ES2328771B1

ES2328771B1 - SOLAR THERMAL ENERGY CAPTURE SYSTEM.

Info

Publication number: ES2328771B1
Application number: ES200701079A
Authority: ES
Inventors: Carlos G. Rodriguez Anido
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-04-23
Filing date: 2007-04-23
Publication date: 2010-09-06
Anticipated expiration: 2027-04-23
Also published as: ES2328771A1

Abstract

Sistema de captación de energía solar térmica.Solar energy collection system thermal

El sistema de captación de energía solar térmica de la invención comprende un tubo colector, al menos una superficie reflectante dispuesta alrededor del tubo colector para reflejar la radiación solar hacia dicho tubo colector, pudiendo girar dicho espejo alrededor del eje de dicho tubo, y se caracteriza por el hecho de que el colector comprende dos materiales, siendo un primer material de resistencia mecánica sensiblemente mayor que un segundo material, y por el hecho de que dicho segundo material tiene una conductividad térmica sensiblemente mayor que dicho primer material.The solar thermal energy collection system of the invention comprises a collecting tube, at least one surface reflective arranged around the collecting tube to reflect the solar radiation towards said collecting tube, said rotation being able to rotate mirror around the axis of said tube, and is characterized by the fact that the collector comprises two materials, being a first mechanical strength material significantly greater than a second material, and by the fact that said second material has a thermal conductivity significantly greater than said first material.

Esta estructura de colector contribuye a la simplicidad del conjunto puesto que permite que el propio colector pueda tener una función estructural además de la función de transmisión de la radiación al fluido caloportador.This collector structure contributes to the simplicity of the set since it allows the collector itself can have a structural function in addition to the function of Transmission of radiation to the heat transfer fluid.

Description

La presente invención de refiere a un sistema de captación de energía solar térmica de diseño compacto y que aprovecha de manera óptima la radiación solar.The present invention relates to a system of thermal solar energy collection of compact design and that optimally takes advantage of solar radiation.

Background of the invention

Son conocidos los sistemas de captación de energía solar que reflejan la radiación recogida concentrándola en un colector de tubo, que transforma la radiación en calor cediéndola a un fluido caloportador que circula por su interior, siendo este fluido un medio de transferencia de calor que es conducido mediante canalizaciones a otro lugar donde es aprovechado.The capture systems of solar energy that reflect the radiation collected by concentrating it on a tube collector, which transforms radiation into heat by releasing it to a heat transfer fluid that circulates inside, this being fluid a heat transfer medium that is conducted by pipes to another place where it is used.

Habitualmente, estos sistemas de captación de energía solar disponen de sistemas de seguimiento del sol que consisten en accionamientos que permiten inclinar el tubo colector y girar unas superficies reflectantes dispuestas a su alrededor, lográndose así una orientación óptima del conjunto y por lo tanto un aprovechamiento óptimo de la radiación.Usually, these systems to capture solar energy have sun tracking systems that they consist of drives that allow tilting the collecting tube and rotate reflective surfaces arranged around it, thus achieving an optimal orientation of the whole and therefore a optimal use of radiation.

Un ejemplo de un sistema de este tipo se describe en la patente US-4245616, en la cual se describe un sistema de captación solar montado en una base, que comprende:An example of such a system is described in US-4245616, in which describes a solar collection system mounted on a base, which understands:

--: un tubo caloportador por el cual circula un fluido usado como medio de transferencia de calor,a heat transfer tube through which a used fluid circulates as a means of heat transfer,

--: un banco de reflectores montado en rotación alrededor del tubo colector, sobre el cual inciden los rayos reflejados en los reflectores,a reflector bank mounted in rotation around the tube collector, on which the rays reflected in the reflectors,

--: un marco del banco de reflectores sobre el cual están fijados los extremos del tubo colector,a frame of the reflector bank on which the manifold tube ends,

--: siendo este marco semi-circular y estando los extremos de dicho banco conectados a los extremos de dicho tubo colector ybeing this semi-circular frame and being the ends of said bench connected to the ends of said collecting tube Y

--: medios de accionamiento de ambos movimientos giratorios.media of actuation of both rotary movements.

Con esta disposición, el banco de reflectores puede orientarse para cualquier posición del cielo de forma que los rayos del sol inciden perpendicularmente respecto al tubo colector y de tal manera que quedan en el plano de simetría del banco de reflectores.With this arrangement, the reflector bank can be oriented to any position in the sky so that rays of the sun have a perpendicular impact on the collecting tube and in such a way that they remain in the plane of symmetry of the bank of reflectors

Luego, este sistema que es capaz, teóricamente, de aprovechar al máximo la radiación, para una superficie de reflexión determinada necesita una estructura determinada.Then, this system that is theoretically capable to make the most of radiation, for a surface of Certain reflection needs a certain structure.

Concretamente, las superficies reflectoras deben poder girar entorno al tubo colector, y para ello deben estar soportadas por algún tipo de estructura giratoria, la cual a su vez, debe apoyarse sobre otra estructura para girar. Las soluciones del estado de la técnica más habituales son:Specifically, reflective surfaces must be able to rotate around the collecting tube, and for this they must be supported by some type of rotating structure, which in turn, must rest on another structure to rotate. The solutions of The most common state of the art are:

--: Que el tubo colector y la estructura que soporta las superficies reflectoras se apoyen sobre una tercera estructura.That he collector tube and the structure that supports the surfaces reflectors rely on a third structure.

--: Que la estructura de soporte de las superficies reflectantes se apoye sobre el propio tubo colector, y que este a su vez se apoye sobre una segunda estructura.That Support structure of reflective surfaces rest on the collector tube itself, and that this in turn rests on a second structure

--: Una solución combinación de las dos anteriores.A Combination solution of the previous two.

Las últimas dos soluciones son preferibles desde el punto de vista estructural, puesto que resulta un conjunto más compacto en el que el tubo colector tiene dos funciones.The last two solutions are preferable since the structural point of view, since it is a whole more compact in which the collecting tube has two functions.

Sin embargo, estas presenta un inconveniente que limita su aplicación óptima.However, these have a drawback that Limit its optimal application.

Concretamente, el tubo colector debe presentar unas buenas características de conductividad térmica, las cuales, en los materiales disponibles comercialmente en el campo de la energía solar térmica, no se presentan simultáneamente con las propiedades de resistencia mecánica, como es el caso del acero, que tiene una buena resistencia mecánica, pero cuyas propiedades de conductividad térmica no permiten un aprovechamiento óptimo del calor. Como este último es el criterio principal en la concepción de sistemas de captación, la solución práctica escogida es que se simplifica la estructura de soporte de las superficies reflectantes.Specifically, the collecting tube must present good thermal conductivity characteristics, which, in commercially available materials in the field of solar thermal energy, do not occur simultaneously with the mechanical resistance properties, such as steel, which it has a good mechanical resistance, but whose properties of thermal conductivity does not allow optimal use of hot. As the latter is the main criterion in conception of collection systems, the practical solution chosen is that simplifies the surface support structure reflective

Esta solución, a su vez, limita las dimensiones del sistema y la complejidad de la estructura de soporte de las superficies reflectoras o bien obliga a apoyar esta sobre una tercera estructura.This solution, in turn, limits the dimensions of the system and the complexity of the support structure of the reflective surfaces or forces to support this on a third structure.

Teniendo en cuenta la creciente importancia de las energías renovables, es evidente la necesidad de disponer de un sistema de captación de energía solar compacto, que optimice el aprovechamiento de la radiación recibida y que sea lo más sencillo y versátil desde el punto de vista estructural.Given the growing importance of renewable energy, the need for a compact solar energy collection system, which optimizes the use of the radiation received and make it as simple as possible and versatile from the structural point of view.

Description of the invention

Con el sistema de captación de energía térmica de la invención se resuelven los inconvenientes mencionados, presentando otras ventajas y características que se describirán a continuación.With the thermal energy collection system of the invention the aforementioned drawbacks are resolved, presenting other advantages and characteristics that will be described to continuation.

Esta estructura de colector contribuye a la simplicidad del conjunto puesto que permite que el propio colector pueda tener una función estructural además de la función de transmisión de la radiación al fluido caloportador, concretamente, proporcionando a la primera estructura un eje de soporte de rotación. Para que un tubo colector hecho de un solo material pudiese realizar ambas funciones sería necesario que este material tuviese tanto buenas propiedades de resistencia mecánica como de transmisión de calor. Sin embargo, los materiales más comúnmente empleados en el sector no reúnen esta condición, como es el caso del acero, que tiene una alta resistencia pero que no es buen transmisor del calor, y del cobre, buen transmisor del calor, pero con baja resistencia mecánica.This collector structure contributes to the simplicity of the set since it allows the collector itself can have a structural function in addition to the function of transmission of radiation to the heat transfer fluid, specifically, providing the first structure with a support shaft of rotation. So that a collecting tube made of a single material could perform both functions it would be necessary for this material it had both good mechanical resistance properties and heat transmission However, the most commonly materials employees in the sector do not meet this condition, as is the case with steel, which has high strength but is not good heat transmitter, and copper, good heat transmitter, but With low mechanical resistance.

La invención resuelve el problema proporcionando un colector fabricado con dos materiales, uno con alta resistencia mecánica y otro con buenas propiedades de transmisión de calor, dispuestos de manera que el material de alta resistencia mecánica constituye una estructura sobre la cual se fija el material conductor de calor, que lo recubre total o parcialmente y que esta en contacto con unos apéndices o extensiones dispuestos cruzados con la dirección de flujo del fluido caloportador.The invention solves the problem by providing a collector made of two materials, one with high resistance Mechanical and other with good heat transmission properties, arranged so that the high mechanical strength material it constitutes a structure on which the material is fixed heat conductor, that covers it totally or partially and that this in contact with appendages or extensions arranged crossed with the flow direction of the heat transfer fluid.

Otra ventaja que se deriva de esta estructura es que, al simplificarse la estructura, se permite al equipo funcionar sin que en momento alguno el equipo produzca sombras sobre si mismo.Another advantage that derives from this structure is that, by simplifying the structure, the equipment is allowed to operate without at any time the team produces shadows on itself same.

Preferentemente, en el sistema de captación de la invención dicho segundo material está dispuesto a modo de recubrimiento superficial externo cubriéndolo total o parcialmente y dicho recubrimiento superficial está en contacto, a través de unas aberturas practicadas en dicho primer material, con unos apéndices que emergen de la superficie interna del colector hacia el interior esencialmente en dirección radial.Preferably, in the collection system of the invention said second material is arranged by way of external surface coating covering it totally or partially and said surface coating is in contact, through some openings made in said first material, with appendages that emerge from the inner surface of the collector inwards essentially in radial direction.

Preferentemente, el sistema de captación de la invención comprende medios para variar la inclinación de dicho tubo colector.Preferably, the capture system of the invention comprises means for varying the inclination of said tube manifold.

Con los dos movimientos relativos descritos, a saber, el movimiento de inclinación del tubo colector, y el de rotación de los espejos alrededor del tubo, se permite que la radiación solar incida según una dirección perpendicular al tubo colector y que los espejos estén orientados durante todo el día de forma óptima de forma que cada uno de ellos refleje la radiación hacia el tubo colector.With the two relative movements described, to know, the tilt movement of the collecting tube, and that of rotation of the mirrors around the tube, the solar radiation strikes in a direction perpendicular to the tube collector and that the mirrors are oriented throughout the day of optimally so that each of them reflects the radiation towards the collecting tube.

Esta posibilidad es de importancia esencial para rentabilizar la inversión en equipos de captación de energía solar térmica, puesto que se aprovecha la máxima energía solar utilizando una mínima superficie de suelo.This possibility is of essential importance for monetize the investment in solar energy collection equipment thermal, since the maximum solar energy is used using a minimum floor area.

Preferentemente, dicha superficie reflectante es plana y rectangular, siendo la longitud de su lado mayor sustancialmente igual a la del tubo colector, y estando dispuesta paralelo al eje del tubo colector.Preferably, said reflective surface is flat and rectangular, the length of its greater side being substantially equal to that of the collecting tube, and being arranged parallel to the axis of the collecting tube.

Así, la invención ofrece la posibilidad de no tener que recurrir a espejos o superficies reflectoras de formas complejas, cuyo proceso de fabricación incrementa considerablemente los costes de fabricación, y por lo tanto, permite optimizar los costes de fabricación.Thus, the invention offers the possibility of not have to resort to mirrors or reflective surfaces of shapes complex, whose manufacturing process increases considerably manufacturing costs, and therefore, allows to optimize manufacturing costs

Por otro lado, el hecho de que la superficie de reflexión se distribuya en una pluralidad de superficies reflectantes ofrece otras ventajas como son,On the other hand, the fact that the surface of reflection is distributed on a plurality of surfaces Reflective offers other advantages such as,

- asegurar un mantenimiento menos costoso, puesto que se pueden sustituir selectivamente las partes que se hayan podido romper o degradar.- ensure less expensive maintenance, since you can selectively replace the parts that are have been able to break or degrade.

- al emplearse elementos esbeltos se simplifican y facilitan su montaje y transporte, con respecto a la opción de transportar un único espejo de mayores dimensiones, cuya fragilidad implica mayores costes.- when using slender elements, they are simplified and facilitate its assembly and transport, with respect to the option of transport a single mirror of larger dimensions, whose fragility It implies higher costs.

- disminuir la resistencia al viento, puesto que permiten el paso de aire entre los espejos contiguos. Además, en zonas con fuertes vientos, los espejos se pueden disponer de tal manera que se asegure una mínima acción del viento sobre los espejos.- reduce wind resistance, since they allow the passage of air between the adjacent mirrors. Also in areas with strong winds, mirrors can be arranged in such so as to ensure a minimum wind action on the Mirrors.

Según una realización preferida, alternativa a la que se acaba de describir, dicha superficie reflectante es cóncava y rectangular, siendo la longitud de su lado mayor sustancialmente igual a la del tubo colector, y estando dispuesta paralela al eje del tubo colector.According to a preferred embodiment, alternative to the one just described, said reflective surface is concave and rectangular, the length of its greater side being substantially equal to that of the collecting tube, and being arranged parallel to the axis of the collecting tube.

Esta alternativa permite concentrar aún más la radiación recogida respecto a una opción de superficies planas, lo cual puede ser interesante cuando:This alternative allows to concentrate the radiation collected from a flat surface option, what which can be interesting when:

- el sistema se implementa con pocos espejos o- the system is implemented with few mirrors or

- con un tubo colector de diámetro reducido o- with a collector tube of reduced diameter or

- cuando el sistema opera en condiciones de baja irradiación solar y se desea aumentar la temperatura a la salida del tubo, o- when the system operates in low conditions solar irradiation and it is desired to increase the temperature at the exit of the tube, or

- cuando se desea trabajar con altas temperaturas de salida del fluido colector.- when you want to work with high outlet temperatures of the collecting fluid.

Según otra realización, el sistema puede incorporar una única superficie de forma prismática y de sección transversal parabólica cuyo foco está sustancialmente en el tubo colector, opción especialmente interesante cuando se busca un aprovechamiento máximo de la irradiación y se puede disponer de este tipo de espejos.According to another embodiment, the system can incorporate a single prismatic and sectional surface parabolic transverse whose focus is substantially on the tube collector, especially interesting option when looking for a maximum use of irradiation and this type of mirrors

Más ventajosamente, la o las superficies mencionadas anteriormente están montadas en una primera estructura que puede girar alrededor del tubo colector, de manera que las funciones estructural y de reflexión son realizadas por elementos distintos, lo cual es imprescindible para optimizar la función de cada uno a un coste mínimo, condición que no se satisface si el propio espejo ha de tener función estructural, debido a las posibles tensiones, deformaciones, e incluso roturas, que puede padecer.More advantageously, the surface (s) mentioned above are mounted on a first structure which can rotate around the collecting tube, so that the structural and reflection functions are performed by elements different, which is essential to optimize the function of each at a minimum cost, a condition that is not satisfied if the mirror itself must have a structural function, due to the possible tensions, deformations, and even breaks, which can suffer.

Preferentemente, la o las superficies están montadas en rotación sobre dicha primera estructura según un eje paralelo al eje del tubo colector, permitiéndose una instalación y un ajuste in situ, adecuado para un mantenimiento eficaz y a las condiciones del lugar, especialmente cuando se desea disminuir la acción del viento.Preferably, the surface (s) are rotatably mounted on said first structure along an axis parallel to the axis of the collecting tube, allowing installation and adjustment in situ , suitable for efficient maintenance and site conditions, especially when it is desired to reduce wind action.

Más preferentemente, dicha primera estructura comprende una pluralidad de arcos y una pluralidad de barras o tubos acoplados a dichos arcos por su lado interior de modo que el conjunto de dichos arcos y dichas barras tienen una configuración sustancialmente semicilíndrica.More preferably, said first structure it comprises a plurality of arcs and a plurality of bars or tubes coupled to said arches on its inner side so that the set of said arcs and said bars have a configuration substantially semi-cylindrical.

Esta estructura, por un lado, es de fácil construcción, tanto por los elementos estándar que la conforman como la facilidad de unión, y por otro lado, permite utilizar los cantos exteriores de los arcos para el accionamiento en rotación de la estructura.This structure, on the one hand, is easy construction, both for the standard elements that make it up as the ease of attachment, and on the other hand, allows to use the outer edges of the arches for rotating rotation of the structure.

Preferentemente, el sistema objeto de la invención comprende al menos un panel de células fotovoltaicas situado en un plano paralelo al eje del tubo colector, rodeando dicho panel dicha primera estructura.Preferably, the system object of the invention comprises at least one panel of photovoltaic cells located in a plane parallel to the axis of the collecting tube, surrounding said panel said first structure.

Esta configuración permite disponer de una fuente de energía eléctrica para, entre otros, alimentar los elementos auxiliares de la instalación, como los motores de accionamiento o las bombas de fluido caloportador, con la característica de que su rendimiento también está optimizado al estar los paneles situados en una zona en la que el resto de la instalación no produce sombras y al estar estos también orientados de forma óptima con respecto al sol, pudiéndose aumentar su rendimiento hasta un 60% respecto a un panel estático, dependiendo de la latitud de instalación del equipo.This configuration allows you to have a source of electrical energy to, among others, feed the auxiliary elements of the installation, such as engines drive or heat transfer fluid pumps, with the feature that its performance is also optimized by be the panels located in an area where the rest of the installation does not produce shadows and being also oriented optimally with respect to the sun, being able to increase its yield up to 60% compared to a static panel, depending of the equipment installation latitude.

Ventajosamente, los medios para variar la inclinación del tubo colector comprenden una segunda estructura solidaria del tubo colector, y una tercera estructura dotada de medios de fijación al suelo, estando dicha segunda estructura y dicha tercera estructura articuladas mediante una articulación axial esencialmente horizontal.Advantageously, the means for varying the tilt of the collecting tube comprise a second structure solidarity of the collecting tube, and a third structure equipped with fixing means to the floor, said second structure being and said third structure articulated by an axial articulation essentially horizontal.

También preferentemente, el tubo colector tiene una entrada y una salida conectadas mediante tubos a un tubo dispuesto con su eje coincidente con el de dicha articulación axial, el cual comprende medios de conexión en sus extremos para su conexión con tubos fijados a dicha tercera estructura, de manera que dicha conexión permite la rotación coaxial de dicho tubo con respecto a dichos tubos fijados a dicha tercera estructura.Also preferably, the collecting tube has an inlet and outlet connected by tubes to a tube arranged with its axis coinciding with that of said axial joint, which comprises connection means at its ends for its connection with tubes fixed to said third structure, so that said connection allows coaxial rotation of said tube with with respect to said tubes fixed to said third structure.

Esta disposición permite que el subsistema de extracción de calor sea muy compacto, no requiriéndose para su implementación la utilización de tubos flexibles, ya que, al estar articulados mediante una articulación axial, las distancias entre conexiones no varían.This arrangement allows the subsystem of heat extraction is very compact, not required for your implementation the use of flexible tubes, since, being articulated by an axial joint, the distances between Connections do not vary.

Ventajosamente, el sistema de captación objeto de la invención comprende un elemento reflectante dispuesto paralelo al tubo colector y ligeramente separado de dicho tubo colector, estando dicho elemento reflectante fijado a dicha primera estructura y presentando dicho elemento reflectante presenta un perfil prismático cuya superficie enfrentada al tubo colector es esencialmente cóncava.Advantageously, the object collection system of the invention comprises a reflective element arranged parallel to the collecting tube and slightly separated from said tube collector, said reflective element being fixed to said first structure and presenting said reflective element presents a prismatic profile whose surface facing the collecting tube is essentially concave.

Este elemento reflectante permite disminuir las pérdidas por radiación del tubo colector por la superficie no expuesta a los espejos, es decir, la superficie orientada hacia el exterior, que recibe radiación no concentrada. La interposición de un elemento reflectante ante dicha superficie orientada hacia el exterior permite reflejar parte de la energía de radiación emitida por dicha superficie de vuelta hacia el colector, de manera que se minimizan las pérdidas, las cuales pueden llegar a ser considerables. Por otro lado, este elemento puede comprender un material estructural que de rigidez a la primera estructura de la cual es solidario dicho elemento.This reflective element allows to reduce the radiation losses from the collecting tube through the surface no exposed to mirrors, that is, the surface facing the outside, which receives unconcentrated radiation. The interposition of a reflective element before said surface oriented towards the outside allows to reflect part of the emitted radiation energy along said surface back towards the collector, so that minimize losses, which can become considerable. On the other hand, this element may comprise a structural material that stiffness the first structure of the which is in solidarity said element.

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Brief description of the drawings

Para mejor comprensión de cuanto se ha expuesto se acompañan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a título de ejemplo no limitativo, se representa un caso práctico de realización.For a better understanding of how much has been exposed Some drawings are accompanied in which, schematically and only to non-limiting example title, a case study of realization.

La figura 1 es una vista en perspectiva del sistema de captación de energía solar térmica según la invención.Figure 1 is a perspective view of the solar thermal energy collection system according to the invention.

La figura 2 es una vista en perspectiva y en detalle del tubo colector y del elemento de reflexión de la invención.Figure 2 is a perspective view and in detail of the collecting tube and the reflection element of the invention.

La figura 3 es una vista en perspectiva en la que se aprecia la superficie interna del colector.Figure 3 is a perspective view in the that the internal surface of the collector is appreciated.

La figura 4 es una vista en perspectiva del sisstema de la figura 1 que incorpora unos paneles solares fotovoltaicos.Figure 4 is a perspective view of the sisstema of figure 1 incorporating solar panels photovoltaic

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Description of preferred embodiments

A continuación se describe una realización preferida del sistema de captación de energía solar térmica objeto de la invención en la cual se hace referencia a las figuras adjuntas.An embodiment is described below. Preferred solar thermal energy collection system object of the invention in which reference is made to the figures attached.

Según una realización preferida, el sistema de captación de energía solar térmica de la invención comprende un tubo colector 1 y una o más superficies 2 para reflejar la radiación solar hacia el tubo colector 1 dispuesto a su alrededor.According to a preferred embodiment, the system of solar thermal energy collection of the invention comprises a collecting tube 1 and one or more surfaces 2 to reflect radiation solar towards the collecting tube 1 arranged around it.

Esta o estas superficies de reflexión pueden girar alrededor del tubo colector soportadas por una primera estructura 11, la cual puede estar parcial o totalmente sostenida por el tubo colector 1.This or these reflection surfaces can rotate around the collector tube supported by a first structure 11, which may be partially or fully supported by the collecting tube 1.

Para que esto sea posible, es decir, que el tubo colector ejerza una función estructural y una función de transmisión de calor, es necesario, tal como se reivindica en la primera reivindicación y tal como se representa en la figura 2, que el colector esté hecho de al menos dos materiales, siendo el primero de ellos, el referenciado como 4, de mayor resistencia que el segundo, referenciado como 5, y que este, a su vez, tenga mejores propiedades de conductividad térmica. Más concretamente, por ejemplo, el primer material 4 podría ser acero inoxidable y constituir el cuerpo principal del cuerpo, y el segundo material 5 podría ser cobre, que estaría dispuesto de forma que reciba la radiación reflejada por las superficies reflectoras y que estuviese en contacto térmico con otro material situado en contacto con el fluido caloportador que circula por el interior del tubo.To make this possible, that is, the tube collector exert a structural function and a function of heat transmission is necessary, as claimed in the first claim and as depicted in figure 2, which the collector is made of at least two materials, the first of them, referred to as 4, of greater resistance than the second, referenced as 5, and that this, in turn, have better thermal conductivity properties. More specifically, by example, the first material 4 could be stainless steel and constitute the main body of the body, and the second material 5 it could be copper, which would be arranged so that it receives the radiation reflected by the reflecting surfaces and that was in thermal contact with another material placed in contact with the heat transfer fluid circulating inside the tube.

Este otro material podría ser el mismo segundo material, uno distinto de buenas propiedades conductoras, si el proceso de fabricación así lo requiriera.This other material could be the same second material, a different one of good conductive properties, if the manufacturing process as required.

Según otra realización preferida, el segundo material 5 está dispuesto a modo de recubrimiento superficial externo cubriéndolo total o parcialmente y estar en contacto, a través de unas aberturas 6 practicadas en el primer material 4, con unos apéndices 7 que emergen de la superficie interna 8 del colector 1 hacia el interior esencialmente en dirección radial, de forma que se incrementase la superficie de contacto entre el fluido y la superficie de transmisión de calor de este segundo material.According to another preferred embodiment, the second material 5 is arranged as a surface coating external covering it totally or partially and being in contact, to through openings 6 made in the first material 4, with Appendices 7 emerging from the inner surface 8 of the collector 1 inward essentially in radial direction, so that the contact surface between the fluid and the Heat transfer surface of this second material.

Según otra realización preferida, el tubo colector podría formar parte de un sistema de captación de energía solar térmica dotado, además del grado de libertad de rotación de las superficies de reflexión entorno al propio tubo, de medios 9 para variar la inclinación del eje del tubo colector 1.According to another preferred embodiment, the tube collector could be part of an energy collection system solar thermal endowed, in addition to the degree of freedom of rotation of reflection surfaces around the tube itself, of media 9 to vary the inclination of the axis of the collecting tube 1.

Según otra realización preferida, la primera estructura puede fijarse en el sentido longitudinal del eje del tubo por la parte inferior de este y puede deslizarse según esta misma dirección por la parte superior, de forma que las dilataciones diferentes de los diferentes elementos de la estructura no originan tensiones internas no deseadas. Obviamente, también se podría concebir el sistema fijándolo por la parte superior del tubo y que pudiera deslizarse por la inferior, o bien podría apoyarse por la parte inferior, pudiendo deslizarse por ambas.According to another preferred embodiment, the first structure can be fixed in the longitudinal direction of the axis of the tube at the bottom of this and can slide according to this same address from the top, so that the different dilations of the different elements of the structure do not cause unwanted internal tensions. Obviously, it also could conceive the system by fixing it by the top of the tube and that it could slide down the bottom, or it could rest on the bottom, being able to slide on both.

Los medios para variar la inclinación del tubo podrían implementarse mediante actuadores lineales accionados por tornillos sin fin, y una articulación de eje horizontal, pudiendo el experto en la materia concebir sistemas de accionamiento equivalentes.The means to vary the inclination of the tube could be implemented using linear actuators powered by worm screws, and a horizontal shaft joint, being able to expert in the field conceive of drive systems equivalent.

En otra realización preferida, las superficies 2 de reflexión son planas y rectangulares, siendo la longitud de su lado mayor sustancialmente igual a la del tubo colector 1, y estando dispuesto paralelo al eje del tubo colector 1 o bien podría ser una superficie cóncava y rectangular si se requiriese una mayor concentración de radiación sobre la superficie externa del tubo colector o también podría ser una prismática y de sección transversal parabólica cuyo foco está situado sustancialmente en el tubo colector 1.In another preferred embodiment, surfaces 2 of reflection are flat and rectangular, being the length of their major side substantially equal to that of the collecting tube 1, and being arranged parallel to the axis of the collecting tube 1 or it could be a concave and rectangular surface if a larger one is required radiation concentration on the outer surface of the tube collector or it could also be a prismatic and section parabolic transverse whose focus is located substantially in the manifold tube 1.

Todas estas disposiciones de las superficies reflectoras podrían comprender una o más superficies reflectoras montadas en rotación sobre la primera estructura según un eje paralelo al eje 3 del tubo colector 1, lo cual permitiría ajustar, montar o desmontar independientemente cada uno de las superficies reflectoras.All these surface arrangements reflectors could comprise one or more reflective surfaces mounted in rotation on the first structure along an axis parallel to axis 3 of the collecting tube 1, which would allow adjustment, independently mount or disassemble each of the surfaces reflective

Según otra realización de la invención, dicha primera estructura puede realizarse con una pluralidad de arcos 12 y una pluralidad de barras 13 o tubos acoplados a estos arcos 12 por su lado interior de modo que el conjunto tiene configuración sustancialmente semicilíndrica. Sobre los lados externos de los arcos se podría prever un dentado engranado con piñones de accionamiento accionados a su vez por un motor, el cual permitiría hacer girar la primera estructura, y por lo tanto las superficies reflectoras, alrededor del tubo colector. Otra posibilidad sería que los lados exteriores de estos arcos comprendieran unos surcos que alojasen un cable o un equivalente, que permitiese accionar la estructura en rotación.According to another embodiment of the invention, said first structure can be made with a plurality of arches 12 and a plurality of bars 13 or tubes coupled to these arcs 12 by its inner side so that the set has configuration substantially semi-cylindrical. On the outer sides of the arches could be provided a toothed gear with pinions of drive driven in turn by a motor, which would allow spin the first structure, and therefore the surfaces reflectors, around the collecting tube. Another possibility would be that the outer sides of these arches comprised grooves that housed a cable or an equivalent, which would enable the rotating structure.

Según otra realización preferida de la invención, el sistema de captación de energía solar térmica incorpora un panel de células fotovoltaicas 14 situado en un plano paralelo al eje del tubo colector 1, tal como se muestra en la figura 3, que constituye una disposición óptima para garantizar el aprovechamiento óptimo de la radiación solar.According to another preferred embodiment of the invention, the solar thermal energy collection system incorporates a panel of photovoltaic cells 14 located in a plane parallel to the axis of the collecting tube 1, as shown in the Figure 3, which constitutes an optimal arrangement to guarantee the optimal use of solar radiation.

Estos paneles fotovoltaicos tienen como finalidad aportar la energía eléctrica necesaria para poner en funcionamiento, por ejemplo, los motores de accionamiento del sistema de posicionamiento del sistema, las bombas de fluido caloportador u otros sistemas auxiliares del sistema. Por otra parte, la generación excedente puede destinarse para alimentar puntos de consumo cercano o bien comercializarse.These photovoltaic panels have as purpose to provide the necessary electrical energy to put in operation, for example, the drive motors of the system positioning system, fluid pumps heat carrier or other auxiliary systems of the system. For other part, surplus generation can be used to feed nearby consumption points or commercialized.

Además, la generación simultánea de energía termo solar y eléctrica permite diversas opciones de rentabilización de la inversión, pudiéndose amortizar el coste de la inversión con la generación de energía térmica, vertiéndose a la red la producción eléctrica, opción especialmente interesante sobre azoteas de edificios de viviendas en los cuales se requiere tanto energía térmica como eléctrica.In addition, simultaneous power generation solar and electric thermos allows various profitability options of the investment, being able to amortize the cost of the investment with the generation of thermal energy, pouring into the network the electrical production, especially interesting option on roofs of residential buildings in which so much energy is required Thermal as electric.

Según otra realización preferida de la invención, los medios 9 para variar la inclinación del tubo colector 1 comprenden una segunda estructura 15 solidaria del tubo colector 1, articulada con una tercera estructura 16 mediante una articulación axial 17 esencialmente horizontal. Esta tercera estructura constituye la base de anclaje del sistema al suelo.According to another preferred embodiment of the invention, the means 9 for varying the inclination of the collecting tube 1 comprise a second structure 15 integral with the collecting tube 1, articulated with a third structure 16 by a axial joint 17 essentially horizontal. This third structure constitutes the base of anchorage of the system to the ground.

Según otra realización preferida de la invención, por un lado, el tubo colector tiene una entrada 18 y una salida 19 conectadas mediante tubos 20, 21 a un tubo 22 dispuesto con su eje 23 coincidente con el de la articulación axial 17, la cual puede girar entorno a su eje, sustancialmente horizontal y, por otro lado, el tubo 22 con su eje 23 coincidente con el de la articulación axial 17 comprende medios de conexión 24, 25 en sus extremos para su conexión con tubos fijados a la tercera estructura 16, de manera que dicha conexión permite la rotación del tubo 22 con respecto a los tubos fijados a la tercera estructura 16, proporcionándose una estructura compacta con un mínimo de juntas y elementos móviles que aumentan la fiabilidad del sistema y disminuyen los costes de mantenimiento del sistema.According to another preferred embodiment of the invention, on the one hand, the collecting tube has an inlet 18 and a outlet 19 connected by tubes 20, 21 to a tube 22 arranged with its axis 23 coinciding with that of the axial joint 17, the which can rotate around its axis, substantially horizontal and, by on the other hand, the tube 22 with its axis 23 coinciding with that of the axial joint 17 comprises connection means 24, 25 in its ends for connection with pipes fixed to the third structure 16, so that said connection allows the rotation of the tube 22 with respect to the pipes fixed to the third structure 16, providing a compact structure with a minimum of joints and mobile elements that increase system reliability and system maintenance costs decrease.

Finalmente, y según otra realización preferida de la invención, el sistema comprende un elemento reflectante 26, de perfil prismático esencialmente cóncavo, fijado a la primera estructura 11 y dispuesto paralelo al tubo colector 1 del cual está ligeramente separado cuya finalidad es disminuir las pérdidas por radiación del tubo colector por la superficie enfrentada directamente al Sol.Finally, and according to another preferred embodiment of the invention, the system comprises a reflective element 26, of essentially concave prismatic profile, fixed to the first structure 11 and arranged parallel to the collecting tube 1 of which it is slightly separated whose purpose is to reduce losses by radiation from the collecting tube through the facing surface directly to the sun.

Además, este elemento está fijado a la primera estructura proporcionándole más rigidez, y por lo tanto una mayor seguridad a las superficies reflectantes, que son los elementos más frágiles de una instalación de este tipo.In addition, this element is fixed to the first structure providing more stiffness, and therefore greater safety to reflective surfaces, which are the most Fragile of such an installation.

Claims

1. Solar thermal energy collection system, comprising a collector tube (1), at least one surface (2) to reflect solar radiation towards said collector tube (1) arranged around the collector tube (1), which can rotate said surface (2) around the axis (3) of said tube, characterized in that the collector comprises two materials, a first material (4) of mechanical resistance being substantially greater than a second material (5), and in fact that said second material (5) has a significantly higher thermal conductivity than said first material (4).

2. System according to claim 1, characterized in that said second material (5) is arranged as an external surface coating and by the fact that said surface coating is in contact, through openings (6) made in said first material (4), with appendages (7) emerging from the inner surface (8) of the collector (1) inwards in a substantially radial direction.

3. System according to claim 1, characterized in that it comprises means (9) for varying the inclination (10) of said collecting tube (1).

System according to claim 1, characterized in that said surface (2) is flat and rectangular, the length of its side being substantially equal to that of the collecting tube (1), and being arranged parallel to the axis of the tube collector (1).

5. System according to claim 1, characterized in that said surface (2) is concave and rectangular, the length of its side being substantially equal to that of the collecting tube (1), and being arranged parallel to the axis (3 ) of the collecting tube (1).

System according to claim 1, characterized in that said at least one surface (2) is prismatic and parabolic in cross-section whose focus is located substantially on the collecting tube (1).

System according to any of the preceding claims, characterized in that said at least one surface (2) is mounted on a first structure (11) that can rotate around the collecting tube (1).

System according to claim 7, characterized in that said at least one surface (2) is mounted in rotation on said first structure along an axis parallel to the axis (3) of the collecting tube (1).

9. System according to claim 7, characterized in that said first structure (11) comprises a plurality of arches (12) and a plurality of bars (13) or tubes coupled to said arches (12) by its inner side of so that the set of said arcs (12) and said bars (13) have a substantially semi-cylindrical configuration.

System according to claim 7, characterized in that it comprises at least one panel of photovoltaic cells (14) located in a plane parallel to the axis of the collecting tube (1), said at least one panel (14) surrounding said first structure (11).

A system according to claim 3, characterized in that the means (9) for varying the inclination of the collecting tube (1) comprise a second structure (15) integral with the collecting tube (1), and a third structure (16 ) provided with fixing means to the ground, said second structure (15) and said third structure (16) being articulated by means of an essentially horizontal axial joint (17).

12. System according to claim 11, characterized in that the collecting tube has an inlet (18) and an outlet (19) connected by tubes (20, 21) to a tube (22) arranged with its axis (23) coinciding with that of said axial joint (17).

13. System according to claim 12, characterized in that said tube (22) with its axis (23) coinciding with that of said axial joint (17) comprises connecting means (24, 25) at its ends for connection with tubes fixed to said third structure (16), so that said connection allows rotation of said tube (22) with respect to said tubes fixed to said third structure (16).

14. System according to claim 7, characterized in that it comprises a reflective element (26) arranged parallel to the collection tube (1) and slightly separated from said collection tube (1), said reflective element (26) being fixed to said first structure (11), and the surface (27) of said reflective element (26) facing the essentially concove collecting tube.