WO2010040871A1 - Placa para colectores termosolares - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a plate used for the formation of solar thermal collectors, in particular collectors that act as means of reflection and concentration of solar radiation on an absorber tube or other similar element.
  • the object of the invention is to achieve a light, resistant and manageable plate, without compromising its performance as a reflector for the concentration of the incident solar radiation on it.
  • the collectors based on reflectors capable of concentrating the incident solar radiation on an absorber element, where a heat-carrying liquid reaches a sufficient temperature level to, through of a heat exchanger, supply steam to a turbine associated with an electric power generator.
  • the parabolic trough collectors deserve special mention, in which the reflecting surface is embodied in a plurality of curved plates, which duly inter-coupled form a curved surface, of parabolic generator, in correspondence with whose focal line an absorber tube is located through which the heat-carrying liquid circulates.
  • the plate for solar thermal collectors that the invention proposes solves in a completely satisfactory way the problem previously exposed, in the different aspects mentioned.
  • the invention is based primarily on the replacement of the classic reflectors based on glass mirrors with reflective aluminum sheets.
  • the reflective aluminum sheet which due to its reduced thickness is not self-supporting, must be supported by a core that gives it the proper mechanical resistance, keeping its curvature and its arrangement unchanged with respect to the absorber tube, and also the repeatedly cited aluminum sheet It is equipped with protective coatings against atmospheric or environmental agents.
  • the plate that is recommended is a stratified plate in which said core is obtained based on mineral fibers, thermoplastic resins or the like, with a thickness between 1 mm and 5 mm, the core that gives the plate as a whole the due resistance, rigidity and conformation.
  • This core receives from its outer face, that is to say from its face oriented towards the sun, a reflective aluminum sheet which, as previously mentioned, constitutes the specular element, with a thickness of the order of 0.3 mm, sheet coated by both faces by respective anodizing layers, while the core receives on its opposite side the reflective aluminum sheet, 99.9% aluminum alloy aluminum purity and a primer layer.
  • the reflective aluminum sheet is in turn protected by the outer face of the plate, that is to say the one facing the solar radiation, by means of a first layer of PVD (Physical Vapor Deposition) and finally a transparent inorganic lacquer for exteriors.
  • PVD Physical Vapor Deposition
  • Figure L- Shows, according to a schematic perspective representation, a plate for solar thermal collectors of energy made in accordance with the object of the present invention.
  • Figure 2. Shows an enlarged and sectional detail of the same plate, in which the stratification of the same is clearly observed.
  • a reflector plate (1) in the form of a cylindrical surface segment is shown in Figure 1, since said plate (1) is specifically intended in this example of practical embodiment to parabolic trough collectors, but obviously the plate could be flat for other types of collectors, such as those used for heating sanitary water or solar thermal systems of Fresnel mirrors.
  • a support or core (2) of majority thickness in the context thereof, obtained at mineral fiber base, and thermoplastic resins or the like, which allows to give the plate as a whole any configuration, such as that shown in figure 1, and keep said configuration stable.
  • This core (2) receives from its concave face, or more generally from its face oriented towards solar radiation, a sheet (3) of reflective aluminum coated on both sides by two layers of anodizing (4, 5), a while said core (2) receives on its opposite side an aluminum alloy (6) with a primer layer (7) on its outer face.
  • the reflective aluminum sheet (3) is protected by its outer face by means of a layer of PVD (Physical Vapor Deposition) (8) and a transparent inorganic lacquer for exteriors (9), which protect the reflector itself against the environmental effects
  • a plate of a considerably smaller weight is achieved than that of conventional plates based on glass mirrors, with high mechanical strength and perfect formal stability due to the nature of its core (2), which allows at the same time, use a smaller number of plates in the collector, which results in a greater ease of assembly, both for its strength and lightness and for the absence of risks of breakage and for the possibility of fixing holes in any desired point for this purpose, a plate that depending on its size may have an overall thickness between 2 and 6 mm.

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Abstract

De especial aplicación a colectores cilindro-parabólicos provistos de reflectores especulares que concentran la radiación solar sobre un tubo absorbedor ubicado en su línea focal, pero siendo igualmente aplicable a otros tipos de colectores termosolares, está constituida a partir de un núcleo (2) en funciones de soporte que confiere a la placa en su conjunto la debida consistencia, rigidez y estabilidad formal, núcleo a base de fibras minerales, y resinas termoplásticas o similares, constituyendo dicho núcleo (2) el soporte para una lámina (3) de aluminio reflectante, que constituye el reflector propiamente dicho, y estando ambos elementos (2-3) debidamente protegidos frente a los elementos medioambientales. La placa estratificada así obtenida resulta mucho más ligera, mucho más manejable y mucho menos frágil que las placas convencionales en este tipo de colectores obtenidas a base de espejos de vidrio, frágiles, pesados y difíciles de manejar.

Description

PLACA PARA COLECTORES TERMOSOLARES
D E S C R I P C I Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a una placa de las utilizadas para la conformación de colectores termosolares, en particular de colectores que actúan como medios de reflexión y concentración de la radiación solar sobre un tubo absorbedor u otro elemento similar.
El objeto de la invención es conseguir una placa ligera, resistente y manejable, sin menoscabo de sus prestaciones como reflector para la concentración de la radiación solar incidente sobre la misma.
La invención se sitúa pues en el ámbito de la industria dedicada a la fabricación de captadores de energía solar térmica
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Existen diferentes sistemas de captación de energía solar, entre los cabe destacar por su primordial importancia los colectores basados en reflectores capacitados para concentrar la radiación solar incidente sobre un elemento absorbedor, donde un líquido calo-portador alcanza un nivel de temperatura suficiente para, a través de un intercambiador térmico, suministrar vapor a una turbina asociada a un generador de energía eléctrica. Especial mención merecen los colectores cilindro-parabólicos, en los que la superficie reflectora se materializa en una pluralidad de placas curvas, que debidamente interacopladas configuran una superficie a su vez curva, de generatriz parabólica, en correspondencia con cuya línea focal se sitúa un tubo absorbedor por el que circula el líquido calo-portador.
Estos reflectores se materializan en la práctica en espejos de vidrio, que por su propia naturaleza presenta una problemática que se centra fundamentalmente en los siguientes aspectos:
- Por su propia curvatura su fabricación resulta compleja.
- Por su naturaleza resultan de peso considerable.
- Resultan frágiles y por su propia fragilidad las dimensiones de las placas se ven notablemente limitadas. - Por las mismas razones su montaje resulta lento, complicado y costoso.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La placa para colectores termosolares que la invención propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, en los diferentes aspectos comentados.
Para ello y de forma mas concreta la invención se basa fundamentalmente en la sustitución de los clásicos reflectores a base de espejos de vidrio por láminas de aluminio reflectante. La lámina de aluminio reflectante, que por su reducido espesor no resulta autoportante, debe estar soportada por un núcleo que le da la debida resistencia mecánica, manteniendo inalterada su curvatura y su disposición con respecto al tubo absorbedor, y además la repetidamente citada lámina de aluminio está dotada de recubrimientos de protección frente a los agentes atmosféricos o medioambientales.
De forma mas concreta la placa que se preconiza es una placa estratificada en la que el citado núcleo está obtenido a base de fibras minerales, resinas termoplásticas o similares, con un espesor comprendido entre 1 mm y 5 mm, núcleo que le da a la placa en su conjunto la debida resistencia, rigidez y conformación.
Este núcleo recibe por su cara exterior, es decir por su cara orientada hacia el sol, a una lámina de aluminio reflectante que como anteriormente se ha dicho constituye el elemento especular, con un espesor del orden de 0,3 mm, lámina revestida por ambas caras mediante respectivas capas de anodizado, a la vez que el núcleo recibe por su cara opuesta a la lámina de aluminio reflectante, aluminio de aleación de 99.9% pureza de aluminio y una capa de imprimación.
La lámina de aluminio reflectante está a su vez protegida por la cara exterior de la placa, es decir la enfrentada a la radiación solar, mediante una primera capa de PVD (Physical Vapour Deposition) y finalmente una laca inorgánica transparente para exteriores. DESCRTPCTON DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura L- Muestra, según una representación esquemática en perspectiva, una placa para colectores termosolares de energía realizada de acuerdo con el objeto de la presente invención.
La figura 2.- Muestra un detalle ampliado y en sección de la misma placa, en la que se observa con claridad la estratificación de la misma.
REALTZACTÓN PREFERENTE DE LA ΪNVENCTÓN
En la figura 1 se ha representado una placa reflectora (1) en forma de segmento de superficie cilindrica, por cuanto que dicha placa (1) está destinada específicamente en este ejemplo de realización práctica a colectores cilindro- parabólicos, pero evidentemente la placa podría ser plana para otro tipo de colectores, como por ejemplo los utilizados para el calentamiento de agua sanitaria o sistemas termosolares de espejos Fresnel.
Pues bien, tal como muestra la figura 2, en dicha placa participa un soporte o núcleo (2), de espesor mayoritario en el contexto de la misma, obtenido a base de fibras minerales, yresinas termoplásticas o similares, que permite dar a la placa en su conjunto cualquier configuración, como por ejemplo la mostrada en la figura 1, y mantener dicha configuración con carácter estable.
Este núcleo (2) recibe por su cara cóncava, o de forma mas general por su cara orientada hacia la radiación solar, a una lámina (3) de aluminio reflectante recubierta por ambas caras por sendas capas de anodizado (4, 5), a la vez que dicho núcleo (2) recibe por su cara opuesta a una aleación de aluminio (6) con una capa de imprimación (7) en su cara exterior.
Por su parte la lámina de aluminio reflectante (3) está protegida por su cara externa mediante una capa de PVD (Physical Vapour Deposition) (8) y una laca inorgánica transparente para exteriores (9), que protegen al reflector propiamente dicho frente a los efectos medioambientales.
Se consigue de esta manera una placa de un peso considerablemente mas reducido que el de las placas convencionales a base de espejos de vidrio, con una alta resistencia mecánica y una perfecta estabilidad formal debido a la naturaleza de su núcleo (2), lo que permite a su vez utilizar en el colector un menor número de placas de mayor tamaño, lo cual repercute en una mayor facilidad de montaje, tanto por su resistencia y ligereza como por la ausencia de riesgos de roturas y por la posibilidad de efectuar taladros de fijación en cualquier punto deseado al efecto, placa que en función de su tamaño podrá tener un espesor global comprendido entre 2 y 6 mm.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
Ia.- Placa para colectores termosolares, que siendo de particular aplicación en colectores cilindro-parabólicos, en los que se utilizan reflectores especulares que concentran la radiación solar incidente sobre un tubo absorbedor ubicado en su línea focal, se caracteriza porque incorpora un cuerpo estratificado en el que participa un núcleo (2) en funciones de elemento soporte, a base de fibras minerales, y resinas termoplásticas o similares, que confiere a la placa en su conjunto la debida rigidez, consistencia mecánica y estabilidad formal, núcleo (2) a cuya cara orientada hacia la radiación solar se fija una lámina de aluminio reflectante (3), estando ambos elementos, núcleo (2) y lamina de aluminio reflectante (3), dotados de medios de protección frente a los efectos medioambientales .
2a.- Placa para colectores termosolares, según reivindicación Ia, caracterizada porque la lámina de aluminio reflectante (3) está recubierta por ambas caras mediante sendas capas de anodizado (4 y 5).
3a.- Placa para colectores termosolares, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la lámina de aluminio reflectante recibe por su cara externa, mas allá de la capa de anodizado (5), una capa de PVD (Physical Vapour
Deposition) (8), y finalmente una capa de laca inorgánica transparente para exteriores (9).
4a.- Placa para colectores termosolares, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el núcleo (2) recibe por su cara opuesta a la lámina de aluminio reflectante (3) a una capa (6) de aleación de aluminio y a una capa de imprimación (7) exterior.
5a.- Placa para colectores termosolares, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el núcleo (2) presenta un espesor comprendido entre 1 mm y 5 mm.
6a.- Placa para colectores termosolares, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la lámina de aluminio reflectante (3) presenta un espesor comprendido entre 0,3mm y 0,8mm.
7a V Placa para colectores termosolares, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en su conjunto dicha placa presenta un espesor comprendido entre 2 mm y 6 mm.
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