ES2715612T3 - Elemento de captación y concentración de la radiación solar directa - Google Patents

Abstract

Elemento, panel y sistema de captación y concentración de la radiación solar directa mediante paneles de elementos de captación y concentración a los que se les permite libertad de movimiento en la realización del seguimiento solar diario y estacional. Estos elementos están formados por una lente primaria concentradora de la radiación directa. El elemento tiene compartimentos huecos los cuales contienen un determinado fluido a determinada presión. En la parte inferior una lente secundaria y/o un elemento cónico internamente reflexivo permiten la introducción de la radiación paralelamente en conductos o fibra óptica o la irradiación sobre sistemas conversores de radiación. El movimiento del elemento se produce por calentamiento y presión del fluido en los compartimientos de los lados. Esta presión es comunicada a los ejes a través de pistones, de forma que produce el movimiento rotacional del elemento en busca de la mejor posición que realice una óptima focalización sobre la lente secundaria.

Description

Descripción

Elemento de captación y concentración de la radiación solar directa

Campo de la invención

La invención se refiere al campo técnico de los elementos, paneles, sistemas y procedimientos para optimizar la captación de energía en forma de radiación solar por concentración y reconducción de la misma hacia los centros de conversión directa de la energía procedente de la radiación solar en energía eléctrica, en el curso de su paso intermedio a través de la energía térmica o transformación fotovoltaica, o su optimización en, por ejemplo, sistemas de purificación de fluidos o sistemas de generación de hidrógeno mediante termólisis del agua a altas temperaturas u otros procesos termoeléctricos.

Estado de la técnica

Los principales inconvenientes, hoy en día, de generar electricidad a gran escala a través de la energía solar son los costes de producción por Kwh y los consecuentes términos para un retorno de la inversión. Se cree que el coste de producir energía solar fotovoltaica, solar térmica y eólica es 7, 5 o 4 veces mayor que el de la generación por combustible fósil. Esto ha obligado a los gobiernos a priorizar su producción para reducir la dependencia de los combustibles fósiles y sus consiguientes emisiones de gases de efecto invernadero en el plazo más breve posible.

En general, se puede considerar que los más importantes sistemas de optimización de la energía solar son aquellos que hacen uso exclusivo de la radiación directa y los que además aprovechan la radiación difusa.

La captación de radiación solar difusa no requiere dispositivos de seguimiento de la posición del sol. Sin embargo, la captación de radiación solar directa requiere un seguimiento de la posición del sol que se lleva a cabo en la gran mayoría de las plantas mediante el uso de heliostatos formados por grandes paneles, soportados por estructuras metálicas que se anclan al suelo y rastrean la posición del sol. A través de dispositivos electromotores controlados por un procesador. La radiación concentrada puede optimizarse directamente en el panel a través de células fotovoltaicas, o por reflexión a través de espejos en puntos específicos que transforman la energía térmica en electricidad a través de turbinas de vapor.

Con el fin de aumentar el rendimiento de la energía solar, se han diseñado numerosos sistemas para el seguimiento solar diario y/o estacional, generando energía fotovoltaica y/o energía térmica. Los diferentes sistemas comercializados generalmente se basan en la orientación de las superficies captadoras a través de sistemas eléctricos activos que son impulsados por motores eléctricos para lograr el movimiento, a través de postes, arcos, espejos parabólicos, etc., fijados sobre ejes giratorios.

Las desventajas de estos sistemas son los costes derivados de grandes excavaciones y cementaciones para las infraestructuras de paneles, la producción y el montaje de estructuras de soporte metálicas, la introducción de sistemas de motores de seguimiento y su control preciso, todos desarrollados para resistir los efectos producidos por el viento y otros factores climáticos.

Un ejemplo de estas aplicaciones prácticas son las grandes centrales eléctricas de torres solares que comprenden espejos que reflejan los rayos del sol en un área objetivo ubicada en la parte superior de una torre alta. Estos sistemas explotan la energía térmica producida por altas concentraciones de rayos solares, alcanzando temperaturas y presiones para permitir que las turbinas de vapor funcionen de manera similar a la mayoría de los sistemas generadores de energía eléctrica, ya sea que estén basados en energía nuclear, gas o combustible fósil. Se cree que el 70% de la energía producida hoy en día se genera a través de vapor de agua.

Los sistemas de seguimiento solar diario y/o estacional también han sido introducidos con fines de generación de electricidad a través de células fotovoltaicas, como las mencionadas en los párrafos anteriores, aunque sin el uso de espejos reflectantes, es decir, simplemente con el fin de colocar los paneles solares en la dirección normal de los rayos del sol. Se cree que la introducción de sistemas de seguimiento solar aumenta la producción de electricidad en un 30%.

Otros sistemas para captar energía solar están siendo comercializados a través de paneles que incorporan múltiples lentes de diferentes tipos, formas y tamaños o múltiples espejos parabólicos, para concentrar la radiación solar en áreas pequeñas donde se han incluido pequeñas células fotovoltaicas de próxima generación. Estos sistemas se basan en reducir la necesidad de cubrir superficies extensas con células fotovoltaicas y, por consiguiente, se pone a disposición la posibilidad de utilizar células mucho más caras y eficientes.

Además, los sistemas de energía solar térmica se clasifican en sistemas de concentración baja, media o alta, utilizando diferentes dispositivos, incluidos dispositivos cilíndrico-parabólicos, discos parabólicos Stirling o plantas solares con una torre central y heliostatos. Para alcanzar altas concentraciones y, por consiguiente, altas temperaturas, es necesario usar grandes plantas solares con una torre central y heliostatos, por lo que se limita a altos niveles de concentración y temperatura y a grandes inversiones en instalaciones importantes para la generación a gran escala.

Los siguientes sistemas son dignos de mención entre los ya conocidos y activos:

1. Sistemas relacionados con el uso de lentes concentradoras:

Hay muchos documentos de patentes que se refieren al uso de lentes de concentración, su disposición, forma y perfil físico y la composición de los materiales que los componen es bastante variada.

Aquellos dignos de mención como documentos de referencia, entre otros, incluyen el documento ES 2011399, que se refiere al uso de una lente de Fresnel para concentrar la radiación solar donde la radiación enfocada se introduce en un tubo óptico a través de un accesorio óptico cónico. Documento US 20080041441 A1 también se refiere al uso de una lente de concentración de energía solar con una célula fotovoltaica incorporada a su punto focal. Documento WO 200736199 A2 se refiere al uso de un panel fotovoltaico de concentración que comprende múltiples lentes fijas y adyacentes a un panel grande que enfoca la radiación en múltiples células fotovoltaicas. Documento WO 200958424 A1 se refiere al uso de lentes de Fresnel para concentrar la radiación en una célula fotovoltaica que incluye mecanismos de enfriamiento. Documento EP 128395 B1 se refiere al uso de lentes hexagonales insertadas dentro de pirámides hexagonales invertidas, truncadas, en un panel, cuya base incorpora lentes concentradas que se enfocan en un tubo óptico y se crea un mecanismo de expansión para evitar daños debido a la dilatación de los elementos en casos de exceso de temperatura. Documento ES 2281231 A1 se refiere al uso de una lente solar líquida que comprende varios recipientes transparentes llenos de fluidos reflectantes con diferentes índices de refracción y volúmenes extremadamente bajos. Otros sistemas comercializados utilizan lentes concentradas que forman grandes paneles planos con múltiples lentes dispuestas adyacentes que se concentran en las células fotovoltaicas, incorporando mecanismos de enfriamiento en algunos casos. Estos grandes paneles son movidos por dispositivos electromotores que inclinan el panel para orientarlo hacia la posición del sol.

2. Seguimiento del sol:

Existen múltiples dispositivos de seguimiento solar que pueden clasificarse en sistemas activos que utilizan mecanismos electromotores para causar movimiento, y sistemas pasivos que causan movimiento a través de la transferencia o presión del fluido por el calor producido en cualquier área que recibe luz solar en comparación con las áreas sombreadas.

Pasando a los documentos que describen sistemas activos, modelo de utilidad ES 1065694U, que utiliza el ángulo de inclinación solar, señales de GPS y motores paso a paso para gestionar el movimiento, es digno de mención entre otros. Documento ES 2199167 T3 también logra un seguimiento solar activo, aunque no sobre la base del movimiento de rotación, sino a través del movimiento longitudinal de un panel que incorpora lentes de concentración, que funciona con motores y permite que las lentes produzcan concentración en las mismas áreas establecidas cuando están en movimiento, independientemente de La posición del sol.

En la actualidad existen muchas plantas de energía solar que han sido comercializadas e instaladas por varias compañías, ya sea con fines de generación térmica o fotovoltaica, y que utilizan sistemas de seguimiento solar con motores/motores controlados por computadora para apuntar los grandes paneles a las posiciones apropiadas y precisas.

Entre los documentos que describen sistemas pasivos, documento ES 2171082 T3 es digno de mención. Se refiere a un panel que incorpora tubos de absorción lateral que están iluminados por varios elementos reflectantes que permiten que el fluido interno en los tubos de absorción produzca más o menos calor, logrando así la resistencia requerida para los propósitos de seguimiento solar. Este documento también hace referencia a la provisión de mecanismos para el microajuste de posición, así como a otros mecanismos para reposicionar a una posición inicial.

Documento WO 200907485 A2 también se refiere al uso de sistemas de posicionamiento pasivo. La invención se refiere a una superficie reflectante cóncava, de forma cilíndrica parabólica, con un eje en el centro sobre el que gira el módulo.

Hay que mencionar que el movimiento de seguimiento del sol puede producirse por la variación/transferencia de fluidos de forma mecánica debido a la igualación de la presión entre las partes causada por el calentamiento del fluido, o también eléctricamente, a través de una bomba asociada a un sensor de luz o minutero.

Documento WO 2006118912 A2 también describe un sistema de posicionamiento pasivo. Describe el seguimiento del sol por medio de cuatro contenedors en los que se aloja un fluido cuya presión aumenta con el calor producido por la radiación solar.

Hasta ahora, estos sistemas de seguimiento pasivo no se han desarrollado comercial y/o industrialmente, al menos a gran escala.

La presente invención resuelve los inconvenientes de los sistemas activos, que requieren controladores y una infraestructura de activación adicional (sistemas de control/seguimiento motor/motor) para el seguimiento solar, y de sistemas pasivos, que no están adaptados para su uso en soluciones flexibles en términos de costes de ubicación de fabricación e infraestructura (excavaciones y cimientos para infraestructuras de paneles, condiciones de desarrollo requeridas para resistir los efectos producidos por el viento y otros factores climáticos) en ubicaciones donde se capta energía solar.

En vista de lo anterior, un objeto de la invención es reducir el coste de generación de energía solar por Kwh mediante la creación de un dispositivo y sistema que permite la captación y concentración de radiación solar directa sin incurrir en los altos costes involucrados en las excavaciones, la colocación de cimientos, estructuras de soporte, dispositivos electromotores para movimientos controlados y sistemas de control de posicionamiento de paneles, y para permitir el uso de un sistema solar de concentración en cualquier tipo de superficie, no necesariamente en forma de grandes plantas solares, con los mismos niveles de concentración y, en consecuencia, el mismo Utiliza como grandes centrales eléctricas con mínimo impacto visual, optimizando el uso del suelo.

Sumario

Las soluciones al número de problemas mencionados anteriormente se pueden lograr mediante el uso de paneles que comprenden elementos colectores móviles múltiples e idénticos que concentran la radiación a través de lentes que enfocan la radiación en tubos ópticos o fibra óptica o células fotovoltaicas. El movimiento de cada uno de estos dispositivos es independiente (o pasivo) a través del calentamiento por radiación solar y la consiguiente cantidad de presión en un fluido dado, lo que hace que el dispositivo gire en busca de la radiación óptima para el dispositivo, enfocando la radiación concentrada resultante en un tubo óptico o fibra.

Las ventajas del sistema son su capacidad para captar y concentrar la radiación solar directa, sin tener que incurrir en los altos costes involucrados en la orientación precisa de los paneles grandes a través de heliostatos, lo que abre la posibilidad de utilizar grandes instalaciones en un número considerable de superficies con un mínimo de visibilidad. Impacto y mayor optimización del espacio territorial. La reducción del coste se logra mediante la configuración estandarizada de los elementos que permiten la producción a gran escala con los beneficios financieros consiguientes a gran escala, minimizando así los costes de transporte y los costes de instalación en el sitio.

Descripción

El panel para captar y concentrar la radiación solar directa comprende:

• un bastidor de soporte 2A, 2F con elementos de separación en la superficie de soporte del panel;

• una línea de soporte 2C con elementos de concentración y concentración de radiación 5;

• elementos de conexión para unir la línea de soporte 2C al marco de soporte 2A, 2F;

• Elementos de conexión para unir los elementos colectores y concentradores de radiación 5 a la línea de soporte 2C;

• Recolectores de radiación y elementos de concentración 5.

Los paneles comprenden estructuras de soporte para los numerosos elementos de captación y concentración de radiación 5, que incluyen un marco de soporte 2A, 2F, Figuras 1 y 2 y líneas de soporte 2C, Figura 2.

Tanto el bastidor de soporte 2A, 2F como las líneas de soporte 2C pueden fabricarse con acero galvanizado en caliente para evitar la corrosión.

Los tamaños de los paneles pueden variar, por ejemplo, pueden medir 1m x 2m, en la sección T, para poder soportar la tensión lateral y vertical. Los orificios 2D se perforan en las líneas de soporte para la unión de puntos de conexión para los brazos de movimiento de cada uno de los elementos de captación y concentración de radiación 5. La estructura del bastidor puede soldarse, atornillarse o remacharse a las líneas de soporte, siempre que permanezcan lo suficientemente rígidas. La estructura del bastidor de soporte 2A, 2F debe estar separada de cualquier superficie de apoyo, por ejemplo, del suelo y puede apoyarse mediante patas 2E o elevaciones utilizando el suelo o cualquier superficie de elección como soporte, para permitir el movimiento de los elementos captadores y concentradores de radiación 5. Las patas 2E pueden comprender elementos metálicos extensibles, Figura 2, para variar la posición fija del panel y orientarlo con más o menos precisión en las direcciones norte-sur, este-oeste, dependiendo de la pendiente de la superficie donde se pueden colocar.

La elección de los elementos de conexión para los elementos de captación y concentración de radiación 5 en las líneas de soporte 2C y de las líneas de soporte 2C mencionadas anteriormente en el bastidor de soporte 2A, 2F puede variar. Por ejemplo, se pueden asegurar mediante tornillos autorroscantes, remachado o técnicas de soldadura.

En cuanto a la disposición uniforme de los elementos de captación y concentración de radiación 5 en las líneas de apoyo 2C y la separación entre ellos, hay suficiente espacio entre ellos para permitir el movimiento de rotación alrededor del eje 5F del elemento de captación y concentración 5 en su movimiento diurno este-oeste, y movimiento giratorio alrededor del eje 5G del elemento captación y concentrador 5 en su movimiento estacional norte-sur.

Debe tenerse en cuenta que el espacio requerido para el movimiento norte-sur alrededor del eje 5G del elemento de captación y concentración de radiación 5 debe ser lo suficientemente amplio para que pueda orientarse sin áreas sombreadas en cualquier época del año. Si no se mide correctamente la distancia, no funcionará a su máxima capacidad durante la época correspondiente del año. Esto significa que las lentes en el eje estacional norte-sur deben colocarse a una distancia suficiente, aprovechando al mismo tiempo la máxima ventaja del panel. La distancia de separación exacta estará determinada por la latitud de la ubicación que, a su vez, determina el ángulo del sol entre el solsticio de verano 3C y el solsticio de invierno 3E y el ángulo en un plano horizontal o superficie de apoyo, así como el ángulo del panel con el suelo, con o sin las patas 2E mencionadas anteriormente. Esto permite que el panel se coloque en una posición horizontal, paralelo al suelo o en una pendiente del terreno. En consecuencia, el panel puede estar perfectamente unido a cualquier superficie orientada mínimamente a la fuente de radiación, ya que la orientación exacta puede lograrse gradualmente mediante los movimientos de los elementos de captación y concentración de radiación 5. La posición más ventajosa para el sombreado mínimo de los dispositivos de captación y concentración de radiación 5 y, en consecuencia, la mejor posición con vistas a optimizar el panel es que la estructura del panel esté orientada hacia el equinoccio 3D, dejando el mismo ángulo al norte y al sur del movimiento estacional del sol 3F. La Figura 3 refleja los movimientos estacionales para las ubicaciones en el hemisferio norte. Los polos norte-sur simplemente tendrían que invertirse para ubicaciones en el hemisferio sur.

En cuanto a las diferentes latitudes, el método para calcular la disposición de los elementos 5 de captación y concentración de radiación en una superficie, con el fin de maximizar la concentración de radiación incidente en esa superficie, incluye conocer los siguientes puntos:

• latitud de la ubicación

• el ángulo del sol entre el solsticio de verano 3C y el solsticio de invierno 3E

• el ángulo del bastidor de soporte 2A, 2F en relación con el plano horizontal

• La distancia de los elementos de captación y concentración de radiación 5 en el eje estacional norte-sur según los parámetros mencionados,

para determinar la disposición de los elementos de captación y concentración de radiación 5, respetando la distancia calculada en el paso anterior, optimizando el espacio de superficie disponible del panel y la superficie superior de los elementos de captación y concentración de radiación 5.

Además, se ha previsto el uso de una palanca de cambios 8H, Figura 8, para la posición fija inicial del movimiento estacional. Esta palanca de engranajes 8H permite el posicionamiento individual de cada uno de los elementos de captación y concentración de radiación 5 orientados inicialmente hacia el equinoccio, en cuyo caso la trayectoria nortesur del elemento es la misma. Esta opción también incluye otro mecanismo de ajuste de orientación durante el movimiento estacional.

Con vistas a estandarizar la producción del panel, sería aconsejable que las líneas de apoyo 2C, que soportan los elementos de captación y concentración de radiación 5, se posicionen en la dirección del eje norte-sur. De esta manera, dicho panel y, en general, cualquier estructura que pueda usarse como soporte, puede tener las mismas dimensiones, independientemente de la ubicación geográfica del panel, ya que la distancia entre las líneas de soporte 2C y los elementos de captación y de concentración de radiación5 y el tamaño consecuente de los brazos de soporte 5E de los elementos de captación y concentración de radiación 5 serían siempre los mismos, independientemente de la ubicación geográfica.

El movimiento diurno este-oeste, Figura 4, del sol es mucho más amplio en rango; es decir, 180°. De acuerdo con este sistema, por lo tanto, los elementos de captación y concentración de radiación 5 están sombreados al comienzo del día 4B y al final del día 4A, ya que algunos de los elementos de captación y concentración de radiación 5 proyectan sombra sobre otros 4D. Sin embargo, la radiación solar en las primeras y últimas horas del día es menor, ya que los rayos del sol penetran en la atmósfera terrestre en un ángulo más oblicuo al tener que recorrer una distancia mayor a través de dicha atmósfera este es el efecto que produce el rojo/naranja de las puestas de sol en vista de la menor dispersión de longitudes de onda. El movimiento solar diurno es el mismo en cualquier ubicación potencial. Por lo tanto, la distancia entre las lentes en el eje este-oeste puede ser siempre la misma, independientemente del lugar donde se encuentre el panel. Es necesario un compromiso entre la pérdida de radiación durante las primeras y últimas horas del día y la distancia entre las lentes para hacer el mejor uso del panel. Una buena solución sería dejar un espacio entre las lentes 4E para permitir que estén perfectamente orientadas hacia el sol durante dos tercios de la duración del movimiento diurno del sol. Esto significa que estaría orientado a 120° del total de 180° y estaría sombreado para los primeros 30° del comienzo del día y los últimos 30° del final del día. La pérdida en minutos de radiación dependería, por lo tanto, de la estación del año y de la latitud.

De acuerdo con el contenido de los párrafos anteriores, los paneles pueden colocarse en superficies infinitas con una orientación solar mínima, con elementos de anclaje mínimos al suelo/superficie, ya que siempre se colocarán paralelos a la superficie, evitando así el "efecto de navegación" causado por el viento. Además, dado que hay espacios entre los elementos para permitir el paso del viento, los efectos del viento en los paneles se minimizan, lo que disminuye la necesidad de anclaje y la rigidización de los módulos, logrando así una reducción en el montaje y en los costes. En otras palabras, el panel captador y concentrador comprende elementos captadores y concentradores de radiación 5 sostenidos por líneas de soporte 2C, que están conformados para permitir que el panel adopte una forma curva, permitiendo que los elementos captadores y concentradores de radiación 5 se enfrenten a diferentes ángulos.

La instalación y el montaje de los paneles en la ubicación serían extremadamente rápidos y fáciles, apuntando el eje diurno de los elementos de concentración y concentración de radiación 5 hacia el eje este-oeste. Una brújula sería suficiente para ese efecto. Las patas extensibles 2E se pueden extender junto con la posición de la palanca de engranajes de posición inicial 8H de modo que la posición estacionaria inicial de la palanca 8H pueda apuntar al equinoccio, para el cual la latitud del sitio es exclusivamente usada. Esto se puede determinar mediante gráficos que se utilizan para calcular el grado de elevación de una línea horizontal o plano dependiendo de la latitud. También es necesario garantizar que el elemento tenga suficiente libertad de movimiento y que no haya sombras durante su movimiento hasta los solsticios de verano e invierno.

El panel captador y concentrador puede caracterizarse porque dicho panel es flexible y puede adoptar formas curvadas irregulares.

Otra forma de disponer las líneas de soporte 2C en el panel sería utilizando una sola línea de soporte 2C del panel para mantener dos líneas de elementos de captación y concentración de radiación 5, reduciendo así el número de líneas de soporte 2C a la mitad, lo que reduce el coste de la estructura del panel. En otras palabras, la línea de soporte 2C contiene dos líneas de elementos de concentración y concentración de radiación 5 para cada punto de conexión en la línea de soporte 2C de la estructura, con dos brazos que sobresalen del este y el oeste de la línea de soporte 2C, con dos pirámides 5. Cada una de las dos pirámides 5 tiene su propio movimiento diurno separado, aunque es un solo movimiento estacional de norte a sur.

La forma del contenedor poliédrico externo de los elementos de captación y concentración de radiación 5 puede variar, es decir, cónicos, cilíndricos, tetraedros regulares, pirámides de base triangular, pirámides de base cuadrada u otros poliedros regulares octaedros, icosaedros, dodecaedros, etc. o puede ser irregular.

El elemento de captación y concentración de la radiación solar, por lo tanto, comprende un contenedor, con al menos una superficie superior en la que se coloca una lente primaria 5a . La lente primaria 5A es golpeada por la radiación 6D que es concentrada por la lente primaria 5A en un vértice inferior del contenedor 6K, lo que permite que el contenedor gire automáticamente dependiendo de la posición de la fuente de radiación, para enfocar la radiación incidente en la lente primaria 5A con precisión.

En una realización, el contenedor es una pirámide invertida con una base cuadrada ya que la forma cuadrada de la superficie superior, Figura 5, utiliza la superficie del panel de manera más eficiente. Además, como esta configuración concentra la radiación en el vértice de la pirámide 6K situada en la parte inferior de la misma, los rayos del sol pueden moverse libremente hasta el punto focal; es decir, hasta el vértice 6k en cuestión, con el menor volumen posible; por lo tanto, deja más espacio para los brazos de soporte 5E, 7H y la libre circulación del viento.

Los elementos de captación y concentración de la radiación solar comprenden al menos un compartimiento hueco, estanco y hermético 5B al aire y al agua en cada lado del contenedor, donde se aloja un fluido, con al menos un orificio de comunicación o salida de presión 10C, 10D. Los usos de los diferentes componentes mencionados anteriormente se explican en las siguientes líneas.

El elemento de captación y concentración de radiación 5 tiene al menos un compartimento hueco, estanco y hermético 5B al aire y al agua en cada uno de los lados triangulares del elemento de captación y concentración de radiación 5, Figura 5.

Las superficies internas de la forma piramidal con una base cuadrada invertida del elemento de captación y concentración de radiación 5, como se ve en la Figura 5, no son reflexivas y están hechas de un material que tiene una alta conductividad térmica. Esto se puede lograr con una lámina fina 11D de aluminio sin pulir para evitar el reflejo de la luz en los otros lados del elemento de captación y concentración de radiación 5. Las superficies externas del elemento de captación y concentración de radiación 5 pueden estar hechas de diferentes materiales para que sean lo suficientemente rígidos, como aluminio, latón, etc., a través de moldeo a presión.

Para facilitar el proceso de fabricación y lograr una reducción en los costes de producción de las superficies externas de los lados del elemento de captación y concentración de radiación 5, se pueden usar materiales tolerantes a la inyección. Teniendo en cuenta que los elementos estarán a merced del clima durante muchos años, será necesario tener en cuenta el deterioro que los materiales elegidos pueden soportar durante años en ciertas condiciones climáticas, como el desierto, con las consiguientes temperaturas extremas, dando como resultado la elección de materiales resistentes, tales como materiales metálicos. Hoy en día hay materiales altamente resistentes que son tolerantes a la inyección. Teniendo en cuenta las condiciones mencionadas anteriormente, las superficies externas del contenedor del elemento de captación y concentración de la radiación solar pueden estar hechas de baquelita.

También debe tenerse en cuenta que el material debe soportar la presión introducida en los compartimentos 5B, así como la presión posiblemente alcanzada debido a un aumento de la temperatura y, en consecuencia, la alcanzada en ciertas concentraciones de radiación. Los lados deben comprender compartimentos herméticos que excluyan un punto u orificio para comunicar la presión 5D, 10D, 10C a los respectivos ejes. Si se elige la inyección, el molde debe prever los tubos de conexión de presión para cada uno de los lados hasta los orificios de comunicación de presión en los ejes en movimiento diurno 7C y movimiento estacional 7G, 8A.

De esta manera, los compartimentos huecos 5B están equipados con tubos de comunicación de presión 10F, 10G, 10H en cada lado del elemento, conectados a las salidas de presión 10C, 10D en el movimiento diurno 7C y el movimiento estacional 7G, 8A ejes.

La figura 10 refleja los detalles de la forma del molde. Como se puede observar, el molde está equipado con tubos de comunicación de presión 10F, 10G, 10H que conducen la presión a las salidas de presión 10C, 10D que, a su vez, lo llevan al mecanismo del brazo 5E, 9A para producir movimiento. También incluyen orificios para la introducción de fluido 5H en los compartimentos huecos 5B.

Debido a sus características mecánicas y térmicas, la baquelita u otros materiales resistentes pueden ser una buena opción para el moldeo de la pirámide 5, como se indicó anteriormente.

Una lente primaria 5A está unida a la parte superior de la pirámide. La lente puede estar hecha de diferentes materiales y formas dependiendo de las condiciones atmosféricas que pueda tener que soportar, los costes de fabricación, los índices de refracción, sus índices de transmitancia, el comportamiento térmico, etc. Para reducir el coste y estandarizar la fabricación de la lente primaria 5A se puede elegir un vidrio con un alto índice de transmitancia fácilmente procesado por moldeo, con un revestimiento antirreflectante en las superficies superior e inferior de la lente primaria 5A. No es necesario usar lentes ópticos de alta precisión, sería suficiente que la lente se enfoque en la lente secundaria 5C. El índice de transmitancia del espectro solar del material que comprende la lente primaria 5A tiene una importancia relativa, al igual que el espesor requerido para producir el enfoque. La forma de la lente primaria 5A puede variar, desde una lente de Fresnel, para evitar mucho grosor, hasta una lente plana convexa, para evitar reflejos en la superficie externa por el ángulo de incidencia de la radiación solar, hasta lentes GRIN fabricadas en materiales con diferentes índices de refracción.

El perfil de la lente primaria 5A de la pirámide 5 también puede incluir superficies de ajuste microajuste de posición 11A para áreas que redirigen los rayos del sol cerca de la lente secundaria 5C, 6C o el elemento cónico reflexivo interno 6J, sin los cuales los rayos no se concentrarían en el punto focal inferior. Esto logra una pequeña radiación permanente en los cuatro lados de la pirámide una vez que se enfoca la forma piramidal. Cualquier pérdida potencial de radiación permanente en cualquiera de los lados se debería a un enfoque impreciso, que causa una pequeña pérdida de presión en la superficie correspondiente y produce el movimiento de los ejes para que se realice el microajuste. En consecuencia, la lente primaria 5A incluye superficies de micro ajuste de posición 11A que permiten que la radiación incidente 6D se concentre en cualquiera de los lados del recipiente para producir un microajuste de posición hasta un enfoque preciso de la radiación en el Se logra el vértice 6K del elemento.

El vértice inferior 6K de la pirámide 5 puede albergar una lente secundaria 5C, 6C dentro o en lugar de un elemento cónico 6J internamente reflexivo. La forma de la lente secundaria 5C, 6C puede variar. El objetivo de las diferentes formas de la lente secundaria 5C, 6C es la concentración y el redireccionamiento de los rayos en forma de rayos paralelos. Esto se puede lograr determinando el ángulo de incidencia de los rayos del sol al entrar y salir de la lente secundaria 5C, 6C. Es posible utilizar una lente secundaria cóncava-cóncava 5C, 6C con recubrimientos antirreflectantes que serían la lente menos gruesa necesaria para una redirección efectiva. Existen otras opciones, como una superficie convexa superior, para disminuir los ángulos de incidencia y, en consecuencia, disminuir la reflexión. También sería posible utilizar un elemento cónico reflexivo interno 6J situado en el vértice piramidal 6K. El elemento cónico reflexivo interno 6J no redirige los rayos solares, en cuyo caso no sería posible, posteriormente, controlar el redireccionamiento de los rayos a través del centro de los tubos/conductos/guías ópticas. Esto produce más reflejos/refracciones de los rayos. Sería recomendable, para la fabricación de la lente secundaria 5C, 6C, utilizar el mismo material que el utilizado para la lente primaria 5A y la lente secundaria 5C, 6C, de modo que las absorciones del espectro solar de Los diferentes materiales pueden superponerse. La lente primaria 5A y la lente secundaria 5C, 6C se fabrican con el mismo material en la realización preferida. Además, el elemento cónico reflexivo interno 6J, donde se puede alojar la lente secundaria 6C, se puede recubrir en el interior con un recubrimiento metálico, como el aluminio pulido, para aumentar la reflexión.

Para conocer los perfiles de las lentes respectivas 5A, 6C es necesario tener en cuenta el índice de refracción de cada uno de los materiales. El vidrio de borosilicato es el material preferido debido a su alta resistencia al calor y al amplio rango de transmisión del espectro solar. El índice de refracción del vidrio de borosilicato es 1.473 para longitudes de onda de 587.6nm. Para calcular los perfiles de la superficie de la lente sería necesario aplicar la ley de Snell. La ley de Snell para la refracción de la luz establece que el índice de refracción en un medio por el seno del ángulo de incidencia es equivalente al índice de refracción de los otros medios por el seno del ángulo de refracción. Esta ley está determinada por el hecho de que la velocidad de la luz varía según los medios a través de los cuales pasa. La primera refracción ocurriría en la superficie superior de la lente primaria 5A al pasar a través del aire al vidrio de borosilicato. El índice de refracción del aire es de 1.0002926. La segunda refracción se produciría al salir de la lente primaria 5A en un cierto ángulo y entrar en el vacío en el interior del dispositivo de concentración y concentración de radiación 5. El índice de refracción de un vacío es 1.000000. La tercera refracción se produciría desde un vacío hasta el vidrio de borosilicato de la lente secundaria 6C con un cierto ángulo de incidencia que depende del área de incidencia y el ángulo del perfil de la lente 6C en esa área específica. La cuarta y última refracción se produciría al salir de la lente secundaria 6C a los medios existentes en el tubo conductor que deberían estar en posiciones paralelas y normales, perpendiculares al tubo conductor o fibra óptica.

Otra realización contempla reemplazar la lente secundaria 6C con un colimador para redirigir la radiación concentrada recibida en paralelo.

En cuanto a la fijación de los elementos de captación y concentración de radiación 5 a las líneas/guía de soporte 2C de la estructura del panel, un brazo de soporte desde la pirámide al panel, que puede estar hecho de cualquier tipo de metal fundido, ha sido elegida. Los ejes de movimiento diurno y estacional pueden estar lo más centrados posible dentro del centro de gravedad de la pirámide 5, de modo que el peso de la pirámide 5 puede ser igual para evitar que se incline hacia cualquier lado.

Los mecanismos de movimiento producidos al enfocar la radiación incidente 6D en la lente primaria 5A se muestran en las Figuras 7, 8 y 9: la presión del fluido producido por el calentamiento de algunas de las superficies de los elementos captadores y concentradores de radiación 5 se transmite por los orificios 7C, 8A, 10C, 10D a los pistones dentados 71, 8C, 9C que, ante la posibilidad de un movimiento longitudinal, causan la pirámide 5, a través del movimiento del brazo correspondiente 7H, para girar sobre la rueda dentada 7F, 8D, produciendo el movimiento giratorio alrededor de los ejes 5F, 5G. La Figura 9 refleja un mecanismo para comunicar la presión del fluido entre los lados opuestos de los elementos de captación y concentración de radiación 5, los tubos 9H y una válvula de presión 9E. El propósito de este mecanismo es compensar el sobrecalentamiento requerido de los lados en cada superficie para permitir que la pirámide/contenedor 5 gire a ángulos extremos. En estas posiciones extremas, la diferencia de temperatura y presión entre los lados opuestos de los elementos de captación y concentración de radiación 5 debe ser significativa para permitir una carrera suficiente del pistón 71. Cuanto más inclinada esté la posición de la pirámide 5, mayor será la diferencia de presión para que los elementos de concentración y concentración de radiación 5 se muevan el mismo número de grados. La válvula de presión 9E permite el paso de la presión en lados opuestos en ciertos intervalos para permitir la compensación de la presión del fluido entre los lados, manteniendo la posición alcanzada por las ruedas dentadas fijas 7F, 8D.

El movimiento del pistón dentado 71, 8C, 9C es longitudinal y actúa sobre una rueda dentada fija 7F, 8D que, a su vez, actúa sobre un eje del contenedor/pirámide, haciendo que el contenedor/pirámide gire.

Las ruedas dentadas fijas 7F, 8D pueden ser diferentes en tamaño para permitir que la sensibilidad al movimiento de los elementos de captación y concentración de radiación 5 varíe. Cuanto más grande sea la rueda dentada 7F, 8D, más movimiento se requiere del pistón 71 para variar la posición del elemento de captación y concentración de radiación 5 y/o del brazo en el mismo número de grados.

Un mecanismo de reajuste de la posición fija inicial se ha incluido en la rueda dentada fija de movimiento estacional 8D a través de una palanca de cambios 8H. Esto permite la orientación de cada elemento de captación y concentración de radiación 5, independientemente del ángulo del panel, en su posición inicial, sin diferencias de temperatura, con respecto al equinoccio, lo que disminuye las angulaciones causadas por los movimientos extremos del contenedor.

Los elementos de captación y concentración de radiación 5 se pueden asegurar a la estructura del panel 2A de varias maneras. Se ha elegido un solo brazo 5E, con tubos de presión integrados, con el fin de economizar y estandarizar los procesos de producción. El uso de varios medios de sujeción sería posible, por ejemplo, dos brazos en los lados norte y sur, unidos a la línea/guía de apoyo 2C, cuatro brazos unidos a los lados norte y sur apoyados por las dos líneas de soporte laterales 2C de la estructura del panel 2A.

En otra realización, podría usarse un solo brazo para mover los elementos 5 o pirámides 5 captadores y concentradores de radiación adyacentes a la línea de soporte 2C.

En otra realización, los vértices inferiores 6K de las pirámides 5 situadas en la misma línea de soporte 2C se pueden conectar mediante al menos un elemento de unión rígido, por ejemplo, una biela o mediante los tubos ópticos, y los brazos puede conectarse a la misma línea de soporte 2C con otra varilla, de modo que solo sería necesario introducir algunos elementos de captación y concentración de radiación 5 con fluido para producir movimiento. El resto de los elementos se limitaría a simular el movimiento de los elementos de captación y concentración de radiación 5 mencionados anteriormente que contienen fluido. Esto sería posible si los paneles fueran planos y todos los elementos de captación y concentración de radiación 5 estuvieran orientados en la misma dirección. Esta realización, con varillas de ajuste de movimiento, permitiría la introducción de mecanismos electromotores para mover las varillas. Los electromotores serían controlados por dispositivos electrónicos que indicarían el movimiento a seguir para lograr su enfoque. El elemento o varilla de conexión rígida puede accionarse alternativamente indicando elementos para la actividad de movimiento pasivo a fin de seguir los cambios en la posición de la fuente de radiación.

Otra realización puede incluir otros mecanismos para producir el movimiento de los elementos de captación y concentración de radiación 5, como el uso de un pistón giratorio que tiene algún tipo de hilo y una rueda dentada 7F, 8D, con estrías finas, en lugar de dientes, para que se pueda acoplar con la pieza roscada. Esto permitiría al pistón 71, 8C, 9C girar sobre sí mismo, cooperar con una rueda dentada 7f , 8D y ponerlo en movimiento.

Otra realización incluye cuatro pistones como un mecanismo de movimiento, uno para cada eje, que impulsaría una cuña de superficie oblicua 12B unida al brazo de soporte de los elementos de captación y concentración de radiación 5 que, tras la expansión del pistón 71, 8C, empujaría dicho pistón y lo movería a través de la cuña de superficie oblicua 12B, haciendo que el elemento 5 gire a sí mismo. En otras palabras, un aumento de la presión en un lado del elemento 5 se comunicaría al pistón 71 ,8C que impulsaría la cuña de superficie oblicua 12B. Por lo tanto, al intentar expandirse, el pistón 71, 8C intenta moverse longitudinalmente sobre la cuña con superficie oblicua 12B, lo que hace que el elemento 5 gire sobre el eje de movimiento 9B.

Otra realización puede incluir otro mecanismo de movimiento para los elementos de captación y concentración de radiación 5, como la expansión de un cierto tipo de material, preferiblemente de metal, que tendría un efecto en una cuña 12B de superficie oblicua fija de los elementos de captación y concentración de radiación 5 para hacer que el elemento de captación y concentración de radiación 5 gire.

Los fluidos y la presión que se introducirán en los compartimientos laterales de los elementos de captación y concentración de radiación 5 también pueden variar bastante, dependiendo de las condiciones atmosféricas del sitio, los niveles de concentración solar diseñados, las características termo-hidráulicas del fluido, etc. La elección del estado del fluido, gas o líquido dependerá de las temperaturas de funcionamiento máximas y mínimas y de su comportamiento progresivo en las temperaturas de trabajo habituales. También se ha previsto un mecanismo de sangrado para el circuito de fluido 91 para promover la expulsión de aire del compartimiento de elementos de captación y concentración de radiación 5.

Todo el conjunto se puede calibrar a través de la combinación de niveles de concentración, eligiendo el fluido a una cierta presión y los tamaños de las ruedas dentadas 7F, 8D, de modo que el movimiento de los elementos de captación y concentración de la radiación 5 pueda producir el reenfoque de los elementos 5 con máxima precisión y rapidez.

Al concluir el proceso de captación, la radiación concentrada obtenida por los elementos de captación y concentración de la radiación originados por la lente secundaria 6C y/o el cono reflectante 6J se acopla ópticamente a los medios de conducción de la radiación para ser transportados hacia la optimización de la radiación. medios de comunicación. En general, el medio utilizado para conducir la radiación concentrada a través de esos elementos 5 es la fibra óptica.

Finalmente, los medios preferidos para conducir la radiación concentrada a través de los dispositivos/elementos 5 antes mencionados son los mini reflectores.

Otra realización del panel permite el dimensionamiento de cada uno de los elementos muy pequeños de captación y concentración de radiación 5, sostenidos por líneas/guías de soporte 2C, que se pueden unir a las superficies curvas y los elementos de captación y concentración de radiación 5, lo que permite un grado de libertad suficiente para la orientación en diferentes ángulos; o incluso la formación de paneles flexibles con aspecto de lámina, que incorporan los elementos de captación y concentración de radiación 5. Estos componentes diminutos incorporarían los mecanismos de ajuste. La conducción de radiación concentrada a través de los diferentes elementos 5 en estos casos debe lograrse a través de fibra óptica. Esta realización permitiría que el sistema se pueda acoplar perfectamente a superficies tales como el techo de vehículos como automóviles, camiones, etc.

Con el fin de optimizar todo el comportamiento del sistema descrito anteriormente, se establece un vacío dentro del contenedor 5 en su realización preferida, es decir, la pirámide 5. En consecuencia, el comportamiento electromagnético de la radiación se mejora, al igual que el comportamiento óptico de los elementos y materiales que contiene.

En el caso de que la distancia entre el medio captador o el elemento captador y concentrador de la radiación solar y el medio para optimizar o convertir la radiación directamente sobre el punto de concentración de la radiación que se origina en la lente primaria 5A deseen ser disminuidos, será posible colocar una célula fotovoltaica o cualquier otro componente para la optimización/conversión de la radiación.

Descripción de los dibujos.

FIGURA 1 muestra en una vista general un PANEL SOLAR

FIGURA 2 muestra ELEMENTO 5 ESTRUCTURA DE APOYO,

2A. Bastidor de soporte.

2B. Perforaciones del marco.

2C. Líneas de soporte del elemento 5.

2D. Perforaciones para asegurar los brazos 5E sobre los elementos 5E.

2E. Pierna extensible.

2F. Fijación de la pata 2E al bastidor de soporte 2A.

FIGURA 3. MOVIMIENTO SOLAR ESTACIONAL.

3A. Dirección del polo norte.

3B. Dirección del polo sur.

3C. Dirección del solsticio de verano.

3D. Dirección del equinoccio.

3E. Dirección del solsticio de invierno.

3F. Ángulo norte-sur NS.

3G. Perfil de la superficie de ubicación.

FIGURA 4. MOVIMIENTO SOLAR DIURNO.

4A. Oeste-puesta del sol.

4B. Este-amanecer.

4C. 90° mediodía.

4D. Área sombreada.

4E. Distancia requerida entre las pirámides para evitar el sombreado.

FIGURA 5. ELEMENTO DE CAPTACIÓN Y CONCENTRADOR PIRAMIDAL.

5. Elemento captador y concentrador de radiación. El recipiente de la realización preferida es una pirámide regular de base cuadrada.

5A. Lente primaria.

5B. Compartimientos huecos.

5C. Lente secundaria.

5D. Agujeros para la salida del fluido debido al aumento de la temperatura.

5E. Brazo de apoyo piramidal.

5F. Eje de movimiento diurno.

5G. Eje de movimiento estacional.

5H. Agujeros para introducir fluido en los cuatro lados del elemento 5.

5I. Superficie interna de un lado de la pirámide 5.

FIGURA 6. SECCIÓN DE LA LENTE. DIAGRAMA DE CÓMO LOS RAYOS DEL SOL SE REDIRIGEN EN PARALELO. MÉTODO DE ENFOQUE.

6A. Lente primaria, por ejemplo, lente convexa plana.

6B. Lente primaria, por ejemplo, lente de Fresnel.

6C. Lente secundaria, por ejemplo, cóncava-cóncava.

6D. Los rayos del sol.

6F. Calor.

6G. Más calor, más presión en el lado izquierdo. El pistón 71 mueve la pirámide 5 hacia la derecha.

6H. Más calor, más presión en el lado izquierdo. El pistón 71 mueve la pirámide 5 hacia la derecha.

6I. Calor y presión iguales en los cuatro lados. La pirámide permanece inmóvil 5.

6J. Cono interno reflexivo.

6K. Vértice de contenedor/pirámide 5.

FIGURA 7. DETALLES DEL MECANISMO DE MOVIMIENTO DIURNO.

7A. Tornillos que sujetan la placa de movimiento a la pirámide 5.

7B. Lado de la pirámide 5.

7C. Orificio de entrada de fluido y presión en la mano derecha.

7D. Placa asegurada en el lado norte de la pirámide 5.

7E. Movimiento diurno piramidal-punto de conexión del brazo.

7F. Rueda dentada asegurada en el brazo 5E.

7G. Orificios de entrada de presión de fluido del lado norte y sur.

7H. Brazo que asegura la pirámide a las líneas/guías de soporte.

7I. Pistón de presión.

7J. Punto de conexión de la línea/guía de soporte del brazo de movimiento estacional.

7K. Rueda dentada asegurada a la línea/guía de soporte.

2C. Línea de soporte de estructura de panel/guía.

FIGURA 8. DETALLES DEL MECANISMO DE MOVIMIENTO DE TEMPORADA.

8A. Orificios de entrada de presión del lado norte-sur.

8B. Cilindros de accionamiento de pistón 8C.

8C. Pistón dentado móvil.

8D. Rueda dentada asegurada a la línea/guía de soporte 2C.

8E. Tornillos/remaches para asegurar el brazo a la estructura de la línea/guía de soporte 2C.

2C. Línea de soporte de la estructura del panel/guía.

8G. Pirámide 5 brazo soporte.

8H. Palanca de cambio para cambiar la posición fija inicial del movimiento estacional.

FIGURA 9. MOVIMIENTO EN LOS EJES DE REFRIGERACIÓN. INTRODUCCIÓN DEL MECANISMO PARA LA COMPENSACIÓN A PRESIÓN EN LADOS OPUESTOS.

9A. Pirámide 5 brazo soporte.

9B. Eje diurno.

9C. Posición inicial del pistón sin elevación de presión-temperatura en ninguno de los lados

9D. Posición del pistón con más presión-temperatura en el lado derecho.

9E. Válvula de presión.

9F. Orificio de entrada de presión del lado derecho.

9G. Orificio de entrada de presión lateral izquierdo.

9H. Tubo de conexión para presión desde lados opuestos.

9I. Tornillo de purga del circuito fluido.

FIGURA 10. VISTA DEL ELEMENTO PIRAMIDAL FORMADO 5 ABIERTO.

5H. Agujeros para introducir fluido.

10B. Tornillos / remaches para la conexión del brazo soporte.

10C. Salida de presión norte-sur.

10D. Salida de presión este-oeste.

IOF. Este tubo de presión.

IOG. Tubo de presión sur.

IOH. Tubos de presión sur, este y norte.

FIGURA 11. DESCRIPCIÓN DEL MICRO-AJUSTE DE LA POSICIÓN. FORMA DE SUPERFICIE INTERNA DE UN LADO DEL ELEMENTO 5.

11A. Área de la lente primaria 5A que enfoca fuera de la lente/secundaria 5C/elemento cónico reflexivo interno 6J.

5C. Lente secundaria.

11C. Área de la lente primaria 5A que enfoca la lente secundaria 5C.

11D. Hoja delgada de alta transferencia de calor que comprende la superficie interna 51 de los lados de la pirámide 5. FIGURA 12. DETALLES DEL MECANISMO DE MOVIMIENTO A TRAVÉS DEL PISTÓN DRIVE, por ejemplo, 71 EN UNA CUÑA DE SUPERFICIE OBLICUA 12B.

7I. Pistón de presión.

12B. Pistón 71 impulsor de cuña oblicua.

12C. Eje de movimiento.

9A. Elemento de soporte del brazo.

5. Elemento captador y concentrador piramidal.

12D. Eje 12C y pirámide 5 movimiento rotativo.

Claims (15)

Reivindicaciones

1. Un elemento de captación y concentración de radiación solar directa que a través del seguimiento del movimiento solar diurno y estacional, comprende compartimentos huecos, estancos y herméticos (5B) que contienen un fluido y están configurados para formar un contenedor poliédrico (5); y una lente primaria (5A) ubicada en una superficie superior del contenedor poliédrico (5) y adaptada para concentrar la radiación en un vértice inferior (6K) del contenedor poliédrico (5); donde al menos uno de los compartimientos huecos, estancos y herméticos está dispuesto en cada lado del contenedor poliédrico; donde cada lado del contenedor incluye al menos una salida de presión, y donde los compartimentos huecos, estancos y herméticos (5B) incluyen tubos de comunicación de presión (10F, 10G, 10H) conectados a las salidas de presión (10C, 10D) para permitir que el contenedor poliédrico (5) gire automáticamente según la posición de la fuente de radiación, para enfocar la radiación incidente en la lente primaria (5A) con precisión.

2. Elemento de captación y concentración de acuerdo con la reivindicación 1; caracterizado por que los tubos de comunicación de presión (10F, 10G, 10H) están conectados a las salidas de presión (10C, 10D) sobre los ejes de movimiento diario (7C) y de movimiento estacional (7G, 8A).

3. Elemento de captación y concentración de acuerdo con la reivindicación 2; caracterizado por que el compartimiento hueco, estanco y hermético (5B) comprenden al menos un orificio (5H) de introducción del fluido.

4. Elemento de captación y concentración de acuerdo con la reivindicación 3; caracterizado por que el contenedor (5) comprende al menos un brazo de soporte (7H) unido a una estructura de soporte externa.

5. Elemento de captación y concentración de acuerdo con la reivindicación 4; caracterizado por que un pistón dentado (71, 8C, 9C) está unido al brazo de soporte (7H) sobre el que se transmiten las variaciones de presión del fluido de los compartimentos huecos, estancos al agua y herméticos (5B), las variaciones de presión configuran el movimiento del contenedor (5).

6. Elemento de captación y concentración de acuerdo con la reivindicación 5; caracterizado por que el movimiento del pistón dentado (71, 8C, 9C) es longitudinal y actúa sobre una rueda dentada fija (7F, 8D) que, a su vez, actúa sobre un eje del contenedor (5), haciendo que el contenedor (5) gire.

7. Elemento de captación y concentración de acuerdo con la reivindicación 6; caracterizado por que el contenedor (5) incluye al menos un tubo (9H) conectado a una válvula de presión (9E) que permite el intercambio de presión de fluido entre lados opuestos del contenedor (5).

8. Elemento de captación y concentración de acuerdo con la reivindicación 7; caracterizado por que la rueda dentada fija (8D) incluye un mecanismo de reajuste de una posición fija inicial de la misma por medio de una palanca de cambios (8H).

9. Elemento de captación y concentración de acuerdo con la reivindicación 8; caracterizado por que el contenedor (5) está sujetado a una estructura externa a través de un brazo (5E) con tubos de presión integrados, ya sea a través de dos brazos en los lados norte y sur, respectivamente, unidos a una línea de soporte (2C), o a través de cuatro brazos unidos a los lados norte y sur, respectivamente, soportados por dos líneas de soporte (2C) de la estructura externa.

10. Elemento de captación y concentración de acuerdo con la reivindicación 9; caracterizado por que el pistón (71,8C, 9C) incluye una muesca con forma de rosca, pudiendo rotar sobre sí misma, que coopera con la rueda dentada (7F, 8D) donde los dientes han sido reemplazados por finas hendiduras que se acoplan con la rosca.

11. Elemento de captación y concentración de acuerdo con la reivindicación 10; caracterizado por que el elemento incluye cuatro pistones dentados (71, 8C, 9C), asociados a un eje de movimiento (7E, 9B), respectivamente, para cooperar con una cuña de superficie oblicua (12B) unida a un brazo de soporte (9A) del elemento ante cualquier cambio en la presión del fluido en el lado correspondiente del recipiente (5).

12. Elemento de captación y concentración de acuerdo con la reivindicación 10; caracterizado por que el elemento comprende un material dilatable en una cuña de forma oblicua (12B) que interactúa con el brazo de soporte (7H) cuando el material se dilata.

13. Elemento de captación y concentración de acuerdo con la reivindicación 12; caracterizada por que un circuito de fluido (9I) incluye un mecanismo de sangrado que permite que el aire sea expulsado de los compartimentos huecos, estancos y herméticos (5B) del contenedor (5).

14. Elemento de captación y concentración de acuerdo con la reivindicación 1; caracterizado por que los compartimentos huecos, estancos y herméticos (5B) tienen forma triangular.

15. Elemento de captación y concentración de acuerdo con la reivindicación 1; caracterizado por que el contenedor poliédrico (5) puede ser cónico, cilíndrico, tetraedro regular, pirámide de base cuadrada, poliedro regular o irregular en forma.