ES2302475B1 - Sistema concentrador para captadores de energia solar. - Google Patents
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Abstract
Sistema concentrador para captadores de energía
solar del tipo de espejos que consiste en un armazón formado por
unos soportes o bastidores que soportan determinan y proporcionan
la forma superficial de unos espejos o elementos reflectores
flexibles que añaden unas costillas, nervios, cordones o cables
entrecruzados.
Description
Sistema concentrador para captadores de energía
solar.
En energías alternativas, generación de
electricidad, calefacción de edificios, desalinización del agua del
mar, obtención de medias y altas temperaturas etc.
En la actualidad se concentra y capta la energía
radiada del sol mediante espejos parabólicos y helióstatos con bajo
rendimiento, pequeño tamaño y alto coste. Con el sistema de la
invención se obtienen mejoras con relación a lo existente.
El sistema concentrador para captadores de
energía solar de la invención consiste en un armazón formado por
unos soportes o bastidores que soportan determinan y proporcionan
la forma superficial de unos espejos o elementos reflectores
flexibles, puede ser necesario añadir unas costillas, nervios,
cordones o cables entrecruzados.
Las caras laterales de los espejos se pueden
sujetar mediante unos medios o elementos de fijación.
El armazón puede adoptar forma de disco
paraboloide, cilindro paraboloide, paraboloide compuesto, de
concha, espiral, rectangular plana, caras laterales piramidales,
troncopiramidales, cónicas o troncocónicas, en ángulo diedro, etc.
estos pueden disponer de láminas intermedias o espejos de doble
cara, separadas entre sí mediante unos separadores que crean unos
canales laterales que concentran los rayos solares en el foco. En
el caso del reflector cónico, troncocónico, piramidal o
troncopiramidal, puede portar en su eje de simetría una aguja de
forma cónica o piramidal de superficie reflectante y en la zona
próxima a la cúspide un cono o pirámide de material igualmente
reflexivo y resistente a la alta temperatura. En la proximidad de
la cúspide puede colocar una pequeña lente concentradora de los
rayos solares. La zona próxima a los vértices de los espejos
diédricos son resistentes a las altas temperaturas.
Los espejos también pueden ser
cónico-helicoidales.
Los elementos reflectores flexibles de los
espejos están constituidos por una película de un metal de gran
reflexión plata, aluminio, cromo, cobre, polímeros reflectantes,
espejos tipo sol-gel, etc., recubierta o entre finas
películas de plástico, barniz, etc., o bien de una placa o lámina
metálica o de plástico recubierta de una película de plata o
aluminio que actúa de reflector. Una variante utiliza una placa o
lámina metálica pulida, anodizada o con un baño de un metal
reflector, también plástico aluminizado o bronce niquelado. En
todos los casos la película de plata o aluminio, superficie pulida o
anodizada se recubre de una capa transparente de barniz de metales,
resina, poliéster o similar que actúa de protectora contra la
corrosión medioambiental. El espejo puede estar reforzado o
soportado por una tela, malla de finos hilos o tiras aplastadas e
igualmente reflectantes formando grandes recuadros, o bien por
grupos de hilos paralelos por una o ambas caras. También puede
apoyarse sobre una malla, reja o placa independiente. Los espejos
planos pueden sujetarse mediante unos brazos rígidos.
Cuando los espejos son las caras laterales de
troncos de cono o troncos de pirámide, elementos planos, angulares
o diedricos puede ser suficiente su construcción con unos anillos,
contorno de los polígonos o aristas que conformar el armazón,
soporte de las láminas reflectoras, y los correspondientes cordones
o cables y los elementos deflectores en forma de bandas o tiras,
que discurren en tramos paralelos o contorneando las caras
laterales de los conos y pirámides. Los elementos deflectores pueden
sujetarse entre mallas o conjuntos de hilos paralelos. Los
elementos reflectores flexibles se sujetan al armazón y costillas
mediante grapas, clavos, remaches, cables, conjuntos de cordones,
redes, cosido, pegado, dobladillo, etc. Puede utilizar troncos de
cono o pirámide superpuestos o concéntricos separados entre sí
mediante unos separadores.
Generalmente se usan grandes dimensiones,
utilizando las láminas de mayor o menor grosor dependiendo del
cometido o consistencia deseada.
Los espejos de tipo díedrico pueden colocarse
entre los extremos superiores de unos postes y sujetarse por los
vértices superiores mediante unos cables o cuerdas con una porción
elástica, que permiten direccionarlos hacia el sol mediante
actuaciones manuales o automáticas y unas poleas que facilitan el
deslizamiento de la cuerda.
Los espejos cilindro parabólicos se construyen
mediante dos arcos que dan forma y sujetan los extremos de los
elementos reflectivos y flexibles.
Los espejos cuyas caras laterales son troncos de
cono o troncos de pirámide se construyen mediante unos postes
sujetos al suelo, tres o cuatro, cuyos extremos superiores
conforman mediante cables o cuerdas el contorno de la base de dichos
troncos de cono o de pirámide y sujetan el contorno de los
elementos reflectivos y flexibles.
El elemento absorbente incrementa el elemento
transparente aislante térmico en la zona opuesta al de incidencia
de los rayos solares o en la que no inciden los mismos.
Los espejos pueden estar constituidos por
múltiples pequeños espejos.
Un conjunto de espejos curvos o parabólicos
dispuestos angularmente determinan o crean canales curvos que
confluyen en un cilindro o conducto focal. Puede utilizar múltiples
espejos o elementos reflectores dispuestos horizontalmente y con una
inclinación tal que crea canales laterales que concentran los rayos
solares en un foco.
Para la protección contra el viento se usan
elementos sujetos fuertemente por su arista superior con las otras
aristas sujetas ligeramente de modo que cederán en caso de fuertes
vientos, o elementos plegables, enrollables o postes abatibles y
giratorios alrededor de su extremo inferior que es articulado. En
los espejos de múltiples diedros los de los extremos pueden ser
planchas o lonas de gran resistencia.
Ventajas: Es sencillo, económico, admite grandes
dimensiones, permite aplicarse a todos los tipos de concentradores,
y resulta de fácil y económica reparación.
La figura 1 muestra una vista en perspectiva y
esquematizada de un colector solar con el sistema de la
invención.
Las figuras 2 a la 7, y de 21 a la 25 muestran
vistas en perspectivas esquematizadas de diferentes colectores con
el sistema concentrador de la invención.
La figura 20 muestra una vista lateral
esquematizada y parcial de una variante de colector.
Las figuras 8, 9, 14, 15, 16, 17, 26 y 27
muestran vistas laterales esquematizadas y seccionadas de unos
espejos colectores.
Las figuras 10 y 11 muestran dos vistas
laterales y esquematizadas de porciones de elementos
reflectores.
La figura 18 muestra una vista esquematizada y
seccionada de una porción o tramo del sistema.
La figura 13 muestra una vista esquematizada de
una porción de lámina o película colectora plastificada.
Las figuras 12 y 19 son vistas en planta de
variantes del sistema.
La figura 1 consta de espejos flexibles (1),
espejo intermedio de doble cara (1a), tubo colector en zona focal
(2), rayos solares (3), brazos flexibles (4 y 4a) soportes de los
extremos de los espejos, cables de sujeción (5) de las aristas
superiores de los espejos y de las esquinas del espejo central. Es
del tipo de espejos flexibles en ángulo diedro.
La figura 2 consta de espejos flexibles (1),
espejo intermedio de doble cara (1a), tubo colector (2), rayos
solares (3), cables de sujeción de las aristas superiores y
laterales de los espejos y de las esquinas del espejo central (5 y
5a), cable de izado o extensión (5b), poleas (6) y postes de
soporte (40 y 40a). Es del tipo de espejos en ángulo diedro.
La figura 3 consta de espejo flexible (1), punto
focal (2a), cordones o nervios (5), cono concentrador de alta
temperatura (7), aguja prismática o cónica invertida reflectante
(8) y aro periférico (9). Muestra un espejo de tipo piramidal o
troncopiramidal.
La figura 4 consta de espejo flexible (1)
formado por las tiras helicoidales (17), punto focal (2a), cordones
o nervios (5), cono concentrador de alta temperatura (7), aguja
prismática o cónica invertida reflectante (8), aro periférico (9).
Muestra un espejo de tipo piramidal o troncopiramidal.
La figura 5 consta de espejo flexible (1), punto
focal (2a), cordones o nervios (5), cono concentrador de alta
temperatura (7), aguja cónica invertida reflectante (8), aro
periférico (9). Muestra un espejo de tipo cónico o troncocónico.
La figura 6 consta de espejo flexible parabólico
(1) y aros periféricos (9).
La figura 7 consta de espejos (1), entre las
cuales se colocan unos separadores (20) que determinan canales
curvos que confluyen en el foco lineal (2a).
La figura 8 consta de espejos (1) en forma
angular, el espejo central (1a) los espejos intermedios de doble
cara (1b) y la zona focal lineal (2). El conjunto de espejos,
espaciados entre sí mediante unos separadores, determina canales
curvos que confluyen en un cilindro o conducto focal.
\newpage
La figura 9 consta de espejos laterales (1),
rayos solares (3) y foco lineal (2). El conjunto de espejos
determina canales que confluyen en un cilindro o conducto focal.
La figura 10 muestra un espejo flexible formado
por una película reflexiva metálica (10), entre dos capas o láminas
de plástico (11 y 12) entre el conjunto de hilos de refuerzo o
soporte en ambas caras (14 y 15) cruzadas entre sí.
La figura 11 muestra un espejo formado por una
película reflexiva metálica (10), entre la lámina (11) y una placa
o lámina metálica (18).
La figura 12 consta de espejos flexibles (1) y
tramos o brazos (4) de sujeción entre dos aristas. Se usa en
espejos CLFR giratorios y concentradores en un foco lineal.
La figura 13 muestra un espejo flexible (1)
entre el conjunto de hilos de refuerzo o soporte en ambas caras (14
y 15) cruzados entre sí.
La figura 14 consta de superficie del espejo
(1), punto focal (2), arco o tramo de refuerzo (4) y clavos o
grapas de sujeción (16).
La figura 15 consta de superficie del espejo
(1), espejo central (1a), tramos de refuerzo (4) y eje focal
(2).
La figura 16 consta de superficie del espejo
(1), espejos centrales (1a), tramos de refuerzo (4) y eje focal
(2).
La figura 17 consta de superficie del espejo
(1), espejo central (1a), tramos de refuerzo angulares (4) y eje
focal (2).
La figura 18 consta de tubo colector absorbente
(2), envolvente transparente y aislante térmico de cristal o
plástico (11a) reforzado por la cara opuesta a la de incidencia de
los rayos solares por la cubierta (11b).
La figura 19 muestra los espejos flexibles (1) y
los separadores (20) entre varias pirámides concéntricas por donde
se canaliza la luz.
La figura 20 consta de espejo troncocónico
exterior (1), espejo troncocónico interior de doble capa reflexiva
(1d), zona focal (2a) y aro periférico (9). Puede tener múltiples
capas o espejos troncocónicos.
La figura 21 consta de espejo troncocónico (1),
zona focal (2a), cables conformadores del contorno de la base del
espejo troncocónico (5a) y postes (40).
La figura 22 consta de espejo troncopiramidal
(1), zona focal (2a) y cables conformadores del contorno de la base
del espejo troncopiramidal (5a) y postes de soporte (40). Puede
tener múltiples espejos troncopiramidales superpuestos separados
mediante espaciadores o separadores creando múltiples canales entre
los mismos.
La figura 23 consta de espejo troncopiramidal
(1), zona focal (2a) y cables conformadores del contorno de la base
del espejo troncopiramidal (5a) y postes de soporte (40). Puede
tener múltiples espejos troncopiramidales superpuestos.
La figura 24 consta de espejo cilindro
parabólico flexible (1), tubo absorbente en zona focal (2) y arcos
de refuerzo y soporte del espejo (4).
La figura 25 consta de tubo absorbente en zona
focal (2) y arcos de refuerzo y soporte de la periferia del espejo
(4) y cables (5).
La figura 26 consta de espejos (1), focos,
conductos (2) ejes de giro de los espejos, cables de sujeción (5 y
5b), poleas (6), poste de soporte (40) y eje de giro articulado
(41). Consta de múltiples espejos diedros flexibles, extensibles,
abatibles o izables e inclinables hacia el sol varias veces al año
en la dirección norte-sur mediante actuaciones
manuales o automáticas desplazando lateralmente el cable (5) y
girando los espejos alrededor de los ejes fijos de los focos o
conductos (2). Los espejos pueden ser de una sola pieza con los
focos o conductos sobre los vértices de los espejos diedricos.
La figura 27 consta de espejos (1), focos
lineales de los colectores (2), cables de sujeción (5 y 5b), poleas
(6), uno de los postes de soporte (40) y eje de giro (41). Consta
de múltiples espejos diedros, cuyas caras forman un ángulo
adicional, flexibles, extensibles, abatibles o izables e
inclinables varias veces al año en la dirección
norte-sur.
Claims (32)
1. Sistema concentrador para captadores de
energía solar del tipo de espejos concentradores y captadores de
energía solar en un punto o línea focal, los cuales se disponen
alrededor de un eje o plano de simetría respecto al sol, que
consiste en un armazón formado por unos soportes o bastidores que
soportan determinan y proporcionan la forma superficial de unos
espejos o elementos reflectores flexibles que añaden unas
costillas, nervios, cordones o cables entrecruzados, disponiendo
dichos espejos simétricamente alrededor de un eje o plano respecto
al sol, concentrando y captando la energía solar en un punto o
línea focal, añadiendo unos mástiles o soportes de sujeción al
suelo por sus vértices o aristas.
2. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque el armazón y espejo adoptan forma de
disco paraboloide, colocado con el sol en su eje de simetría.
3. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque el armazón y espejo adoptan forma de
cilindro paraboloide, colocado con el sol en su plano de
simetría.
4. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque el armazón y espejo adoptan forma de
espiral, colocado con el sol en su eje de simetría o eje
central.
5. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque el espejo adopta forma rectangular
plana y utiliza dos brazos o tramos rígidos en dos aristas opuestas
para su sujeción al suelo.
6. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque el armazón y el espejo adoptan la forma
de las caras laterales troncopiramidales.
7. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque el armazón y el espejo adoptan la forma
de caras laterales troncocónicas. con el sol en su eje de
simetría.
8. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque el armazón y el espejo adoptan forma de
ángulo diedro, con el sol en su eje de simetría.
9. Sistema según reivindicación 1 y 6,
caracterizado porque el reflector troncopiramidal porta en
su eje de simetría una aguja piramidal de paredes reflectantes, y
en la zona de mayor conicidad un cono reflexivo resistente a la alta
temperatura.
10. Sistema según reivindicación 1 y 7,
caracterizado porque el reflector troncocónico porta en su
eje de simetría una aguja de forma cónica de paredes reflectantes,
y en la zona de mayor conicidad un cono de material igualmente
reflexivo y resistente a la alta temperatura.
11. Sistema según reivindicación 1, 6 y 7
caracterizado porque en la zona de mayor conicidad del
espejo se coloca una pequeña lente concentradora.
12. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque los elementos reflectores flexibles de
los espejos están constituidos por una película de un metal de gran
reflexión plata, aluminio, cromo, cobre, polímeros reflectantes,
etc., recubierta o entre finas películas de plástico, barniz,
etc.
13. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque los elementos reflectores flexibles de
los espejos están constituidos por una placa o lámina metálica o de
plástico recubierta de una película de plata o aluminio que actúa de
reflector, la película de plata o aluminio, superficie pulida o
anodizada se recubre de una capa transparente de barniz de metales,
resina, poliéster o similar.
14. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque los elementos reflectores flexibles
utilizan una placa o lámina metálica pulida, anodizada o con un
baño de un metal reflector, la película de plata o aluminio,
superficie pulida o anodizada se recubre de una capa transparente
de barniz de metales, resina, poliéster o similar.
15. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque los elementos reflectores flexibles
utilizan plástico aluminizado.
16. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque el espejo está reforzado o soportado
por una tela.
17. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque el espejo está reforzado o soportado
por una malla de finos hilos o tiras aplastadas e igualmente
reflectantes.
18. Sistema según reivindicación 1, 6 y 7,
caracterizado por utilizar espejos troncocónicos y
troncopiramidales superpuestos y espaciados por separadores entre
sí.
\newpage
19. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque utiliza unos anillos, o contornos de
los polígonos o aristas que conformar el armazón, soporte de las
láminas reflectoras, y los correspondientes cordones o cables y los
elementos deflectores en forma de bandas o tiras, que discurren en
tramos paralelos o contorneando las caras laterales de los conos y
pirámides.
20. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque los elementos deflectores se sujetan
entre mallas o conjuntos de hilos paralelos.
21. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque las aristas, vértices y paredes de los
espejos se sujetan al armazón o cables mediante grapas, clavos,
remaches, cables, conjuntos de cordones, redes, cosido, pegado,
dobladillo, etc.
22. Sistema según reivindicación 1 y 9,
caracterizado porque usan espejos de tipo díedrico entre los
extremos superiores de cuatro postes, sujetos dichos espejos por los
vértices superiores mediante cables y poleas y direccionados hacia
el sol, actuados varias veces al año automática o manualmente en la
dirección norte-sur, desplazando el cable (5) y
girando los espejos alrededor de los ejes, focos o conductos
(2).
23. Sistema según reivindicación 1 y 4,
caracterizado porque los espejos cilindro parabólicos se
construyen mediante dos arcos que dan forma y sujetan los extremos
del material reflectivo y flexible.
24. Sistema según reivindicación 1, 6 y 7,
caracterizado porque los espejos cuyas caras laterales son
las de troncos de cono y troncos de pirámide se construyen mediante
unos postes sujetos al suelo, cuyos extremos superiores conforman
mediante cables o cuerdas el contorno de la base de dichos troncos
de cono y de pirámide y sujetan el contorno del material reflectivo
y flexible.
25. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque los espejos reflejan y concentran los
rayos solares en un elemento absorbente o foco, el cual añade un
incremento del elemento transparente aislante térmico en la zona
opuesta al de incidencia de los rayos solares.
26. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque un conjunto de espejos curvos o
parabólicos dispuestos angularmente y contiguos y espaciados por
unos separadores crean canales curvos que confluyen en un cilindro
o conducto focal.
27. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque los elementos reflexibles flexibles
están formados por tiras o bandas y están sujetos fuertemente por
una arista superior estando las otras ligeramente sujetas de modo
que cederán en caso de fuertes vientos.
28. Sistema según reivindicación 1 y 22,
caracterizado porque los espejos o elementos reflectores son
plegables o enrollables y están formados por una sola pieza.
29. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque los postes son abatibles girando
alrededor de sus extremos inferiores que son articulados.
30. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque los espejos planos son soportados por
dos aristas opuestas mediante unos brazos o tramos rígidos.
31. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque los espejos o elementos reflectores se
apoyan en una malla, reja o placa independiente.
32. Sistema según reivindicación 1 y 8,
caracterizado porque la zona próxima a los vértices de los
espejos diédricos son resistentes a las altas temperaturas.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200700101A ES2302475B1 (es) | 2006-12-18 | 2006-12-18 | Sistema concentrador para captadores de energia solar. |
| PCT/ES2007/000207 WO2008074900A1 (es) | 2006-12-18 | 2007-04-11 | Sistema concentrador para captadores de energía solar |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200700101A ES2302475B1 (es) | 2006-12-18 | 2006-12-18 | Sistema concentrador para captadores de energia solar. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2302475A1 ES2302475A1 (es) | 2008-07-01 |
| ES2302475B1 true ES2302475B1 (es) | 2009-05-08 |
Family
ID=39514623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200700101A Withdrawn - After Issue ES2302475B1 (es) | 2006-12-18 | 2006-12-18 | Sistema concentrador para captadores de energia solar. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2302475B1 (es) |
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2006
- 2006-12-18 ES ES200700101A patent/ES2302475B1/es not_active Withdrawn - After Issue
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2007
- 2007-04-11 WO PCT/ES2007/000207 patent/WO2008074900A1/es active Application Filing
Also Published As
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20080701 Kind code of ref document: A1 |
|
| FA2A | Application withdrawn |
Effective date: 20091116 |