ES2359999A1 - Mejoras introducidas en la patente de invención n. p-200701932/9, por: concentrador de energía solar y proceso de montaje. - Google Patents
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Abstract
Mejoras introducidas en la patente de invención n° 200701932/9 por: concentrador de energía solar y proceso de montaje.El concentrador incluye al menos un módulo curvado con al menos un cuerpo laminar curvo-cóncavo reflectante de espejo que concentra la radiación del sol hacia unos dispositivos receptores para obtener después distintos tipos de energía, incluyendo además medios para orientar ese cuerpo laminar de espejo acorde con la posición del sol.Se caracteriza porque los cuerpos laminares de espejo incorporan al menos en sus zonas laterales más elevadas de los módulos (1) pasos de aire, abiertos al menos cuando sopla el viento a partir de una cierta velocidad.El proceso de montaje se inicia con unos dispositivos de rayos láser ubicados en unas cintas flexibles, de manera que dichas cintas se disponen perpendicularmente a modo de ejes de coordenadas para situar con precisión después los distintos módulos sobre el terreno.
Description
Mejoras introducidas en la patente de invención
nº P 200701932/9 por: "Concentrador de energía solar y proceso de
montaje".
La presente invención, según se expresa en el
enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a unas mejoras
introducidas en la patente de invención nº 200701932/9, por:
"Concentrador de energía solar y proceso de montaje".
El concentrador solar está destinado para
concentrar la radiación lumínica del sol con el fin de obtener
energía eléctrica o energía en forma de calor para calentar fluidos,
tal como agua. También está destinado para conseguir otros recursos
energéticos, como el hidrógeno y el oxígeno mediante un proceso de
fotolisis o sistemas que necesiten la luz o el calor del sol para su
generación y/o también para depuración o desalación de agua.
El concentrador comprende en general módulos de
un elevado rendimiento que poseen una ligera y sencilla
estructura, que requiere un bajo coste en su instalación,
requiriendo además un bajo coste por cada módulo concreto.
Además, el proceso de montaje es sustancialmente
simple y rápido, pudiéndose instalar directamente en el suelo o con
interposición de unas guías que permitan tanto el montaje de los
módulos como una característica movilidad, dependiendo todo ello de
la orientación y posición del sol.
Evidentemente la orientación de los módulos es
automática para que los mismos se sitúen en tiempo real con la
posición más adecuada con respecto a la posición del sol y así
conseguir la máxima radiación lumínica y por tanto un gran
aprovechamiento de la energía solar.
Partiendo de esta premisa, las mejoras de la
invención están destinadas para conseguir un mejor funcionamiento
del concentrador solar con una mayor estabilidad, sobre todo cuando
existen vientos huracanados y también vientos con menor intensidad,
incorporándose distintos sistemas antiviento.
Otras mejoras de la invención son las
siguientes:
- -
- medios para evitar la catenaria de los cables para encarrilamiento de los distintos módulos.
- -
- Medios para la sincronización de la posición de los tubos de equilibrado de los módulos.
- -
- Medios automáticos de limpieza de la superficie reflectante de los distintos módulos.
- -
- Medios para calentar agua a elevadas temperaturas.
- -
- Medios para desalar agua y también para descontaminación de aguas sucias.
- -
- Sistema para conseguir alta tensión sin el uso de costosos transformadores convencionales.
En la actualidad existen distintos sistemas para
generación energética por concentración solar, como por ejemplo un
sistema de múltiples espejos motorizados que concentran el calor en
un punto alto o torre para calentar un fluido y generar vapor para
mover una turbina, concentradores parabólicos de Stirling, chimenea
eólica solar, concentradores de espejo cilíndrico parabólico, pero
todos ellos son caros de complejas estructuras y requieren del orden
de años para la instalación de una planta solar de tamaño medio. A
esto hay que añadir que la generación de electricidad a partir de
células fotovoltáicas se basa en la propiedad de los materiales
semiconductores que las componen de generar electrones cuando incide
la luz en su superficie. Los fotones de luz provocan que los
electrones abandonen su órbita creando de este modo una diferencia
de potencial y una corriente eléctrica al unir polos de diferente
tensión. Tales células fotovoltáicas se colocan en serie o en
paralelo si lo que se pretende conseguir es más tensión o más
corriente.
La tensión producida por las células es continua
de manera que para conseguir corriente alterna se aplicará un
circuito electrónico que convierta la corriente continua en
corriente alterna. El nivel de tensión o de corriente eléctrica está
también determinado por la cantidad de luz que incide en la célula,
de manera que cuanta más luz más corriente de electrones y por tanto
más energía eléctrica.
Por otra parte se están investigando células de
materiales distintos a los semiconductores, cuyo valor de tensión
permanece constante, independientemente de la cantidad de luz
incidente. Esto supone un gran avance, puesto que en días de poca
luz o nublados, el valor de tensión permanece constante.
Otro parámetro que influye en el nivel de
potencia eléctrica generada por las células es el espectro o color
de luz incidente. La respuesta de potencia de las células es
distinta a diferentes espectros o colores. En función del material o
la estructura, las células se comportan de manera distinta frente a
los diferentes rangos de colores, de manera que la célula ideal
sería la que tuviera una respuesta igual y lineal frente a todo el
espectro de luz, desde el infrarrojo hasta el ultravioleta.
No obstante en la práctica esto es difícil de
conseguir, de manera que de un haz de luz blanca, que contiene toda
la gama de colores, una célula solo aprovecha una porción que
corresponde a la frecuencia de luz a la que la célula es más
sensible.
Lo que en la actualidad se hace para conseguir
un mayor rendimiento es colocar finas láminas fotovoltáicas de
distintas respuestas al espectro de luz y que en conjunto cubren
todo el espectro, estando pegadas unas sobre otras para conseguir
una mayor eficiencia. El inconveniente de este método es que las
mismas láminas obstruyen parcialmente el paso de luz.
Se ha experimentado por otro lado la
descomposición de la luz con un filtro holográfico para hacer
incidir la luz de los distintos colores con la correspondiente
célula optimizada para ese color.
El inconveniente de esta técnica es que la
distancia o punto de foco entre el filtro y el punto de incidencia
de la luz es muy alto, siendo necesario mucho espacio y volumen para
el montaje de un módulo compuesto de filtro holográfico y células
solares. También estos filtros generan dos haces a partir de la luz
que los atraviesa: el haz principal que sigue siendo de luz blanca y
el secundario, compuesto este por la gama de colores del espectro de
luz. Además este segundo se aprovecha pero el principal no.
Otra técnica para la descomposición de la luz en
colores es la ya conocida por la óptica que se basa en la
utilización de unos o varios prismas.
Con respecto a esta técnica se sabe que la NASA
ha realizado ensayos confeccionando una bóveda compuesta de pequeños
prismas que descomponen la luz en colores y que incide en pequeñas
células solares optimizadas para las distintas longitudes de onda
alineadas verticalmente debajo de la bóveda.
Este diseño requiere mucho espacio y volumen a
la vez que los prismas no descomponen el 100% de la luz que se
refleja en sus caras, generando por tanto pérdidas de rendimiento.
Además los prismas necesitan altos niveles de luz para descomponer
la luz en colores, de manera que si el día está nublado o hay poca
luz, el prisma o prismas se comportan como si se tratara de una
superficie opaca y por lo tanto prácticamente no se podría
obtener
energía
energía
Por otra parte una planta solar fotovoltáica
está compuesta de células solares y de mecanismos que ayudan a
dirigir las placas hacia donde se encuentra el sol, realizando el
mismo recorrido que hace el sol a lo largo de una jornada.
Para conseguir esto fundamentalmente se utilizan
sensores y circuitos que determinan la posición del sol y mediante
motores o servomotores se mueven las placas para dirigirlas hacia el
punto deseado.
Los motores requieren estructuras fuertes, caras
y pesadas, a la vez que de compleja instalación, lo que repercute de
manera decisiva en los tiempos de ejecución de instalación de una
planta solar fotovoltáica compuesta por miles de módulos.
Otros sistemas conocidos que se están empleando
en la realización de plantas solares es el uso de concentradores
solares de espejo o de lentes Fresnel, de menor coste que las
células fotovoltáicas para conseguir focalizar la luz del sol sobre
las células respectivas o sobre distintos sistemas que generan o
almacenan energía a partir del calor.
En resumen pues se puede decir que en la
actualidad las plantas solares conocidas son caras, complejas, de
difícil instalación y también de difícil ejecución. Todo esto hace
que la energía fotovoltáica no sea una alternativa factible y real,
teniendo en cuenta que además dependen de las condiciones
meteorológicas.
Así pues, para que una planta solar sea factible
y que la energía foto o termovoltáica sea una buena alternativa a
considerar en el campo de la generación eléctrica para uso
doméstico, debe ser de bajo coste y de fácil y rápida instalación, a
la vez que debe soportar ser eficiente a las condiciones
meteorológicas adversas.
Por otro lado, los sistemas de concentración
solar actuales para la obtención de recursos energéticos son caros,
de estructuras complejas y pesadas y su instalación lleva del orden
de años para realizar plantas energéticas de medio o gran tamaño.
Los sistemas de motores que se utilizan para dirigir los
concentradores solares hacia el recorrido diario del sol, son caros
y se estropean muy a menudo.
El concentrador de energía solar con las mejoras
de la invención se determina a partir de al menos un módulo con una
superficie curvo-cóncava reflectante de espejo que
concentra la radiación lumínica hacia unos dispositivos receptores
para obtener después energía eléctrica o de otro tipo, incluyendo
además medios para orientar esa superficie de espejo acorde con la
posición del sol.
Cada módulo comprende un ligero y delgado cuerpo
laminar de estructura arqueada que incorpora la superficie de espejo
curvo-cóncava, estando dicho cuerpo laminar asociado
a unos soportes de rigidización que estabilizan y rigidizan esa
estructura arqueada para mantener esta forma, la cual apoya en un
suelo con interposición de medios de guiado mediante los cuales la
estructura arqueada bascula rodando hacia uno u otro lado
dependiendo de un sensor de luz o temporizador que activa un
dispositivo que posiciona cada módulo en tiempo real con la
orientación requerida de acuerdo con la posición del sol.
El dispositivo para posicionar en tiempo real
cada módulo o conjunto de módulos comprende dos depósitos laterales
de equilibrio que en función de la variación relativa entre los
pesos del material contenido en tales depósitos varia la orientación
del módulo respectivo, pasando el material de uno a otro depósito
mecánica y/o eléctricamente para equilibrar y alcanzar cada posición
del módulo dependiendo del sensor de luz o temporizador,
trasvasándose material de uno a otro depósito y viceversa, acorde
con la posición del sol.
Los depósitos laterales pueden colgar de forma
basculante en la parte más elevada de los laterales de cada módulo a
lo largo de los mismos.
Por otro lado, el material contenido en tales
depósitos puede ser un fluido líquido que se trasvasa mediante
circuito cerrado de uno a otro depósito por zonas inferiores con
ayuda de electroválvulas y una bomba asociada al sensor de luz o
temporizador.
Los depósitos son preferentemente cuerpos huecos
cerrados de estructura esencialmente tubular afectados de unas
diminutas perforaciones superiores para asegurar el buen
funcionamiento del sistema en el sentido de evitar que se formen
cámaras de vacío que dificulten el trasvase de líquido de uno a otro
depósito lateral parejo. A su vez, las conexiones para pasar el
líquido de uno a otro depósito lateral estarán ubicadas en una zona
inferior de tales depósitos.
El dispositivo para posicionar en tiempo real
cada módulo o conjunto de módulos, puede comprender un elemento
motor lineal, tal como un cilindro hidráulico o neumático, que actúa
sobre cada módulo o conjunto de módulos para hacerlos bascular hacia
uno u otro lado, conectándose el vástago del cilindro en
correspondencia con los bordes superiores del respectivo módulo o
conjunto de módulos.
El dispositivo para posicionar en tiempo real
cada módulo o conjunto de módulos puede comprender también al menos
un elemento motor, cuyo eje de giro de salida cuenta con una polea
donde se acopla una correa o similar acoplada en otro elemento
giratorio loco, correa cuyos extremos conectan con los bordes
superiores de cada módulo o conjunto de módulos.
Por otro lado, los medios de guiado están
ubicados en la parte inferior de cada módulo incorporando unos
guiados que se complementan con otros transversales del suelo o
guiados elevados con respecto a dicho suelo, para asegurar una
basculación ordenada de los módulos durante su movimiento basculante
de rodadura en busca de la orientación más adecuada según la
posición del sol. Tales guiados de los módulos pueden estar
incorporados en los soportes de rigidización. A su vez, los guiados
del suelo comprenden unas nervaduras a modo de raíles mientras que
los guiados del módulo comprenden una estructura escalonada.
En otra realización los guiados del suelo
comprenden unas nervaduras a modo de raíles mientras que los guiados
del módulo respectivo comprenden una estructura acanalada.
En otra realización los guiados del suelo
comprenden unas acanaladuras mientras que los guiados del módulo
respectivo comprenden unas nervaduras.
También cabe la posibilidad de que los guiados
del suelo comprenden cremalleras dentadas que se complementan con
dentados de los guiados de los módulos.
Una mejora de la invención que nos ocupa es la
incorporación de un carro con ruedas asociadas a los soportes
curvados de los módulos y también a los correspondientes guiados del
suelo o guiados elevados con respecto a dicho suelo, asegurándose
así un correcto encarrilamiento así como un efectivo sistema
antiviento. El citado carro incorpora además unos característicos
topes que pueden evitar la deformación de los módulos cuando hace
mucho viento.
Otra posibilidad es que los guiados del suelo
comprendan unos cables o tirantes de acero con la suficiente tensión
para permitir y asegurar la movilidad guiada de los módulos. Estos
cables, fijados mediante pares de soportes extremos, estarán
situados por encima del suelo.
Otra mejora de la invención es que los cables
presenten una estructura de bucle cerrado para evitar la curvatura
de los cables, uniéndose para ello el ramal superior e inferior de
los cables mediante unas piezas rígidas, manteniéndose así la
horizontalidad del ramal superior, sobre el cual se guían los
correspondientes módulos.
Por otra parte, los soportes de rigidización
comprenden esencialmente una estructura envolvente que abraza cada
módulo, al menos por sus extremos pudiendo seguir la curvatura de la
cara exterior de los cuerpos laminares, a la vez que cuenta con un
tramo que recorre la distancia existente entre los dos bordes libres
longitudinales de los cuerpos laminares curvados.
Cuando existen al menos dos alineaciones de
módulos en paralelo se ha previsto que los depósitos de un lado de
los módulos estén interconectados mediante una conducción general
dispuesta en el frontal anterior, mientras que los depósitos del
otro lado parejo estarán interconectados mediante otra conducción
dispuesta en el frontal poste-
rior.
rior.
De esta forma se consigue una perfecta
sincronización en el movimiento de rodadura y traslación hacia uno y
otro lado de los módulos para orientarse según la posición del
sol.
Otra mejora de la invención es que cada
conducción general, que interconecta los depósitos de equilibrado,
está conectada articuladamente en los extremos de unos balancines
que articulan centradamente en unos postes verticales, asociándose
los extremos libres de tales balancines mediante un cable tensor. De
esta forma se asegura una dirección horizontal de las dos
conducciones generales, evitando que se curven y consiguiendo así
una correcta sincronización y un funcionamiento óptimo de los
módulos solares.
El concentrador cuenta también con medios de
fijación y estabilidad de los módulos que permiten el movimiento de
rodadura basculante de los mismos, consistiendo dichos medios en
unas poleas fijadas al suelo, en cada una de las cuales se acopla un
tirante, cuyas dos ramas se conectan por sus extremos en los
laterales opuestos de los soportes de rigidización.
Se ha previsto también como novedad distintos
medios para contrarrestar la fuerza del viento, sobre todo cuando el
mismo alcanza velocidades elevadas.
Estos medios tienen en común todos ellos unos
orificios o perforaciones por donde se libera en todos los casos la
fuerza del viento a partir de una cierta velocidad del mismo,
situándose tales orificios en zonas longitudinales superiores de los
cuerpos laminares de espejo en proximidad a la altura de los
depósitos de equilibrio.
Otra característica se refiere a unos
reforzamientos centrados que se disponen en los módulos cuando éstos
son de grandes dimensiones para evitar su deformación,
reforzamientos unidos mediante una varilla o cable transversal.
Otra mejora es la incorporación de unos
característicos medios de limpieza de la superficie reflectante de
los cuerpos laminares, medios que se determinan a partir de un
vehículo autopropulsado con unas grandes escobillas que se encargan
de la limpieza de la superficie reflectante durante la noche que es
cuando el concentrador solar no funciona.
Por otro lado, a continuación se describen otras
mejoras de la invención encaminadas a obtener un elevado rendimiento
para calentar agua u otros fluidos a elevadas temperaturas en
combinación con la obtención de energía eléctrica y otros recursos
energéticos, como pueden ser la obtención de hidrógeno y oxígeno
mediante fotolisis o sistemas que necesiten la luz o el calor del
sol para su generación y/o también para la depuración de agua y
desalación del agua salada del mar.
En estos casos, las estructuras necesarias para
conseguir los objetivos descritos en el párrafo anterior se ubicarán
en una zona estratégica centrada y longitudinal, en la parte más
elevada de los módulos de los concentradores. Dicha zona estratégica
recibirá la proyección del calor y luminosidad emitidos por la
radiación del sol a través de los correspondientes cuerpos laminares
curvados de espejo de los módulos.
En esa zona estratégica citada se hace circular
agua por unos característicos conductos, incorporándose por encima
de los mismos un tejado con superficie reflectante a dos aguas para
conservar el calor y optimizar así la radiación entrante.
Así pues, en dichas realizaciones se hace
circular agua para calentarla a temperaturas elevadas mediante la
componente del calor de la radiación solar aprovechándose también
simultáneamente la componente de la luminosidad de esa radiación
solar para obtener energía eléctrica o de otro tipo y también para
obtener hidrógeno y oxígeno a partir del proceso de fotolisis.
En otra realización en la zona estratégica
central y elevada de los módulos se disponen dos colectores
longitudinales, superior e inferior, para tratar agua salada o
contaminada, obteniéndose agua sin sal y limpia por evaporación,
haciendo circular el agua a tratar al menos por el colector inferior
que recibirá la radiación solar a través de cuerpos laminares de
espejo de los módulos, elevando la temperatura hasta conseguir la
evaporación del agua que pasará en estado gaseoso hasta el colector
superior a través de unos estrechos conductos radiales que comunican
ambos colectores, condensándose después del vapor de agua en estado
líquido dentro del colector superior, extrayéndose la sal
precipitada y/o otros residuos mediante un mecanismo de extracción y
limpieza ubicado en el colector
inferior.
inferior.
También cabe señalar que cuando se vacía el
colector inferior existe la posibilidad de crear un vacío de manera
que mediante un émbolo ubicado en dicho colector inferior se podrá
generar energía también.
Las mejoras de la invención también afectan al
proceso de montaje tal como se describe a continuación.
Así pues, el proceso de montaje está destinado
para montar sobre un terreno un conjunto de concentradores solares
asociados entre sí que se mueven automáticamente buscando siempre la
orientación del sol de forma automática caracterizándose porque
incluye las siguientes etapas:
- -
- Una primera etapa en la que sobre un terreno se extienden perpendicularmente a modo de dos ejes de coordenadas dos cintas enrollables provistas de dispositivos láser a intervalos regulares de distancia que emiten un entrecruzado de rayos láser en un mismo plano horizontal.
- -
- Una segunda etapa en la que atendiendo al entrecruzado de rayos láser se disponen unos medios de guiado, apoyo e instalación de los distintos módulos.
- -
- Una tercera etapa en la que dos vehículos laterales transportan cuerpos laminares de espejo a la vez que arrastran a un robot central que transporta todos los demás componentes de los distintos módulos.
- -
- Una cuarta etapa en la que se montan las distintas estructuras soporte de los módulos.
- -
- Una quinta etapa en la que se montan unos receptores de energía
- -
- Una sexta etapa en la que se montan los cuerpos laminares reflectores atornillándolos automáticamente sobre la estructura soporte de los módulos.
- -
- Una séptima etapa en la que se colocan los tubos de equilibrio.
- -
- Una octava etapa en la que se cierran los circuitos de agua y energía
Se ha previsto la posibilidad de incorporar una
lente Fresnel como una segunda opción para proyectar la radiación
solar sobre el respectivo receptor de energía
Para conseguir alta tensión sin la utilización
de transformadores, las células están conectadas en serie e
incorporan unos circuitos electrónicos. Estos están alimentados a su
vez por una señal maestra de corriente alterna senoidal igual en
frecuencia y forma al tipo de corriente para consumo eléctrico de
cada país, 60 ó 50 Hz, para obtener con el conjunto de células una
señal de corriente alterna igual a la señal maestra pero de mayor
tensión o alta tensión. La señal maestra también puede ser de pulsos
modulados y los circuitos convierten entonces esta señal de pulsos
modulados en onda senoidal. A su vez la señal puede ser monofásica o
polifásica.
A continuación para facilitar una mejor
comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante
de la misma se acompañan unas figuras en las que con carácter
ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la
invención.
Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva de
un concentrador de energía solar, objeto de la invención.
Figuras 2 y 3.- Muestran vistas en perspectiva
de otros concentradores de energía solar.
Figura 4.- Muestra una vista de un concentrador
solar con la incorporación de una lente Fresnel.
Figura 5.- Muestra una vista de un sistema de
acoplamiento de varios concentradores solares, sobre el ramal
superior horizontal de un cable de bucle cerrado.
Figura 6.- Muestra una vista en planta de varios
concentradores solares con la incorporación de un circuito
hidráulico para conseguir el movimiento de los cilindros.
Figura 7.- Muestra esencialmente un sistema de
sincronización del movimiento de varios concentradores solares.
Figura 8.- Representa una vista donde se muestra
un sistema de encarrilamiento de los concentradores.
Figura 9.- Muestra una vista frontal de un
concentrador acoplado sobre un soporte de guiado y apoyo
solidarizado al suelo.
Figura 10.- Muestra un concentrador solar con
unos medios de limpieza del mismo.
Figuras 11 a 14.- Muestran unas vistas de un
concentrador con la incorporación de medios para obtener agua
caliente, energía eléctrica y también hidrógeno u oxígeno por
fotolisis.
Figura 15.- Muestra una vista frontal de un
concentrador con la incorporación de una estructura para la
obtención de agua potable mediante la incorporación y condensación a
partir de agua salada o contaminada.
Figuras 16 a 18.- Muestran unas vistas
detalladas de la estructura para la obtención de agua potable.
Figura 19 a 26.- Muestran distintas vistas de
las etapas del proceso de montaje que también forma parte del objeto
de la invención que nos ocupa. En este proceso también se debe
incluir lo descrito en la figura 18.
Figura 27.- Muestra una vista en planta de un
conjunto de concentradores solares con receptores de energía solar
que consisten en células fotovoltáicas conectadas en serie y
asociadas a circuitos electrónicos para conseguir directamente una
elevada tensión en corriente alterna, evitándose así los grandes
transformadores.
Figura 28.- Muestra una vista detallada de cada
uno de los circuitos electrónicos citados en la figura anterior.
Considerando la numeración adoptada en las
figuras, el concentrador solar con las mejoras de la invención,
comprende uno o varios módulos 1, cada uno de los cuales incluye al
menos un delgado cuerpo laminar de estructura arqueada 2, cuya cara
curvo-cóncava presenta una superficie de espejo
reflectante, de manera que este cuerpo laminar 2 está fijado en
principio a unos soportes curvados 3 que rigidizan de forma estable
el cuerpo laminar 2 manteniendo su configuración arqueada
reflectante que concentra la radiación solar 24 para proyectarla
hacia unos dispositivos para obtener después la energía eléctrica o
para calentar un fluido, que será esencialmente agua, aunque podrían
ser otros fluidos. También se pueden obtener otros recursos
energéticos como el hidrógeno y el oxígeno mediante fotolisis u
otros sistemas que necesiten la luz o el calor del sol para su
generación y/o también para depuración o desalación de agua.
Cada módulo 1 apoya en el suelo 28 con
interposición de unos medios de guiado mediante los cuales la
estructura arqueada de los módulos 1 bascula rodando un espacio
angular hacia uno u otro lado dependiendo de un sensor de luz o
temporizador, no representados en las figuras, que activa un
dispositivo que posiciona cada módulo 1 en tiempo real con la
orientación requerida de acuerdo con la posición del sol.
Así pues, los medios de guiado están ubicados en
la parte inferior de cada módulo 1 incorporando unos guiados 4 que
se complementan con otros transversales 5, 5', 5'' del suelo 28 para
asegurar una basculación ordenada de los módulos 1 durante su
movimiento basculante de rodadura en busca de la orientación más
adecuada según la posición del sol. Tales guiados 4 de los módulos 1
pueden estar incorporados en los propios soportes de rigidización 3.
A su vez, los guiados del suelo comprenden unas nervaduras a modo de
raíles 5 mientras que los guiados 4 del módulo 1 comprenden una
estructura escalonada.
En otra realización los guiados del suelo 28
comprenden unas nervaduras a modo de raíles 5 mientras que los
guiados 4 del módulo respectivo 1 comprenden una estructura
acanalada.
En otra realización los guiados del suelo 28
comprenden unas acanaladuras mientras que los guiados del módulo
respectivos comprenden unas nervaduras.
También cabe la posibilidad de que los guiados
del suelo comprenden cremalleras dentadas 5' que se complementan con
dentados de los guiados 4 de los módulos.
Se ha previsto la incorporación de un carro 6
con ruedas, superiores 7 e inferiores 8, asociadas a los soportes
curvados 3 de los módulos 1 y también a los guiados del suelo,
asegurándose así un correcto encarrilamiento, así como un efectivo
sistema antiviento. El característico carro 6 incorpora además unos
topes laterales 9 que pueden evitar la deformación de los módulos 1
cuando hace mucho viento, contactando en estos casos los soportes
arqueados 3 en tales topes 9.
Otra posibilidad es que los guiados del suelo 28
comprenden unos cables o tirantes de acero 5'' con la suficiente
tensión para permitir y asegurar la movilidad guiada de los módulos
1. Estos cables 5'' pueden estar situados por encima del suelo 28 y
fijados por sus extremos en unos soportes 10.
En este caso, preferentemente los cables 5''
presentan una estructura de bucle cerrado para evitar la curvatura
catenaria de los cables 5'', uniéndose para ello los ramales,
superior e inferior, de esos cables 5'' mediante piezas rígidas 11,
manteniéndose así la horizontalidad del ramal superior, sobre el
cual se guían los módulos correspondientes.
Por otro lado, en una primera realización, para
posicionar en tiempo real cada módulo 1 o conjunto de módulos 1, se
ha previsto un dispositivo que comprende dos depósitos laterales 12
que en función de la variación relativa entre los pesos del material
contenido en tales depósitos 12 varia la orientación del módulo
respectivo 1, pasando material de uno a otro depósito mecánica y/o
eléctricamente para equilibrar y alcanzar cada posición del módulo 1
dependiendo del sensor de luz o temporizador, trasvasándose el
material de uno a otro depósito y viceversa, acorde con la posición
del sol.
Los depósitos laterales 12 pueden colgar de
forma basculante en la parte más elevada de los laterales de cada
módulo 1 a lo largo de los mismos a través de unas cortas cadenas o
tirantes 13, o similares.
El material contenido en tales depósitos 1 puede
ser un fluido líquido que se trasvasa mediante circuito cerrado de
uno a otro depósito por zonas inferiores con ayuda de un equipo
hidráulico 14 asociado al sensor de luz o temporizador, elementos
estos últimos que no se han representado en las figuras. Ese equipo
hidráulico es convencional e incorpora, entre otros elementos, una
motobomba 15, electroválvulas 16 y demás elementos necesarios
conocidos como un circuito electrónico 17 y unos sensores 18.
Los depósitos laterales de equilibrado 12 son
preferentemente cuerpos huecos cerrados de estructura esencialmente
tubular afectados de unas diminutas perforaciones superiores para
asegurar el buen funcionamiento del sistema en el sentido de evitar
que se formen cámaras de vacío que dificulten el trasvase de líquido
de uno a otro depósito lateral parejo 12. A su vez, las conexiones
para pasar el líquido de uno a otro depósito lateral 12 estarán
ubicadas en una zona inferior de tales depósitos 12.
Los soportes de rigidización 3 comprenden
esencialmente una estructura envolvente que abraza exteriormente
cada módulo 1, al menos por sus extremos, a la vez que cuenta con un
tramo transversal 19 que recorre la distancia existente entre los
dos bordes libres longitudinales de los cuerpos laminares curvados
2.
Cuando existen al menos dos alineaciones de
módulos 1 en paralelo se ha previsto que los depósitos laterales 12
de un lado de los módulos 1 estén interconectados mediante una
conducción general 20 dispuesta en el frontal anterior, mientras que
los depósitos 12 del otro lado parejo estarán interconectados
mediante otra conducción similar 20' dispuesta en el frontal
posterior. De esta forma se consigue una perfecta sincronización en
el movimiento hacia uno u otro lado de los módulos 1 para orientarse
según la posición del sol.
Cada una de estas conducciones generales 20, 20'
que interconecta los depósitos basculantes 12, está conectada
articuladamente en los extremos de unos balancines 21 que articulan
centradamente en unos postes verticales 22, asociándose los extremos
libres de los balancines 21 mediante un cable tensor 23. De esta
forma se asegura una dirección horizontal de las dos conducciones
generales 20, 20' evitando que se curven (catenaria) y consiguiendo
así una correcta sincronización y un funcionamiento óptimo de los
módulos solares 1.
Se ha previsto también como novedad distintos
medios para contrarrestar el viento, sobre todo cuando el mismo
alcanza velocidades elevadas.
Estos medios tienen en común todos ellos unos
orificios o perforaciones 29, 30 y 31 por donde se libera la fuerza
del viento en todos los casos a partir de una cierta velocidad del
mismo, situándose tales orificios en zonas estratégicas
longitudinales superiores de los cuerpos laminares de espejo 2 en
proximidad a los depósitos laterales 12.
Una primera realización mostrada en la figura 1,
presenta unas piezas imantadas 32 complementadas con una porción
abatible 29' que forma parte del cuerpo laminar de espejo 2 y que en
posición normal obtura el correspondiente orificio 29 de paso del
aire, mientras que cuando hace viento, dicha porción abatible 29'
cerrará el paso de aire 29 gracias a la pieza imantada 32. Así pues,
cuando hace viento su presión sobre el conjunto de los módulos 1 se
verá reducida ostensiblemente gracias a la liberación de los pasos
de aire.
En una segunda realización mostrada en la figura
2, se han previsto unos pasos de aire 30 asociados a unas piezas 33
con su cara frontal cubierta con material de espejo para no perder
superficie reflectante.
En una tercera realización se ha previsto una
sucesión de orificios 31 realizados directamente sobre los cuerpos
laminares de espejo 2.
Cuando los módulos 1 son de grandes dimensiones,
se ha previsto la incorporación de unos reforzamientos laterales 34
y uno central 35 unidos todos ellos mediante un tirante 36. El
reforzamiento central 35 es opcional y se dispone sobre un posible
colimador central u otra estructura localizada en esa zona para
recepcionar la radiación solar.
Tal como se muestra en la figura 10, se ha
previsto un sistema de limpieza determinada a partir de un vehículo
autopropulsado 37 que recorre cada módulo 1 por su parte más baja,
vehículo 37 que incorpora dos grandes escobillas limpiadoras 38 en
las que desembocan unos tubos 39 que suministran un fluido con los
productos de limpieza pertinentes, fluido alojado en un depósito 40
del vehículo 37. Este incorpora un circuito de control 41 y sensores
42, motor 43 y batería recargable 44 mediante un enchufe 45 que se
conectará en una fuente de alimentación 46 durante un tiempo que no
esté activo el vehículo 37. El proceso de limpieza se realizará
durante la noche que es cuando no existe generación de energía, como
es evidente.
Las mejoras de la invención están encaminadas
también a obtener un elevado rendimiento para calentar agua u otros
fluidos a elevadas temperaturas en combinación con la obtención de
energía eléctrica y otros recursos energéticos, como pueden ser la
obtención de hidrógeno y oxígeno mediante fotolisis o sistemas que
necesiten la luz o el calor del sol para su generación y/o también
para la depuración de agua y desalación del agua salada del mar.
En estos casos, las estructuras necesarias para
conseguir los objetivos descritos en el párrafo anterior se ubicarán
en una zona estratégica centrada y longitudinal en la parte más
elevada de los módulos 1 de los concentradores. Dicha zona
estratégica recibirá la proyección del calor y luminosidad emitidos
por la radiación del sol a través de los cuerpos laminares curvados
de espejo 2 de los módulos 1.
En dicha zona estratégica se hace circular agua
por unos característicos conductos, incorporándose por encima de los
mismos un tejado de acero inoxidable a dos aguas 47 para conservar
el calor y optimizar la radiación entrante.
En una primera realización mostrada en la figura
11 se dispone una sucesión de dos grupos de tubos 48 en dos planos
perpendiculares a la proyección de la radiación solar (calor y
luminosidad) emitida por los cuerpos laminares curvados de espejo 2,
a la vez que de la confluencia de tales dos planos arranca
interiormente y hacia abajo un perfil recto 49 para absorber la
radiación residual inferior. Los tubos 48 de cada grupo de ellos
están unidos entre sí formando el característico plano perpendicular
a la radiación emitida.
En una segunda realización mostrada en la figura
12 se ha previsto un único tubo de sección trapecial 50 en posición
invertida, cuyas caras inclinadas reciben perpendicularmente la
proyección de la radiación del sol. En dichas caras inclinadas se
dispone una lámina o filtro difractor 51 que refleja la luminosidad
hacia una célula fotovoltáica inferior 52, mientras que la otra
componente de la radiación, que es el calor, se trasmite al fluido
que circula o contiene el tubo trapecial 50. La sección del tubo
podría ser cualquier otra, aunque preferentemente tendrá al menos
las dos caras inclinadas descritas para recibir perpendicularmente
la radiación solar.
En una tercera realización mostrada en la figura
13, parecida a la anterior, se prescinde del difractor, colocándose
en proximidad y paralelamente a las caras laterales inclinadas del
tubo trapecial 50 células fotovoltáicas transparentes 53 que recogen
directamente la radiación lumínica y dejan pasar en cambio la
radiación calorífica hasta el fluido del tubo 50.
Una cuarta realización mostrada en la figura 14,
comprende en principio la misma realización que en la segunda, con
la diferencia de que se dispone una célula de fotolisis 54 en
sustitución de la célula fotovoltáica de la segunda realización.
Esta célula de fotolisis 54 está destinada para obtener hidrógeno y
oxígeno por separado como es cono-
cido.
cido.
En una quinta realización mostrada en las
figuras 15, 16 y 17, la estructura situada en la zona estratégica de
los módulos 1 está destinada para desalación y/o depuración del
agua, existiendo también la posibilidad de obtener otro tipo de
energía gracias al aprovechamiento de un vacío que se produce
durante el proceso de desalación y/o depuración.
La estructura de esta quinta realización se
determina a partir de dos colectores cilíndricos, superior 55 e
inferior 56, recibiendo este último la radiación solar. Por este
colector inferior 56 circula en principio el agua salada de
refrigeración introducida previamente por un tubo de entrada 57 que
desemboca en un espacio anular 58 del colector superior 55 pasando
después al colector inferior 56 a través de una porción tubular
curvada 59 donde se ha intercalado una electroválvula de paso y
obturación 60.
Del colector inferior 56 arranca una sucesión
lineal de estrechos conductos radiales 61 que desembocan en el
centro longitudinal del colector superior 55. A su vez, en el
colector inferior 56 existe un estrecho espacio anular 62 limitado
entre la pared del propio colector 56 y un cuerpo tubular 63 abierto
interiormente, de manera que la pequeña porción de fluido que se
encuentra en ese estrecho espacio anular 56 en cada momento recibe
toda la intensidad de la radiación calorífica, con lo cual la
evaporación será de un elevado rendimiento y la condensación de ese
vapor en la desembocadura de los estrechos conductos 61 será también
de un elevado rendimiento, a lo cual contribuye positivamente el
agua salada o sin depurar que circula previamente por el estrecho
espacio anular cerrado 58 del colector superior 55. El agua
resultante se acumula en el centro del colector superior 55,
mientras que los residuos (sal precipitada y otras impurezas) se
extraen al exterior mediante un mecanismo 64 de arrastre y limpieza
ubicado en la parte más baja del colector inferior 56, recogiéndose
tales residuos en un depósito 65 a través de una cinta
transportadora 66.
Otra posibilidad es que el espacio anular 62 del
colector inferior 56 esté dividido en varios habitáculos separados
por pequeños tabiques 62', consiguiendo así la evaporación a
distintas presiones, ascendiendo ese vapor por respectivos conductos
radiales 61, 61'.
Por otro lado, cuando se vacía el colector
inferior 56 se produce dentro del mismo un vacío que se puede
aprovechar para mover con la presión atmosférica un émbolo 67,
asociado a un generador de corriente 68 u otro dispositivo para
generar energía, con interposición de un volante de inercia 68' o
similar. El conducto 61 incorpora un estrechamiento cónico 26 que se
complementa con un pequeño cuerpo esférico 25 que obtura dicho
conducto 61 durante el vacío del colector inferior 56.
Otra posibilidad es que el colector superior 55
pueda incorporar varias cámaras anulares concéntricas, por una de
las cuales 58' circulará el agua salada de refrigeración mientras
que en las otras 69 se obtendrá el licuado del agua sin sal a
distintas presiones en cada cámara.
Cuando los receptores de energía son células
fotovoltáicas 52 (figuras 27 y 28), éstas se conectan
preferentemente en serie, a la vez que se asocian a pequeños
circuitos electrónicos 82 para conseguir directamente una alta
tensión en corriente alterna, evitándose así los grandes
transformadores convencionales.
Así pues, las células están conectadas en serie
e incorporan unos circuitos electrónicos, los cuales están
alimentados por una señal maestra de corriente alterna senoidal
igual en frecuencia y forma al tipo de corriente para consumo
eléctrico de cada país, 60 ó 50 Hz, para obtener con el conjunto de
células una señal de corriente alterna igual a la señal maestra pero
de mayor tensión o alta tensión. La señal maestra también puede ser
de pulsos modulados y los circuitos convierten esta señal de pulsos
modulados en onda senoidal. Además la señal puede ser monofásica o
polifásica.
Cada circuito electrónico 82 presenta un diseño
conocido mostrado claramente en la figura 28, destacándose en el
mismo la incorporación de un bloque de protección 83 para el corte
de tensión.
Los cables de acero de encarrilamiento 5'' se
aprovechan también como cables conductores de la electricidad cuando
se incorporan en los módulos 1 células fotoeléctricas. Así pues,
estas células se conectan a los soportes arqueados de rigidización 3
y éstos al estar en contacto con los cables 5'' transmiten la
corriente eléctrica.
El proceso de montaje, después de haber
preparado el terreno, en una fase inicial se extiende una primera
cinta enrollada inflable 70 con dispositivos láser 71 ubicados a
distancias regulares y una segunda cinta similar 70 en otra
dirección perpendicular como si se tratara de dos ejes de
coordenadas. Estos rollos 70 de cinta se transportan en vehículos
que van recorriendo el terreno.
A continuación se activan los dispositivos láser
71, con lo cual se genera un entrecruzado de rayos láser 72 para
determinar con precisión los puntos de cruce donde se deberán
disponer las ramas 73 de unos bastidores en forma de "U"
invertida 27 para instalar los módulos solares 1. Previamente se
realizan las perforaciones pertinentes 75 donde se ubicarán tales
ramas de los bastidores 27. Después para asegurar su posicionamiento
correcto, las ramas 73 de los bastidores 27 incorporan elementos
inflables 76 a modo de patas inclinadas para mantener nivelados en
posición correcta los bastidores 27 durante el fraguado del hormigón
77 que se vierte en correspondencia con las perforaciones 75 donde
se ubican las ramas 73 de los bastidores 27.
La instalación de las cintas enrollables, así
como las perforaciones, vertido de hormigón y colocación de los
bastidores 27 se realizan mediante un vehículo robot 78' tal como se
muestra en las figuras 18 y 19. Este vehículo robot está
teledirigido con ayuda de G.P.S.
Los elementos inflables 76 arrancan de unas
piezas anulares también inflables 88 que abrazan por separado a cada
rama 73 de los bastidores 27.
En una fase posterior se procede a instalar
sobre los bastidores 27 alineados los distintos módulos solares
1.
Para ello, se ha previsto un robot 78 soportado
por dos vehículos motorizados laterales 79, de manera que
considerando una alineación de bastidores 27, los vehículos 79
arrastrarán al robot central 78 que posee un amplio rebaje inferior
80 para salvar cada alineación de bastidores 27 a medida que avanza
el par de vehículos 79.
Estos dos vehículos 79 transportan las placas de
espejo flexible 2 que se montarán después en la estructura arqueada
3 de los concentradores 1.
En cambio, el robot 78 transporta todos los
demás componentes, robot 78 que se encarga de montar el conjunto de
todos los elementos de la estructura de los distintos módulos 1
automáticamente.
Se ha previsto la posibilidad de incorporar una
lente Fresnel 81 para proyectar la radiación solar sobre el
respectivo receptor de energía Esta lente se dispone en un plano
superior de cada módulo solar 1.
Las cintas inflables 70 incorporan una sucesión
de dispositivos flotadores 84 que incluyen flotadores propiamente
dichos 88 dentro de un fluido contenido en recipientes flexibles 86
comunicados entre sí mediante un conducto común 85 para así poder
nivelar los distintos dispositivos flotadores 84 y por tanto las
cintas flexibles 70. De esta forma se asegura un plano horizontal en
el entrecruzado de rayos láser 72, sobre todo cuando el terreno 28
es irregular. También se han previsto unos pies de soporte 87 para
nivelar la cinta desenrollada 70 cuando las irregularidades del
terreno son más pronunciadas.
El robot de montaje 78, después de haberse
autocolocado en su posición precisa con ayuda de sensores, se
conforma la estructura de arco del respectivo módulo colocándolo
sobre dos bastidores consecutivos en su posición exacta mediante
sensores.
En otra fase posterior, el robot 78 colocará el
receptor de energía, bloque de sincronismo y sistema antiviento.
En otra fase se colocarán varias láminas
reflectantes sobre los soportes arqueados de rigidización del
respectivo módulo atornillándose automáticamente.
En otra fase siguiente se procede a la
colocación de los tubos de equilibrio 12.
Por otro lado, cuando los módulos se colocan
sobre cables de bucle cerrado 5'' el recorrido del robot arrastrado
por el par de vehículos discurrirá entre pares de alineaciones de
esos cables de bucle cerrado 5''.
Los cuerpos laminares reflectantes 2 pueden ser
solidarios de una estructura en forma de nido de abeja, a través de
la cual se une a los soportes curvados 3 de los distintos módulos
1.
Claims (29)
1. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Concentrador de
energía solar, caracterizadas porque los cuerpos laminares de
espejo (2) incorporan al menos en sus dos zonas laterales más
elevadas de los módulos (1) pasos de aire, abiertos al menos cuando
sopla el viento a partir de una cierta velocidad; comprendiendo
tales pasos de aire unas aberturas generadas como consecuencia de
unos cortes que delimitan unas solapas abatibles que se unen a unos
elementos de imán (32) cuando no existe viento, liberándose los
pasos de aire cuando sopla el viento a partir de una cierta
velocidad.
2. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Concentrador de
energía solar, según la reivindicación 1, caracterizadas
porque los módulos curvados (1) se guían y apoyan en el ramal
superior de unos cables de bucle cerrado (5''), cuyos dos ramales,
superior e inferior, están unidos mediante piezas rígidas (11) que
mantienen la dirección horizontal de tales ramales superiores.
3. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Concentrador de
energía solar, según una cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizadas porque cuando existen al menos dos
alineaciones de módulos (1) en paralelo, con sus depósitos (12)
interconectados mediante un par de tuberías generales, anterior (20)
y posterior (20'), cada una de ellas conectada articuladamente en
los extremos de unos balancines (21) que articulan centradamente en
unos postes verticales fijos (22), asociándose los extremos libres
de los balancines (21) mediante un cable tensor (23).
4. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Concentrador de
energía solar, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2,
caracterizadas porque el guiado de los módulos (1) incorpora
un carro de sujeción (6) con ruedas inferiores (8) y superiores (7),
estas últimas que contactan con los soportes de rigidización (3),
mientras que las ruedas inferiores (8) contactan con el soporte o
bastidor de guiado correspondiente.
5. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Concentrador de
energía solar, según la reivindicación 4, caracterizadas
porque el carro de sujeción incorpora unos topes laterales (9)
próximos a la curvatura de los soportes de rigidización (3) que
evitan la deformación de los módulos (1) cuando sopla el viento
con
fuerza.
fuerza.
6. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Concentrador de
energía solar, según la reivindicación 1 y 3, caracterizadas
porque los módulos (1) se acoplan a los soportes de guiado mediante
pares de piñones (24 y 25) acoplados en puntos fijos: unos piñones
(24) que contactan con una banda superior de los soportes curvados
(3) de los módulos (1) y otros piñones (25) que contactan con una
banda inferior de esos mismos soportes curvados (3).
7. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Concentrador de
energía solar, según la reivindicación 1, caracterizadas
porque la cara frontal de las solapas abatibles comprende un
material de espejo correspondiente con la superficie reflectante de
espejo del cuerpo laminar curvo-cóncavo.
8. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Concentrador de
energía solar, según una cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizadas porque incorporan unos refuerzos
laterales (34) unidos mediante un tirante o elemento similar para
evitar deformaciones, incluyéndose un tercer refuerzo centrado
(35).
9. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Concentrador de
energía solar, según una cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizadas porque incorporan medios
automáticos de limpieza que consisten en un vehículo autopropulsado
(37) provisto de un par de escobillas laterales (38) y tubos de
limpieza (39), vehículo (37) que recorre los módulos (1)
longitudinalmente por su parte más inferior, contando el vehículo
además con un depósito de líquidos de limpieza (40), circuitos de
control (41) y sensores (42), así como un enchufe de recarga
(45).
10. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Concentrador de
energía solar, según una cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizadas porque en una zona estratégica
centrada y elevada de los módulos (1) se disponen longitudinalmente
dos grupos de tubos (48) en dos planos perpendiculares a la
proyección de la radiación emitida por los cuerpos laminares
curvados de espejos (2), a la vez que de la confluencia de tales dos
planos de tubos (48) convergentes interiormente, arranca hacia abajo
un perfil recto (49) para absorber la radiación residual inferior,
incluyéndose además un tejado reflector a dos aguas superior (47)
para conservar el calor y optimizar la radiación entrante.
11. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Concentrador de
energía solar, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9,
caracterizadas porque en una zona estratégica central y
elevada de los módulos (1) se dispone un único tubo longitudinal
(50) con dos caras inclinadas convergentes hacia abajo que reciben
perpendicularmente la proyección de la radiación solar a través de
los cuerpos laminares de espejo (2), disponiéndose en dichas caras
inclinadas unas láminas o filtros difractores (51) que reflejan la
luminosidad hacia una célula fotoeléctrica (52), mientras que la
otra componente de la radiación, que es el calor, se transmite al
fluido que circula por el tubo (50), incluyéndose además un tejado
reflectante (47) a dos aguas para conservar el calor y optimizar la
radiación entrante.
12. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Concentrador de
energía solar, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9,
caracterizadas porque en una zona estratégica central y
elevada de los módulos (1) se dispone un tubo longitudinal (50) con
dos caras inclinadas convergentes hacia abajo y en proximidad a las
cuales se disponen unas células fotovoltáicas transparentes (53) en
planos paralelos a tales caras inclinadas, células fotovoltáicas
transparentes (53) que recogen directamente la radiación lumínica y
dejan pasar en cambio la radiación calorífica hasta el fluido del
tubo longitudinal (50) para calentarlo, incluyéndose además un
tejado reflectante a dos aguas superior (47) para conservar el calor
y optimizar la radiación entrante.
13. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Concentrador de
energía solar, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9,
caracterizadas porque en una zona estratégica central y
elevada de los módulos (1) se dispone un único tubo longitudinal
(50) con dos caras inclinadas convergentes hacia abajo que reciben
perpendicularmente la proyección de la radiación solar a través de
los cuerpos laminares de espejo (2), disponiéndose en dichas caras
inclinadas unas láminas o filtros difractores (51) que reflejan la
luminosidad hacia una célula de fotolisis (54), incluyéndose además
un tejado reflectante a dos aguas superior (47) para conservar el
calor y optimizar la radiación entrante.
14. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Concentrador de
energía solar, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9,
caracterizadas porque en una zona estratégica central y
elevada de los módulos (1) se disponen dos colectores
longitudinales, superior (55) e inferior (56) para tratar agua
salada o contaminada, obteniéndose agua residual o depurada por
evaporación, haciendo circular el agua a tratar al menos por el
colector inferior (56) que recibirá la radiación solar a través de
los cuerpos laminares de espejo (2) de los módulos (1), elevando la
temperatura hasta conseguir la evaporación del agua que pasará a
estado gaseoso hasta el colector superior (55) a través de unos
estrechos conductos radiales (61) que comunican ambos colectores
(55) y (56), condensándose después el vapor de agua en estado
líquido dentro del colector superior (55), extrayéndose la sal
precipitada y/o otros residuos mediante un mecanismo de extracción y
limpieza (64) ubicado en el colector inferior (56).
15. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Concentrador de
energía solar, según la reivindicación 14, caracterizadas
porque el colector inferior (56) incorpora un estrecho espacio
anular (62) limitado entre la pared exterior del propio colector
inferior (56) y un cuerpo tubular (63) dispuesto concéntricamente y
abierto por su parte inferior, calentándose la parte de fluido que
circula por ese estrecho espacio anular (62) de forma rápida,
consiguiéndose así también una evaporación más rápida, a la vez que
de ese espacio anular (62) arrancan los estrechos conductos radiales
(61).
16. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Concentrador de
energía solar, según la reivindicación 15, caracterizadas
porque el espacio anular (62) del colector inferior (56) está
dividido en varios habitáculos separados por pequeños tabiques
(62'), consiguiendo la evaporación del fluido a distintas presiones,
ascendiendo el vapor por respectivos conductos radiales (61,
61').
17. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Concentrador de
energía solar, según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16,
caracterizadas porque el colector superior (55) incorpora al
menos una cámara anular concéntrica (58) por donde circula el agua a
tratar antes de alcanzar el colector inferior (56), ayudando el paso
de ese agua sin tratar por la citada cámara anular (58) a producir
de forma más rápida la condensación del vapor de agua, estando dicha
cámara (58) limitada por la pared exterior del colector y un cuerpo
tubular concéntrico interior que limita un espacio central donde
desembocan los estrechos conductos (61) por donde circula el
vapor.
vapor.
18. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Concentrador de
energía solar, según la reivindicación 17, caracterizadas
porque el colector superior (55) incorpora varias cámaras anulares
concéntricas: una mayor de condensación (69) limitada exteriormente
por la pared del colector, y una interior (58') por donde circula el
agua sin tratar antes de pasar al colector inferior (56), limitando
dicha cámara anular interior (58') un espacio centrado donde también
desembocan los estrechos conductos (61) para la condensación del
agua, a distinta presión que la cámara inferior (58').
19. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Concentrador de
energía solar, según una cualquiera de las reivindicaciones 17 ó 18,
caracterizadas porque el colector inferior (56) incorpora
un émbolo (67), de manera que cuando se vacía el citado colector
inferior (56) del fluido contenido durante el proceso de
evaporación se produce un vacío dentro del colector inferior (56)
que desplazará al émbolo (67) retenido previamente durante el
proceso de evaporación, liberándose su anclaje cuando se vacía el
colector (56), estando asociado dicho émbolo (67) con un generador
eléctrico (68) u otro receptor generador de energía para producir la
misma, a la vez que los conductos (61) incorporan un estrechamiento
cónico (26) que se complementa con un pequeño cuerpo esférico (25)
que obtura cada conducto (61) del colector inferior (56).
20. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Concentrador de
energía solar, según una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19,
caracterizadas porque el agua a tratar pasa del colector
superior (55) al inferior (56) a través de un conducto curvado (59)
donde se intercala una válvula de paso y obturación (60) que se
cierra cuando se llena de fluido el colector inferior (56).
21. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Concentrador de
energía solar, según una cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizadas porque los módulos (1) incorporan
una lente de Fresnel (81) dispuesta superiormente.
22. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Concentrador de
energía solar, según una cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizadas porque los dispositivos receptores
de la radiación del sol son células fotovoltáicas (52) conectadas en
serie y asociadas a pequeños circuitos electrónicos (82) para
obtener una corriente alterna con un elevado voltaje en el
conjunto de las células, incorporando cada circuito electrónico
(52) entre sus elementos, un bloque de protección de una tensión
máxima y prevista o cortes de tensión imprevistos.
23. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Concentrador de
energía solar, según la reivindicación 22, caracterizadas
porque los circuitos electrónicos (82) están conectados entre ellos
para recibir una señal maestra común a esos circuitos (82).
24. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Concentrador de
energía solar, según la reivindicación 23, caracterizadas
porque la señal maestra es de corriente alterna senoidal igual en
frecuencia y forma al tipo de corriente para consumo eléctrico, 60 ó
50 Hz, para obtener con el conjunto de células una señal de
corriente alterna igual a la señal maestra pero de mayor tensión o
alta tensión.
25. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Concentrador de
energía solar, según la reivindicación 23, caracterizadas
porque la señal maestra puede ser de pulsos modulares, convirtiendo
los circuitos electrónicos esta señal de pulsos modulares en onda
senoidal.
26. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Concentrador de
energía solar, según la reivindicación 23, caracterizadas
porque la señal maestra puede ser monofásica o polifásica.
27. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Concentrador de
energía solar, según una cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizadas porque los cuerpos laminares
reflectantes (2) son solidarios de una estructura en forma de nido
de abeja, por mediación de la cual se une a los soportes curvados
(3).
28. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Concentrador de
energía solar, según la reivindicación 2, caracterizado
porque los cables de encarrilamiento (5'') se aprovechan como
elementos conductores de la electricidad cuando se incorporan en los
módulos (1) células fotoeléctricas, de manera que estas células se
conectan con los soportes arqueados de rigidización (3) y éstos al
estar en contacto con los cables (5'') transmiten la corriente
eléctrica.
29. Mejoras introducidas en la patente de
invención nº P-200701932/9, por: Proceso de montaje
de un concentrador de energía solar, que estando el proceso
destinado para montar sobre un terreno un conjunto de módulos
solares asociados entre sí y que se mueven automáticamente buscando
siempre la orientación del sol, se caracterizan porque
comprenden:
- -
- Una primera etapa en la que sobre el terreno (28) se extienden perpendicularmente a modo de dos ejes de coordenadas y mediante un primer vehículo robot (78'), dos cintas enrollables (70) provistas de dispositivos láser (71) a intervalos regulares de distancia que proyectan un entrecruzado de rayos láser (72) en un mismo plano horizontal;
- -
- una segunda etapa en la que atendiendo al entrecruzado de rayos láser (72) se disponen, también mediante ese primer vehículo robot (78'), unos medios de guiado, apoyo e instalación de los módulos solares (1);
- -
- una tercera etapa en la que al menos un vehículo lateral (79) con cuerpos laminares de espejo (2) arrastra un robot centrado (78), que también puede ser automovible, que transporta los componentes de los módulos solares, con excepción de los cuerpos laminares de espejo (2);
- -
- una cuarta etapa en la que se monta la estructura soporte (3) de los distintos módulos (1);
- -
- una quinta etapa en la que se montan unos receptores de energía;
- -
- una sexta etapa en la que se montan los cuerpos laminares reflectores (2) atornillándolos automáticamente sobre la estructura soporte (3) de los módulos solares (1),
- -
- una séptima etapa en la que se colocan los tubos de equilibrio laterales (12);
- -
- una octava etapa en la que se cierran los circuitos de agua y energía.
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| US4469938A (en) * | 1983-08-18 | 1984-09-04 | Cohen Elie | Solar tracking unit |
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| EP4113031A4 (en) * | 2020-02-25 | 2024-06-26 | Off Technologies Stp, S.L. | PARABOLIC CONCENTRATING SOLAR COLLECTOR |
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