ES2915575T3

ES2915575T3 - Absorbedor solar térmico y métodos relacionados

Info

Publication number: ES2915575T3
Application number: ES18782721T
Authority: ES
Inventors: Henrik Pranov; Maria Matschuk
Original assignee: Heliac AS
Current assignee: Heliac AS
Priority date: 2017-10-04
Filing date: 2018-10-03
Publication date: 2022-06-23
Anticipated expiration: 2038-10-03
Also published as: EP3692313A1; EP3692313B1; WO2019068773A1

Abstract

Un absorbedor solar térmico (40) a través del cual puede circular un fluido de transferencia de calor para calentarse mediante la radiación solar (21) que incide sobre una superficie superior del absorbedor, el absorbedor (40) que comprende las capas superpuestas de lámina flexible (41, 31, 32, 43) unidas de forma sellada en las uniones (61, 62) para formar varios recintos (42, 33) entre las respectivas capas unidas conjuntamente, en el que un primer recinto (33) proporciona un paso para que circule un fluido de transferencia de calor, y en el que un segundo recinto (42) es capaz de llenarse selectivamente con un gas, el segundo recinto que está por encima y superpuesto al primer recinto (33) de manera que la radiación solar pasa a través del segundo recinto para alcanzar la capa superior que forma el paso de fluidos, en el que el segundo recinto (42) es capaz de evacuarse al menos parcialmente, del gas, aumentando así la transferencia de calor por convección entre el fluido circulante y el entorno ambiental, en el que la capa superior (31) que forma el paso de fluidos comprende una lámina flexible selectiva de longitud de onda (10) que comprende: una capa de polímero (12) con una nanoestructura superficial; y una capa de metal (11) que recubre conformemente la nanoestructura de la superficie de dicha capa de polímero y que se aleja del paso de fluidos, de manera que el coeficiente de absorción varía con la longitud de onda, teniendo un coeficiente de absorción relativamente alto en el espectro visible y NIR y un coeficiente de absorción relativamente bajo en el espectro FIR.

Description

DESCRIPCIÓN

Absorbedor solar térmico y métodos relacionados

Campo de la invención

En los aspectos, la presente invención se refiere a un absorbedor solar térmico y a un método de fabricación de un absorbedor solar térmico. Otros aspectos se refieren al uso de un absorbedor solar térmico en métodos de calentamiento de un volumen de aire, para la prevención o dispersión de la niebla, para la prevención de la formación de hielo o la eliminación de hielo o nieve, para la prevención de daños por heladas en los cultivos o plantas, y para la prevención de la formación de moho u hongos.

Antecedentes de la invención

Para absorber eficientemente la luz solar, una superficie necesita tener un alto coeficiente de absorción. Sin embargo, un alto coeficiente de absorción en todo el espectro de radiación dará como resultado una mayor pérdida de radiación cuando la superficie alcance una temperatura más alta que el entorno ambiental. Las superficies selectivas de longitud de onda son superficies donde el coeficiente de absorción varía con la longitud de onda. Para la absorción solar, el coeficiente de absorción es típicamente alto (>0,8) en el espectro visible y NIR y bajo (<0,2) en el espectro FIR (5-20 pm), que corresponde a las longitudes de onda de la radiación de cuerpo negro a temperatura ambiente y ligeramente aumentada.

Las superficies selectivas de longitud de onda se conocen desde hace mucho tiempo y pueden realizarse por muchos medios diferentes [1]. Se usan dos tipos principales, uno donde un absorbedor de espectro visible que es transparente a la radiación FlR se deposita sobre una superficie metálica que refleja la radiación FIR, y un tipo basado en estructura, donde la estructura de la superficie de los materiales garantizará la absorción selectiva de la luz visible y la reflexión de la radiación FIR.

Sin embargo, la mayoría de estas estructuras son relativamente costosas de fabricar, no son flexibles y tienen un rendimiento de producción limitado.

Lo que divulgamos aquí es un método de diseño y fabricación de tal superficie selectiva de longitud de onda que consiste en materiales de bajo costo, son flexibles y pueden producirse en masa.

Estos tienen una variedad de usos como absorbedores solares.

Aunque se conocen los paneles colectores de calor solar que tienen bolsas de aire aislantes, por ejemplo, de GB2457701A, estos típicamente tienen poco o ningún medio efectivo para controlar la forma en que se absorbe la radiación solar o adaptarla a los diferentes requerimientos.

El documento DE10307540A1 describe un sistema de calefacción alimentado por energía solar, que usa aire caliente como medio portador de calor. Tiene un absorbedor en forma de película plástica perforada con una absorbencia de al menos 80% en el intervalo de longitud de onda visible. Las cámaras de absorción llenas con gas se disponen en los lados del absorbedor.

El documento US4392481 se refiere a un colector solar activo que comprende un absorbedor y un acristalamiento desplegado sobre el absorbedor. El acristalamiento se separa del absorbedor durante la operación del colector y se pone en contacto sustancial con el absorbedor durante el estancamiento para aumentar la reemisión y, por lo tanto, mantener temperaturas más bajas cuando el colector no está en operación.

Objeto de la invención

Puede verse como un objeto de la invención proporcionar un método mejorado para mantener los absorbedores solares mediante láminas de polímero industrial fabricadas mediante procesos industriales de fabricación rollo a rollo. Puede verse como un objeto adicional de la invención reducir el costo de los absorbedores solares.

Puede verse como otro objeto de la invención proporcionar un absorbedor solar que sea blando y flexible.

Puede verse como otro objeto de la invención simplificar el despliegue del campo absorbedor solar.

Puede verse como un objeto adicional de la invención reducir el costo de los absorbedores solares.

Puede verse como un objeto de la invención proporcionar un absorbedor solar mejorado que pueda modificarse dinámicamente para convertirse en un emisor de calor.

Puede verse como un objeto de la invención proporcionar un método para la prevención o dispersión de la niebla mediante el uso del absorbedor solar mejorado que puede modificarse dinámicamente para convertirse en un emisor de calor.

Puede verse como un objeto de la invención proporcionar un método para la prevención de daños por heladas en los cultivos mediante el uso del absorbedor solar mejorado que puede modificarse dinámicamente para convertirse en un emisor de calor.

Descripción de la invención

Los aspectos de la presente invención se definen en relación con las reivindicaciones independientes adjuntas. En un primer aspecto, la presente invención se refiere a un absorbedor térmico solar a través del cual puede circular un fluido de transferencia de calor para calentarse mediante la radiación solar que incide sobre una superficie superior del absorbedor, comprendiendo el absorbedor capas superpuestas de lámina flexible unidas herméticamente en las juntas para formar múltiples recintos entre las respectivas capas cohesionadas,

en el que un primer recinto proporciona un pasaje para que circule un fluido de transferencia de calor, y en el que un segundo recinto es capaz de llenarse selectivamente con un gas, el segundo recinto que está por encima y superpuesto al primer recinto, de manera que la radiación solar pasa a través del segundo recinto para alcanzar la capa superior que forma el paso de fluidos, en el que el segundo recinto (42) es capaz de evacuarse, al menos parcialmente, del gas, aumentando así la transferencia de calor por convección entre el fluido circulante y el entorno ambiental,

en el que la capa superior que forma el paso de fluidos comprende una lámina flexible selectiva de longitud de onda que comprende:

una capa de polímero con una nanoestructura superficial; y

una capa de metal que recubre conformemente la nanoestructura de la superficie de dicha capa de polímero y que mira hacia el lado opuesto del paso de fluidos,

de manera que el coeficiente de absorción varía con la longitud de onda, teniendo un coeficiente de absorción relativamente alto en el espectro visible y NIR y un coeficiente de absorción relativamente bajo en el espectro FIR.

La lámina flexible selectiva de longitud de onda puede caracterizarse por la absorción de luz visible normal a la superficie desde el lado de dicha capa de metal es de al menos el 70%, y la absorción de radiación infrarroja lejana en el intervalo de 5-10 pm desde el lado de dicha capa de metal es inferior al 30%. Además, pueden usarse otros materiales para la capa superior del paso de fluidos que son reflectantes a la radiación infrarroja lejana, pero transparentes (en lugar de absorbedores) a la luz visible e infrarroja cercana.

El uso de una lámina flexible selectiva de longitud de onda flexible unida con otras láminas flexibles logra un absorbedor solar térmico de bajo costo, y simple de fabricar que puede transportarse, almacenarse y desplegarse fácilmente. El segundo recinto puede llenarse selectivamente con gas, es decir, inflarse, para aislar el paso de fluidos y reducir las pérdidas por radiación y convección cuando el fluido se calienta por la radiación solar. La lámina flexible selectiva de longitud de onda es efectiva para reducir las pérdidas por radiación, mientras absorbe la luz solar que incide sobre la superficie superior del dispositivo que pasa a través del segundo recinto y se absorbe por la lámina flexible selectiva de longitud de onda y se convierte en calor en el fluido circulante. El fluido circulante puede almacenar el calor para uso futuro o para convertirlo en otras formas de energía, como se requiera.

El absorbedor puede fabricarse de forma simple y económica uniendo la lámina flexible selectiva de longitud de onda a otra capa de lámina flexible para formar el primer recinto que proporciona el paso de fluidos, y luego uniendo una tercera capa de material de película flexible a la parte superior de la lámina selectiva de longitud de onda para formar el recinto que cubre el paso de fluidos. Por lo tanto, en las realizaciones, solo se necesitan tres capas de material unidas selectivamente para formar los recintos.

Los absorbedores solares selectivos convencionales constan de un recipiente metálico con un revestimiento selectivo, que absorbe la luz solar con gran eficacia y evita al mismo tiempo la radiación de cuerpo negro a la temperatura de funcionamiento del absorbedor, normalmente entre 50 y 95 °C. Sin embargo, estos absorbedores solares son lentos de producir e instalar debido a los procesos de metalurgia y recubrimiento involucrados. Estos problemas son mitigados por las realizaciones preferidas de la presente invención proporcionando un absorbedor solar térmico que comprende una pluralidad de capas de láminas flexibles.

El segundo recinto es capaz de evacuarse al menos parcialmente, del gas, aumentando así la transferencia de calor por convección entre el dicho fluido circulante y el entorno ambiental. Esto permite que el absorbedor solar térmico se reconfigure dinámicamente para que sea un emisor más eficiente de energía térmica del fluido circulante. En las aplicaciones, la energía térmica absorbida desde la luz solar se almacena a través del fluido circulante para uso futuro cuando la temperatura del fluido es más alta que la temperatura del aire ambiente y se desea devolver el calor al entorno a través del absorbedor solar. Por ejemplo, el calor se almacena durante las horas de luz solar y se "recupera" por la noche cuando las temperaturas son más bajas o se cumple alguna otra condición relevante. Por lo tanto, en el primer escenario, es deseable que el absorbedor solar minimice la pérdida de calor del fluido circulante, mientras que en el segundo escenario es deseable que el absorbedor solar se convierta en un radiador más eficiente del calor almacenado. El absorbedor solar puede reconfigurarse dinámicamente al ajustar la cantidad de gas en el segundo recinto para ajustar la capacidad del dispositivo para irradiar calor.

Por lo tanto, con la segunda capa inflada, el absorbedor es selectivo de longitud de onda y adaptado para absorber energía solar, pero con la segunda capa evacuada, el dispositivo "cambia" a una configuración de radiador eficiente y deja de ser selectivo de longitud de onda. Puede crearse un contacto térmico directo entre la lámina de la capa superior y la lámina selectiva de longitud de onda, aumentando grandemente las pérdidas de calor por convección y radiación, convirtiendo efectivamente el absorbedor solar en un emisor térmico, siempre que el líquido circulante tenga una temperatura superior a la temperatura ambiente. La lámina de la capa superior en sí misma puede tener una alta emisividad térmica para irradiar a un alto nivel y tener una convección mucho mayor al aire ambiente.

Esta tecnología tiene una multitud de aplicaciones útiles, como se describe en este documento, tal como evitar heladas, niebla, etc., en el que los esquemas de la técnica anterior es común quemar combustibles fósiles para mitigar estos problemas.

En una realización, un tercer recinto puede llenarse con gas, el tercer recinto se superpone y está debajo del primer recinto. Por lo tanto, el absorbedor solar tiene una bolsa de aire aislante a ambos lados del paso de fluidos, minimizando las pérdidas de calor. Los recintos segundo y tercero pueden ser inflables individualmente y/o capaces de evacuarse individualmente, por ejemplo, al tener puertos separados o una válvula conmutable. El tercer recinto puede permanecer lleno de gas cuando el segundo recinto se evacúa de gas, con el fin de controlar la liberación de calor en dirección ascendente.

El tercer recinto puede formarse al unir una película flexible a la capa inferior que forma el paso de fluidos. Por lo tanto, en las realizaciones, solo se necesitan cuatro capas de material unidas selectivamente para formar los recintos.

En una modalidad, el tercer recinto es capaz de evacuarse, al menos parcialmente, del gas, aumentando así la transferencia de calor por convección entre dicho fluido circulante y el entorno ambiental. Por lo tanto, el absorbedor solar puede hacerse para irradiar más eficientemente el calor de su superficie inferior al evacuar el aire del tercer recinto. Esto puede ser útil donde se desea dirigir el calor en ambas direcciones o, alternativamente, sólo se evacúa el gas del tercer recinto, por lo que el calor se emite al entorno en dirección descendente.

La vía del paso de fluidos puede configurarse como una pluralidad de canales mediante uniones apropiadas entre las capas que forman el primer recinto. Similarmente, los recintos segundo y/o tercero pueden configurarse como una pluralidad de canales mediante uniones apropiadas entre las capas que forman esos recintos, por ejemplo, 4 o más canales generalmente paralelos. Por lo tanto, en la sección transversal, el absorbedor solar puede tener la estructura de un arreglo de celdas, donde las uniones entre las celdas de una capa de celdas no coinciden con las uniones de las capas adyacentes, añadiendo rigidez estructural, y permitiendo que el absorbedor solar ocupe un área grande sin que la presión del fluido sea excesiva y minimizando la altura total para promover la absorción efectiva de calor por el fluido circulante. Las celdas en al menos una capa pueden desplazarse de las celdas en la siguiente capa, para aumentar la rigidez estructural. Los recintos pueden tener colectores internos que conectan los puertos de entrada/salida a la pluralidad de canales. Alternativamente o adicionalmente, cada canal puede tener su propio puerto de entrada/salida, que puede conectarse externamente a un colector o bombas separadas. Por lo tanto, grandes áreas pueden ser cubiertas por un absorbedor solar de este diseño. En las realizaciones, el absorbedor solar puede tener 10 m 50 m más de largo y/o ancho. En aplicaciones típicas, se espera que se prefiera un tamaño (distancia entre costuras) de 1 cm a 10 cm, y quizás hasta 20 cm. Por lo tanto, cada canal tiene una sección transversal de entre aprox. 3 cm2 y 60 cm2. Las consideraciones principales son que debe mantenerse un flujo dado de fluido de transferencia de calor para eliminar la energía absorbida del sistema. Esto requiere una presión que depende del tamaño del "tubo". Cuanto más grande es el tubo, menor es la presión. Sin embargo, los tubos grandes contendrán mucho líquido, lo que no es práctico, y en el caso de un tubo, puede volverse inestable. Con un tubo más grande, tendrá lugar una menor difusión de calor desde el borde del tubo, donde el flujo es bajo y, por lo tanto, la temperatura de la superficie será innecesariamente alta.

En una realización, la lámina selectiva de longitud de onda comprende nanoestructuras antirreflectantes de gradiente de índice de refracción.

En una realización, la capa inferior del primer recinto se metaliza. Por lo tanto, esto ayuda a evitar la pérdida de calor del fluido circulante a través de la superficie inferior del paso de fluidos.

En una realización, la capa más baja es resistente al desgaste debido al contacto con el suelo. Por ejemplo, puede recibir un revestimiento resistente al desgaste o unirse a un sustrato resistente al desgaste para mejorar la solidez del dispositivo general durante el despliegue.

En una realización, se proporciona un recinto adicional en la parte inferior del absorbedor solar térmico capaz de llenarse con líquido para anclar el absorbedor solar térmico en uso. Esto puede ayudar a evitar que el absorbedor solar se vea afectado por el viento y reducir o eliminar la necesidad de amarrar o fijar el absorbedor al suelo.

En una realización, la capa superior del segundo recinto comprende un absorbedor de UV. Por lo tanto, la luz solar incidente en la superficie superior se absorbe y se transmite a la capa selectiva de longitud de onda, que transforma la radiación solar en energía térmica transmitida al fluido circulante

En una realización, el absorbedor solar puede plegarse por medio de las capas de lámina flexible para su almacenamiento o transportación cuando no se usa.

Por lo tanto, en aspectos de la presente invención, se propone crear primero un material selectivo de longitud de onda recubriendo una lámina de polímero nanoestructurado con una capa delgada de metal, por ejemplo, aluminio, luego usar este material para crear un dispositivo absorbedor solar y luego usar este dispositivo para recolectar calor durante la luz del sol, almacenarlo en el suelo y extraer el calor del suelo más tarde a pedido donde el absorbedor solar puede modificarse dinámicamente para convertirse en un emisor térmico, que calentará los alrededores, por ejemplo, para prevenir o dispersar la niebla o para evitar la congelación de cultivos sensibles a las heladas.

Otros aspectos de la invención se refieren a los métodos de fabricación de dispositivos de absorción solar como se ha descrito anteriormente.

Los inventores han observado que los materiales reflectantes, como el aluminio, pueden volverse absorbedores al estructurar la superficie. Sin embargo, la mayoría de las estructuras aumentarán significativamente la absorción tanto en el espectro visible, NIR y FIR. Para resolver esto, hemos desplegado nanoestructuras especiales con dimensiones específicas precisas para permitir la absorción selectiva en el intervalo de longitud de onda visible y NIR. Mediante el uso de tales estructuras, se ha obtenido una absorción simultánea en el intervalo visible superior a 0,8 y una emisión inferior a 0,2 en el intervalo FIR. Además, estas estructuras se han producido mediante el uso de recubrimiento de nanoextrusión rollo a rollo y posterior metalización rollo a rollo mediante el uso de la evaporación de aluminio.

Las características de las nanoestructuras usadas son que el valor Rz (altura) es bajo, típicamente menos de 500 nm a 1000 nm, que el espaciado en el plano de las estructuras es menor de 300 nm a 500 nm, y el factor de llenado normal al plano cambia en una manera continua (a diferencia de, por ejemplo, estructuras binarias/de dos niveles, donde el factor de llenado cambia discretamente entre diferentes niveles).

Una realización se refiere a una lámina flexible selectiva de longitud de onda que comprende:

- Una primera capa de polímero con una nanoestructura superficial

- Una capa de metal que recubre conformemente la nanoestructura superficial de dicha primera capa de polímero

- caracterizada porque la absorción de la luz visible normal a la superficie desde el lado de dicha capa metálica es de al menos el 70%, con mayor preferencia del 80% y con mayor preferencia del 90%

- y caracterizado además porque la absorción de la radiación infrarroja lejana en el intervalo de 5-10 pm desde el lado de dicha capa de metal está por debajo del 30 %, con mayor preferencia por debajo del 25 % y con mayor preferencia por debajo del 20 %.

Una realización se refiere además a una lámina flexible selectiva de longitud de onda donde dichas nanoestructuras tienen una longitud característica en las direcciones de la capa de menos de 1000 nm, con mayor preferencia menos de 600 nm, con mayor preferencia menos de 500 nm, incluso con mayor preferencia menos de 400 nm y lo con mayor preferencia menos de 300 nm, y una altura entre 50 nm y 1000 nm, con mayor preferencia entre l00 nm y 500 nm, y lo con mayor preferencia entre 200 nm y 400 nm, y un factor de llenado desde la parte superior de las estructuras hasta la parte inferior que aumenta continuamente de 0 a 1.

Una realización se refiere además a una lámina flexible selectiva de longitud de onda donde dicha capa de metal comprende aluminio.

Una realización se refiere además a una lámina flexible selectiva de longitud de onda donde la capa de aluminio tiene un grosor de menos de 100 nm, con mayor preferencia menos de 75 nm y con mayor preferencia menos de 50 nm.

Una realización además se refiere a una lámina flexible selectiva de longitud de onda donde las dichas nanoestructuras tienen una relación de aspecto superior a 0,5, con mayor preferencia superior a 0,75 y con mayor preferencia superior a 1.

Además, una realización se refiere a una lámina flexible selectiva de longitud de onda donde la dicha primera capa de polímero comprende un polímero termoplástico

Una modalidad se refiere además a una lámina flexible selectiva de longitud de onda donde dicha primera capa polimérica comprende una lámina portadora de un polímero flexible y no elástico y una segunda capa polimérica, que comprende un polímero flexible, elástico y semicristalino nanoestructurado.

Una realización se refiere además a una lámina flexible selectiva de longitud de onda donde dicha primera capa de polímero comprende PET (tereftalato de polietileno), y la segunda capa de polímero comprende PP (polipropileno). Una realización se refiere además a una lámina flexible selectiva de longitud de onda donde dicha primera capa de polímero se recubre con la segunda capa de polímero mediante el uso de un recubrimiento por extrusión.

Una realización además se refiere a un método para fabricar dicha lámina flexible selectiva de longitud de onda, donde el método comprende el recubrimiento por extrusión de dicha capa nanoestructurada con un proceso de metalización posterior que comprende la deposición por evaporación térmica o la deposición por pulverización. Una realización se refiere además a un absorbedor solar térmico que comprende una lámina flexible selectiva de longitud de onda.

Una realización se refiere además a un absorbedor solar térmico donde dicha lámina flexible selectiva de longitud de onda forma parte de un dispositivo para calentar un fluido circulante.

Una realización se refiere además a un absorbedor solar térmico que comprende varias capas de lámina flexible que incluye la lámina flexible selectiva de longitud de onda que se adhieren parcialmente entre sí, formando los recintos. Una realización se refiere además a un absorbedor solar térmico en el que dichos recintos pueden estar llenos de un fluido circulante o de un fluido no circulante.

Una realización se refiere además a un absorbedor solar térmico caracterizado por tener al menos 3 capas de dichas láminas flexibles parcialmente adheridas entre sí, formando así entre ellas al menos 2 capas de recintos, el recinto superior puede llenarse con gas y el recinto inferior puede llenarse con un fluido circulante, y se caracteriza además por que la capa superior del recinto inferior con dicho fluido circulante comprende dicha lámina flexible selectiva de la longitud de onda donde dicho metal está orientado hacia el exterior de dicho fluido circulante.

Una realización se refiere además a un absorbedor solar térmico caracterizado por tener al menos 4 capas de dichas láminas flexibles parcialmente adheridas entre sí, formando así entre ellas al menos 3 capas de recintos, pudiendo llenarse el recinto inferior y el superior con gas estacionario y el recinto intermedio puede llenarse con fluido circulante, y caracterizado además porque la capa superior del recinto intermedio con dicho fluido circulante comprende dicha lámina flexible selectiva de longitud de onda donde dicho metal mira hacia el exterior de dicho fluido circulante.

Como se discutió anteriormente, una capa de polímero flexible con nanoestructura recubierta con aluminio es una forma preferida de proporcionar una lámina flexible selectiva de longitud de onda. Sin embargo, pueden usarse otros tipos de lámina flexible selectiva de longitud de onda.

Una realización se refiere además a un absorbedor solar térmico donde las capas superior e inferior pueden evacuarse al menos parcialmente, del gas, aumentando así la transferencia de calor por convección entre dicho fluido circulante y el entorno ambiental.

El absorbedor solar térmico puede comprender una bomba conectada al recinto medio para hacer circular el fluido y/o una bomba conectada a los recintos superior o inferior para inflar/evacuar el aire.

Una realización se refiere además a un absorbedor solar térmico donde dicha lámina flexible que forma la capa superior comprende nanoestructuras antirreflectantes de gradiente de índice de refracción.

Una realización se refiere además a un absorbedor solar térmico en el que dicha lámina flexible que forma la capa inferior del recinto intermedio se metaliza.

Una realización se refiere además a un absorbedor solar térmico en el que dicha lámina flexible que forma la capa inferior del recinto inferior es resistente al desgaste debido al contacto con el suelo.

Una realización se refiere además a un absorbedor solar térmico donde dicha lámina flexible que forma la capa superior del recinto superior comprende un absorbedor de UV.

La invención se refiere además a un método para absorber energía de la luz solar caracterizado por el uso de un absorbedor solar térmico como se reivindica en la reivindicación 1, que comprende una lámina flexible selectiva de longitud de onda, caracterizado porque el fluido circulante es agua o una solución acuosa, el gas es aire y al menos parte de la energía absorbida en dicha luz solar absorbida por dicho fluido circulante se deposita en el suelo. La invención se refiere además a un método de calentamiento de un volumen de aire mediante el uso de un absorbedor solar térmico, absorbedor como se reivindica en la reivindicaciónl, caracterizado porque el recinto inferior está lleno con un gas estacionario, el recinto intermedio está lleno con fluido circulante a una temperatura de entrada superior a la temperatura ambiente, y el recinto superior se evacua, estando así en contacto térmico con el recinto intermedio que comprende el fluido circulante.

La invención se refiere además a un método para la prevención o dispersión de la niebla mediante el uso del absorbedor solar térmico de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por las siguientes etapas:

- desplegar el absorbedor solar térmico

- mediante el uso de dicho absorbedor solar térmico desplegado para absorber energía durante la luz solar y almacenar al menos una parte de esta energía en un almacenamiento térmico, preferentemente el suelo - durante los períodos con niebla o riesgo de ella, circular un fluido a través del almacenamiento de energía que alcance una temperatura mayor a la del aire ambiente y, posteriormente, a través del absorbedor solar térmico desplegado

Una realización se refiere además a un método de prevención o dispersión de la niebla en el que dicha capa superior de dicho absorbedor de energía solar térmica se evacúa al menos parcialmente de gas.

Una realización se refiere además a un método para la prevención o dispersión de la niebla desplegada en un aeropuerto, puerto, vía férrea, vía de vehículos de motor, campo deportivo o una instalación agrícola.

La invención se refiere además a un método para la prevención de la formación de hielo o la eliminación de hielo o nieve caracterizado por el uso de un absorbedor solar térmico como se reivindica en la reivindicación 1, que comprende

una lámina flexible selectiva de longitud de onda, caracterizada mediante el fluido circulante es agua o una solución acuosa, el gas es aire, y al menos una parte de la energía absorbida en dicha luz solar absorbida por dicho fluido circulante se deposita en el suelo sobre el que se quiere evitar la formación de hielo o nieve, mediante el calentamiento de la superficie del suelo, derritiendo así dicha nieve o hielo.

La invención se refiere además a un método para la prevención de la formación de hielo o escarcha caracterizado por el uso de un absorbedor solar térmico de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende una

lámina flexible selectiva de longitud de onda, caracterizada porque el fluido circulante absorbe la energía del suelo y, por lo tanto, tiene una temperatura más alta que la ambiente cuando circula en dicho absorbedor solar térmico. La invención se refiere además a un método para la prevención de la formación de hielo o escarcha caracterizado por el uso de un absorbedor solar térmico de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende una

lámina flexible selectiva de longitud de onda, caracterizada porque la capa superior se evacúa al menos parcialmente.

La invención se refiere además a un método para la prevención de daños por heladas en cultivos o plantas, caracterizado por el uso de un absorbedor solar térmico 2. cómo se reivindica en la reivindicación 1, que comprende una

lámina flexible selectiva de longitud de onda, y al menos parte de la energía absorbida durante la luz solar en dicha luz solar absorbida por dicho fluido circulante que se deposita en el suelo, y posteriormente sobre la necesidad de prevenir dicho daño a cultivos o plantas, fluido circulante desde el suelo en una temperatura más alta a dicho absorbedor solar térmico presente en un ambiente circundante de temperatura más baja, calentando así el ambiente circundante adecuadamente a través de medios combinados de convención de calor y radiación térmica para evitar daños por heladas a dichos cultivos o plantas.

Por lámina de polímero se entiende una lámina flexible de materiales poliméricos, que comprende una o más capas de materiales poliméricos. La lámina de polímero puede contener partes no poliméricas, tales como capas delgadas de metal reflectante, estabilizadores UV u otros aditivos. El grosor de las láminas de polímero está típicamente en el intervalo de 20 a 200 pm, pero pueden encontrarse láminas más delgadas o más gruesas.

Por longitud de onda selectiva se entiende una superficie con diferentes coeficientes de absorción/emisión para la radiación electromagnética en los espectros visible/IR cercano e IR lejano, respectivamente. En este contexto se entiende un material que tiene un alto coeficiente de absorción en el espectro visible/IR cercano con el fin de absorber la mayor cantidad de luz solar posible, y un bajo coeficiente de absorción en el espectro IR lejano para emitir la menor radiación térmica posible.

Por nanoestructura superficial se entiende una característica topográfica de la superficie con una longitud de repetición o una escala de longitud característica de 1000 nm o menos.

Por factor de llenado se entiende el área relativa en una sección transversal a una altura dada que es material sólido, siendo el resto aire o material diferente.

Por polímero elástico y no elástico se entiende polímeros que pueden deformarse elásticamente (deformación de longitud) en más y menos del 5%, respectivamente, sin romperse o deformarse plásticamente/permanentemente. Por recinto se entiende un volumen al que sólo se accede a través de una o varias entradas y salidas. Un ejemplo son dos láminas pegadas por los lados en su dirección longitudinal, formando así un tubo largo, donde puede accederse al volumen encerrado en los dos extremos de la lámina, para entrada y salida, respectivamente.

Por superior e inferior se entiende el lado que mira hacia el sol y hacia el suelo durante el uso del absorbedor solar, respectivamente.

Por inflado se entiende que un recinto se llena de gas para aumentar su volumen, pero no necesariamente llenar el recinto hasta su volumen máximo.

Por evacuado se entiende que se drena el gas de un recinto para disminuir su volumen, pero no necesariamente se drena todo el gas del recinto.

Por nanoestructuras antirreflectantes de gradiente de índice de refracción se entiende una estructuración superficial topográfica mediante el uso de nanoestructuras para disminuir el coeficiente de reflexión superficial de dicha superficie.

Por absorbedor solar térmico se entiende un dispositivo cuya función principal es absorber la luz solar y convertir la energía que contiene en calor mediante el uso de un fluido portador.

Por adherido parcialmente se entiende dos láminas que se superponen, pero solo se unen en una parte específica, por ejemplo, mediante dos líneas paralelas, creando de esta manera un volumen cerrado entre las dos líneas, con una conexión abierta en cada extremo donde puede entrar o salir el agua en circulación.

Por revestimiento por extrusión se entiende el proceso de revestimiento de una lámina en un proceso continuo rollo a rollo, como se describe en la literatura, véase, por ejemplo, El documento [Gregory, BH, " Extrusion Coating", Trafford, 2007, ISBN 978-1-4120-4072-3].

Todas las características descritas pueden usarse en combinación siempre que no sean incompatibles con ellas. Breve descripción de las figuras

El método y el aparato de acuerdo con la invención se describirán ahora con más detalle con respecto a las Figuras adjuntas. Las Figuras muestran una manera de implementar la presente invención y no debe interpretarse como una limitación a otras posibles realizaciones que entren en el ámbito de las reivindicaciones.

La Figura 1 muestra una vista en sección transversal de una lámina selectiva de longitud de onda de acuerdo con una realización de la presente invención.

La Figura 2 muestra el efecto de la lámina con relación a la luz solar.

La Figura 3 muestra una vista en sección transversal de un ejemplo de un dispositivo que incorpora la lámina de la Figura 1 usada para calentar de un fluido circulante de acuerdo con una realización de la presente invención.

La Figura 4 muestra otro ejemplo de un dispositivo que incorpora la lámina de la Figura 1 usada para calentar un fluido circulante de acuerdo con una realización de la presente invención.

La Figura 5 muestra una configuración del absorbedor solar de la Figura 4 en la que la configuración se ha cambiado dinámicamente para convertirse en un transmisor eficiente.

La Figura 6 muestra otro ejemplo de un absorbedor solar de acuerdo con una realización de la presente invención.

Las Figuras 7a y 7b muestran secciones transversales del absorbedor de la Figura 4 colocado en el suelo en uso, y respectivamente las dos situaciones típicas de uso de absorción solar y transmisión de calor junto con el flujo de energía en las dos situaciones.

La Figura 8 muestra una vista en planta del absorbedor de la Figura 4 desde arriba, mostrando las uniones entre las capas.

La Figura 9 muestra un sistema que incorpora el absorbedor de la Figura 4.

Descripción detallada de las modalidades

La Figura 1 muestra una vista en sección transversal de una lámina selectiva de longitud de onda 10, donde una lámina portadora 13 se recubre en un proceso de revestimiento por nanoextrusión con un polímero termoplástico 12, formando una superficie polimérica nanoestructurada 12a. Esta superficie se recubre posteriormente con un revestimiento de aluminio conforme 11. La lámina resultante 10 es flexible. Como se describió anteriormente, las nanoestructuras tienen una dimensión específica precisa para permitir la absorción selectiva en el intervalo de longitud de onda visible y NIR. Mediante el uso de tales estructuras, se ha obtenido una absorción simultánea en el intervalo visible superior a 0,8 y una emisión inferior a 0,2 en el intervalo FIR. Además, estas estructuras pueden producirse mediante el uso de un revestimiento de nanoextrusión rollo a rollo y una posterior metalización rollo a rollo mediante el uso de evaporación de aluminio.

La Figura 2 muestra el efecto de la superficie de la lámina en relación con la luz, donde la luz solar 21 se absorbe con una alta eficiencia / baja reflectancia 22 y la radiación térmica se emite con una baja intensidad 23.

La Figura 3 muestra la vista en sección transversal de un dispositivo usado para calentar un fluido circulante que incorpora una capa 31 de la lámina selectiva de longitud de onda 10. En el presente ejemplo, el fluido es un líquido, tal como agua o una solución acuosa. La capa de lámina selectiva de longitud de onda 31 se une 61 a otra lámina flexible 32 para formar un recinto 33, donde puede fluir el líquido circulante. Cuando la luz solar incide en la superficie superior, la superficie selectiva de la longitud de onda absorbe la luz que se convierte en calor, que a su vez se transfiere al líquido por convección.

La Figura 4 muestra otra realización de la invención, donde la capa intermedia donde circula el líquido 31-33 se complementa con una capa superior de lámina flexible 41, que forma un recinto de capa superior 42, y una capa inferior de lámina flexible 43 que forma un recinto de capa inferior 44. Por lo tanto, se crean varias uniones separadas 62 entre la lámina flexible de la capa superior 41 y la lámina selectiva de longitud de onda 31 para formar un recinto 42 que comprende una serie de canales paralelos 68, y del mismo modo, se crean varias uniones separadas 62 entre la lámina flexible inferior 43 y la capa inferior 32 del paso de fluidos, para formar un recinto inferior 44 que comprende una serie de canales paralelos 69. La función de los recintos de las capas superior e inferior 42, 44 es aislar térmicamente el líquido circulante 33 en el recinto central, y típicamente se llenará con un gas estacionario, como aire, con el fin de reducir las pérdidas por convección. Las uniones 62 que forman el recinto superior e inferior pueden desplazarse lateralmente de las uniones 61 que forman el paso de líquido para ayudar a endurecer el dispositivo cuando se infla con gas.

Puede usarse cualquier medio adecuado para unir las capas de lámina flexible. Por ejemplo, las capas pueden soldarse mediante el uso de calor o soldadura química, o pueden usarse adhesivos.

La Figura 5 muestra otra característica del absorbedor solar 40, a saber, la capacidad de cambiar dinámicamente el absorbedor para convertirse en un transmisor eficiente. Cuando se usa como absorbedor, la cubierta de la capa superior se infla (línea continua), lo que proporciona un alto aislamiento térmico. Evacuando parcialmente el gas del recinto de la capa superior (línea discontinua grande), puede reducirse el aislamiento térmico, y evacuando aún más el recinto superior (línea discontinua pequeña), se crea un contacto térmico directo entre la lámina de la capa superior y la lámina selectiva de la longitud de onda, lo que aumenta en gran medida las pérdidas de calor tanto convectivas como radiactivas, convirtiendo efectivamente el absorbedor solar en un emisor térmico, siempre que el líquido circulante tenga una temperatura superior a la temperatura ambiente. La lámina de la capa superior en sí tiene una alta emisividad térmica (las láminas de polímero típicas están cerca de 0,9) y, por lo tanto, irradiará a un alto nivel y tendrá una convección mucho mayor al aire ambiente. En algunas aplicaciones, la capacidad de mover el calor del líquido al aire es importante, por ejemplo, si se dispersa niebla o se evita que la temperatura descienda por debajo de un nivel determinado (por ejemplo, sistemas antihielo para uso agrícola).

La Figura 6 muestra otra característica del absorbedor solar, a saber, la opción de hacer un recinto de anclaje inferior adicional 45 desde una o más capas adicionales de lámina flexible cuyo otro sustrato puede unirse a la parte inferior del absorbedor solar y que aumentará la estabilidad mecánica del dispositivo frente, por ejemplo, al viento, al permitir que la capa de anclaje se llene, por ejemplo, con agua.

Las Figuras 7a y 7b muestran secciones transversales del suelo sobre el que se coloca el absorbedor y, respectivamente, las dos situaciones típicas de uso junto con el flujo de energía en las dos situaciones, indicado por flechas. A la izquierda, donde la energía solar se absorbe en un líquido circulante y se almacena en el suelo más frío (típicamente con un recinto superior inflado), y a la derecha, donde el calor previamente almacenado en el suelo se absorbe por el líquido circulante y emitido al aire más frío por el absorbedor solar con un recinto superior evacuado. La Figura 8 muestra una vista en planta del absorbedor desde arriba, mostrando las uniones entre las capas (también mostradas en la vista en sección transversal de la Figura 4). Las uniones 61 entre las capas intermedias 31, 32 se extienden alrededor de la periferia del dispositivo y también se extienden en líneas generalmente paralelas a lo largo del dispositivo entre una entrada 65 y una salida 66 para formar un paso de fluidos 33 que comprende una pluralidad de canales 63 generalmente paralelos con un colector 64 en cada extremo al que se conectan la entrada 65 y la salida 66. Las líneas discontinuas muestran la posición de las uniones 62 entre la capa superior 41 y la capa intermedia 31 que forman el recinto superior 42 (una disposición similar se usa para las uniones entre la capa inferior 43 y la capa intermedia 32 que forman el recinto inferior 44). Las uniones 62 se extienden alrededor de la periferia del dispositivo y también se extienden en líneas paralelas a lo largo del dispositivo para formar un recinto 42 que comprende varias cámaras 62 en comunicación fluida con un puerto 67 a través del cual puede llenarse y evacuar el gas desde el recinto 42.

Pueden usarse otras disposiciones de líneas de unión entre las capas. Por ejemplo, los canales 63 dentro del dispositivo pueden separarse y tener sus propias entradas y salidas, donde se usa un colector externo para conectar las entradas/salidas a una bomba. Por ejemplo, puede usarse un camino laberíntico entre la entrada 65 y la salida 66 y/o para el recinto superior y/o inferior, en lugar de canales paralelos. Puede usarse más de un paso y/o recinto en el dispositivo, que tenga su propia entrada/salida/puertos individuales. El puerto 67 puede estar en comunicación con los recintos inferior y superior 42, 44 de manera que ambos puedan llenarse de gas/evacuarse simultáneamente. Alternativamente, pueden proporcionarse puertos separados para los recintos inferior y superior 42, 44 de manera que puedan llenarse y evacuarse independientemente, por ejemplo, mediante bombas separadas, o al usar una válvula controlable que controle cuál de los recintos se infla/evacúa.

La Figura 9 muestra un diagrama esquemático del absorbedor solar 40 en uso. Una bomba 71 se conecta al puerto 67 de manera que el gas, por ejemplo, el aire de la atmósfera 73 puede bombearse a los recintos superior e inferior 42, 44. Una segunda bomba 72 se dispone para bombear líquido entre la entrada 65 y la salida 66 del absorbedor solar a través de la tubería 74 de manera que el líquido pueda circular en el absorbedor solar. La tubería 74 se entierra en el suelo para que el calor se transfiera desde el líquido circulante al suelo. Se dispone un sistema de control 76 para controlar las bombas a través de las conexiones 80. Puede usarse un sensor 78 para monitorear el entorno para determinar cuándo ajustar el modo de operación, por ejemplo, al ajustar el nivel de inflación del recinto superior y/o inferior al controlar la bomba 71 y/o al ajustar la velocidad de circulación del líquido a través de la bomba 72. Por ejemplo, esto puede provocarse por cambios de temperatura. Por lo tanto, si la temperatura ambiente cae por debajo de un nivel predeterminado, indicando el riesgo de heladas, el sistema de control 76 puede adaptar el sistema evacuando el recinto superior 42 para aumentar la radiación de calor. Alternativamente, el sistema de control puede controlar el sistema de acuerdo con la hora del día o del año, o para control manual o control remoto. El sistema de control y/o las bombas pueden accionarse mediante un panel fotovoltaico (no mostrado) y/o un almacenamiento de baterías para almacenar la energía del panel para los periodos cuando la generación de energía solar es insuficiente, para no necesitar un suministro eléctrico externo.

Si se desea, puede conectarse un tanque de almacenamiento 75 u otro dispositivo en línea con la tubería 74 para almacenar un volumen del líquido en circulación y así aumentar la capacidad de almacenamiento de calor. El tanque 75 puede, por ejemplo, enterrarse en el suelo o aislarse de otra manera contra la pérdida de calor. Si se desea, puede introducirse un calentador (no mostrado) para calentar el líquido circulante por los periodos donde la radiación solar sea insuficiente para calentar el líquido a la temperatura deseada. El sistema de control 76 puede conectarse a los sensores adicionales para monitorear la temperatura del fluido y para controlar el calentador para mantener la temperatura deseada.

En un ejemplo de una aplicación, se nanoextruye una lámina de polímero para formar una nanoestructura de superficie con una altura (Rz) de 400 nm, una distancia entre estructuras en el plano de la lámina de 280 nm y un factor de llenado en constante aumento. La lámina de polímero se recubre con 50 nm de revestimiento de aluminio conformado por evaporación de aluminio rollo a rollo.

La primera lámina de polímero se suelda en línea mediante el uso de soldadura ultrasónica a una lámina de polímero lisa con 50 nm de aluminio mirando hacia el lado contrario de dicha primera hoja, formando así un recinto donde puede circular un líquido. Una lámina de capa superior con nanoestructuras antirreflectantes de gradiente de índice se pega en línea al lado superior de la lámina selectiva de longitud de onda, formando un recinto superior, y una lámina de capa inferior se pega en línea al lado inferior de la lámina de polímero suave con 50 nm aluminio. El extremo del absorbedor solar se conecta a un colector con el fin de permitir el acceso externo a los recintos individuales, y el absorbedor solar se coloca en el suelo de un aeropuerto, junto a la pista. El colector se conecta a una bomba que permite la circulación de agua en el recinto central, y también a una bomba que puede inflar tanto la capa superior como la inferior, y también evacuar la capa superior. El agua circulante sigue circulando a través de un tubo, por ejemplo, un tubo PEX, excavado en el suelo, antes de entrar en el colector opuesto.

Durante la luz del sol, el recinto superior se infla, lo que reduce grandemente las pérdidas térmicas del absorbedor, y el agua circulante calentada deposita la mayor parte del calor absorbido del sol en el suelo, calentando así el volumen alrededor del tubo PEX a alrededor de 40 °C durante el verano. Durante condiciones frías y húmedas en otoño, invierno o primavera donde existe el riesgo de niebla, el recinto superior se evacúa y circula líquido a la temperatura del suelo. El calor se emite desde el líquido más caliente al aire ambiente más frío, evitando o dispersando así la niebla. Después de circular por el absorbedor solar, el líquido circulante pasa a través del tubo PEX y así se recalienta a la temperatura del suelo.

En un segundo ejemplo de una aplicación, se nanoextruye una lámina de polímero para formar una nanoestructura de superficie con Rz de 350 nm, una distancia entre estructuras en el plano de la lámina de 200 nm y un factor de llenado que aumenta continuamente. La lámina de polímero se recubre con 75 nm de revestimiento de aluminio conformado mediante pulverización catódica de aluminio rollo a rollo.

La primera lámina de polímero se suelda en línea usando la soldadura por contacto térmico a una lámina de polímero lisa con 50 nm de aluminio mirando hacia el lado opuesto de dicha primera lámina, formando así un recinto donde puede circular un líquido. Una lámina de capa superior con nanoestructuras antirreflectantes de gradiente de índice se pega en línea al lado superior de la lámina selectiva de longitud de onda, formando un recinto superior, y una lámina de capa inferior se pega en línea al lado inferior de la lámina de polímero suave con 50 nm aluminio. El extremo del absorbedor solar se conecta a un colector con el fin de permitir el acceso externo a los recintos individuales, y el absorbedor solar se coloca en el suelo debajo de una hilera de manzanos. El colector se conecta a una bomba que permite la circulación de agua en el recinto central, y también a una bomba que puede inflar tanto la capa superior como la inferior, y también evacuar la capa superior. El agua circulante circula además a través de un tubo conectado a un tanque de almacenamiento de agua aislado de 100 m3, antes de entrar en el colector opuesto. Durante la luz del sol, el recinto superior se infla, reduciendo grandemente las pérdidas térmicas del absorbedor, y el agua circulante calentada se deposita en el tanque de almacenamiento de agua a una temperatura promedio de 50 °C. Durante la noche clara de primavera, donde las flores de los manzanos son más sensibles a las heladas, se evacúa el recinto superior y se circula el líquido del depósito de agua. El calor se emite desde el líquido más caliente al aire ambiente más frío, evitando así las temperaturas bajo cero. Después de circular por el absorbedor solar, el líquido circulante se almacena a una temperatura más baja en el tanque de almacenamiento. Si es necesario durante períodos prolongados de bajas temperaturas, el agua en el tanque de almacenamiento puede calentarse adicionalmente mediante fuentes externas, por ejemplo, mediante calefacción eléctrica.

En otros ejemplos, el absorbedor solar puede usarse para reducir la formación de hongos y moho y similares provocando el movimiento del aire en las proximidades del absorbedor solar a través de corrientes de convección que surgen de la radiación térmica emitida.

El absorbedor solar puede usarse en invernaderos u otros edificios que permitan la entrada de luz, o en el techo exterior o fachada de un edificio. En los ejemplos, el absorbedor solar puede disponerse para evacuar el aire del recinto inferior de manera que el calor se libere hacia abajo, es decir, en dirección opuesta a la radiación solar que incide sobre la superficie superior del dispositivo. En tales ejemplos, la capa de anclaje 45 puede omitirse del absorbedor solar para permitir que la capa inferior se desinfle e irradie calor hacia abajo. Esto puede hacer que el absorbedor solar sea adecuado para las aplicaciones donde se desea calentar el suelo o la superficie sobre la que se coloca el absorbedor solar. Por ejemplo, el absorbedor solar podría instalarse en un techo, de manera que el calor almacenado se irradie hacia abajo en el edificio.

Aunque la presente invención se ha descrito en relación con las realizaciones especificadas, no debe interpretarse como limitada de ningún modo a los ejemplos presentados. El alcance de la presente invención se establece mediante el conjunto de reivindicaciones adjunto. En el contexto de las reivindicaciones, los términos "que comprende" o "comprende" no excluyen otros posibles elementos o pasos. Además, la mención de referencias como "un" o "un", etc. no debe interpretarse como excluyente de una pluralidad. El uso de signos de referencia en las reivindicaciones con respecto a los elementos indicados en las Figuras tampoco se interpretará como una limitación del ámbito de la invención. Además, las características individuales mencionadas en diferentes reivindicaciones pueden posiblemente combinarse ventajosamente, y la mención de estas características en diferentes reivindicaciones no excluye que una combinación de características no sea posible y ventajosa.

Todas las referencias de patentes y no patentes citadas en la presente solicitud también se incorporan aquí por referencia en su totalidad.

Referencias

[1] Micro- and Nanostructured Surfaces for Selective Solar Absorption, Advanced optical materials, 2015, 3, 852-881

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un absorbedor solar térmico (40) a través del cual puede circular un fluido de transferencia de calor para calentarse mediante la radiación solar (21) que incide sobre una superficie superior del absorbedor, el absorbedor (40) que comprende las capas superpuestas de lámina flexible (41, 31, 32, 43) unidas de forma sellada en las uniones (61, 62) para formar varios recintos (42, 33) entre las respectivas capas unidas conjuntamente,

en el que un primer recinto (33) proporciona un paso para que circule un fluido de transferencia de calor, y en el que un segundo recinto (42) es capaz de llenarse selectivamente con un gas, el segundo recinto que está por encima y superpuesto al primer recinto (33) de manera que la radiación solar pasa a través del segundo recinto para alcanzar la capa superior que forma el paso de fluidos,

en el que el segundo recinto (42) es capaz de evacuarse al menos parcialmente, del gas, aumentando así la transferencia de calor por convección entre el fluido circulante y el entorno ambiental,

en el que la capa superior (31) que forma el paso de fluidos comprende una lámina flexible selectiva de longitud de onda (10) que comprende:

una capa de polímero (12) con una nanoestructura superficial; y

una capa de metal (11) que recubre conformemente la nanoestructura de la superficie de dicha capa de polímero y que se aleja del paso de fluidos,

2. Un absorbedor solar térmico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que un tercer recinto (44) es capaz de llenarse de gas, el tercer recinto se superpone y está debajo del primer recinto, donde el tercer recinto es capaz de evacuarse al menos parcialmente, del gas, aumentando así la transferencia de calor por convección entre dicho fluido circulante y el entorno ambiental.

3. Un absorbedor solar térmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que se proporciona un recinto adicional (45) en la parte inferior del absorbedor solar térmico capaz de llenarse con líquido para anclar el absorbedor solar térmico en uso.

4. Un absorbedor solar térmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, capaz de plegarse por medio de las capas de lámina flexible para almacenamiento o transporte cuando no se usa.

5. Un absorbedor solar térmico (40) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dichas nanoestructuras tienen una longitud característica en las direcciones de las capas inferior a 1000 nm, con mayor preferencia menos de 600 nm, con mayor preferencia menos de 500 nm, incluso con mayor preferencia menos de 400 nm y con mayor preferencia menos de 300 nm, y una altura entre 50 y 1000 nm, con mayor preferencia entre 100 y 500, y con mayor preferencia entre 200 y 400 nm, y un factor de llenado desde la parte superior de las estructuras hasta la parte inferior que aumenta continuamente de 0 a 1 y/o la capa de metal comprende aluminio que preferentemente tiene un grosor de menos de 100 nm, con mayor preferencia menos de 75 nm y con mayor preferencia menos de 50 nm.

6. Un absorbedor solar térmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dichas nanoestructuras tienen una relación de aspecto superior a 0,5, con mayor preferencia superior a 0,75 y con mayor preferencia superior a 1.

7. Un absorbedor solar térmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicha capa de polímero comprende una primera capa de polímero que comprende una lámina portadora de un polímero flexible, no elástico y una segunda capa de polímero, que comprende un polímero flexible, elástico y semicristalino nanoestructurado, y opcionalmente en el que la dicha primera capa de polímero se recubre con la segunda capa de polímero mediante el uso del recubrimiento por extrusión.

8. Un absorbedor solar térmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una entrada (65) y una salida (66) en comunicación con el paso de fluidos por las que puede circularse un fluido a través del paso de fluidos, y un puerto (67) para el llenado del segundo recinto con gas, y que comprende una primera bomba (72) para la circulación de fluido en el paso de fluidos y una segunda bomba (73) para llenar o evacuar de forma controlada el segundo recinto con gas.

9. Un absorbedor solar térmico de acuerdo con la reivindicación 8, que comprende un sensor y un sistema de control (76), que el sistema de control se dispone para detectar una condición en la que se desea almacenar energía térmica y, en respuesta, hacer que la primera bomba haga circular fluido y la segunda bomba llene de gas el segundo recinto.

10. Un método de absorción de energía de la luz solar caracterizado por usar un absorbedor solar térmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el fluido circulante es agua o una solución acuosa, el gas es aire, y al menos una parte de la energía absorbida en dicha luz solar absorbida por dicho fluido circulante se deposita en el suelo.

11. Un método de calentamiento de un volumen de aire mediante el uso de un absorbedor solar térmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el primer recinto está lleno de fluido circulante a una temperatura de entrada superior a la temperatura ambiente, y el segundo recinto se evacúa, estando así en contacto térmico con el primer recinto que comprende el fluido circulante.

12. Un método para la prevención o dispersión de la niebla mediante el uso del absorbedor solar térmico de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por las siguientes etapas:

desplegar el absorbedor solar térmico;

durante la luz solar, usar dicho absorbedor solar térmico desplegado para absorber energía durante la luz solar y almacenar al menos parte de esta energía en un almacenamiento térmico; y

durante periodos de niebla o riesgo de niebla, evacuar al menos parcialmente la segunda capa de gas y luego circular un fluido a través del almacenamiento térmico alcanzando una temperatura superior a la temperatura del aire ambiente y posteriormente a través del absorbedor solar térmico desplegado, y en donde dicha segunda la capa de dicho absorbedor solar térmico se vacía al menos parcialmente de gas antes de la etapa de la circulación de un fluido a través del almacenamiento de energía.

13. Un método para la prevención de la formación de hielo o la eliminación de hielo o nieve caracterizado por el uso de un absorbedor térmico solar que comprende una lámina flexible selectiva de longitud de onda de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el fluido circulante es agua o una solución acuosa, el gas es aire, y al menos una parte de la energía absorbida en dicha luz solar absorbida por dicho fluido circulante se deposita en el suelo sobre el que se quiere prevenir la formación de hielo o nieve, calentando la superficie del suelo, fundiendo así dicha nieve o hielo.

14. Un método para la prevención de daños por heladas en cultivos o plantas y/o para la prevención de la formación de moho u hongos, caracterizado por utilizar un absorbedor térmico solar que comprende una lámina flexible selectiva de longitud de onda de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que al menos una parte de la energía absorbida por la luz solar en el fluido circulante se deposita en el suelo, y, posteriormente, cuando es necesario prevenir los daños por heladas o la formación de moho u hongos, la circulación del fluido desde el suelo a una temperatura más alta hasta dicho absorbedor térmico solar presente en un entorno de temperatura más baja, calentando así el entorno adecuadamente mediante la convención de calor combinada y la radiación térmica para prevenir los daños por heladas o la formación de moho u hongos.

15. Un método de fabricación de un absorbedor solar térmico a través del cual puede circular un fluido de transferencia de calor para calentarse por la radiación solar que incide sobre una superficie superior del absorbedor, el método que comprende:

formar uniones entre capas superpuestas de lámina flexible para formar múltiples recintos entre las respectivas capas cohesionadas,

en el que un primer recinto proporciona un pasaje para que circule un fluido de transferencia de calor, y en el que un segundo recinto es capaz de llenarse selectivamente con un gas, el segundo recinto que está por encima y superpuesto al primer recinto de manera que la radiación solar pasa a través del segundo recinto para llegar a la capa superior que forma el paso de fluidos, en el que el segundo recinto es capaz de evacuarse al menos parcialmente, del gas, aumentando así la transferencia de calor por convección entre dicho fluido circulante y el entorno ambiental,

una capa de polímero con una nanoestructura superficial;