ES2386465B2 - Método de configuración de dirección/medida/reajuste de sensor de seguimiento de luz solar y dispositivo colector de luz solar. - Google Patents

Método de configuración de dirección/medida/reajuste de sensor de seguimiento de luz solar y dispositivo colector de luz solar.

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ES2386465B2
ES2386465B2 ES201090026A ES201090026A ES2386465B2 ES 2386465 B2 ES2386465 B2 ES 2386465B2 ES 201090026 A ES201090026 A ES 201090026A ES 201090026 A ES201090026 A ES 201090026A ES 2386465 B2 ES2386465 B2 ES 2386465B2
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Abstract

Se configura fácilmente con mucha precisión la dirección de un sensor de seguimiento de luz solar. Se instala una guía (35) de seguimiento de luz solar en el eje óptico (11) de la luz reflejada recogida por un helióstato (2). Un telescopio óptico (47) se fija a la parte de extremo posterior de la guía (35) de tal manera que esté alineado con el eje de guiado (C) de la guía (35). La postura de la guía (35) de seguimiento de luz solar se ajusta de tal manera que una cruz provista en el campo de visión del telescopio (47) coincida con el centro (10a) de la posición objetivo de recogida de luz y se fija a la base (38). Luego, un sensor (12) de seguimiento de luz solar se sujeta a la parte de extremo posterior de la guía (35) en lugar del telescopio óptico (47).

Description

MÉTODO DE CONFIGURACIÓN DE DIRECCIÓN /MEDIDA/REAJUSTE DE SENSOR DE SEGUIMIENTO DE LUZ SOLAR Y DISPOSITIVO COLECTOR DE LUZ SOLAR
CAMPO TÉCNICO
El presente invento se refiere a un método de configuración de dirección, a un método para la medida del desplazamiento de eje óptico, y a un método para el reajuste de un sensor de seguimiento de luz solar, y a un dispositivo colector de luz solar.
TÉCNICA ANTERIOR
Como un dispositivo colector de luz solar aplicado a un dispositivo de generación de energía térmica solar, convencionalmente, se conocen tres tipos de dispositivos colectores de luz; un dispositivo colector de luz del tipo artesa (tipo distribuido); un dispositivo colector de luz del tipo torre (tipo colector de luz); y un dispositivo colector de luz del tipo reflector.
El dispositivo colector de luz del tipo artesa recoge la luz solar mediante un espejo curvo parabólico y calienta una tubería (tubería colectora de calor) llena de líquido (medio de calor). Aunque el dispositivo colector de luz del tipo artesa tiene un diseño fácil de cambiar de acuerdo con el tamaño del lugar de instalación, una cantidad de luz solar recogida es menor que la del dispositivo colector de luz del tipo torre, y por tanto la temperatura no es tan alta como para que pueda esperarse un rendimiento elevado.
El dispositivo colector de luz del tipo torre recoge la luz solar reflejada por unos espejos planos instalados sobre el suelo a una torre central y calienta una tubería (tubería colectora de calor) llena de líquido (medio de calor). Aunque el dispositivo colector de luz del tipo torre ocupa un área enorme para instalar helióstatos, una cantidad de luz solar recogida es grande, y de acuerdo con ello es posible calentar el medio de calor a una temperatura elevada. Por tanto, aunque el dispositivo colector de luz del tipo torre puede generar energía eléctrica con gran rendimiento en comparación con otros dispositivos colectores de luz, dicho dispositivo colector de luz del tipo torre no resulta aprovechable a no ser que se produzca a gran escala.
El dispositivo colector de luz solar del tipo reflector recoge la luz solar reflejada por un espejo curvo (reflector) que tiene una forma como una antena parabólica a un receptor central, y genera energía eléctrica mediante un motor Stirling (motor de combustión interna que utiliza la presión debida a la diferencia de temperaturas de aire ) o un procedimiento similar. Aunque el dispositivo colector de luz del tipo reflector
puede reducir el tamaño de la instalación, este dispositivo se encuentra todavía en una
fase inicial de investigación y desarrollo.
Dado que, según se ha expuesto anteriormente, los dispositivos colectores de
luz solar del tipo convencional tienen ventajas e inconvenientes, o se encuentran en
5
una fase de investigación y desarrollo, se ha propuesto recientemente un dispositivo
colector de luz del tipo de haz descendente. Según se muestra en la Figura 9, el
dispositivo colector de luz del tipo de haz descendente refleja la luz 3 de una
pluralidad de helióstatos instalados sobre el terreno 1 concéntricamente a la parte
superior de una torre (no mostrada en la figura), y refleja adicionalmente la luz
1 O
reflejada 3 por un segundo espejo de reflexión 4 para guiarla hasta el suelo.
Con respecto al espejo de reflexión instalado en la parte superior de la torre,
existe un sistema que usa un espejo convexo (espejo hiperbólico) que está
desarrollando el Instituto de Ciencia Wizmann en Israel y un sistema que usa un
espejo cóncavo (espejo elíptico) que está desarrollando el Centro de Investigación
15
para la energía de reciclado del carbón, Instituto de Tokio de Tecnología de Tokio, y se
pueden usar ambos sistemas. De ese modo, existen ventajas en el sentido de que un
medio de calor tal como sal fundida no necesite circularse a la parte superior de la
torre y de que no se monte un receptor para absorber el calor solar en la parte
superior de la torre.
20
La luz solar guiada hasta el suelo se recoge adicionalmente por un colector de
luz secundario 5 denominado CPC (concentrador parabólico compuesto), y se usa
para calentar sal fundida. La instalación puede funcionar 24 horas al día mediante un
almacenamiento de calor de la sal fundida.
Cuando se instala un sensor de seguimiento de luz solar para controlar la
25
postura de un helióstato, convencionalmente, como se ha mostrado en las Figuras 1 O
y 11, en primer lugar, se determina el eje óptico 11 de la posición 1 O objetivo de
recogida de luz, y a continuación, se fija el sensor de luz solar 12 mediante un ajuste
tridimensional de la dirección del sensor de seguimiento de luz solar con respecto al
eje óptico 1. En las figuras, el número 2 de referencia designa al helióstato, el número
30
13 de referencia designa un elemento de montaje para la instalación de un sensor de
seguimiento de luz solar, y el símbolo S de referencia designa al sol.
Específicamente, de una manera convencional, como se ha mostrado en la
Figura 12, se emplea un método en el que un dispositivo de medida (por ejemplo, un
teodolito o aparato similar) se monta en el eje óptico 11 objetivo de recogida, y
35
además se fija una "marca" en los puntos necesarios, por ejemplo, el centro 15 del
objetivo 1 O de recogida de luz, el centro 16 del extremo delantero del sensor 12 de
seguimiento de luz solar, el centro 17 del extremo posterior del sensor 12 de
seguimiento de luz solar, y el centro 18 del helióstato 2, y el sensor 12 de seguimiento
de luz solar se instala de tal manera que el eje del sensor (no mostrado en la figura),
5
del sensor 12 de seguimiento de luz solar esté de acuerdo con cada marca mirando
por el teodolito 14 con el ojo desnudo M
Según se ha expuesto anteriormente, en el método convencional de instalación
de centro, la posición de fijación del sensor se determina por medida; sin embargo, es
difícil configurar adecuadamente el sensor 12 de seguimiento de luz solar a la posición
1 O
de fijación de sensor sobre la que se fijan las "marcas" por medida.
Aún en el caso de que el sensor de seguimiento de luz solar se fije con
precisión por el método anterior, se producirá una desviación (desplazamiento) en el
eje óptico del objetivo debida a perturbaciones externas (por ejemplo, viento, calor,
vibraciones, y causas similares), y, como resultado, la desviación ocurre en las
15
prestaciones de recogida de luz, o bien las prestaciones de recogida de luz se
deterioran. Adicionalmente, para medir la cantidad de desplazamiento, se requieren
muchas tareas. Por ejemplo, para identificar qué dispositivo de entre un gran número
de helióstatos se desplaza, es necesario comprobar todos los dispositivos.
Cuando ocurre un desplazamiento entre el eje de sensor del sensor de
20
seguimiento de luz solar y el eje óptico objetivo, es necesario medir con precisión las
posiciones de los diversos dispositivos y se necesita que a los dispositivos se les
realice un ajuste fino. Por tanto, es deseable que se perfeccionen estas operaciones.
Además, como se ha mostrado en la Figura 13, cuando se recoge luz por
medio de una pluralidad de espejos, es necesario ajustar las posiciones y direcciones
25
del helióstato 2 y de un segundo espejo reflectante 20, por lo que las operaciones de
ajuste y medida requieren varias veces el trabajo de ajuste y medida del caso de un
solo espejo reflectante. Adicionalmente, en la modalidad convencional, es necesario
medir por separado un desplazamiento del sensor de seguimiento de luz solar y un
desplazamiento del segundo espejo reflectante. En la figura, el símbolo N de
30
referencia designa una superficie irradiada de luz solar.
En la manera convencional, como se ha mostrado en las Figuras 1 O y 11,
como la pieza de montaje 13 para la instalación de un sensor de seguimiento de luz
solar está fijada en una base 21 de instalación de helióstato, se necesita proveer una
entalladura 22 para evitar la interferencia entre el helióstato 2 y la pieza de montaje 13
35
para instalación del sensor de seguimiento de luz solar, por lo que se reduce el área
del helióstato 2.
Aunque, en la técnica relacionada con el dispositivo colector de luz solar, se han hecho muchos inventos (por ejemplo, referirse a los documentos de patente 1 y 2), parece que no existe ningún invento similar al presente.
Documento 1 de patente: solicitud de patente japonesa, publicación de Kokai N° 2004-333003 Documento 2 de patente: Modelo de utilidad japonés, publicación de Kokai N° 05-24165.
DESCRIPCIÓN DEL INVENTO
PROBLEMAS A RESOLVER MEDIANTE EL INVENTO
El presente invento se ha realizado con la idea de resolver los problemas anteriormente expuestos, y un primer objeto del presente invento es proveer un método para la configuración de la dirección de un sensor de seguimiento de luz solar mediante el cual se pueda instalar con facilidad y con alto grado de precisión el sensor de seguimiento de luz solar.
Un segundo objeto del presente invento es proveer un método para la medida del eje óptico de un sensor de seguimiento de luz solar mediante el cual se puede medir con facilidad y con un alto grado de precisión el desplazamiento a través del tiempo del eje óptico de un sensor de seguimiento de luz solar.
Un tercer objeto el presente invento es proveer un método para el reajuste de un sensor de seguimiento de luz solar mediante el cual se pueda reajustar con facilidad y con una gran precisión el desplazamiento a través del tiempo del eje óptico de un sensor de seguimiento de luz solar.
Un cuarto objeto del presente invento es proveer un dispositivo colector de luz solar que pueda evitar una reducción del área del helióstato que resulta de la pieza de montaje para instalación de un sensor de seguimiento de luz solar.
MEDIOS PARA RESOLVER LOS PROBLEMAS
Un método de configuración de la dirección de un sensor de seguimiento de luz solar según la reivindicación 1 se caracteriza porque comprende las etapas de: instalar un sensor de seguimiento de luz solar en un eje óptico de luz reflejada recogida por un helióstato, instalar una guía de seguimiento de luz solar en dicho eje óptico para controlar automáticamente la postura del helióstato mediante el sensor de seguimiento de luz solar, fijar un telescopio óptico a la parte de extremo posterior de la guía de seguimiento de luz solar de tal manera que quede alineada con un eje de guiado de la guia de seguimiento de luz solar, ajustar la postura de dicha guía de seguimiento de
luz solar de tal manera que una cruz instalada en un campo de visión del telescopio
óptico coincida con el centro de una posición objetivo de recogida de luz, y fijar a una
base de instalación dicha guía de seguimiento de luz solar, y retirar de la guía de
seguimiento de luz solar el telescopio óptico, y fijar el sensor de seguimiento de luz
5
solar a la parte del extremo posterior de la guía de seguimiento de luz solar de tal
manera que quede alineada con el eje de guiado de la guía de seguimiento de luz
solar.
Un método para medir el desplazamiento del eje óptico de un sensor de
seguimiento de luz solar según la reivindicación 2 se caracteriza porque comprende
1 O
las etapas de: instalar un sensor de seguimiento de luz solar en un eje óptico de luz
reflejada recogida por un helióstato, fijar un oscilador de luz láser a la parte de extremo
frontal de la guía de seguimiento de luz solar a la que está fijado dicho sensor de
seguimiento de luz solar de tal manera que se alinee con un eje de guiado de la guía
de seguimiento de luz solar, para controlar automáticamente la postura del helióstato
15
mediante el sensor de seguimiento de luz solar cuando se produzca un
desplazamiento con el tiempo del eje óptico del sensor de seguimiento de luz solar,
marcar una posición de objetivo de recogida de luz mediante la oscilación de luz láser
con el oscilador de luz láser, y medir una cantidad de desplazamiento del punto de
marcado con respecto a dicho eje óptico.
20
Un método para reajustar un sensor de seguimiento de luz solar según la
reivindicación 3 se caracteriza porque comprende las etapas de: instalar una guía de
seguimiento de luz solar en un eje óptico de luz reflejada recogida por un helióstato,
fijar un oscilador de luz láser a la parte de extremo delantero de la guía de seguimiento
de luz solar a la que está fijado dicho sensor de seguimiento de luz solar de tal manera
25
que se alinee con un eje de guiado de la guía de seguimiento de luz solar, para
controlar automáticamente la postura del helióstato mediante el sensor de seguimiento
de luz solar cuando se produce un desplazamiento con el tiempo del eje óptico del
sensor de seguimiento de luz solar, marcar una posición de objetivo de recogida de luz
mediante la oscilación de luz láser con un oscilador, y reajustar la postura de dicha
30
guía de seguimiento de luz solar de tal manera que el punto de marcado coincida con
el centro de dicha posición objetivo de recogida de luz.
Un dispositivo colector de luz solar según la reivindicación 4 se caracteriza
porque tiene un sensor de seguimiento de luz solar instalado en un eje óptico de luz
reflejada recogida por un helióstato, y porque controla automáticamente la postura del
35
helióstato mediante el sensor de seguimiento de luz solar, en el que una pieza de
montaje para la instalación del sensor de seguimiento de luz solar para soportar a
dicho sensor de seguimiento de luz solar está separada de la base de instalación del
helióstato y se instala fuera del sistema de base de instalación del helióstato.
VENTAJAS DEL INVENTO
5
Como el invento según la reivindicación 1 comprende las etapas de, instalar un
sensor de seguimiento de luz solar en un eje óptico de luz reflejada recogida por un
helióstato, instalar una guía de seguimiento de luz solar en dicho eje óptico para
controlar automáticamente la postura del helióstato mediante el sensor de seguimiento
de luz solar, fijar un telescopio óptico a la parte de extremo posterior de la guía de
1 O
seguimiento de luz solar de tal manera que se alinee con un eje de guiado de la guía
de seguimiento de luz solar, ajustar la postura de dicha guía de seguimiento de luz
solar de tal manera que una cruz instalada en un campo de visión del telescopio óptico
coincida con el centro de una posición de objetivo de recogida de luz y fijar dicha guía
de seguimiento de luz solar a una base de instalación, y retirar de la guía de
15
seguimiento de luz solar el telescopio óptico y fijar el sensor de seguimiento de luz
solar a la parte de extremo posterior de la guía de seguimiento de luz solar de tal
manera que se alinee con el eje de guiado de la guía de seguimiento de luz solar, no
es necesario montar la guía de seguimiento de luz solar en el eje óptico mediante el
uso de un teodolito o aparato similar como en la manera convencional, y es posible
20
instalar el sensor de seguimiento de luz solar en el eje óptico con facilidad y mucha
precisión en comparación con la modalidad convencional.
Como el invento según la reivindicación 2 comprende las etapas de, instalar
un sensor de seguimiento de luz solar en un eje óptico de luz reflejada recogida por un
helióstato, fijar un oscilador de luz láser a la parte de extremo frontal de la guía de
25
seguimiento de luz solar a la que está fijado dicho sensor de seguimiento de luz solar
de tal manera que se alinee con un eje de guiado de la guía de seguimiento de luz
solar, para controlar automáticamente la postura del helióstato mediante el sensor de
seguimiento de luz solar cuando se produzca un desplazamiento con el tiempo del eje
óptico del sensor de seguimiento de luz solar, marcar una posición de objetivo de
30
recogida de luz mediante la oscilación de luz láser con el oscilador de luz láser, y
medir una cantidad de desplazamiento del punto de marcado con respecto a dicho eje
óptico, es posible medir el desplazamiento del eje óptico del sensor de seguimiento de
luz solar con facilidad y mucha precisión sin requerir mucha mano de obra.
Como el invento según la reivindicación 3 comprende las etapas de: instalar un
35
sensor de seguimiento de luz solar en un eje óptico de luz reflejada recogida por un
helióstato, fijar un oscilador de luz láser a la parte de extremo delantero de la guía de
seguimiento de luz solar a la que está fijado dicho sensor de seguimiento de luz solar
de tal manera que se alinee con un eje de guiado de la guía de seguimiento de luz
solar, para controlar automáticamente la postura del helióstato mediante el sensor de
5
seguimiento de luz solar cuando se produce un desplazamiento con el tiempo del eje
óptico del sensor de seguimiento de luz solar, marcar una posición de objetivo de
recogida de luz mediante la oscilación de luz láser con un oscilador, y reajustar la
postura de dicha guía de seguimiento de luz solar de tal manera que el punto de
marcado coincida con el centro de dicha posición objetivo de recogida de luz, es
1 O
posible reajustar el desplazamiento con el tiempo del eje óptico del sensor de
seguimiento de luz solar con facilidad y mucha precisión.
Como el invento según la reivindicación 4 es el que tiene un sensor de
seguimiento de luz solar instalado en un eje óptico de luz reflejada recogida por un
helióstato, y controla automáticamente la postura del helióstato mediante el sensor de
15
seguimiento de luz solar, en el que una pieza de montaje para la instalación del sensor
de seguimiento de luz solar para soportar a dicho sensor de seguimiento de luz solar
está separada de la base de instalación del helióstato y se instala fuera del sistema de
base de instalación del helióstato, es posible evitar la interferencia entre el helióstato y
la pieza de montaje para instalación del sensor de seguimiento de luz solar, de tal
20
manera que se puede evitar una reducción del área de helióstato resultante de la
posición de instalación del sensor de seguimiento de luz solar. Además, de acuerdo
con este invento, dado que la pieza de montaje para la instalación del sensor de
seguimiento de luz solar está separada de la base de instalación del helióstato, es
posible ajustar fácilmente la posición de instalación del sensor de seguimiento de luz
25
solar.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La Figura 1 es una vista lateral de un dispositivo colector de luz solar de
acuerdo con el presente invento.
La Figura 2 es un diagrama que ilustra una relación entre una guía de
30
seguimiento de luz solar de la parte A de la Figura 1 y diversos dispositivos fijados a la
guía.
La Figura 3 es una vista en planta que muestra un método de instalación de la
guía de seguimiento de luz solar.
La Figura 4 es una vista en planta que muestra un método de ajuste de la guía
35
de seguimiento de luz solar.
La Figura 5 es una vista lateral mostrando el método de ajuste de la guía de seguimiento de luz solar. La Figura 6 es una vista lateral que muestra un método de instalación de un sensor de seguimiento de luz solar. 5 La Figura 7 es una vista lateral que muestra un método de instalación de un oscilador de luz láser. La Figura 8 es una vista de frente que muestra un método de medida para medir una cantidad de un desplazamiento de punto de marcado. La Figura 9 es un diagrama explicativo que ilustra un sistema de generación de 1 O energía electro-solar del tipo de haz descendente. La Figura 1 O es una vista en planta de un dispositivo colector convencional de luz solar. La Figura 11 es una vista lateral del dispositivo colector convencional de luz solar. 15 La Figura 12 es un diagrama explicativo que ilustra un método de instalación de un sensor convencional de seguimiento de luz solar. La Figura 13 es un diagrama explicativo que muestra la dificultad en una operación de instalación de un sensor convencional de seguimiento de luz solar. DESCRIPCIÓN DE SÍMBOLOS
20 2. Helióstato 1Oa . Posición central de posición objetivo de recogida de luz
11.
Eje óptico
12.
Sensor de seguimiento de luz solar
35. Guía de seguimiento de luz solar 25 38. Base de instalación
47. Telescopio óptico C Eje de guiado de guía de seguimiento de luz solar DESCRIPCIÓN DE LA REALIZACIÓN PREFERIDA A continuación se describe una realización del presente invento con referencia
30 a los dibujos. Aunque la Figura 1 muestra helióstatos del tipo plano, la realización puede aplicarse también a los helióstatos del tipo hueso en T.
Como se ha mostrado en la Figura 1, en un dispositivo colector 30 de luz solar a que se refiere el presente invento, una pluralidad de helióstatos para recoger luz solar se configura en una plataforma rotatoria 25 por medio de unas bases 24 de
35 helióstato. Aunque esencialmente es de desear un espejo fijado al helióstato 2 que se
fabrique con una superficie curva tridimensional con curva cónica, de hecho, se
combinan unos pequeños espejos (facetas) para formar una curva cónica virtual,
debido al elevado coste de fabricación y a la dificultad en el mantenimiento de la
precisión de la superficie curva tridimensional con curva cónica.
5
La plataforma rotatoria 25 se hace rotar en los sentidos dextrógiro o levógiro
junto con una gran rueda dentada 26 provista sobre la superficie del fondo de la
plataforma rotatoria 25 .. La gran rueda dentada 26 fijada a la superficie del fondo de la
plataforma rotatoria 25 está montada a rotación sobre un plato fijo 27. Una pequeña
rueda dentada 28 engranada con la gran rueda dentada 26 es accionada por un motor
1 O
eléctrico 29 instalado en la plataforma rotatoria 25.
Una pluralidad de helióstatos 2 están unidos entre sí por un enlace de unión 31,
y se les obliga a mirar simultáneamente hacia arriba o hacia abajo. La operación de
mirar hacia arriba o hacia abajo del helióstato 2 se realiza mediante un engranaje entre
una rueda dentada 32 que tiene una forma de arco de círculo fijada a la superficie
15
posterior del helióstato 2 y un piñón 33 montado en la base 24 de helióstato.
La guía 34 de seguimiento de luz solar está situada oblicuamente hacia arriba
del helióstato central 2, y montada de tal manera que el eje geométrico de la guía 55
de seguimiento de luz solar esté alineado con un eje óptico configurado 11. Dicha guía
35 de seguimiento de luz solar está ubicada en el centro de un bastidor horizontal 36a
20
de una pieza de montaje 36 para la instalación del sensor de seguimiento de luz solar
conformado en forma de compuerta. Por tanto, la posición de la guía 35 de
seguimiento de luz solar es fácil de ajustar en la dirección de izquierda a derecha a lo
largo del bastidor horizontal 36a. Unos vástagos 36b de soporte de ambos lados de la
pieza de montaje 36 para instalación del sensor de seguimiento de luz solar están
25
colocados verticalmente en ambos lados de la plataforma rotatoria 25.
Como se ha mostrado en la Figura 2, la guía 35 de seguimiento de luz solar es
un cuerpo cilíndrico que tiene una longitud predeterminada y montado en una pieza de
montaje 37 de instalación de guía de seguimiento de luz solar. La pieza de montaje 37
para instalación de guía de seguimiento de luz solar está formada por una base 38 de
30
instalación y un cuerpo 39 de soporte montado a rotación sobre la base 38 de
instalación. El símbolo de referencia 0 1 designa un eje central de rotación del cuerpo
39 de soporte, y el eje central de rotación 0 1 es perpendicular a la base 38 de
instalación.
Aunque la guía 35 de seguimiento de luz solar está instalada en el cuerpo 39
35
de soporte de tal manera que pueda mirar hacia arriba y hacia abajo por medio de los
ejes en voladizo 40 provistos en ambos lados de la guía 35 de seguimiento de luz
solar, dicha guía 35 de seguimiento de luz solar se puede fijar para que forme un
ángulo predeterminado de ataque 8 mediante la sujeción de un miembro 42 de
sujeción tal como un perno provisto en una ménsula 41 del cuerpo 39 de soporte.
5
Además, el cuerpo 39 de soporte se puede fijar para que tenga un ángulo de rotación
predeterminado alrededor del eje central de rotación 0 1 sujetando un miembro 44 de
sujeción tal como un perno provisto alrededor de un plato de rotación 43.
La guía 35 de seguimiento de luz solar tiene un miembro de unión 46 que tiene
una forma de saliente en el extremo posterior de la misma. El miembro de unión 46 es
1 O
para fijar el sensor 12 de seguimiento de luz solar y un telescopio óptico (por ejemplo,
un telescopio para observación) 47, y se puede fijar de tal manera que el eje
geométrico del sensor 12 de seguimiento de luz solar o el telescopio de observación
47 estén alineados con el eje de guiado 49 de la guía 35 de seguimiento de luz solar
mediante un miembro de sujeción 48 tal como un perno provisto alrededor del
15
miembro de unión 46. Por otra parte, en la parte de extremo superior de la guía 35 de
seguimiento de luz solar, se puede fijar un oscilador 50 de luz láser.
A continuación se describen el método de configuración de dirección, el método
de medida, y el método de reajuste del sensor de seguimiento de luz solar del
presente invento.
20
(A) Método de configuración de dirección del sensor de seguimiento de luz
solar
Cuando se instala un sensor de seguimiento de luz solar en un eje óptico de un
flujo luminoso recogido por un helióstato, como se muestra en la Figura 3, en primer
lugar la guía 35 de seguimiento de luz solar se instala en una posición predeterminada
25
en la pieza de montaje 36 de instalación de sensor de seguimiento de luz solar de tal
manera que la guía 35 de seguimiento de luz solar esté situada en el eje óptico 11.
A continuación, como se muestra en las Figuras 4 y 5, se fija el telescopio
óptico 47 a la parte de extremo posterior de la guía 35 de seguimiento de luz solar de
tal manera que el eje geométrico del telescopio óptico 47 esté alineado con el eje de
30
guiado C de la guía 35 de seguimiento de luz solar. Se realiza un ajuste fino de la
postura de la guía 35 de seguimiento de luz solar de tal manera que una marca +
(marca en cruz) provista en un campo de visión del telescopio óptico 47 coincida con
la posición central 1 O a de la posición objetivo 1 O de recogida de luz mirando en el
telescopio óptico 47 con el ojo desnudo, y la guía 35 de seguimiento de luz solar se fija
35
a la base de instalación anteriormente mencionada (referirse a la Figura 2).
Después de lo anterior, se retira de la guía 35 de seguimiento de luz solar el
telescopio óptico 4 7, y en lugar del telescopio óptico 4 7, se fija el sensor 12 de
seguimiento de luz solar a la parte de extremo posterior de la guía 35 de seguimiento
de luz solar de tal manera que el eje geométrico del sensor 12 de seguimiento de luz
5
solar esté alineado con el eje de guiado C de la guía 35 de seguimiento de luz solar
(véase Figura 6).
A continuación, se controla por ordenador la dirección del helióstato 2 mediante
el sensor 12 de seguimiento de luz solar de tal manera que el eje óptico 11 del flujo
luminoso 6 recogido por el helióstato 2 esté alineado con el eje de guiado C de la guía
1 O
35 de seguimiento de luz solar
(B) Método de medida del desplazamiento del eje óptico y método de reajuste
del sensor de seguimiento de luz solar.
Cuando se produce un desplazamiento del eje óptico de un sensor de
seguimiento de luz solar a lo largo del tiempo tras varios años o después que han
15
pasado varias decenas de años tras su instalación, como se ha mostrado en la Figura
7, el oscilador 50 de luz láser se fija a la parte de extremo frontal de la guía 35 de
seguimiento de luz solar a la que se ha fijado el sensor 12 de seguimiento de luz solar
de tal manera que el eje geométrico del oscilador 50 de luz láser esté alineado con el
eje de guiado C de la guía 35 de seguimiento de luz solar.
20
A continuación, se hace oscilar la luz láser con el oscilador 50 de luz láser para
marcar la posición de objetivo 1 O de recogida de luz como se ha mostrado en la Figura
8, y se mide una cantidad de desplazamiento del punto de marcado 8 (por ejemplo,
una cantidad de desplazamiento del punto de marcado 8, óx, óy) del eje óptico 11 (por
ejemplo, la posición central 1 Oa de la posición 1 O objetivo de recogida de luz) en la
25
posición 1 O objetivo de recogida de luz. Esta operación de medida se realiza de noche
sin luz solar.
Después de lo anterior, se reajusta la postura de la guía 35 de seguimiento de
luz solar de tal manera que el punto de marcado 8 coincida con la posición central 1 Oa
de la posición 1 O objetivo de recogida de luz.
30

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un método de configuración de dirección de un sensor de seguimiento de luz solar que comprende las etapas de: instalar un sensor de seguimiento de luz solar en un eje óptico de luz reflejada recogida por un helióstato;
    instalar una guía de seguimiento de luz solar en dicho eje óptico para controlar automáticamente la postura del helióstato mediante el sensor de seguimiento de luz solar;
    fijar un telescopio óptico a la parte de extremo posterior de la guía de seguimiento de luz solar de tal manera que esté alineada con un eje de guiado de la guía de seguimiento de luz solar;
    ajustar la postura de dicha guía de seguimiento de luz solar de tal manera que una cruz provista en un campo de visión del telescopio óptico coincida con el centro de una posición objetivo de recogida de luz, y fijar dicha guía de seguimiento de luz solar a una base de instalación;
    retirar de la guía de seguimiento de luz solar el telescopio óptico y fijar el sensor de seguimiento de luz solar a la parte de extremo posterior de la guía de seguimiento de luz solar de tal manera que esté alineado con el eje de guiado de la guía de seguimiento de luz solar,
    fijar un oscilador de luz láser a la parte de extremo frontal de una guía de seguimiento de luz solar a la que se ha fijado dicho sensor de seguimiento de luz solar de tal manera que esté alineado con un eje de guiado de la guía de seguimiento de luz solar, para controlar automáticamente la postura del helióstato mediante el sensor de seguimiento de luz solar cuando se produce un desplazamiento a lo largo del tiempo del eje óptico del sensor de seguimiento de luz solar;
    marcar una posición objetivo de recogida de luz mediante una luz oscilante de láser con el oscilador de luz láser; medir una cantidad de desplazamiento del punto de marcado desde dicho eje óptico, y
    reajustar la postura de dicha guía de seguimiento de luz solar de tal manera que el punto de marcado coincida con el centro de dicha posición objetivo de recogida de luz.
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101661295B (zh) * 2009-09-11 2011-06-08 王泽秀 太阳光自动跟踪定位装置
EP2577183B1 (en) * 2010-05-28 2018-10-10 SolarCity Corporation Heliostat repositioning system
JP4698761B1 (ja) * 2010-10-22 2011-06-08 三井造船株式会社 太陽光集光用のヘリオスタット及びその制御方法
US8442790B2 (en) 2010-12-03 2013-05-14 Qbotix, Inc. Robotic heliostat calibration system and method
MX2013006243A (es) * 2010-12-03 2013-08-01 Qbotix Inc Sistema y metodo de calibracion robotica de heliostato.
JP5813372B2 (ja) * 2011-05-24 2015-11-17 ナブテスコ株式会社 太陽光集光システム
CN102354224B (zh) * 2011-08-30 2014-09-17 浙江大学 基于人造光源的日光反射装置校正系统及校正方法
CN102445949B (zh) * 2011-10-20 2013-11-06 浙江中控太阳能技术有限公司 一种定日镜定位系统与方法
US9534812B2 (en) 2012-02-29 2017-01-03 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Solar concentrator, and heat collection apparatus and solar thermal power generation apparatus including same
CN102735209B (zh) * 2012-06-18 2014-07-02 国家电网公司 一种基于向量分解法的光伏跟踪系统跟踪精度的测量方法
CN103032974A (zh) * 2012-12-21 2013-04-10 大连宏海新能源发展有限公司 一种用于塔式系统定日镜反射面型调整校正装置及其校正方法
CN103149943A (zh) * 2013-01-21 2013-06-12 德州高科力液压有限公司 太阳能反射式固定目标跟踪控制方法
JP2015105791A (ja) * 2013-11-29 2015-06-08 ナブテスコ株式会社 ヘリオスタットの方向補正方法
CN104679035A (zh) * 2015-03-24 2015-06-03 常州工学院 一种定日镜自适应追日装置
CN106338284B (zh) * 2016-08-10 2024-02-13 江苏北方湖光光电有限公司 一种用于惯性校靶中传递飞机横轴姿态角的装置及方法
CN108572665A (zh) * 2017-03-13 2018-09-25 郭延达 基于传感技术的定日追踪系统
CN107014320A (zh) * 2017-04-19 2017-08-04 东南大学 一种高压架空输电线垂点测量装置
CN109871037B (zh) * 2017-12-04 2021-10-26 亚太兆业有限公司 聚光装置
CN107943103A (zh) * 2017-12-14 2018-04-20 夸父追日科技（武汉）有限公司 一种机械式传感器定日镜
CN108919594B (zh) * 2018-04-28 2020-05-08 中国科学院武汉物理与数学研究所 一种无轨定天镜装置及操作方法
CN113464893B (zh) * 2021-07-14 2022-11-18 招商局重庆交通科研设计院有限公司 一种具有无影功能的隧道太阳光投射照明的路侧安装方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL48809A (en) 1976-01-08 1977-12-30 Yeda Res & Dev Tracking device
US4172443A (en) * 1978-05-31 1979-10-30 Sommer Warren T Central receiver solar collector using analog coupling mirror control
US4227513A (en) * 1978-10-23 1980-10-14 Atlantic Richfield Company Solar system having improved heliostat and sensor mountings
JPS5841442B2 (ja) * 1981-01-21 1983-09-12 工業技術院長 ヘリオスタット追尾精度測定センサ−
JPS57120808A (en) * 1981-01-21 1982-07-28 Agency Of Ind Science & Technol Detector for angle of parallel rays
JPS6023753A (ja) * 1983-07-20 1985-02-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 太陽光追尾装置の制御方法
JPH0524165Y2 (es) 1986-07-29 1993-06-21
EP0251162B1 (en) 1986-06-24 1991-06-12 Shimizu Construction Co., Ltd. Natural lighting apparatus
JPH0621012U (ja) * 1992-08-21 1994-03-18 株式会社間組 太陽光集光装置
JP3569426B2 (ja) * 1997-12-05 2004-09-22 ペンタックス株式会社 測量用反射部材
DE10152637A1 (de) * 2000-11-30 2002-07-11 Busch Dieter & Co Prueftech Elektrooptisches Messgerät zum Feststellen der Relativlage von Körpern oder von Oberflächenbereichen solcher Körper
JP3914738B2 (ja) * 2001-10-19 2007-05-16 Ｎｅｃエンジニアリング株式会社 赤外線レーザー照準器
JP3784021B2 (ja) 2003-05-06 2006-06-07 三鷹光器株式会社 自律型ヘリオスタット
US20050279953A1 (en) * 2004-06-18 2005-12-22 Leo Gerst Heliostat alignment system

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US8605273B2 (en) 2013-12-10
WO2009057677A1 (ja) 2009-05-07
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AU2008319907B2 (en) 2011-05-12
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ES2386465A1 (es) 2012-08-21

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