ES2613685T3

ES2613685T3 - Sistema de concentración de luz solar

Info

Publication number: ES2613685T3
Application number: ES10811697.1T
Authority: ES
Inventors: Yutaka Tamaura; Hiroshi Hasuike
Original assignee: Tokyo Institute of Technology NUC
Current assignee: Tokyo Institute of Technology NUC
Priority date: 2009-08-24
Filing date: 2010-08-11
Publication date: 2017-05-25
Anticipated expiration: 2030-08-11
Also published as: JP2011043128A; CN102597511B; US20120227731A1; EP2472111A4; JP5308275B2; CN102597511A; EP2472111A1; US8726899B2; WO2011024647A1; EP2472111B1

Abstract

Un sistema de concentración de luz solar que comprende una pluralidad de heliostatos (4) y una unidad (2) receptora de calor en la cual circula un medio calefactor en donde dicho sistema (1) se configura para reflejar la luz solar de la pluralidad de heliostatos (4) a la unidad (2) receptora de calor y para extraer energía desde el medio calefactor, caracterizado por que la unidad (2) receptora de energía está formada mediante una combinación tridimensional de una pluralidad de módulos (20B), en la cual todos los módulos (20B) son módulos (20B) en forma de trapezoide, en donde cada uno de los módulos (20B) en forma de trapezoide comprende un cabezal superior (21B), un cabezal inferior (22B) que es más pequeño que el cabezal superior (21B), y una pluralidad de tubos (23) receptores de calor configurados para conectar juntos los dos cabezales (21B, 22B), una cara receptora de luz solar, una cara posterior en el lado opuesto de la cara receptora de luz solar, y material aislante térmico o espejos reflectantes situados en la cara posterior, en donde los tubos (23) receptores de calor están formados mediante la sucesiva alteración de la forma de su sección transversal de manera que haga cada tubo (23) receptor de calor en forma de cuña que resulta más estrecho desde su parte superior hacia su parte inferior en una vista frontal, y como una cuña que resulta más amplia desde su parte superior hacia su parte inferior en una vista lateral, y en donde el medio calefactor es hecho circular dentro de los módulos (20B).

Description

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DESCRIPCION

Sistema de concentracion de luz solar Campo de la tecnica

La presente invencion se relaciona a un sistema de concentracion de luz solar configurado para concentrar luz solar reflejada de multiples heliostatos (espejos reflectores) sobre un receptor (una unidad receptora de calor), en el que un medio calefactor circula en el receptor.

Dicho sistema es, por ejemplo, conocido por el documento US-4.485.803.

Antecedentes de la tecnica

El agotamiento y aumento de precios de los recursos petrolfferos han sido preocupantes en los ultimos anos. Asimismo, se ha estudiado el cambio desde los recursos petrolfferos que constituyen uno de los factores que contribuyen al calentamiento global a los nuevos recursos energeticos. Una de las nuevas fuentes de energfa es la generacion de energfa solar termica que concentra y usa la luz solar como energfa.

Un sistema de concentracion de luz solar del tipo haz descendente es conocido como uno de los sistemas de concentracion de luz solar. El sistema de concentracion de luz solar del tipo haz descendente es aquel que se configura para reflejar la luz solar a una parte superior de una parte central del sistema mediante el uso de heliostatos que sirven como espejos reflectores y para concentrar la luz reflejada sobre un receptor (una unidad receptora de calor) instalado en su parte inferior mediante el uso de un gran espejo reflector llamado reflector central (vease el Documento de Patente 1, por ejemplo)

Este receptor puede estar formado por tubenas o similares en el interior de las cuales circula un medio calefactor (tal como sal fundida)

En este caso, se envfa el medio calefactor que ha recibido la energfa termica de la luz solar por via del receptor a una unidad de generacion de energfa. La unidad de generacion de energfa incluye un generador de energfa o similar, el cual se configura para generar vapor mediante el uso del calor en el medio calefactor, y generar energfa mediante el suministro del vapor a la turbina de vapor.

Se ha descrito una invencion en la que se forma un receptor de recoleccion de calor en forma de vasija (una forma hueca) como un metodo de mejora de la eficiencia de la generacion de energfa utilizando este sistema de concentracion de luz solar (vease el Documento de Patente 2). La invencion citada en el Documento de Patente 2 se configura para provocar que la luz solar que entra a la vasija sea reflejada varias veces para transferir el calor eficientemente a un medio calefactor y para retener el calor dentro. Esta configuracion mejora significativamente la eficiencia de la generacion de energfa solar.

Sin embargo, debido a su estructura en la que se forma una unica tubena en la forma de vasija, el receptor con forma de vasija mencionado en el Citado Documento 2 tiene problemas de una gran dificultad de fabricacion y un aumento en el coste de fabricacion. Ademas, ya que el tamano del receptor se hace enorme, el receptor del tipo integrado no es facil de transportar, y es tambien una diffcil tarea construir el receptor en el emplazamiento.

Ademas, todo el receptor necesita ser reemplazado en caso de un fallo del receptor tal como la rotura de una tubena. A este respecto, en caso de construccion de un sistema de concentracion de luz solar del tipo haz descendente de, por ejemplo, 400 a 500 metros en cada lado, el diametro del receptor en forma de vasija resulta tan grande como de aproximadamente 8 a 10 m.

Ademas, las regiones expuestas a la luz solar dentro del receptor son desiguales. Asf, la distribucion de temperatura desigual lleva a la desigualdad en la cantidad de expansion termica de la tubena que constituye el receptor. Por consiguiente, el receptor tiene el problema de causar un hueco, una expansion en un pequeno espacio, y dar como resultado un fallo tal como una grieta en la tubena segun pueda ser el caso.

Ademas, cuando el receptor causa un fallo debido a una rotura de la tubena o similar, el receptor necesita ser enteramente reemplazado ya que el receptor esta formado por una unica tubena. Por lo tanto, el reemplazo implica una operacion importante. Ademas hay un problema de preparacion costosa de un nuevo receptor.

Asimismo, los sistemas de concentracion de luz solar a menudo usan sal fundida tal como el nitrato de sodio, que se convierte a una fase lfquida en un intervalo de 150°C a 500°C, como el medio calefactor. En caso de que se use sal fundida, la sal fundida necesita ser eliminada del receptor y transferida a un deposito de retencion de calor en un dfa nublado o de noche. Esto es porque la sal fundida se solidifica cuando se enfna, y causa una obstruccion dentro de la tubena del receptor. Cuando la sal fundida se recupera, toma un tiempo eliminar la sal fundida del receptor descrito en el Citado Documento 2, el cual incluye una tubena espiral. En concreto, existe el problema de que el receptor no pueda manejar una emergencia cuando se necesite recuperar rapidamente la sal fundida.

Documentos de la tecnica anterior

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Documentos de Patentes

Documento de Patente 1: Patente Japonesa N°. 2951297 Documento de Patente 2: Publicacion Internacional N°. 2006/025449 Compendio de la invencion Problema a resolver por la invencion

La presente invencion ha sido hecha en vista de las circunstancias anteriormente mencionadas, y el objetivo de la misma es proporcionar un sistema de concentracion de luz solar que consiga la contencion de los costes de la generacion de energfa mediante la aplicacion de un receptor que sea capaz de contener el coste de fabricacion, el coste de transporte, y el coste de construccion a bajos niveles, facilitando el trabajo de recuperacion cuando se produce un fallo, asf como recuperando rapidamente el medio calefactor que circula por dentro en caso de una emergencia.

Medios para resolver el problema

Un sistema de concentracion de luz solar con el proposito de alcanzar el objetivo anterior es un sistema de concentracion de luz solar configurado para reflejar la luz solar de multiples heliostatos a una unidad receptora de calor en la que circula un medio calefactor, caracterizado por que: la unidad receptora de calor esta formada mediante la combinacion tridimensional de multiples modulos, en la cual todos los modulos son modulos en forma de trapezoide, el modulo en forma de trapezoide incluye un cabezal superior, un cabezal inferior que es mas pequeno que el cabezal superior, y multiples tubos receptores de calor configurados para conectar juntos los dos cabezales ; los tubos receptores de calor estan formados mediante la sucesiva alteracion de la forma de su seccion transversal de manera que haga a cada tubo receptor de calor en forma de una cuna que resulta mas estrecha desde su parte superior hacia su parte inferior en una vista frontal y como una cuna que resulta mas amplia desde su parte superior hacia su parte inferior en una vista lateral; y el medio calefactor es hecho circular dentro de los modulos

Esta configuracion hace la fabricacion facil porque el receptor (la unidad receptora de calor) se puede construir mediante la combinacion tridimensional de modulos simples formados por los tubos receptores de calor y los cabezales. Ademas, esta configuracion hace el transporte facil, y puede contener el coste de transporte, ya que el receptor se puede transportar siendo desglosado en modulos. Mientras tanto, la configuracion hace posible ensamblar la unidad receptora de calor facilmente en caso de construir la unidad en el emplazamiento. Ademas, la configuracion hace el trabajo de reparacion facil, y puede reducir los costes de las piezas de repuesto, en caso de un fallo del receptor debido a una rotura del tubo o similar, ya que la reparacion se completa mediante el reemplazo solo de un modulo objetivo en lugar del receptor completo.

Ademas, la aplicacion desigual de calor por la luz solar puede ser contenida mediante el acoplamiento de los multiples modulos en sistemas separados en lugar de acoplar los modulos en un sistema, En otras palabras, la desigualdad en la temperatura en el receptor se puede contener mediante el control de modo que aumente el caudal del medio calefactor en un modulo donde la temperatura esta aumentando. y disminuya el caudal de un medio calefactor en un modulo donde la temperatura no este tan alta.

Ademas, la estructura que utiliza el modulo en forma de trapezoide, el cual sustancialmente tiene forma de un trapezoide en una vista frontal, aumenta el grado de libertad de una forma tridimensional cuando se forma el receptor. En otras palabras, cuando un receptor en forma de piramide truncada cuya parte superior es amplia y cuya parte inferior es estrecha, se ensambla, los modulos de forma trapezoidal hacen posible ensamblar el receptor sin huecos entre los modulos. Como consecuencia, la energfa se puede extraer eficientemente sin permitir escapar a la luz solar incidente en el receptor.

Ademas, la forma del modulo se puede modificar sin cambiar el caudal del medio calefactor que circula dentro del tubo receptor de calor, cuando se modifica la forma del tubo receptor de calor mientras se mantiene constante el area de la seccion transversal del tubo receptor de calor. Por ejemplo, cuando el lado del cabezal superior del tubo receptor de calor tiene forma de cfrculo y el lado del cabezal inferior del mismo tiene forma de elipse, es posible disponer los tubos receptores de calor estrechamente a lo largo de la direccion de un eje menor de la elipse.

A este respecto, cuando el area de la seccion transversal del tubo receptor de calor se mantiene constante, es posible resolver el problema de que, por ejemplo, si el modulo de forma trapezoidal se construye mientras se hace menor el area de la seccion transversal del tubo receptor de calor en el lado de su cabezal inferior que en el lado de su cabezal superior, una trayectoria estrechada de flujo aumenta el caudal del medio calefactor, por lo que el medio calefactor fluye mas alla del tubo receptor de calor antes de que el medio calefactor reciba suficientemente el calor de la luz solar. Por otro lado, es posible resolver el problema de que ocurra un rapido aumento en la temperatura del medio calefactor en el tubo donde el caudal es bajo.

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Ademas, es posible recibir la luz solar eficientemente mediante la conexion de los modulos en forma de trapezoide y formando el receptor con forma de una piramide truncada que se ensancha hacia arriba. Ademas, ya que la direccion del flujo del medio calefactor resulta vertical, el medio calefactor se puede recuperar rapidamente desde el interior del receptor mediante su propio peso en caso de una emergencia.

El sistema de concentracion de luz solar se caracteriza por que: todos los multiples modulos que constituyen la unidad receptora de calor son modulos curvos; y los modulos curvos incluyen un cabezal superior curvo de manera que hace que el cabezal superior constituya una parte de un arco circular, y un cabezal inferior curvo a de manera que hace que el cabezal inferior constituya una parte de un arco circular.

Esta configuracion hace posible obtener una operacion y efectos similares a aquellos de los modulos de forma trapezoidal anteriormente descritos. Ademas, la configuracion hace posible construir el receptor en forma de un cono circular truncado mediante el uso de modulos curvos.

El sistema de concentracion de luz solar se caracteriza en que la unidad receptora de calor formada mediante la combinacion tridimensional de los anteriores modulos tiene forma de una cesta que tiene una porcion abierta en su parte superior.

Esta configuracion hace posible recibir la luz reflejada (la luz solar) del reflector central mediante el uso de la porcion abierta amplia, y reflejar la luz reflejada incidente desde la porcion abierta de nuevo dentro del receptor interior construido en forma de cesta. Por lo tanto, la energfa solar se puede recuperar eficientemente por el medio calefactor que circula dentro del receptor.

El sistema de concentracion de luz solar anteriormente descrito se caracteriza tambien por que la unidad receptora de calor en forma de piramide truncada esta formada mediante la conexion de los cabezales superiores de los multiples modulos en forma de trapezoide entre sf de manera que hagan que los cabezales superiores formen un circuito, y de manera similar mediante la conexion de los cabezales inferiores del mismo entre sf de manera que hagan que los cabezales inferiores formen un circuito.

Alternativamente, el sistema de concentracion de luz solar se caracteriza por que la unidad receptora de calor en forma de cono circular truncado esta formada mediante la conexion de los cabezales superiores de los multiples modulos curvos entre sf de manera que haga que los cabezales superiores formen un circuito, y de manera similar mediante la conexion de los cabezales inferiores del mismo entre sf de manera que haga que los cabezales inferiores formen un circuito.

Estas configuraciones hacen posible proporcionar un receptor que realice la contencion del coste de fabricacion, del coste de transporte y similares, y que tenga una eficiencia de recuperacion de luz solar equivalente o superior a la de un receptor convencional.

Efectos de la invencion

Un sistema de concentracion de luz solar de la presente invencion proporciona por sf mismo un sistema de concentracion de luz solar que realiza la contencion de los costes de la generacion de energfa mediante la aplicacion de un receptor que es capaz de contener el coste de fabricacion a un bajo nivel, facilitando el trabajo de recuperacion cuando ocurre un fallo, y recuperando rapidamente un medio calefactor que circula dentro en caso de emergencia.

Breve descripcion de los dibujos

La Fig. 1 es un diagrama que muestra un esbozo de un sistema de concentracion de luz solar segun una realizacion de la presente invencion.

La Fig. 2 es un diagrama que muestra un esbozo de un modulo en forma de placa

La Fig. 3 es un diagrama que muestra un esbozo de un modulo en forma de trapezoide como parte de la presente invencion.

La Fig. 4 es un diagrama esquematico que muestra un receptor del tipo piramide truncada segun una realizacion diferente de la unidad receptora como parte del sistema de concentracion de luz solar de la presente invencion.

La Fig. 5 es un diagrama esquematico que muestra un receptor del tipo cono circular truncado segun una realizacion diferente de la unidad receptora como parte del sistema de concentracion de luz solar de la presente invencion.

La Fig. 6 es un diagrama esquematico que muestra un receptor compuesto segun una realizacion diferente de la presente invencion.

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Modos de realizacion de la invencion

Un receptor (una unidad receptora de calor) en un sistema de concentracion de luz solar y un metodo de fabricacion del mismo segun una realizacion de la presente invencion seran descritos a continuacion mediante la referencia a los dibujos adjuntos. La fig. 1 muestra una configuracion de un sistema 1 de concentracion de luz solar del tipo haz descendente segun la realizacion de la presente invencion. Se dara la siguiente descripcion del sistema de concentracion de luz solar del tipo haz descendente. Sin embargo, ademas de ello, la presente invencion es tambien aplicable a un sistema de concentracion de luz solar del tipo torre en el cual se instala un receptor en la parte superior de una construccion en forma de torre.

Primero, se describira un esbozo del sistema de concentracion de luz solar. En el sistema 1 de concentracion de luz solar, la luz solar S irradiada desde el sol 5 se refleja (luz reflejada R1) por un heliostato (un espejo reflectante) 4, a continuacion se refleja de nuevo (luz reflejada R2) por un reflector central (un gran espejo reflectante) 3, y se concentra en un receptor (una unidad receptora de calor) 2. La luz solar es repetidamente reflejada (luz reflejada R3) dentro de este receptor 2. El sistema 1 se configura para absorber la energfa termica que la luz solar posee mediante el uso de un medio calefactor que circula en el receptor 2.

Este medio calefactor se suministra desde un deposito 6 de medio calefactor hasta el receptor 2 a traves de una bomba 7 y una tubena l1 de medio calefactor. Ademas, el medio calefactor que ha absorbido la energfa de la luz solar en el receptor 2 se disena para ser devuelto al deposito 6 de medio calefactor a traves de un intercambiador de calor 9.

Este intercambiador de calor 9 transfiere la energfa termica obtenida por el medio calefactor al agua que circula en una tubena 12 de vapor. Este agua (vapor) se disena para ser suministrada a un generador 10 de energfa de vapor provisto con una turbina de vapor y similar para generar energfa.

Mientras tanto, por ejemplo, cuando la sal fundida hecha de nitrato de sodio o similar se usa como medio calefactor, el sistema 1 puede realizar el control para recuperar toda la sal fundida dentro del deposito 6 de medio calefactor despues de la puesta de sol. Este control esta dirigido a evitar el problema de que la sal fundida se solidifique y forme una obstruccion dentro del receptor 2 u otros lugares debido a una cafda en la temperatura del receptor 2 tras de la puesta de sol.

Ademas, cuando el medio calefactor necesita ser recuperado urgentemente debido a un rapido cambio meteorologico (en tiempo nublado), la rotura del receptor 2 o similar, se disena el medio calefactor para ser capaz de ser recuperado al deposito 6 de medio calefactor mediante el uso de una tubena 8 de emergencia. A este respecto, es preferible instalar el deposito 6 de medio calefactor en una posicion inferior que el receptor 2, y establecer una relacion posicional que haga al medio calefactor capaz de ser recuperado al deposito 6 mediante la gravedad.

A continuacion, se proporcionaran las descripciones que adopta la presente invencion para una estructura del receptor 2 para mejorar la eficiencia de la generacion de energfa del sistema 1 de concentracion de luz solar del tipo haz descendente y para realizar la reduccion en los costes de transporte, instalacion, y reparacion del sistema. Notese que la presente invencion forma el receptor 2 como una combinacion de multiples modulos 20.

La Fig.2 muestra un modulo 20A con forma de placa como ejemplo de uno de los modulos 20 que constituyen el receptor 2, el cual representa esbozos de un frontal X y un lateral Y. Este modulo 20A con forma de placa se configura para hacer que un medio calefactor h, el cual se acepta desde el tubo 24 de conexion, fluya desde un cabezal superior 21A a un cabezal inferior 22A a traves de tubos 23 receptores de calor, y para que luego suministre el medio calefactor h al siguiente modulo a traves de un tubo 24 de conexion. Notese que las flechas indican el flujo del medio calefactor h.

A este respecto, los tubos 24 de conexion se ilustran junto a los cabezales 21, 22. Sin embargo, los tubos 24 de conexion se pueden cambiar a la parte superior o inferior de los cabezales dependiendo de la direccion de la conexion del modulo 20A. Ademas, se ilustran las holguras entre los tubos 23 receptores de calor por el bien de la conveniencia. Sin embargo, se incrementa la eficiencia de la recuperacion del calor de la luz solar fijando las holguras tan reducidas como sean posibles. No obstante, ya que la temperatura del receptor 2 en el sistema 1 de concentracion de luz solar de haz descendente puede alcanzar una alta temperatura en un intervalo de 600°C a 700°C, es necesario aun dejar holguras adecuadas suficientemente amplias para evitar la destruccion debido a la expansion de los tubos 23 receptores de calor.

La Fig. 3 muestra un modulo 20B con forma de trapezoide como un ejemplo diferente de uno de los modulos que constituyen el receptor 2, el cual representa esbozos del frontal X, el lateral Y, y unas secciones transversales del tubo 23 receptor de calor. Este modulo 20B con forma de trapezoide incluye un cabezal superior 21B, un cabezal inferior 22B que es mas pequeno que el cabezal superior 21B, y multiples tubos 21 receptores de calor para conectar los dos cabezales 21B, 22B. El modulo completo tiene forma esencialmente de trapezoide en una vista frontal X. Los tubos 23 receptores de calor se forman mediante la alteracion sucesiva de sus secciones transversales de forma que hagan que cada tubo 23 receptor de calor tenga forma de cuna que se hace mas

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estrecha desde el cabezal superior 21B hacia el cabezal inferior 22B en una vista frontal X, y como una cuna que se hace mas amplia desde el cabezal superior 21B hacia el cabezal inferior 22B en una vista lateral Y.

Es decir, como se muestra en la Fig. 3, cuando una seccion transversal superior 18 del tubo 23 receptor de calor tiene forma de cfrculo y una seccion transversal inferior 19 del mismo tiene forma de elipse (una elipse que es mas corta en la direccion derecha-izquierda y mas larga en la direccion de profundidad de la vista frontal X de la Fig. 3), la forma del modulo se puede modificar para que el modulo tenga la forma de un trapezoide o similar mientras mantiene constante el area de la seccion transversal del tubo 23 receptor de calor.

Cuando el area de la seccion transversal del tubo 23 receptor de calor se mantiene constante, el caudal del medio calefactor h que fluye dentro resulta constante en el tubo 23 receptor de calor, por lo que el calentamiento del medio calefactor h por la luz solar resulta eficiente. Ademas, se previene la imposicion de una carga extra a la bomba 7 para hacer circular el medio calefactor h.

Ademas, en caso de una emergencia tal como un fallo de la bomba 7 para hacer circular el medio calefactor o rapidos cambios meteorologicos (una cafda en la temperatura ambiente), el medio calefactor h necesita ser recuperado al deposito 6 de medio calefactor a traves de la tubena 8 de emergencia provocando que el medio calefactor h caiga desde el receptor 2 por su propio peso. En este momento, el flujo del medio calefactor h encontrana resistencia, si el diametro del tubo 23 receptor de calor resultara mas estrecho dentro y despues de la parte media del tubo 23 receptor de calor. Sin embargo, este problema no ocurre mientras la seccion transversal sea constante. Por lo tanto, es posible recuperar el medio calefactor h rapidamente. Adicionalmente, se muestra el modulo 20B con forma de trapezoide, con holguras previstas entre los tubos 23 receptores de calor por la misma razon que en el modulo 20A con forma de placa.

La Fig. 4 muestra un receptor 2B del tipo de piramide truncada que usa el modulo 20B en forma de trapezoide, en el cual alguno de los modulos 20B con forma de trapezoide se muestra aproximadamente mediante el uso unicamente de lmeas de marco. Este receptor del tipo de piramide truncada esta formado mediante la combinacion de seis modulos 20B con forma de trapezoide. A este respecto, los cabezales superiores 21B se conectan entre sf de manera que hacen que los cabezales 21B formen un circuito (de forma hexagonal), y los cabezales inferiores 22B se conectan igualmente entre sf de manera que hacen que los cabezales 22B formen un circuito (de forma hexagonal).

Esta configuracion provoca que la luz solar incidente desde una porcion abierta 25 en una parte superior sea reflejada repetidamente dentro del receptor 2B para que el calor solar pueda ser eficientemente absorbido por el medio calefactor h. Ademas, cuando la direccion del flujo del medio calefactor h se establece sustancialmente en una direccion vertical, el medio calefactor h se puede recuperar facilmente y rapidamente en caso de una emergencia.

Aqrn, la trayectoria del flujo del medio calefactor h se puede construir como un sistema unico mediante la conexion de todos los modulos 20B entre sf, o como sistemas multiples. Un aumento en el numero de sistemas hace posible llevar a cabo el control para homogeneizar la distribucion termica en el receptor 2B. Por otro lado una reduccion en el numero de sistemas lleva a una reduccion en el numero de bombas para transportar el medio calefactor h, y hace posible simplificar el sistema 1 de concentracion de luz solar en si mismo.

Notese que el numero de modulos 20B en forma de trapezoide que han de ser conectados juntos no tiene que limitarse a seis Es posible formar el receptor 2 mediante una combinacion arbitraria que depende de la forma de los modulos en forma de trapezoide.

La Fig. 5 muestra un receptor 2C del tipo de cono circular truncado que usa modulos 20C curvos, en el que algunos de los modulos curvos 20C se ilustran aproximadamente mediante el uso de solo lmeas de marco. Este receptor 2C del tipo de cono circular truncado esta formado mediante la combinacion de seis modulos 20C curvos. A este respecto, los cabezales superiores 21C se conectan entre sf de manera que hacen que los cabezales superiores 2lC formen un circuito, y los cabezales inferiores 22C se conectan igualmente entre sf de manera que hacen que los cabezales inferiores 22C formen un circuito.

Esta configuracion hace posible proporcionar el receptor 2C del tipo de cono circular truncado el cual, como el receptor con forma de vasija tal y como se ha recogido en el Documento de Patente 2, es capaz de recuperar el calor solar con gran eficiencia, y con una considerable reduccion de todos los costes de fabricacion, costes de transporte, costes de instalacion, y costes de reparacion.

Los cabezales 21C, 22C de cada modulo 20C curvo, se forman mediante la division de un cfrculo en cuartos. Sin embargo, dependiendo del tamano del receptor, se puede mejorar la portabilidad cuando los modulos curvos 20C se reducen de tamano mediante el aumento del numero de divisiones. Alternativamente, a cada modulo se le puede dar la forma de una o multiples piezas en las cuales se divide un cilindro, con las longitudes del cabezal superior 21C y del cabezal inferior 22C del modulo 20C curvo iguales entre sf.

La FIg. 6 muestra un esbozo de un receptor compuesto 2D formado mediante la combinacion de modulos 20A con forma de placa y de modulos 20B con forma de trapezoide. Como se muestra en la Fig. 6, el receptor 2 se puede

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formar mediante la combinacion arbitraria de modulos 20A con forma de placa, modulos 20B con forma de trapezoide o con modulos 20C curvos.

Debena notarse que los materiales 2 aislantes termicos se situan en las caras posteriores (el lado opuesto al de las caras que reciben la luz solar) de los modulos 20A, 20B que constituyen el receptor. Los materiales aislantes termicos pueden evitar la liberacion de calor del medio calefactor h que circula dentro de los modulos. Mientras tanto, se puede usar en su lugar una configuracion en la que los espejos reflectores se ubiquen en las caras posteriores de los modulos 20.

Esta configuracion hace que la luz solar pase a traves de los huecos entre los tubos 23 receptores de calor y similares sea capaz de ser reflejada de nuevo a los tubos 23 receptores de calor, y por tanto hace posible mejorar la eficiencia de la recuperacion de la energfa solar. Incidentalmente, la eficiencia de la recuperacion se puede ademas mejorar cuando se usa un espejo reflector cuyo paraboloide tiene su foco en el tubo 23 receptor de calor.

Explicacion de los numeros de referencia

1 sistema de concentracion de luz solar del tipo haz descendente

2 receptor (unidad receptora de calor)

2B receptor del tipo piramide truncada

2C receptor del tipo cono circular truncado 2D receptor compuesto

3 reflector central

4 heliostato 20 modulo

20A modulo en forma de placa 20B modulo en forma de trapezoide 20C modulo curvo

21A, 21B, 21C cabezal superior 22A, 22B, 22C cabezal inferior

23 tubo receptor de calor

24 tubo de conexion

h medio calefactor

5 luz solar

R1 luz reflejada

R2 luz reflejada secundaria

R3 luz reflejada dentro del receptor

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Un sistema de concentracion de luz solar que comprende una pluralidad de heliostatos (4) y una unidad (2) receptora de calor en la cual circula un medio calefactor en donde dicho sistema (1) se configura para reflejar la luz solar de la pluralidad de heliostatos (4) a la unidad (2) receptora de calor y para extraer energfa desde el medio calefactor, caracterizado por que la unidad (2) receptora de energfa esta formada mediante una combinacion tridimensional de una pluralidad de modulos (20B), en la cual todos los modulos (20B) son modulos (20B) en forma de trapezoide, en donde cada uno de los modulos (20B) en forma de trapezoide comprende un cabezal superior (21B), un cabezal inferior (22B) que es mas pequeno que el cabezal superior (21B), y una pluralidad de tubos (23) receptores de calor configurados para conectar juntos los dos cabezales (21B, 22B), una cara receptora de luz solar, una cara posterior en el lado opuesto de la cara receptora de luz solar, y material aislante termico o espejos reflectantes situados en la cara posterior, en donde los tubos (23) receptores de calor estan formados mediante la sucesiva alteracion de la forma de su seccion transversal de manera que haga cada tubo (23) receptor de calor en forma de cuna que resulta mas estrecho desde su parte superior hacia su parte inferior en una vista frontal, y como una cuna que resulta mas amplia desde su parte superior hacia su parte inferior en una vista lateral, y en donde el medio calefactor es hecho circular dentro de los modulos (20B).
2. Un sistema (1) de concentracion de luz solar que comprende una pluralidad de heliostatos (4) y una unidad (2) receptora de calor en la cual circula un medio calefactor en donde dicho sistema (1) se configura para reflejar la luz solar de la pluralidad de heliostatos (4) a la unidad (2) receptora de calor y para extraer la energfa desde el medio calefactor, caracterizado por que la unidad (2C) receptora de calor esta formada mediante la combinacion tridimensional de una pluralidad de modulos (20C), en la cual todos los modulos (20C) que constituyen la unidad receptora son modulos (20C) curvos, en donde cada uno de los modulos curvos (20C) comprende un cabezal superior (21C) curvo de manera que constituya una parte de un arco circular, y un cabezal inferior (22C) curvo de manera que constituya una parte de un arco circular, siendo el cabezal inferior (22C) mas pequeno que el cabezal superior (21C), y una pluralidad de tubos (23) receptores de calor configurados para conectar juntos los dos cabezales (21C, 22C), una cara receptora de luz solar, una cara posterior en el lado opuesto de la cara receptora de luz solar, y material aislante termico o espejos reflectantes situados en la cara posterior, en donde los tubos (23) receptores de calor se forman mediante la sucesiva alteracion de la forma de su seccion transversal de manera que haga cada tubo (23) receptor de calor en forma de cuna que resulta mas estrecha desde su parte superior hacia su parte inferior en una vista frontal, y como una cuna que resulta mas amplia desde su parte superior hacia su parte inferior en una vista lateral, y en donde el medio calefactor es hecho circular dentro de los modulos (20C).
3. El sistema de concentracion de luz solar segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la unidad (2) receptora de calor esta en forma de una piramide truncada y formada mediante la conexion entre sf de las partes laterales de una pluralidad de modulos (20B) en forma de trapezoide.
4. El sistema de concentracion de luz solar segun la reivindicacion 2, caracterizado por que la unidad (2) receptora de calor esta en forma de un cono circular truncado y formado mediante la conexion entre sf de las partes laterales de una pluralidad de modulos (20B) curvos.
5. El sistema de concentracion de luz solar segun la reivindicacion 3, caracterizado por que los modulos (20A) en forma de placa se apilan sobre la parte superior de la unidad (2) receptora de calor de la piramide truncada.