ES2387710A1 - Método para controlar un heliostato utilizado para condensar la luz solar y dispositivo para el mismo. - Google Patents

Método para controlar un heliostato utilizado para condensar la luz solar y dispositivo para el mismo. Download PDF

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Abstract

Se proporciona un método para controlar un helióstato utilizado para condensar la luz solar, y un dispositivo para el mismo que consigue una alta eficiencia de condensación de la luz solar con una alta tasa de condensación de la luz, donde un punto de condensación de la luz (punto focal) de la luz solar no se desvía y tiene una alta eficiencia de la disposición del área debido a que no se lleva a cabo una rotación por medio de un mecanismo de rotación. El método de control, por el que un helióstato que tiene una pluralidad de espejos reflectantes y que es utilizado para condensar la luz solar, controlado para efectuar el seguimiento del sol en su movimiento, reflejar la luz solar y condensar la luz solar en un punto focal predeterminado, comprende un paso en el cual la pluralidad de espejos reflectantes es ajustada para tener un punto focal a una distancia predeterminada y un paso en el cual la pluralidad de espejos reflectantes, que están configurados para desplazarse e inclinarse articulados entre sí, es ajustada para hacer un seguimiento del sol y la luz que se refleja de los espejos reflectantes es ajustada para tener un punto focal en un punto arbitrario, accionando con ello los respectivos espejos reflectantes articulados entre sí, al tiempo que se mantiene la condición en la que las coordenadas de los puntos predeterminados de los espejos reflectantes son fijas.

Description

-1METODO PARA CONTROLAR UN HELIOSTATO UTILIZADO PARA CONDENSAR LA LUZ SOLAR Y DISPOSITIVO PARA EL MISMO
CAMPO TECNICO
5 La presente invencion esta relacionada con un metodo para controlar un heliostat° utilizado para recoger la luz solar con el fin de hacer un seguimiento del sol y recoger la luz reflejada en un punto arbitrario (punto focal), y esta relacionada con un dispositivo para el metodo.
10 TECNICA ANTERIOR
En alias recientes, el agotamiento y los elevados precios de los recursos petroliferos han sido asuntos de preocupacion. Entre tanto, se ha estudiado una desviacion de los recursos petroliferos, que vienen a ser una de las
15 causas del calentamiento global, hacia recursos de energias alternativas. Como una de tales fuentes alternativas de energia, esta disponible la generacion de potencia termica solar, en la cual se recoge la luz solar y se utiliza como energia.
20 Enla generacion de potencia termica solar, un heliostat° utilizado para recoger la luz solar incluye mialtiples espejos reflectantes (facetas) . El heliostat° se configura para que la luz solar pueda ser reflejada y recogida en una parte receptora de calor o similar, y despues se utiliza el
25 calor de la misma para la generacion de potencia electrica,
o bien se configura como una planta de generacion de potencia termica solar del tipo de reflector central, en la cual los haces de luz reflejados desde las facetas se vuelven a reflejar desde un gran espejo reflectante (un reflector 30 central) y se recogen en una parte receptora de calor. En esta memoria, con el fin de aumentar la eficiencia de la generacion de potencia, se propone la invencion en la cual se configura un heliostat° para hacer un seguimiento de la luz solar (vease, por ejemplo, el documento de patente niam.
35 1). La figura 14 ilustra una vista lateral de un ejemplo de
heliostat° utilizado para la generacion de potencia termica
-2solar. Un heliostat° convencional 5 incluye mUltiples facetas 20. Sabre un mecanismo 45 de rotacion, se disponen mUltiples conjuntos (3 conjuntos en la figura 14), que incluyen cada uno de ellos la faceta 20 dispuesta sabre un 5 pedestal 47. Las facetas 20 asi dispuestas tienen respectivamente asientos conectados entre si par media de un mecanismo 46 de union. Consecuentemente, se configura de manera que el mecanismo 46 de union hace que el heliostat° convencional 5 realice movimientos 44 de elevacion y caida, y que 10 el mecanismo 45 de rotacion hace que el heliostat° convencional 5 realice los movimientos 43 de rotacion. Se configura de manera que estos movimientos permitan al heliostat° convencional 5 hacer un seguimiento del sal y reflejar y recoger la luz solar en un lugar arbitrario (par ejemplo, 15 una parte receptora de calor, un espejo reflectante o similar, en la generaci6n de potencia termica solar). La figura 15 es una vista esquematica en planta que ilustra el aspecto de las facetas 20 montadas sabre el heliostat° convencional 5. En general, se instalan mUlti20 ples facetas 20 en combinacion de un cierto nUmero de ellas (14 facetas en la figura 15) . Las facetas 20 aqui descritas tienen, cada una de ellas, un lado de aproximadamente 450 mm. DOCUMENTO DE LA TECNICA ANTERIOR 25 DOCUMENTO DE PATENTE Documento de patente nUm. 1: solicitud de patente japonesa Kokai con el numero de publicacion 2004-37037. SUMARIO DE LA INVENCIoN PROBLEMA A RESOLVER POR LA INVENCIoN 30 Sinembargo, un heliostat° coma el descrito en el documento de patente nUm. 1 esta configurado de manera que hace un seguimiento de la luz solar par media de la rotacion sabre el eje X y el eje Y, coma se ilustra en la figura 3 del documento de patente nUm. 1. Las facetas se desplazan 35 alrededor de un punto de interseccion del eje X y del eje Y del heliostat°. Consecuentemente, ocurre un fenomeno (aberracion comatica) en el cual la posicion de un punto focal
formado par los haces de luz reflejada desde las respectivas facetas se desvia, conduciendo a un problema de baja tasa de recogida de luz. Lo mismo es aplicable al heliostat° convencional 5 anteriormente descrito e ilustrado en la
5 figura 14. El heliostat° convencional 5 tiene tambien el problema en el cual la distancia al punto focal de la faceta 20 situada lejos del centro se desvia debido a la rotaciOn 43 del heliostat° convencional 5 alrededor del centro del mecanismo 45 de rotaciOn coma punto base.
10 Este fenOmeno del desplazamiento del punto focal (aberraciOn comatica) sera descrito can referencia a la figura 8 y la figura 9. La figura 8 es una diagrama del diseno de las mialtiples facetas 20 (3 facetas en la figura 8) que estan instaladas en el heliostat° 5, y muestra coma el
15 heliostat° funciona alrededor de un centro 0 de elevaciOn y caida y de rotacion, coma punto base. Las facetas 20 estan instaladas can sus angulos ajustados par adelantado, de manera que las facetas 20 pueden reflejar la luz solar S irradiada desde el sal 40 y par
20 tanto los rayos R de luz reflejada pueden formar un punto focal F, par ejemplo en una parte receptora de calor, un espejo reflectante o similar. La figura 9 muestra una situaciOn en la que el sal 40 se ha movido. El movimiento del sal 40 cambia el angulo de la luz solar S irradiada
25 sabre las respectivas facetas 20. Consecuentemente, el heliostat° 5 realiza de nuevo los movimientos de rotaciOn asi coma los movimientos de elevacion y caida, can el fin de corregir la posici6n del punto focal para la recogida de la luz.
30 Eneste momenta, los movimientos de rotaciOn o los movimientos de elevaciOn y caida del heliostat° 2 se realizan alrededor del centro 0 anteriormente descrito de elevaciOn y caida y de rotacion, coma punto base. Consecuentemente, la faceta 20 situada en la izquierda de la figura 9 termina
35 desplazandose hacia arriba en el dibujo, en una distancia d de desplazamiento de la faceta, mientras que la faceta 20
situada en la derecha termina tambien desplazandose hacia
-4abajo en el dibujo, en la distancia d de desplazamiento de la faceta. Par tanto, los rayos R de luz reflejada no forman un punto focal en una posicion que deberia ser el punto focal F sobre una parte receptora de calor o similar, 5 coma se ilustra en la figura 9, dando como resultado una situacion en la que los rayos R de luz reflejada se difunden en una distancia e de desviacion desde el punto focal. Este fenameno se denomina aberracion comatica. Ain cuando el heliostat° 5 se ajuste en su instalacion de manera que 10 los rayos R de luz reflejada formen una interseccion entre ellos en el punto focal F, los rayos R de luz reflejada no formarian una interseccion entre ellos en el punto focal F debido a los movimientos de rotacion y de elevacion y caida. 15 Laaberracion comatica descrita anteriormente da como resultado una disminucion de la eficiencia de la recogida de luz. Asi, surge un problema especialmente para una planta de generacion de potencia termica solar, que utiliza un niamero a gran escala de heliastatos del orden de cientos 20 o miles, de que la eficiencia de la recogida de luz origina una disminucion significativa de la eficiencia de la generacion de potencia de la planta. Por tanto, la presente invencion ha sido efectuada con el fin de resolver los problemas anteriormente descritos. 25 Un objeto de la presente invencion es proporcionar un metodo para controlar un heliostat° utilizado para recoger la luz solar y un dispositivo del metodo, donde el metodo y el dispositivo consiguen: una alta eficiencia de la recogida de luz solar al no permitir una desviacion de un punto 30 de recogida de luz (un punto focal) de la luz solar; y una alta eficiencia de la configuracion del area, al disponer una configuracion en la cual no se lleva a cabo una rota- clan por medio de un mecanismo de rotacion. Ademas, un objeto de la presente invencion es reducir 35 los costes del trabajo de instalacion de un dispositivo en una planta de generacion de potencia termica solar, al disponer una configuracion del dispositivo que permite
llevar a cabo facilmente la instalaciOn y el trabajo de
ajuste de las facetas, y es tambien proporcionar una planta
de generaciOn de potencia termica solar de alta eficiencia.
MEDIOS PARA RESOLVER EL PROBLEMA
5 Unmetodo para controlar un heliostat° de acuerdo con la presente invencion, para conseguir el objeto anterior, es un metodo para controlar un heliostat° que se utiliza para recoger la luz solar y tiene mUltiples espejos reflectantes, de una manera tal que el heliostat° hace un segui
10 miento del sol en movimiento, refleja la luz solar y recoge la luz solar en un punto focal predeterminado. El metodo se caracteriza por lo que sigue. Especificamente, el metodo incluye los pasos de: ajustar los mUltiples espejos reflectantes de manera que los mUltiples espejos reflectantes
15 tengan un punto focal a una distancia predeterminada; y controlar los mUltiples espejos reflectantes de manera que los mUltiples espejos reflectantes hagan un seguimiento del sol y los rayos de luz reflejada desde los respectivos espejos reflectantes tengan un punto focal en un punto
20 arbitrario, estando configurados los mUltiples espejos reflectantes de manera que se inclinen en conjunciOn mutua. Los espejos reflectantes son accionados conjuntamente entre Si al tiempo que se mantiene un estado en el que las coordenadas de puntos predeterminados de los respectivos espe
25 jos reflectantes son fijas. En esta configuracion, el control esta disenado de manera tal que las multiples facetas tienen un centro para los movimientos de elevaciOn y caida y los movimientos de rotaciOn (movimientos de inclinaciOn); por tanto, es posi
30 ble impedir que ocurra la aberraci6n comatica. Especifica- mente, al tener una configuraciOn en la cual cada una de las facetas 20 tiene un centro de elevaciOn y caida y de rotacion, como se ilustra en la figura 10, el metodo de control permite que la distancia d del desplazamiento de la
35 faceta sea cero, impidiendo con ello que ocurra la aberraci6n comatica.
Ademas, el control esta disenado de forma que las mUl
tiples facetas hacen un seguimiento del sol en conjuncion mutua. Consecuentemente, despues de que las mialtiples facetas hayan sido ajustadas en la etapa previa para tener un punto focal en una posicion arbitraria, se puede mante
5 ner facilmente el punto focal.
En este caso, en la generacion de potencia termica solar, el control se lleva a cabo de tal manera que la posiclan de un punto focal formado por rayos de luz reflejados, se mantiene constante independientemente de los movimientos
10 del sol (una fuente de luz) . El principio de este control es el mismo que el del control antes descrito para desplazar el punto focal. El metodo anteriormente descrito para controlar un heliostat° esta caracterizado porque los espejos reflectan
15 tes son accionados conjuntamente entre si, manteniendo un estado en el que las coordenadas de los centros de los respectivos espejos reflectantes son fijas.
En esta configuracion, el centro de cada faceta se fija como centro para los movimientos de elevacion y caida y 20 movimientos de rotacion (movimientos de inclinacion); por tanto, se puede impedir la aberracion comatica que tiene lugar en la parte extrema de la faceta. En la presente invencion, se supone que la faceta tiene un tamano de 450 milimetros cuadrados a 1000 milimetros cuadrados. Si, por
25 ejemplo, el centro de elevacion y caida y de rotacion de una faceta se fija en una esquina de la faceta, la distancia desde el centro de elevacion y caida y de rotacion a la otra esquina del borde seria grande, dando como resultado una distancia d de desplazamiento de la faceta.
30 Aeste respecto, el centro de la faceta se fija como centro de elevacion y caida y de rotacion en este metodo de control. Consecuentemente, la distancia d de desplazamiento de la faceta puede ser llevada a cero tan cerca como es posible; por tanto, la ocurrencia de aberracion comatica
35 puede ser impedida dentro de una gama significativamente pequena.
El metodo descrito anteriormente para controlar un
-7heliostat° esta caracterizado porque el punto focal formado por los mialtiples espejos reflectantes puede desplazarse sobre una superficie esferica celeste con un radio arbitrario, sin que tenga lugar la aberraciOn comatica. 5 Elmetodo descrito anteriormente para controlar un heliostat° se caracteriza porque las direcciones de los mialtiples espejos reflectantes se controlan conjuntamente entre Si por medio de dos mecanismos de articulaciOn diferentes. 10 Enesta configuracion, el control de las facetas para guiar los rayos de luz reflejada en una direcci6n arbitraria se lleva a cabo por medio de un mecanismo de articula- clan, que tiene al menos dos direcciones vectoriales diferentes, simultaneamente sobre las mialtiples facetas. Por 15 tanto, el control posicional sobre las facetas se puede conseguir facil y fiablemente con un simple mecanismo. Un heliostat° para conseguir el objeto anterior es un heliostat° usado para recoger la luz solar y configurado para disponer mialtiples espejos reflectantes en el, de tal 20 manera que los mialtiples espejos reflectantes tienen un punto focal. El heliostat° se caracteriza por lo siguiente. Especificamente, los mialtiples espejos reflectantes se montan sobre pedestales con mecanismos de inclinaciOn entre ellos, respectivamente. Los mialtiples mecanismos de inch25 naciOn estan conectados entre Si por medio de una primera articulaciOn axial (articulaciOn del eje X) y una segunda articulacion axial (articulacion del eje Y) que estan dirigidos en dos direcciones diferentes. Los mialtiples mecanismos de inclinaciOn cambian la orientaciOn en conjun30 clan mutua por medio de las articulaciones. En esta configuracion, los mialtiples mecanismos de inclinaciOn estan conectados entre si con dos ejes, que son la primera articulaciOn axial y la segunda articulaciOn axial, dirigidos en direcciones diferentes. Consecuentemen35 te, el heliostat° puede ser controlado facilmente al tiempo que se mantiene el punto focal de los rayos de luz reflejada mediante la inclinaciOn simultanea de has mialtiples
-8facetas. El heliostat° anteriormente descrito esta caracterizado par lo siguiente. Especificamente, la primera articulaciOn axial (articulaciOn del eje X) y la segunda articulaciOn 5 axial (articulaciOn del eje Y) son articulaciones en forma de varilla, estan dispuestas en direcciones ortogonales entre si, y estan conectadas a respectivos dispositivos de accionamiento. Los dispositivos de accionamiento estan controlados de manera que configuran que la posici6n de un 10 punto focal de los mialtiples espejos reflectantes es mOvil a traves de las respectivas articulaciones y los respectivos mecanismos de inclinaciOn. En esta configuracion, los mialtiples mecanismos de inclinaciOn estan conectados entre si con la primera articu15 laciOn axial (articulaciOn del eje X) y con la segunda articulaciOn axial (articulaciOn del eje Y) que son ortogonales entre si. Consecuentemente, puede calcularse facilmente la relaciOn entre la cantidad de funcionamiento del anterior dispositivo de accionamiento y la distancia de 20 desplazamiento del punto focal. Par tanto, el control de las propias facetas puede ser llevado a cabo facilmente. Ademas, el uso de articulaciones en forma de varillas puede asegurar un gran espacio de movimiento de las facetas. Esto permite seguir a los movimientos del sol en una amplia 25 gama, especialmente en una planta de generaciOn de potencia termica solar a gran escala, conduciendo a una eficiencia mejorada de la generaci6n de potencia. Una planta de generaciOn de potencia termica solar para conseguir el objetivo anterior esta caracterizada por lo 30 siguiente. Especificamente, la planta incluye mialtiples heliOstatos como el descrito anteriormente, y la luz solar se recoge en una parte receptora de calor que utiliza una sal fundida como medio de caldeo para llevar a cabo la generaci6n de potencia termica solar. 35 Enesta configuracion, la eficiencia del area de los heliOstatos proporcionada en la planta de generaciOn de
potencia termica solar se mejora mientras que los rayos de
-9luz reflejados pueden ser recogidos en una parte receptora de calor, un espejo reflectante o similar. Consecuentemente, se puede proporcionar una planta de generaciOn de potencia termica solar que tiene una eficiencia de la 5 generaciOn de potencia significativamente alta. Ademas, las mialtiples facetas son inclinadas por medio de un mecanismo articulado de dos ejes. Consecuentemente, el transporte de materiales al lugar en el que va a ser instalada la planta de generaciOn de potencia termica solar, asi como la insta10 lacion, puede ser llevado a cabo facilmente. Por tanto, los costes de instalaciOn de la planta de generaciOn de potencia pueden ser reducidos. EFECTOS DE LA INVENCIoN El metodo para controlar un heliostat° y el dispositivo 15 del metodo de acuerdo con la presente invencion, puede proporcionar un metodo para controlar un heliostat° utilizado para recoger la luz solar y un dispositivo para el metodo, que consiguen: una alta eficiencia de recogida de luz solar al no permitir una desviaciOn del punto de reco20 gida de la luz (punto focal) de la luz solar; y una alta eficiencia de la configuraciOn del area al disponer una configuraciOn en la cual no se lleva a cabo la rotaci6n por medio de un mecanismo de rotaci6n. Ademas, tambien es posible reducir los costes del tra25 bajo de instalaciOn del dispositivo en una planta de generaciOn de potencia termica solar, al disponer de una configuraciOn del dispositivo que permite efectuar facilmente la instalaciOn y el trabajo de ajuste de las facetas, y ademas es posible proporcionar una planta de generaciOn de poten30 cia termica solar de alta eficiencia. BREVE DESCRIPCIoN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una vista parcialmente ampliada de un primer ejemplo de la presente invenciOn. La figura 2 es una vista esquematica del primer ejemplo 35 de la presente invenciOn. La figura 3 es una vista lateral del segundo ejemplo de
la presente invenciOn.
-10La figura 4 es una vista lateral de un segundo ejemplo de la presente invenciOn. La figura 5 es una vista lateral de un tercer ejemplo de la presente invenciOn. 5 Lafigura 6 es una vista esquematica que ilustra cam° funciona el tercer ejemplo de la presente invenciOn. La figura 7 es una vista lateral de un cuarto ejemplo de la presente invenciOn. La figura 8 es una vista esquematica que ilustra la re10 laciOn entre la luz solar y sus rayos de luz reflejada en un heliostat° convencional. La figura 9 es una vista esquematica que ilustra la ocurrencia de aberraci6n comatica en el heliostat° convencional. 15 Lafigura 10 es una vista esquematica que ilustra la relaciOn entre la luz solar y sus rayos de luz reflejada en un heliostat° de la presente invenciOn. La figura 11 es una vista esquematica que ilustra el lugar geometric° del movimiento de un punto focal en el 20 heliostat° de la presente invenciOn. La figura 12 es una vista esquematica de una planta de generaciOn de potencia termica solar que utiliza el heliostat° de la presente invenciOn. La figura 13 es una vista esquematica de una planta de 25 generaci6n de potencia termica solar que utiliza el heliostat° convencional. La figura 14 es una vista esquematica que ilustra el heliostat° convencional. La figura 15 es una vista esquematica en planta que 30 ilustra las facetas dispuestas en el heliostat° convencional. MODOS DE LLEVAR A CABO LA INVENCIoN De aqui en adelante, se describira la presente invenclan refiriendose especificamente a los modos de realiza35 ci6n ilustrados en los dibujos. EJEMPLO 1
La figura 1 muestra una vista parcial ampliada de un
-11heliostat° 1A que es un primer ejemplo de la presente invenciOn. La figura 2 muestra una vista en perspectiva del heliostat° 1A incluyendo nueve facetas 20. Las facetas 20 estan fijas par media de los tornillos 19 de las facetas a 5 los mecanismos 10A de inclinacion, respectivamente. Los mecanismos 10A de inclinaciOn estan dispuestos sabre los pedestales 16A, respectivamente. Ademas, los mecanismos 16A de inclinaciOn estan configurados para desplazarse en conjunciOn mutua al estar conectados entre si en una direc10 clan del eje X par media de una articulaciOn 11A del eje X can partes intermedias 13 del brazo del eje X, y estan conectados en una direcciOn del eje Y par media de una articulaciOn 12A del eje Y can uniones universales 15 y mecanismos 14A de cilindro entre ellos. En este caso, los 15 angulos de instalaciOn de las facetas 20 estan ajustados de antemano par los tornillos 19 de las facetas, de manera que se puede formar un punto focal en un punto arbitrario. La figura 2 ilustra un ejemplo de un caso en el que se combinan mialtiples facetas 20 para formar el heliostat° 1A. 20 En este caso, hay conectadas entre Si nueve facetas 20 en la direcci6n del eje X y en la direcci6n del eje Y par media de las articulaciones. Las partes del borde de las articulaciones estan conectadas a un dispositivo 17 de accionamiento en el eje X y un dispositivo 18 de acciona25 miento en el eje Y, respectivamente. Se ha configurado un mecanismo de articulaciOn que se desplaza accionando los dispositivos 17 y 18 de accionamiento de manera que las inclinaciones de las facetas 20 pueden ser controladas can dos ejes. Las facetas 20 se 30 ajustan par adelantado de manera que puede formarse un punto focal en un punto arbitrario. Cuando se desplazan todas las facetas 20 simultaneamente par media del mecanismo de articulaciOn desde ese estado, solamente se puede desplazar la posiciOn del punto focal mientras que los 35 rayos de luz reflejada son enfocados sabre ese punto. Consecuentemente, en una planta de generaciOn de potencia termica solar, par ejemplo, los rayos de luz reflejada
estan siempre enfocados sabre una parte receptora de calor,
un espejo reflectante o similar, alan cuando se desplace el
sal. Par tanto, es posible proporcionar una planta que
tenga una eficiencia de generaci6n de potencia significati
5 vamente alta sin que tenga lugar la aberraciOn comatica o con una aberraciOn comatica minima.
Ademas, al disponer de una configuraciOn del mecanismo de articulaciOn coma se ilustra en la figura 2, se puede asegurar un gran espacio de movimiento para las facetas 20.
10 Consecuentemente, en una planta de generaciOn de potencia termica solar, es posible aumentar la gama en la se puede seguir al sal, mejorando con ello la eficiencia de la generaciOn de potencia. Ademas, al cambiar la forma del mecanismo 10A de inclinacion, es posible conseguir una
15 configuraciOn en la cual las facetas 20 pueden inclinarse casi 90 grados en todas las direcciones. Especialmente, en una enorme planta de generaciOn de potencia termica solar con un tamano de cientos de metros cuadrados o mayor, es necesario inclinar las facetas considerablemente. Cuando el
20 espacio del movimiento de las facetas 20 aumenta, es posible rebajar la posiciOn en la que esta dispuesta una parte receptora de calor, un espejo reflectante o similar. Asi, es posible conseguir la reducciOn de castes al construir la planta de generaciOn de potencia termica solar.
25 EJEMPLO 2 La figura 3 muestra una vista esquematica frontal de un heliostat° 1B que es un segundo ejemplo de la presente invenciOn. La figura 4 muestra una vista esquematica lateral del mismo. El heliostat° 1B esta configurado de tal
30 manera que las facetas 20, que tienen cada una de ellas un mecanismo 10B de rotaciOn en un lado inferior de las mismas, giran en direcciones horizontales ilustradas en la figura 3 alrededor de una articulaciOn 12B en el eje Y. Los mialtiples mecanismos 10B de inclinaciOn estan conectados
35 entre si par una articulaciOn 11B en el eje X coma mecanismo de articulacion, y estan configurados para conectar las mialtiples facetas 20 alineadas en direcciOn horizontal
-13(direccion del eje X) en la figura 3, para hacer que las mialtiples facetas 20 se eleven y caigan en conjuncion mutua. Ademas, los movimientos de elevacion y caida en las di5 recciones del eje Y (direcciones frontal y posterior con respecto a la hoja de la figura 3, o direcciones horizontales en la figura 4) que son perpendiculares a las direcciones del eje X de la figura 3, pueden conseguirse por medio de las articulaciones que conectan con las articulaciones 10 12B del eje Y a traves de las mialtiples facetas 20, como se ilustra en la figura 4. El ejemplo presente permite la formacion de un mecanismo compacto de articulacion, siendo capaz por ello de reducir el tamano de la estructura del propio heliostat° 15 1B. Asi, se pueden reducir los costes de fabricacion y transporte del heliostat° 1B. EJEMPLO 3 La figura 5 muestra un boceto de un heliostat° 3A que es un tercer ejemplo de la presente invencion. La figura 6 20 muestra coma el heliostat° 3A hace un seguimiento de la luz solar. El heliostat° 3A incluye mialtiples facetas 20 que tienen, cada una de ellas, en una parte inferior de las mismas, un miembro 36 de soporte en forma de columna. Las mialtiples facetas 20 estan alineadas de manera que tienen 25 un punto focal. El miembro 36 de soporte esta formado por un mecanismo 34 de cilindro flexible, y tiene una parte del cuello compuesta por una ratula. La parte del cuello esta giratoriamente soportada por una placa intermedia 32 de fijacion con un mecanismo 31 de rotacion entre ellas. El 30 mecanismo 31 de rotacion en la parte del cuello puede ser obtenido por medio de una junta que tiene un grado de libertad igual a 2 distinto al de la ratula antes mencionada. Las partes superiores del miembro 36 de soporte estan 35 conectadas a las facetas 20, respectivamente, con un mecanismo 30 de ajuste del angulo de instalacion entre ellas. Cuando el heliostat° esta instalado, los angulos de insta
-14laciOn de las respectivas facetas 20 son ajustados par el mecanismo 30 de ajuste del angulo de instalacion, de manera que los rayos de luz reflejada de las respectivas mialtiples facetas 20 pueden tener un punto focal a una distancia 5 arbitraria. Las partes inferiores de los respectivos miembros 36 de soporte estan conectadas entre si par media de un mecanismo 35 de articulaciOn. Cuando el mecanismo 35 de articulaciOn se desplaza sabre una superficie plana, las inclinaciones de las respectivas mialtiples facetas 20 se 10 pueden ajustar en conjunciOn mutua. Ademas, el mecanismo 35 de enlace se desplaza sabre la denominada superficie del eje X-Y sabre una superficie plana. Par esta razor', la conexiOn entre los miembros 36 de soporte y el mecanismo 35 de articulaciOn utiliza una junta que puede accionarse en 15 los dos ejes X e Y, y deseablemente utiliza una rOtula. Como se ilustra en la figura 6, cuando el mecanismo 35 de articulaciOn se desplaza sabre una superficie superior de la placa inferior 33, las facetas 20 pueden cambiar, cada una de ellas, la direcciOn de la superficie especular, 20 coma es evidente desde las direcciones de las respectivas normales a las facetas. El mecanismo 35 de articulaciOn se puede desplazar al tener los mecanismos 34 de cilindro para extenderse. Ademas, en el caso de la instalaciOn en una planta de generaciOn de potencia termica solar o similar, 25 el mecanismo 35 de articulaciOn se controla cuando las facetas 20 hacen un seguimiento del sal, de manera que la luz solar puede ser recogida siempre en el punto focal sabre una parte receptora de calor, un espejo reflectante o similar. Al tener la configuraciOn anteriormente descrita, 30 el heliostat° 3A aparece coma un heliostat° que tiene dos capas que incluyen la placa inferior 33 y la placa intermedia 32 de fijacion, y con una hendidura de los miembros 36 de soporte que se extiende par debajo de las facetas 20. Ademas, las facetas 20 sobresalen desde la placa intermedia 35 32 de fijaci6n y se ven coma partes de cabeza. EJEMPLO 4
La figura 7 muestra una vista esquematica de un hellos
-15tato 3B que es un cuarto ejemplo de la presente invencion. Este heliostat° 3B es un ejemplo cuando se utilizan miembros 36 de soporte no flexibles, en lugar del mecanismo de cilindro flexible en el tercer ejemplo. Los miembros 36 de
5 soporte tienen mecanismos 31 de rotacion en partes del cuello de los mismos, soportados por una placa intermedia 32 de fijacion. Consecuentemente, cuando se utilizan miembros 36 de soporte que no tienen flexibilidad, el mecanismo 35 de articulacion se desplaza en el espacio tridimensional
10 como si flotase desde la placa inferior 33. Al tener una configuracion que no utiliza un mecanismo 34 de cilindro, se puede simplificar la estructura del heliostat° 3B. Consecuentemente, cuando, por ejemplo, se construye una planta de generacion de potencia termica
15 solar en un desierto, se pueden reducir los riesgos de una rotura y similares debidas a la arena y al calor. Es extremadamente importante utilizar heliastatos que requieran menos mantenimiento en una planta de generacion de potencia termica solar que utilice cientos o miles de heliastatos
20 3B. En otras palabras, como los costes de la generacion de potencia estan considerablemente afectados por la cantidad de mantenimiento requerido, con el presente ejemplo se pueden reducir los costes de la generacion de potencia. (Efectos de llevar a cabo la presente invencion)
25 Lafigura 10 es una vista esquematica que ilustra las apariencias de la luz solar S y los rayos R de luz reflejada en los heliastatos 1A y 1B, a los cuales se aplica el metodo de control y el dispositivo que utiliza el metodo de control de la presente invencion. Cada una de las facetas
30 20 tiene un propio centro 0 de elevacion y caida y de rotacion de la faceta 20. Consecuentemente, alan cuando las facetas 20 se desplazan siguiendo al sol 40, no tiene lugar una desviacion (una distancia e de desplazamiento desde el punto focal) de los rayos R de luz reflejada desde el punto
35 focal F, como se ilustra en la figura 9. Especialmente en las plantas de generacion de potencia termica solar, las distancias desde el punto focal a las facetas 20 son cien
tos de metros a miles de metros en algunos casos, dependiendo de la escala de la planta. En tales casos, alan cuando la distancia d de desplazamiento de las facetas es pequena, la distancia e de desplazamiento desde el punto 5 focal sera enorme. Por esta razor', con el metodo de control del heliostat° y del dispositivo del metodo de acuerdo con la presente invencion, que no permiten que ocurra aberraclan comatica (e 0), ahora es posible proporcionar una planta de generaciOn de potencia termica solar altamente
10 eficiente.
La figura 11 muestra esquematicamente el lugar geometric° del movimiento del punto focal F en el estado en el que no ocurre aberraci6n comatica. Cuando la posici6n del punto focal F se desplaza al inclinar las facetas 20, el
15 punto focal F se desplaza sobre una esfera celeste 41 con una distancia constante del punto focal. Esto demuestra el estado de aberraciOn comatica cero.
Debe indicarse que una planta de generaciOn de potencia termica solar se configura de manera que los rayos R de luz 20 reflejada sean recogidos siempre en una parte receptora de calor, un espejo reflectante (un reflector central), o similar, es decir, siendo constante el punto focal F, mientras que se hace el seguimiento del sol como fuente de luz. Esto es afectado de manera similar por la aberraciOn 25 comatica. Consecuentemente, la utilizaciOn de la presente invenciOn permite que los rayos R de luz reflejada sean recogidos en una posiciOn fija, independientemente de los movimientos del sol, sin ser afectada por la aberraciOn comatica. Asi, se puede proporcionar un metodo para contro
30 lar un heliostat° y un dispositivo del metodo que consiguen una alta eficiencia de recogida de luz solar. (DisposiciOn de una planta de generaciOn de potencia termica solar) La figura 13 muestra una vista esquematica de una plan
35 ta 6 de generaciOn de potencia termica solar, en la cual se disponen los heliOstatos 5. Al efectuar la rotaciOn por medio de un mecanismo 45 de rotacion, como se ilustra en la
figura 14, los heliOstatos convencionales 5 necesitan quedar dispuestos de manera que las gamas 42 de rotaciOn del heliostat° ilustradas en la figura 13 no puedan solaparse entre si.
5 Por otra parte, al no tener un mecanismo de rotaciOn convencional, los heliOstatos 1A y 1B de la presente invenclan pueden disponerse en intervalos Inds pequenos desde los contiguos, consiguiendo con ello una alta eficiencia de la disposiciOn del area. Especificamente, el niamero de hellos
10 tatos que pueden ser montados para una parte receptora de calor o un reflector central dispuestos en el punto focal F, puede aumentarse considerablemente; asi, se ha hecho posible conseguir una mejora significativa de la eficiencia de generaciOn de potencia en la planta 2 de generaci6n de
15 potencia termica solar. Como se ha descrito anteriormente, de acuerdo con la presente invencion, se puede proporcionar un metodo para controlar un heliostat° utilizado para recoger la luz solar y un dispositivo para el metodo, donde el metodo y el
20 dispositivo consiguen: una alta eficiencia de recogida de la luz solar al no permitir una desviaciOn de un punto de recogida de luz (punto focal) de la luz solar; y una alta eficiencia de la configuraciOn del area, al tener una configuraciOn en la cual no se lleva a cabo la rotaci6n por
25 medio de un mecanismo de rotaciOn. Ademas, se consigue una reducciOn en los costes del trabajo de instalacion del dispositivo en una planta de generaciOn de potencia termica solar, al disponer de una configuraciOn del dispositivo que permite llevar a cabo
30 facilmente la instalaciOn y el trabajo de ajuste de las facetas. Ademas, se puede proporcionar una planta de generaciOn de potencia termica solar altamente eficiente. EXPLICACIoN DE LAS REFERENCIAS NUMERICAS 1A, 1B heliostat° accionado en X-Y
35 2 planta de generaciOn de potencia termica solar 3A, 3B heliostat° accionado en X-Y 10 mecanismo de inclinaciOn
-18
11
articulacion del eje X
12
articulacion del eje Y
13
parte del brazo del eje X
14
mecanismo de cilindro
5
15 junta universal
16
pedestal
17
dispositivo de accionamiento en el eje X
18
dispositivo de accionamiento en el eje Y
19
tornillo de la faceta
10
20 faceta (espejo reflectante)

Claims (7)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un metodo para controlar un heliostat°, que se utiliza para recoger luz solar y tiene una pluralidad de espejos reflectantes, de una manera tal que el heliostat°
    5 hace un seguimiento del sol en movimiento, refleja la luz solar y recoge la luz solar en un punto focal predeterminado, estando caracterizado el metodo porque comprende los pasos de:
    ajustar la pluralidad de espejos reflectantes de manera 10 que la pluralidad de espejos reflectantes tengan un punto focal a una distancia predeterminada; y
    controlar la pluralidad de espejos reflectantes de manera que la pluralidad de espejos reflectantes haga un seguimiento del sol y los rayos de luz reflejados desde los
    15 respectivos espejos reflectantes tengan un punto focal en un punto arbitrario, estando configurada la pluralidad de espejos reflectantes para inclinarse en conjuncion mutua, estando caracterizado el metodo porque los espejos reflectantes son accionados en conjuncion
    20 mutua mientras mantienen un estado en el que las coordenadas de los puntos predeterminados de los respectivos espejos reflectantes son fijas.
  2. 2. El metodo para controlar un heliostat° de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque los espejos
    25 reflectantes son accionados en conjuncion mutua, mientras mantienen un estado en el que las coordenadas de los centros de los respectivos espejos reflectantes son fijas.
  3. 3. El metodo para controlar un heliostat° de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado
    30 porque el punto focal formado por la pluralidad de espejos reflectantes se desplaza sobre la superficie de una esfera celeste que tiene un radio arbitrario, de tal manera que impide la aberracion comatica.
  4. 4. El metodo para controlar un heliostat°, segian
    35 cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las direcciones de la pluralidad de espejos reflectantes se controlan en conjuncion mutua por dos mecanismos
    -20de articulaciOn diferentes.
  5. 5. Un heliostat° utilizado para recoger la luz solar y configurado para disponer en el una pluralidad de espejos reflectantes, de tal manera que la pluralidad de espejos
    5 reflectantes tiene un punto focal, estando caracterizado el heliostat° porque:
    la pluralidad de espejos reflectantes estan montados sobre pedestales con mecanismos de inclinaciOn entre ellos, respectivamente;
    10 lapluralidad de mecanismos de inclinaciOn estan conectados entre Si por una primera articulaciOn axial y una segunda articulaciOn axial, que estan dirigidas en dos direcciones diferentes; y
    la pluralidad de mecanismos de inclinaciOn cambia la 15 orientaciOn en conjunciOn mutua por medio de las articulaciones.
  6. 6. El heliostat° segian la reivindicaciOn 5, caracterizado porque: la primera articulaciOn axial y la segunda articulaciOn
    20 axial son articulaciones en forma de varilla, estan dispuestas en direcciones ortogonales entre Si y estan conectadas a los respectivos dispositivos de accionamiento; y los dispositivos de accionamiento estan controlados para configurar que la posici6n del punto focal de la plura
    25 lidad de espejos reflectantes sea mOvil a traves de las respectivas articulaciones y los respectivos mecanismos de inclinacion.
  7. 7. Una planta de generaciOn de potencia termica solar, caracterizada por comprender una pluralidad de hellos
    30 tatos segian cualquiera de las reivindicaciones 5 y 6, caracterizada porque la luz solar es recogida en una parte receptora de calor que utiliza una sal fundida como medio de caldeo, para llevar a cabo la generaciOn de potencia termica solar.
    35
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