um número pré-determinado das rodas; um controlador de movimentação operativamente conectado ao mecanismo motriz e adaptado para controlar de modo guiado o movimento de rotação da plataforma em relação à calha em forma de anel, para alcançar uma orientação desejada para os módulos coletores de radiação solar.

13. Sistema de Coleta de Energia Solar, de acordo com qualquer uma das Reivindicações anteriores, caracterizado por que ainda compreende: um mecanismo motriz para girar de modo guiado a plataforma em torno de seu eixo central para uma posição desejada, dependendo da posição do sol.

14 .Sistema de Coleta de Energia Solar, de acordo com qualquer uma das Reivindicações anteriores, caracterizado por que ainda compreende: meios para ajustar dinamicamente a condição de sobrepressão no volume enclausurado com base numa condição detectada.

15. Sistema de Coleta de Energia Solar, de acordo com a Reivindicação 14, caracterizado por que os meios para ajustar dinamicamente ainda compreendem uma pluralidade de sensores montados na estrutura superior e interconectados em rede, sendo os sensores adaptados para detectar pelo menos uma condição mensurável de pelo menos uma das seguintes: os módulos, a estrutura superior e a cobertura; e um controlador operativamente conectado à rede e também ao compressor e adaptado para ajustar dinamicamente a condição de sobrepressão dentro do volume enclausurado dependendo de pelo menos uma condição mensurável que foi detectada.

16. Sistema de Coleta de Energia Solar, de acordo com qualquer uma das Reivindicações anteriores, caracterizado por que ainda compreende: um sistema de conversão de energia operativamente conectado aos módulos coletores de radiação solar.

17. Sistema de Coleta de Energia Solar, de acordo com a Reivindicação 16, caracterizado por que o sistema de conversão de energia se conecta operativamente aos módulos coletores de radiação solar, por meio de uma junta rotativa localizada no centro da plataforma.

18. Sistema de Coleta de Energia Solar, de acordo com qualquer uma das Reivindicações anteriores de 1 a 7 ou de 13 a 16, caracterizado por que a plataforma é marítima e ainda compreende: um mecanismo de propulsão operável para mover a plataforma para uma posição desejada para otimizar a operação dos módulos coletores de radiação solar.

19. Sistema de Coleta de Energia Solar, de acordo com qualquer uma das Reivindicações anteriores, caracterizado por que os módulos coletores de radiação solar são dispostos numa pluralidade de fileiras paralelas e ainda compreende: uma pluralidade de pistas, estendendo-se cada pista ao Iado e paralela a pelo menos uma fileira de módulos coletores de radiação solar localizados adjacentemente; e um carrinho móvel ao longo de qualquer das pistas, facilitando, desse modo, a manutenção dos módulos coletores de radiação solar e da estrutura superior.

20.Sistema de Coleta de Bnergia Solar, de acordo com a Reivindicação 19, caracterizado por que compreende ainda: meios para guiar o carrinho ao longo da pista para facilitar a limpeza dos módulos coletores de radiação solar.

21.Sistema de Coleta de Energia Solar, de acordo com qualquer uma das Reivindicações anteriores, caracterizado por que os módulos coletores de radiação solar são dispostos em fileiras paralelas e cada uma das fileiras é configurada para concentrar a luz solar em um primeiro duto de calor, centralmente localizado, estendendo-se ao longo das mesmas e compreendendo ainda: tendo cada uma das fileiras um segundo duto localizado ao lado de e pelo menos parcialmente acima do primeiro duto, por meio do que o fluido fluindo no segundo duto é pré-aquecido pelo calor emanando do primeiro duto para o qual a luz solar está concentrada pelos módulos coletores de radiação solar.

22.Método de Coleta de Energia Solar, caracterizado por que compreende: suportar de modo flutuante uma plataforma, sendo a plataforma orientável em relação ao um eixo central, incluindo a plataforma uma estrutura de anel externo e uma cobertura flexível que se estende transversalmente e enclausurando seladamente uma ponta superior da estrutura de anel externo, definindo, assim, um volume enclausurado abaixo da cobertura, suportando a plataforma um coletor de radiação solar na mesma; e pressurizar o volume enclausurado até um grau suficiente de sobrepressão para manter um efeito flutuante desejado para a cobertura flexível e o coletor de radiação solar localizado em cima da mesma.

23. Método de Coleta de Energia Solar, de acordo com a Reivindicação 22, caracterizado por que a estrutura de anel externo da plataforma se apóia de forma flutuante num fluido.

24. Método de Coleta de Energia Solar, de acordo com a Reivindicação 22 ou 23, caracterizado por que compreende ainda: detectar uma condição associada ao coletor de radiação solar; e ajustar dinamicamente a sobrepressão do volume enclausurado em resposta à condição detectada.

25. Método de Coleta de Energia Solar, de acordo com qualquer uma das Reivindicações de 22 a 24, caracterizado por que compreende ainda: girar guiadamente a plataforma em torno do seu eixo central para manter o coletor de radiação solar numa orientação desejada ótima em relação à posição do sol.

26. Sistema de Coleta de Energia Solar, caracterizado por que compreende: uma plataforma; uma pluralidade de módulos coletores de radiação solar apoiados acima da plataforma e dispostos ponta a ponta em fileiras paralelas; meios para girar a plataforma em torno de um eixo central orientado verticalmente da mesma; e meios de suporte para sustentar os módulos na plataforma, os meios de suporte incluindo uma pluralidade de pontões alongados localizados em fileiras que se estendem sob as fileiras de módulos, incluindo os meios de suporte ainda um sistema de suspensão de cabos que se estende através da plataforma e apoiando os pontões no lugar em fileiras na plataforma.

27. Sistema de Coleta de Energia Solar, de acordo com a Reivindicação 26, caracterizado por que a plataforma ainda compreende: um anel externo que apoia o sistema de suspensão de cabos; uma cobertura flexível que se estende pela e selando uma ponta superior do anel externo, definindo, assim, um volume enclausurado abaixo da cobertura; e meios para sobrepressionar o volume enclausurado para sustentar a cobertura, os pontões e os módulos coletores de radiação solar.

28. Sistema de Coleta de Energia Solar, de acordo com a Reivindicação 27, caracterizado por que compreende ainda: meios para ajustar dinamicamente os meios para sobrepressionar.

29. Sistema de Coleta de Energia Solar, de acordo com qualquer uma das Reivindicações de 26 a 28, caracterizado por que os pontões têm uma superfície superior formada dimensionada para, de modo removível, receber e segurar uma porção dos meios de suporte e/ou os módulos de coleta de radiação solar.

30.Sistema de Coleta de Energia Solar, caracterizado por que compreende: uma plataforma; meios de girar a plataforma em torno de um eixo central vertical da mesma; uma pluralidade de módulos coletores de radiação solar apoiados na plataforma, sendo os módulos dispostos ponta a ponta em fileiras paralelas e incluindo cada uma das fileiras uma pluralidade de painéis concentradores solares paralelos para refletir e concentrar a luz solar ascendentemente em direção ao duto de calor; e uma pista que se estende ao longo de pelo menos uma das fileiras de módulos; e um carrinho móvel ao longo da pista para proporcionar acesso aos painéis concentradores solares localizados adjacentemente para manutenção dos mesmos.

31.Sistema de Coleta de Energia Solar, de acordo com a Reivindicação 30, caracterizado por que ainda compreende: meios para guiar o carrinho ao longo da pista; e meios, carregados pelo carrinho, para limpeza dos painéis concentradores solares.

32. Sistema de Coleta de Energia Solar, de acordo com qualquer uma das Reivindicações 30 ou 31, caracterizado por que a plataforma inclui uma cobertura flexível, e ainda compreende: meios para suspender dinamicamente a cobertura da parte inferior da mesma.