ES2641957T3

ES2641957T3 - Cable eléctrico para planta solar generadora de energía eléctrica y energía térmica y planta que lo comprende

Info

Publication number: ES2641957T3
Application number: ES13191206.5T
Authority: ES
Inventors: Davide Sarchi; Eduard Herold; Paolo Martinelli; Massimo Bechis; Burkhard Schorr
Original assignee: Prysmian SpA
Current assignee: Prysmian SpA
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2017-11-14
Anticipated expiration: 2033-10-31
Also published as: EP2731112A1; BR102013028657A2; ITMI20121899A1; AU2013254922B2; CN103811111A; AU2013254922A1; US9595370B2; BR102013028657B1; IL229241B; EP2731112B1; CN103811111B; US20140124232A1

Abstract

Un cable (10, 20, 30) plano mixto para una planta solar de generación de energía eléctrica y energía térmica que tiene, en sección transversal, un lado (L) mayor, y que comprende una envoltura (2) externa, dos conductores (3a, 3b) eléctricos principales y dos conductos (5h, 5c) para la circulación de fluidos, en el que los dos conductos (5h, 5c) para la circulación de fluidos están dispuestos cada uno junto a uno de los conductores (3a, 3b) eléctricos principales, en una posición interior con respecto al extremo (La, Lb) correspondiente del lado mayor del cable (10, 20, 30) mixto.

Description

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DESCRIPCION

Cable electrico para planta solar generadora de energfa electrica y ene^a termica y planta que lo comprende

La presente invencion se refiere a un cable electrico. En particular, la presente invencion se refiere a un cable electrico para una planta solar para generar energfa electrica y energfa termica. La presente invencion se refiere tambien a una planta solar que comprende dicho cable.

Se conocen plantas solares para generar energfa electrica a partir de la radiacion solar. A modo de ejemplo, se conocen plantas fotovoltaicas que generan energfa electrica convirtiendo la radiacion solar por medio de modulos fotovoltaicos.

Tambien se conocen plantas solares para generar calor. Generalmente, estas plantas solares calientan un fluido, por ejemplo, agua.

Finalmente, se conocen plantas solares hubridas que proporcionan generacion de energfa electrica y de energfa termica. Tales plantas tambien se conocen como plantas de "cogeneracion solar". De aqu en adelante, como "planta de cogeneracion solar" se entiende una planta capaz de convertir la radiacion solar en energfa electrica y en energfa termica.

Normalmente, una planta de cogeneracion solar comprende al menos una celula que produce corriente electrica, por ejemplo, una celula fotovoltaica, y opcionalmente un concentrador de radiacion solar. Normalmente, una planta de cogeneracion comprende al menos una superficie expuesta a la radiacion solar y, opcionalmente, capaz de autoorientarse para seguir la trayectoria del sol. El concentrador proporciona la obtencion de una mayor densidad de radiacion solar (fotones) en la celula.

Normalmente, una planta de cogeneracion solar comprende tambien un circuito electrico para transportar la energfa electrica generada y un circuito hidraulico para transportar el fluido calentado. El circuito electrico, a su vez, comprende dos conductores electricos y el circuito hidraulico, a su vez, comprende dos conductos, uno para el fluido a calentar y otro para el fluido calentado.

El solicitante ha comprobado que la gestion in situ de los conductores electricos, de los correspondientes conectores electricos, de los conductos para el transporte de fluidos y de las conexiones relativas es compleja y bastante inconveniente, ya que el instalador tiene que tener cuidado de no echar los cables y tubos sobre el concentrador o sobre la superficie expuesta al sol, y tambien tiene que comprobar la correcta colocacion relativa de los conductores y de los tubos, lo que implica un mayor tiempo de instalacion y por lo tanto mayores costes. Ademas, un instalador podna cometer errores y llevar a cabo conexiones que son incorrectas o, de todas maneras, que no garantizan la seguridad y la eficiencia de la planta.

El solicitante se fijo el objetivo de mejorar la gestion de los conductores electricos y de los conductos para el transporte de fluidos en un sistema de cogeneracion solar.

El solicitante percibio que el objetivo mencionado anteriormente puede lograrse organizando los conductores electricos y los conductos para el transporte de fluidos en un solo cable de configuracion plana (en el que los elementos internos estan dispuestos con ejes longitudinales que son sustancialmente paralelos y situados en el mismo plano).

Con respecto a un cable que tiene una seccion transversal circular, un cable plano tiene desventajas en terminos de flexibilidad, ya que solo puede doblarse facilmente en dos direcciones. Por lo tanto, la seleccion de un cable plano para facilitar la instalacion y la gestion de una planta de cogeneracion solar puede no ser ventajosa a primera vista.

Sin embargo, el solicitante comprobo que la organizacion de los conductores electricos y de los conductos para el transporte de fluidos en un solo cable plano tiene ventajas sorprendentes, como se explicara mas adelante.

El documento WO 2012/079631 describe un cable electrico de alta tension que comprende al menos un nucleo de cable, al menos un tubo de refrigeracion para enfriar el nucleo de cable adaptado para transportar un fluido refrigerante y un recubrimiento de cable que encierra al al menos un nucleo de cable y al al menos un tubo de refrigeracion. El cable electrico comprende ademas al menos un elemento conductor de calor que rodea al al menos un nucleo de cable y que esta dispuesto en contacto termico con el al menos un nucleo de cable y el al menos un tubo de refrigeracion.

El documento GB 1368497 describe un conjunto de cable de energfa electrica que comprende un cable de energfa electrica que tiene un conducto a lo largo de su longitud para hacer circular un refrigerante evaporable para enfriar el cable.

El documento GB 875930 describe un cable electrico de corriente de fuerza que comprende un nucleo aislado con envoltura metalica encerrado en un recubrimiento protector impermeable exterior de material plastico en el que se proporcionan una pluralidad de conductos o canales para la circulacion de un fluido refrigerante a su traves.

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Las soluciones anteriores se refieren a cables electricos que contienen conductos para hacer circular un fluido adecuado para mantener la temperatura del cable dentro de Smites definidos.

El fluido del sistema de circulacion de la presente invencion se calienta y retiene sustancialmente el calor adquirido a lo largo de toda la extension del cable, poniendolo a disposicion de un usuario del sistema de cogeneracion.

En un primer aspecto, la presente invencion se refiere a un cable plano mixto que tiene, en seccion transversal, un lado mayor, y que comprende dos conductores electricos principales y al menos dos conductos para la circulacion de fluidos.

Ventajosamente, los conductores electricos principales estan dispuestos en proximidad de un extremo del lado mayor del cable mixto.

Para los fines de la presente descripcion y reivindicaciones, el termino "cable mixto" designa un cable que comprende conductores electricos, configurados tambien para transportar corrientes de diferente valor, junto con otros elementos que tienen una funcion diferente, por ejemplo, tubos para el transporte de fluidos.

Para los fines de la presente descripcion y reivindicaciones, el termino "cable plano" designa un cable en el que los elementos internos estan dispuestos con ejes longitudinales sustancialmente paralelos y situados en el mismo plano.

Normalmente, la forma de un cable plano en seccion transversal, considerada en un plano transversal al eje longitudinal del cable, es sustancialmente rectangular. Tiene preferentemente bordes redondeados. El lado mayor de esta seccion transversal se denomina anchura y el lado menor se denomina altura. Preferentemente, la anchura de la seccion transversal del cable es al menos el doble de la altura de la seccion transversal del cable. Mas preferentemente, la anchura es al menos tres veces la altura.

Para los fines de la presente descripcion y reivindicaciones, el termino “conductor electrico” designa un metal conductor, generalmente en forma de hilos de union, rodeado por capas concentricas que tienen diversas funciones, incluyendo el aislamiento electrico.

Preferentemente, los dos conductos para la circulacion de fluidos estan dispuestos cada uno junto a uno de los conductores electricos principales, en una posicion interior con respecto al extremo correspondiente del lado mayor del cable mixto.

Ventajosamente, el cable de la presente invencion comprende al menos otro conductor, denominado conductor secundario. Preferentemente, estos conductores secundarios estan dispuestos en una posicion mas interna que la de los dos conductos para la circulacion de fluidos con respecto a los extremos del lado mayor del cable.

Los conductores secundarios pueden tener funciones de conexion electrica, por ejemplo, para el servicio de sensores de la planta. La capacidad electrica de los conductores secundarios es, sin embargo, menor que la de los conductores principales. Los conductores secundarios pueden comprender conductores opticos.

Preferentemente, el cable de la invencion comprende una envoltura exterior que rodea al menos a los dos conductores electricos principales y a los dos conductos para la circulacion de fluidos, y a base de copolfmero reticulado de etileno/acetato de vinilo, al que opcionalmente se anade un aditivo anti-UV.

Preferentemente, la envoltura exterior se anade con un aditivo igmfugo. Ejemplos de aditivos igmfugos son el hidroxido de aluminio y el hidroxido de magnesio natural o sintetico.

Ventajosamente, cada conductor electrico principal comprende un nucleo conductor formado por una pluralidad de conductores de cobre, cada uno opcionalmente cubierto por una capa de estano. Preferentemente, el nucleo conductor es un conductor de clase 5 de acuerdo con la norma EN 60228 2004-11.

Preferentemente, el nucleo conductor de cada conductor electrico principal esta rodeado por una o mas cintas de tela no tejida.

Ventajosamente, cada conducto para la circulacion de fluidos comprende un tubo corrugado, preferentemente de acero inoxidable.

Cada conducto para la circulacion de fluidos comprende preferentemente una capa de silicona en una posicion radialmente externa con respecto al tubo corrugado. Ventajosamente, se dispone un trenzado de alambres entre el tubo corrugado y la capa de silicona.

En un segundo aspecto, la presente invencion se refiere a una planta de cogeneracion solar que comprende al menos una celula adaptada para producir corriente electrica, conectada a una planta para la distribucion de energfa electrica y de fluido caliente mediante un cable plano mixto que tiene, en seccion transversal, un lado mayor y que comprende dos conductores electricos principales y al menos dos conductos para la circulacion de fluidos, estando dispuestos los conductores electricos principales cada uno en un extremo del lado mayor del cable.

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Las celulas adaptadas para producir corriente electrica se eligen preferentemente entre celulas fotovoltaicas, termoelectricas o termoionicas.

Ventajosamente, la planta de cogeneracion de la presente invencion comprende un concentrador de radiacion solar (fotones).

Ventajosamente, la planta de cogeneracion de la invencion comprende al menos una superficie expuesta a la radiacion solar y, preferentemente, capaz de autoorientarse para seguir la trayectoria del sol.

La presente invencion se hara mas clara a la luz de la siguiente descripcion detallada, que se proporciona puramente a modo de ejemplo no limitativo y que debe leerse con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

- la figura 1 es una seccion transversal esquematica de un cable de acuerdo con una primera realizacion de la presente invencion;

- la figura 2 es una seccion transversal esquematica de un cable de acuerdo con una segunda realizacion de la presente invencion;

- la figura 3 es una seccion transversal esquematica de un cable de acuerdo con una tercera realizacion de la presente invencion; y

- la figura 4 muestra esquematicamente una planta de cogeneracion solar que comprende un tramo de cable de acuerdo con la presente invencion.

La figura 1 es una seccion transversal esquematica de un cable 10 de acuerdo con una primera realizacion de la presente invencion.

El cable 10 comprende una envoltura 2 exterior fabricada de material polimerico resistente a los rayos UV. En una realizacion, la envoltura exterior esta fabricada de un polfmero resistente hasta aproximadamente 120 °C durante al menos 20 anos de acuerdo con el modelo de envejecimiento de Arrhenius, y flexible, por ejemplo, un copolfmero reticulado de etileno/acetato de vinilo mezclado con un aditivo anti-UV. Este material es particularmente ventajoso porque ofrece buena flexibilidad, resistencia y relleno intersticial.

Ventajosamente, el material polimerico de la envoltura 2 exterior es igmfugo, es decir es capaz de resistir el fuego y de retrasar su propagacion de acuerdo con las normas IEC 332-1 (1993) e IEC 332-3 (1992).

En una realizacion, el cable 10 tiene una anchura L de aproximadamente 30 mm a aproximadamente 40 mm y una altura H de aproximadamente 15-20 mm, por ejemplo 18 mm.

Preferentemente, el cable 10 de la presente invencion es un cable que, visto en seccion transversal con respecto al eje longitudinal, es aproximadamente rectangular con lados cortos formados por lmeas curvas, por ejemplo, por semidrculos, como se muestra en la figura 1.

El cable 10 tiene un eje 11 longitudinal. La figura 1 muestra tambien las trayectorias de dos planos X-X e Y-Y, que son perpendiculares entre sf y que pasan a traves del eje 11 longitudinal. El cable 1 mostrado en la figura 1 es preferentemente simetrico con respecto al plano X-X y al plano Y-Y.

El cable 10 comprende dos conductores 3a y 3b principales y dos conductos 5h y 5c para el transporte de fluidos. Los dos conductores 3a y 3b son iguales. Para comodidad descriptiva, estos se designaran simplemente por el numero 3. De forma similar, los conductos 5h y 5c tambien son iguales, y, para comodidad descriptiva, se designaran simplemente por el numero 5. Las letras "a", "b", "c" y "h" se utilizaran, por ejemplo, al describir las simulaciones llevadas a cabo en el cable de la presente invencion.

Como se muestra esquematicamente en la figura 1, los dos conductores 3 principales estan dispuestos preferentemente en los dos extremos La y Lb laterales del cable 10, es decir, con la mayor separacion axial con respecto al plano YY. Cada conductor 3 principal comprende preferentemente, desde el centro hacia fuera, un nucleo 31 conductor, una primera cinta 32, por ejemplo, fabricada de poliester, que se extiende longitudinalmente alrededor del nucleo 31, una capa 33 interior aislante y una segunda cinta 34.

El nucleo 31 conductor esta ventajosamente formado por una pluralidad de conductores de cobre, cada uno opcionalmente cubierto por una capa de estano. Ventajosamente, el nucleo conductor es un conductor de clase 5 de acuerdo con la norma En 60228 2004-11. Los nucleos conductores que tienen tal estructura tienen caractensticas de flexibilidad marcadas que facilitan la instalacion del cable y su funcionamiento, especialmente en una planta equipada con una superficie expuesta a la radiacion solar y capaz de autoorientarse para seguir la trayectoria del sol, cuando el cable se somete a torsion.

La capa 33 interior aislante puede estar fabricada de material de silicona, por ejemplo, Elastosil R 501/75 MH L8-0 C6 Negro 9005 RM041271, o de un polfmero, tal como un copolfmero de etileno/propileno. Ventajosamente, la capa 33 tiene caractensticas igmfugas como se ha mencionado anteriormente.

La segunda cinta 34 puede ventajosamente estar en forma de una cinta de poliester no tejida.

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Las cintas 32 y/o 33 facilitan el procedimiento de separacion del nucleo 31 conductor, por ejemplo, cuando es necesario conectar el nucleo 31 conductor a otros elementos o componentes electricos (no mostrados).

En una realizacion, el diametro exterior del conductor 3 principal es de aproximadamente 13 mm.

En la realizacion mostrada en la figura 1, los conductos 5 para el transporte de fluidos tienen una seccion transversal aproximadamente circular y estan dispuestos ventajosamente en una posicion axialmente interior con respecto a los dos conductores 3 principales.

Preferentemente, los dos conductos 5 para el transporte de fluidos estan dispuestos simetricamente con respecto al plano Y-Y, es decir los centros de los mismos, situados sustancialmente en el plano X-X, estan sustancialmente a la misma distancia con respecto al plano Y-Y.

En una realizacion, cada conducto 5 comprende un tubo 51 corrugado, preferentemente de acero inoxidable. El tubo 51 puede tener un diametro interior de aproximadamente 6 mm y un diametro exterior de aproximadamente 9,5 mm.

Preferentemente, una capa 52 de cinta no tejida, por ejemplo, de poliester, se enrolla alrededor del tubo 51 corrugado, con una superposicion minima igual, por ejemplo, a aproximadamente el 25 %.

Preferentemente, el conducto 5 comprende tambien, en una posicion radialmente externa con respecto a la capa 52, un trenzado de alambres de poliester (no mostrada) y, en una posicion externa con respecto a la misma, una capa 53 de silicona, por ejemplo, elastosil R 501/75 MH L8-0 C6 5015 RM042438. El trenzado permite ventajosamente extrudir la siguiente capa 53 alrededor de los elementos corrugados del tubo 51. Ventajosamente, el angulo de trenzado es inferior a 30 ° con respecto al eje longitudinal del tubo.

Preferentemente, el conducto 5 tambien comprende, en una posicion radialmente externa con respecto a la capa 53 de silicona, una capa 54 adicional de cinta de poliester no tejida, con un solapamiento mmimo igual, por ejemplo, aproximadamente al 25 %.

El conducto 5 puede comprender tambien, en una posicion radialmente externa con respecto a la capa 54, una capa adicional de cinta de poliester (no mostrada).

Ventajosamente, el diametro exterior del conducto 5 es sustancialmente identico al diametro exterior de los conductores 3 principales, por ejemplo, aproximadamente 13 mm.

Los dos conductos 5 forman un circuito para el transporte de fluidos: uno de los dos conductos (que se denomina 5c) lleva el fluido a calentar mientras que el otro de los dos conductos (que se denomina 5h) lleva el fluido calentado.

La figura 2 es una seccion transversal esquematica de un cable 20 de acuerdo con una segunda realizacion de la presente invencion. El cable 20 comprende elementos similares a los del cable 10, y estos se han designado con los mismos numeros de referencia que los usados en la figura 1. Este cable tambien es preferentemente sustancialmente simetrico con respecto al plano X-X y al plano Y-Y.

Ademas de los elementos ya presentes tambien en el cable 10, el cable 20 comprende un conductor electrico secundario destinado a conectar los sensores de deteccion/diagnostico, el conductor 7 sensorial. Este ultimo esta dispuesto preferentemente en una posicion axialmente interna con respecto a los dos conductores 3 y a los dos conductos 5. Esta disposicion es ventajosa porque proporciona un cable simetrico con respecto al plano Y-Y. Ademas, permite mantener los conductores 3 principales en los extremos del cable y los conductos 5 a lo largo de los conductores 3 (por razones que se explicaran mas claramente a continuacion). En la realizacion mostrada en la figura 2, el conductor 7 sensorial esta dispuesto entre los dos tubos 5.

El conductor 7 sensorial comprende una pluralidad de pares 71 de hilo de cobre trenzados adecuadamente. A modo de ejemplo, comprende cuatro pares de hilos de cobre. El par de hilos puede tener un area de seccion transversal de 0,75 mm2, por ejemplo.

En una posicion radialmente externa con respecto a los pares 71 de hilo, se proporciona un aislamiento 72, por ejemplo, fabricado de etilvinilacetato (EVA), con un espesor de aproximadamente 0,6 mm, por ejemplo.

Preferentemente, se dispone un espesor 73 fabricado de un material de silicona en una posicion radialmente externa con respecto al aislamiento 72.

Preferentemente, se proporciona una capa 74 fabricada de cinta de poliester no tejida en una posicion radialmente externa con respecto al espesor 73.

Puede proporcionarse un trenzado de alambres de poliester (no mostrado) en una posicion radialmente externa con respecto a la capa 74. Dicho trenzado ayuda ventajosamente a un procedimiento de extrusion estable.

Puede proporcionarse una capa adicional fabricada de una cinta de poliester no tejida (no mostrada) en una posicion radialmente externa con respecto a dicho trenzado.

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En una realizacion preferida, el diametro exterior del conductor 7 sensorial es sustancialmente identico al diametro exterior del conductor 3 principal, por ejemplo, aproximadamente 13 mm.

En una realizacion, el cable 20 tiene una anchura L de aproximadamente 40 mm a aproximadamente 50 mm y una altura H de aproximadamente 15-20 mm, por ejemplo 18 mm.

La figura 3 es una seccion transversal esquematica de un cable 30 de acuerdo con una tercera realizacion de la presente invencion. El cable 30 comprende elementos similares a los del cable 10 y del cable 20, y estos se han designado con los mismos numeros de referencia que los utilizados en las figuras 1 y 2.

Ademas de los elementos presentes tambien en el cable 10 y en el 20, el cable 30 comprende un conductor 9 electrico secundario. El conductor 9 secundario tiene una gama de corriente menor que la de los conductores 3 principales y, como resultado, desarrolla menos calor. En vista de esto, de acuerdo con la presente invencion, esta dispuesto preferentemente en una posicion axialmente interior tanto con respecto a los conductores 3 principales como a los tubos 5 para el transporte de fluidos.

El conductor 9 secundario comprende, por ejemplo, dos nucleos 91 conductores que tienen un diametro, por ejemplo, de aproximadamente 9,5 mm. Los nucleos 91 conductores estan constituidos por hilos de cobre trenzados, cada uno opcionalmente cubierto por una capa de estano, y ventajosamente de clase 5 de acuerdo con la norma EN 60228 2004-11.

Preferentemente, los nucleos 91 conductores estan trenzados con elementos 93 de trenzado auxiliares, obtenidos por ejemplo mediante la extrusion de un polfmero sobre un soporte de hilado.

Se proporciona una capa 92 aislante, fabricada por ejemplo de material de silicona, en una posicion radialmente externa con respecto a los nucleos 91 conductores y, si es apropiado, a los elementos 93 de relleno. La capa 92 aislante puede tener un espesor de aproximadamente 0,9 mm.

Preferentemente, se proporciona una capa 94 de cinta, fabricada por ejemplo de poliester no tejido, en una posicion radialmente externa con respecto a la capa 92 aislante.

En una posicion radialmente externa con respecto a la capa 94 de cinta, se proporciona una seccion 95 de espesamiento, fabricada por ejemplo de material de silicona, que preferentemente, a su vez esta recubierta por un trenzado 96, por ejemplo, de hilos de poliester. El trenzado 96 mejora ventajosamente la extrusion de la envoltura 2 exterior.

Preferentemente, se proporciona una cinta (no mostrada), fabricada por ejemplo de poliester no tejido, en una posicion radialmente externa con respecto al trenzado 96.

Preferentemente, el diametro exterior del conductor 9 secundario es sustancialmente identico al diametro exterior del conductor 3 principal, por ejemplo, aproximadamente 13 mm.

En la tercera realizacion, el cable 10 tiene una anchura L de aproximadamente 50 mm a aproximadamente 70 mm, por ejemplo, de aproximadamente 60 mm, y una altura H de aproximadamente 15-20 mm, por ejemplo 18 mm.

En todas las tres realizaciones, es preferible que los conductores y los conductos del circuito hidraulico tengan sustancialmente el mismo diametro. Preferentemente, los conductores y los conductos del circuito hidraulico estan dispuestos de manera que su eje longitudinal se situa en el mismo plano (X-X), que es el plano de flexion preferencial del cable.

La figura 4 muestra un diagrama a modo de ejemplo de una planta de cogeneracion de concentracion de energfa solar de acuerdo con una realizacion de la presente invencion. La planta 100 comprende una superficie 101 expuesta a la radiacion solar (que tiene una forma concava), y una celula 102 adaptada para producir corriente electrica y que incluye tambien un intercambiador de calor (no mostrado en detalle). La celula 102 convierte el flujo solar concentrado en energfa electrica y en energfa termica. A modo de ejemplo y con preferencia, la energfa termica se transfiere posteriormente a un fluido bombeado a traves de un circuito cerrado y a continuacion se transporta a un usuario o a una planta 103. Ventajosamente, la superficie expuesta a la radiacion solar esta montada sobre un soporte 104 por medio de brazos 106, capaces de seguir el recorrido del sol moviendose a lo largo de dos ejes.

La celula 102 esta conectada al usuario 103 por medio de una longitud de cable 30 de acuerdo con la presente invencion. El cable puede ser de acuerdo con la primera realizacion, a la segunda realizacion o a la tercera realizacion.

Como puede verse en la figura 4, la celula 102 esta soportada por un brazo 105 y esta conectada al cable 30. La presencia del brazo y del cable crea areas de sombra en la superficie expuesta a la radiacion solar. Estas areas de sombra pueden reducir la eficiencia de la planta. Ventajosamente, el cable de acuerdo con la presente invencion tiene una seccion transversal reducida (altura H) y puede estar dispuesto de tal manera que se cree un area reducida de sombra. De hecho, el cable puede disponerse por e borde, de manera que la sombra proyectada sobre

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la superficie 101 este dada por la longitud del cable multiplicada por la anchura H. Esta anchura H es menor que el diametro de un cable que tiene una seccion transversal circular (no mostrada) que incorpora dos conductores principales que tienen el diametro de los conductores 3 y dos conductos que tienen el diametro de los conductos 5.

Por lo tanto, ventajosamente, el cable plano de acuerdo con la presente invencion aumenta la eficiencia de una planta de cogeneracion solar en la que crea areas de sombra menos extensas.

En otras realizaciones (no mostradas), la planta de cogeneracion solar podna comprender una primera fase de generacion de energfa electrica por efecto termoionico (en el que la radiacion solar calienta un componente ceramico que emite electrones a traves del efecto termoionico). La corriente asf generada es del orden de 100 o 200 A, a baja tension. La planta podna comprender ademas una segunda fase de generacion de energfa electrica por efecto termoelectrico (a traves de un generador termoelectrico conocido). La corriente asf generada tendna un valor que es menor que el generado por efecto termoionico, pero a una tension mas alta. La planta podna comprender ademas una tercera fase (fase hidraulica o termica) para calentar un fluido (por ejemplo, agua), haciendo que circule a una temperatura de aproximadamente 90 °C.

Ventajosamente, la planta de la presente invencion puede proporcionar la disposicion de los conductores principales (los que transportan una corriente alta a baja tension) en los extremos del cable de la invencion. Esto proporciona una dispersion mejorada del calor generado por la corriente alta. De hecho, el calor puede dispersarse sobre una superficie mas ancha.

La parte mas interna del cable de la invencion puede dedicarse en cambio a los tubos de agua. Estos quedan mejor protegidos y aislados y dispersan menos calor del que dispersanan si estuvieran situados en las posiciones mas exteriores, para ponerlo a disposicion del usuario final.

En la segunda y en la tercera realizacion, los conductores para los dispositivos sensores estan alojados entre los conductos de fluido. Estos producen poco calor ya que la corriente necesaria para alimentar los sensores normalmente es muy pequena (del orden de 100 mA) y, por lo tanto, no requieren areas de disipacion extensas. Ademas, ventajosamente, estan mecanicamente protegidos solo por su ubicacion central.

Analogamente, los conductores secundarios de la tercera realizacion tambien estan dispuestos en la parte central del cable. En realidad, estos llevan una corriente relativamente baja que genera un calor reducido relevante.

La configuracion de cable de la invencion tambien maximiza la radiacion solar recogida. De hecho, cuando el cable se encuentra en el suelo T, permanece plano, con una cara en contacto con el suelo y una cara expuesta al sol. La cara expuesta al sol tiende a calentarse y por tanto a mantener (o incluso aumentar) la temperatura del fluido en los conductos 5. La cara opuesta, en cambio, esta aislada por el suelo T. Las perdidas de calor se reduciran asf considerablemente a traves de esa cara.

Por ultimo, la provision de una estructura de cable que comprende conductores y conductos para el transporte de fluidos en una configuracion optimizada hace que las operaciones de instalacion sean mas rapidas y practicas y evita errores de instalacion.

Contrariamente a la solucion descrita en el documento WO 2012/079631, de acuerdo con la presente invencion, los conductores no estan en contacto termico con los tubos que transportan fluido calentado. De hecho, los conductores 3 y 9 estan completamente rodeados por la envoltura 2 exterior. De forma similar, los tubos 5 tambien estan completamente rodeados por la envoltura 2 exterior.

El solicitante llevo a cabo ensayos utilizando un cable de acuerdo con la tercera realizacion.

1er ensayo

Las condiciones del primer ensayo se muestran en la Tabla 1.1.

Tabla 1.1

Posicion del cable:: Cable situado en el suelo, posicion horizontal

Flujo solar:: 1000 W/m2 flujo dirigido sobre la cara superior

Corriente electrica:: Valor maximo 200 A en los conductores 3a y 3b principales 20 A en el conductor 9 secundario

Temperatura ambiente:: 50 °C

Temperatura del agua: Tubo caliente 5h: 95 °C Tubo fno 5c: 85 °C

Los resultados del primer ensayo se muestran en la Tabla 1.2.

Tabla 1.2

Max. temperatura de los conductores 3a, 3b: 122,6 °C

Max. temperatura del conductor 7 secundario: 117,8 °C

Max. temperatura de la envoltura: 121,4 °C

Flujo de calor en el tubo caliente 5h: 4,7 W/m

Flujo de calor en el tubo fno 5c: 6,8 W/m

Esta claro que el cable 30 de acuerdo con la tercera realizacion de la presente invencion, cuando se encontraba en 5 el suelo y en condiciones extremas (corriente maxima en los conductores principales y temperatura exterior muy alta), tema un flujo de calor positivo, es decir hizo que el Kquido de los tubos no perdiera calor, sino mas bien lo aumento. Ventajosamente, incluso en estas condiciones extremas, ningun componente del cable alcanzo altas temperaturas (con respecto a los materiales utilizados). La temperatura maxima alcanzada por los conductores principales era de hecho de aproximadamente 120 °C. Esto hace posible garantizar una vida util del cable de 25 10 anos utilizando los materiales mencionados anteriormente. Al cambiar los materiales, podna ser posible garantizar una vida util diferente a esta temperatura maxima.

2° ensayo

Las condiciones del segundo ensayo se muestran en la Tabla 2.1.

Tabla 2.1

Posicion del cable:: Cable unido al brazo de soporte; posicion vertical por el borde

Flujo solar:: 400 Wm2 flujo dirigido hacia el lado corto mas proximo al conductor 3b; 70 W/m2 flujo difundido sobre las caras superior e inferior

Corriente electrica:: Valor maximo 100 A en los conductores 3a y 3b principales 10 A en el conductor 9 secundario

Temperatura ambiente:: 20 °C

Temperatura del agua: Tubo caliente 5h: 95 °C Tubo fno 5c: 85 °C

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Los resultados del segundo ensayo se muestran en la Tabla 2.2.

Tabla 2.2

Max. temperatura de los conductores 3a, 3b: 73,5 °C

Max. temperatura del conductor 7 secundario: 69,0 °C

Max. temperatura de la envoltura: 85,0 °C

Flujo de calor en el tubo caliente 5h: -17,5 W/m

Flujo de calor en el tubo fno 5c: -11,9 W/m

Esta claro que el cable 30 de acuerdo con la tercera realizacion de la presente invencion, cuando se dispoma 20 verticalmente en condiciones reales, tema un flujo de calor ligeramente negativo, es decir, hizo que el fluido en los tubos perdiera poco calor.

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REIVINDICACIONES

1. Un cable (10, 20, 30) plano mixto para una planta solar de generacion de ene^a electrica y energfa termica que tiene, en seccion transversal, un lado (L) mayor, y que comprende una envoltura (2) externa, dos conductores (3a, 3b) electricos principales y dos conductos (5h, 5c) para la circulacion de fluidos, en el que los dos conductos (5h, 5c) para la circulacion de fluidos estan dispuestos cada uno junto a uno de los conductores (3a, 3b) electricos principales, en una posicion interior con respecto al extremo (La, Lb) correspondiente del lado mayor del cable (10, 20, 30) mixto.
2. El cable (10, 20, 30) mixto de la reivindicacion 1, en el que cada uno de los conductores (3a, 3b) electricos principales estan dispuestos en la proximidad de un extremo (La, Lb) del lado mayor del cable (10, 20, 30) mixto.
3. El cable (10, 20, 30) mixto de la reivindicacion 1 o 2, que comprende ademas al menos un conductor (7, 9) secundario.
4. El cable (10, 20, 30) mixto de la reivindicacion 3, en el que dicho al menos un conductor (7, 9) secundario esta dispuesto en una posicion mas interna que la de los dos conductos (5h, 5c) para la circulacion de fluidos con respecto a los extremos del lado mayor del cable (10, 20, 30) mixto.
5. El cable (10, 20, 30) mixto de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha envoltura (2) exterior esta basada en un copolfmero reticulado de etileno/acetato de vinilo, al que opcionalmente se anade un aditivo anti-UV y/o un aditivo igmfugo.
6. El cable (10, 20, 30) mixto de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada conductor (3a, 3b) electrico principal comprende un nucleo conductor formado por una pluralidad de conductores de cobre.
7. El cable (10, 20, 30) mixto de la reivindicacion 6, en el que el nucleo conductor es un conductor de clase 5 de acuerdo con la norma En 60228 2004-11.
8. El cable (10, 20, 30) mixto de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada conducto (5h, 5c) comprende un tubo corrugado, preferentemente de acero inoxidable.
9. El cable (10, 20, 30) mixto de la reivindicacion 8, en el que cada conducto (5h, 5c) comprende una capa de silicona en una posicion radialmente externa con respecto al tubo corrugado y opcionalmente un trenzado de alambres dispuesto entre el tubo corrugado y la capa de silicona.
10. Una planta (100) de cogeneracion solar que comprende al menos una celula (102) adaptada para producir corriente electrica, conectada a una planta de distribucion de energfa electrica y de fluido calentado mediante un cable (10, 20, 30) plano mixto que tiene, en seccion transversal, un lado (L) mayor, y que comprende una envoltura (2) externa, dos conductores (3a, 3b) electricos principales y dos conductos (5h, 5c) para la circulacion de fluidos