ES2387710B1 - 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

MÉTODO PARA CONTROLAR UN HELIOS TATO UTILIZADO PARA CONDENSAR LA LUZ SOLAR Y DIS POSITIVO PARA EL MISMO
CAMPO TÉCNICO
La presente invención está relacionada con un método para controlar un helióstato utilizado para recoger la luz solar con el fin de hacer un seguimiento del sol y recoger la luz reflej ada en un punto arbitrario (punto focal), y está relacionada con un dispositivo para el método. TÉCNICA ANTERIOR
En años recientes, el agotamiento y los elevados precios de los recursos petrolíferos han sido asuntos de preocupación. Entre tanto, se ha estudiado una desviación de los recursos petrolíferos, que vienen a ser una de las causas del calentamiento global, hacia recursos de energías alternativas. Como una de tales fuentes alternativas de energía, está disponible la generación de potencia térmica solar, en la cual se recoge la luz solar y se utiliza como energía.
En la generación de potencia térmica solar, un helióstato utilizado para recoger la luz solar incluye múltiples espej os reflectantes (facetas). El helióstato se configura para que la luz solar pueda ser reflejada y recogida en una parte receptora de calor o similar, y después se utiliza el calor de la misma para la generación de potencia eléctrica,
o bien se configura como una planta de generación de potencia térmica solar del tipo de reflector central, en la cual los haces de luz reflejados desde las facetas se vuelven a reflej ar desde un gran espej o reflectante (un reflector central) y se recogen en una parte receptora de calor. En esta memoria, con el fin de aumentar la eficiencia de la generación de potencia, se propone la invención en la cual se configura un helióstato para hacer un seguimiento de la luz solar (véase, por ejemplo, el documento de patente núm.
La figura 14 ilustra una vista lateral de un ejemplo de helióstato utilizado para la generación de potencia térmica
solar. Un helióstato convencional 5 incluye múltiples facetas 20. Sobre un mecanismo 45 de rotación, se disponen múltiples conjuntos (3 conjuntos en la figura 14), que incluyen cada uno de ellos la faceta 20 dispuesta sobre un 5 pedestal 47 . Las facetas 20 así dispuestas tienen respectivamente asientos conectados entre sí por medio de un mecanismo 46 de unión. Consecuentemente, se configura de manera que el mecanismo 46 de unión hace que el helióstato convencional 5 realice movimientos 44 de elevación y caída, y que 10 el mecanismo 45 de rotación hace que el helióstato convencional 5 realice los movimientos 43 de rotación. Se configura de manera que estos movimientos permitan al helióstato convencional 5 hacer un seguimiento del sol y reflej ar y recoger la luz solar en un lugar arbitrario (por ejemplo,
15 una parte receptora de calor, un espejo reflectante o similar, en la generación de potencia térmica solar). La figura 15 es una vista esquemática en planta que ilustra el aspecto de las facetas 20 montadas sobre el helióstato convencional 5. En general, se instalan múl ti
20 pIes facetas 20 en combinación de un cierto número de ellas (1 4 facetas en la figura 15). Las facetas 20 aquí descritas tienen, cada una de ellas, un lado de aproximadamente 450 mm.
DOCUMENTO DE LA TÉCNICA ANTERIOR 25 DOCUMENTO DE PATENTE Documento de patente núm. 1: solicitud de patente japo
nesa Kokai con el número de publicación 2004-37037. SUMARIO DE LA INVENCIÓN PROBLEMA A RESOLVER POR LA INVENCIÓN
30 Sin embargo, un helióstato como el descrito en el documento de patente núm. 1 está configurado de manera que hace un seguimiento de la luz solar por medio de la rotación sobre el eje X y el eje Y, como se ilustra en la figura 3 del documento de patente núm. 1. Las facetas se desplazan
35 alrededor de un punto de intersección del eje X y del eje Y del helióstato. Consecuentemente, ocurre un fenómeno (aberración comática) en el cual la posición de un punto focal formado por los haces de luz reflejada desde las respectivas facetas se desvía, conduciendo a un problema de baj a tasa de recogida de luz. Lo mismo es aplicable al helióstato convencional 5 anteriormente descrito e ilustrado en la
5 figura 14. El helióstato convencional 5 tiene también el problema en el cual la distancia al punto focal de la faceta 20 situada lejos del centro se desvía debido a la rotación 43 del helióstato convencional 5 alrededor del centro del mecanismo 45 de rotación como punto base.
10 Este fenómeno del desplazamiento del punto focal (aberración comática) será descrito con referencia a la figura 8 y la figura 9. La figura 8 es una diagrama del diseño de las múltiples facetas 2 O (3 facetas en la figura 8) que están instaladas en el helióstato 5, y muestra cómo el
15 helióstato funciona alrededor de un centro O de elevación y caída y de rotación, como punto base. Las facetas 20 están instaladas con sus ángulos ajustados por adelantado, de manera que las facetas 2 O pueden reflejar la luz solar S irradiada desde el sol 40 y por 20 tanto los rayos R de luz reflejada pueden formar un punto focal F, por ej emplo en una parte receptora de calor, un espejo reflectante o similar. La figura 9 muestra una situación en la que el sol 40 se ha movido. El movimiento del sol 4 O cambia el ángulo de la luz solar S irradiada 25 sobre las respectivas facetas 20. Consecuentemente, el helióstato 5 realiza de nuevo los movimientos de rotación así como los movimientos de elevación y caída, con el fin de corregir la posición del punto focal para la recogida de la luz.
30 En este momento, los movimientos de rotación o los movimientos de elevación y caída del helióstato 2 se realizan alrededor del centro O anteriormente descrito de elevación y caída y de rotación, como punto base. Consecuentemente, la faceta 20 situada en la izquierda de la figura 9 termina
35 desplazándose hacia arriba en el dibujo, en una distancia d de desplazamiento de la faceta, mientras que la faceta 20 si tuada en la derecha termina también desplazándose hacia
abajo en el dibujo, en la distancia d de desplazamiento de la faceta. Por tanto, los rayos R de luz reflejada no forman un punto focal en una posición que debería ser el punto focal F sobre una parte receptora de calor o similar, 5 como se ilustra en la figura 9, dando como resultado una situación en la que los rayos R de luz reflejada se difunden en una distancia e de desviación desde el punto focal. Este fenómeno se denomina aberración comática. Aún cuando el helióstato 5 se ajuste en su instalación de manera que
10 los rayos R de luz reflejada formen una intersección entre ellos en el punto focal F, los rayos R de luz reflejada no formarían una intersección entre ellos en el punto focal F debido a los movimientos de rotación y de elevación y caída.
15 La aberración comática descrita anteriormente da como resultado una disminución de la eficiencia de la recogida de luz. Así, surge un problema especialmente para una planta de generación de potencia térmica solar, que utiliza un número a gran escala de helióstatos del orden de cientos 20 o miles, de que la eficiencia de la recogida de luz origina una disminución significativa de la eficiencia de la generación de potencia de la planta. Por tanto, la presente invención ha sido efectuada con el fin de resolver los problemas anteriormente descritos. 25 Un objeto de la presente invención es proporcionar un método para controlar un helióstato utilizado para recoger la luz solar y un dispositivo del método, donde el método y el dispositivo consiguen: una alta eficiencia de la recogida de luz solar al no permitir una desviación de un punto
30 de recogida de luz (un punto focal) de la luz solar; y una al ta eficiencia de la configuración del área, al disponer una configuración en la cual no se lleva a cabo una rotación por medio de un mecanismo de rotación. Además, un objeto de la presente invención es reducir
35 los costes del trabajo de instalación de un dispositivo en una planta de generación de potencia térmica solar, al disponer una configuración del dispositivo que permite llevar a cabo fácilmente la instalación y el trabaj o de ajuste de las facetas, y es también proporcionar una planta de generación de potencia térmica solar de alta eficiencia. MEDIOS PARA RESOLVER EL PROBLEMA
5 Un método para controlar un helióstato de acuerdo con la presente invención, para conseguir el objeto anterior, es un método para controlar un helióstato que se utiliza para recoger la luz solar y tiene múltiples espejos reflectantes, de una manera tal que el helióstato hace un segui
10 miento del sol en movimiento, refleja la luz solar y recoge la luz solar en un punto focal predeterminado. El método se caracteriza por lo que sigue. Específicamente, el método incluye los pasos de: ajustar los múltiples espejos reflectantes de manera que los múltiples espejos reflectantes
15 tengan un punto focal a una distancia predeterminada; y controlar los múltiples espejos reflectante s de manera que los múltiples espejos reflectantes hagan un seguimiento del sol y los rayos de luz reflejada desde los respectivos espej os reflectantes tengan un punto focal en un punto 20 arbitrario, estando configurados los múltiples espejos reflectantes de manera que se inclinen en conjunción mutua. Los espejos reflectantes son accionados conjuntamente entre sí 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 configuración, el control está diseñado de manera tal que las múltiples facetas tienen un centro para los movimientos de elevación y caída y los movimientos de rotación (movimientos de inclinación); por tanto, es posi
30 ble impedir que ocurra la aberración comática. Específicamente, al tener una configuración en la cual cada una de las facetas 20 tiene un centro de elevación y caída y de rotación, como se ilustra en la figura 10, el método de control permite que la distancia d del desplazamiento de la
35 faceta sea cero, impidiendo con ello que ocurra la aberración comática. Además, el control está diseñado de forma que las múl
tiples facetas hacen un seguimiento del sol en conjunción mutua. Consecuentemente, después de que las múltiples facetas hayan sido ajustadas en la etapa previa para tener un punto focal en una posición arbitraria, se puede mante
5 ner fácilmente el punto focal.
En este caso, en la generación de potencia térmica solar, el control se lleva a cabo de tal manera que la posición 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 método anteriormente descrito para controlar un helióstato está caracterizado porque los espejos reflectan
15 tes son accionados conjuntamente entre sí, manteniendo un estado en el que las coordenadas de los centros de los respectivos espejos reflectantes son fijas.
En esta configuración, el centro de cada faceta se fija como centro para los movimientos de elevación y caída y 20 movimientos de rotación (movimientos de inclinación); por tanto, se puede impedir la aberración comática que tiene lugar en la parte extrema de la faceta. En la presente invención, se supone que la faceta tiene un tamaño de 45 0 milímetros cuadrados a 1000 milímetros cuadrados. Si, por
25 ejemplo, el centro de elevación y caída y de rotación de una faceta se fija en una esquina de la faceta, la distancia desde el centro de elevación y caída y de rotación a la otra esquina del borde sería grande, dando como resultado una distancia d de desplazamiento de la faceta.
30 A este respecto, el centro de la faceta se fij a como centro de elevación y caída y de rotación en este método 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 aberración comática
35 puede ser impedida dentro de una gama significativamente pequeña. El método descrito anteriormente para controlar un
helióstato está caracterizado porque el punto focal formado
por los múltiples espej os reflectantes puede desplazarse
sobre una superficie esférica celeste con un radio arbitra
rio, sin que tenga lugar la aberración comática.
5
El método descrito anteriormente para controlar un
helióstato se caracteriza porque las direcciones de los
múl tiples espej os reflectantes se controlan conj untamente
entre sí por medio de dos mecanismos de articulación dife
rentes.
10
En esta configuración, el control de las facetas para
guiar los rayos de luz reflejada en una dirección arbitra
ria se lleva a cabo por medio de un mecanismo de articula
ción, que tiene al menos dos direcciones vectoriales dife
rentes, simultáneamente sobre las múltiples facetas. Por
15
tanto, el control posicional sobre las facetas se puede
conseguir fácil y fiablemente con un simple mecanismo.
Un helióstato para conseguir el objeto anterior es un
helióstato usado para recoger la luz solar y configurado
para disponer múltiples espejos reflectantes en él, de tal
2 O
manera que los múltiples espej os reflectantes tienen un
punto focal. El helióstato se caracteriza por lo siguiente.
Específicamente, los múltiples espejos reflectantes se
montan sobre pedestales con mecanismos de inclinación entre
ellos, respectivamente. Los múltiples mecanismos de incli
25
nación están conectados entre sí por medio de una primera
articulación axial (articulación del eje X) y una segunda
articulación axial (articulación del eje Y) que están
dirigidos en dos direcciones diferentes. Los múltiples
mecanismos de inclinación cambian la orientación en conjun
30
ción mutua por medio de las articulaciones.
En esta configuración, los múltiples mecanismos de in
clinación están conectados entre sí con dos ejes, que son
la primera articulación axial y la segunda articulación
axial, dirigidos en direcciones diferentes. Consecuentemen
35
te, el helióstato puede ser controlado fácilmente al tiempo
que se mantiene el punto focal de los rayos de luz refleja
da mediante la inclinación simultánea de las múltiples
facetas.
El helióstato anteriormente descrito está caracterizado por lo siguiente. Específicamente, la primera articulación axial (articulación del ej e X) y la segunda articulación
5 axial (articulación del ej e Y) son articulaciones en forma de varilla, están dispuestas en direcciones ortogonales entre sí, y están conectadas a respectivos dispositivos de accionamiento. Los dispositivos de accionamiento están controlados de manera que configuran que la posición de un
10 punto focal de los múltiples espejos reflectantes es móvil a través de las respectivas articulaciones y los respectivos mecanismos de inclinación.
En esta configuración, los múltiples mecanismos de inclinación están conectados entre sí con la primera articu15 lación axial (articulación del ej e X) y con la segunda articulación axial (articulación del eje Y) que son ortogonales entre sí. Consecuentemente, puede calcularse fácilmente la relación entre la cantidad de funcionamiento del anterior disposi ti vo de accionamiento y la distancia de 20 desplazamiento del punto focal. Por tanto, el control de las propias facetas puede ser llevado a cabo fácilmente. Además, el uso de articulaciones en forma de varillas puede asegurar un gran espacio de movimiento de las facetas. Esto permi te seguir a los movimientos del sol en una amplia
25 gama, especialmente en una planta de generación de potencia térmica solar a gran escala, conduciendo a una eficiencia mejorada de la generación de potencia. Una planta de generación de potencia térmica solar para conseguir el objetivo anterior está caracterizada por lo
30 siguiente. Específicamente, la planta incluye múltiples helióstatos 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 generación de potencia térmica solar.
35 En esta configuración, la eficiencia del área de los helióstatos proporcionada en la planta de generación de potencia térmica solar se mejora mientras que los rayos de
luz reflejados pueden ser recogidos en una parte receptora
de calor, un espejo reflectante o similar. Consecuentemen
te, se puede proporcionar una planta de generación de
potencia térmica solar que tiene una eficiencia de la
5
generación de potencia significativamente alta. Además, las
múltiples 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 generación de potencia térmica solar, así como la insta
lO
lación, puede ser llevado a cabo fácilmente. Por tanto, los
costes de instalación de la planta de generación de poten
cia pueden ser reducidos.
EFECTOS DE LA INVENCIÓN
El método para controlar un helióstato y el dispositivo
15
del método de acuerdo con la presente invención, puede
proporcionar un método para controlar un helióstato utili
zado para recoger la luz solar y un dispositivo para el
método, que consiguen: una alta eficiencia de recogida de
luz solar al no permitir una desviación del punto de reco
2 O
gida de la luz (punto focal) de la luz solar; y una alta
eficiencia de la configuración del área al disponer una
configuración en la cual no se lleva a cabo la rotación por
medio de un mecanismo de rotación.
Además, también es posible reducir los costes del tra
25
bajo de instalación del dispositivo en una planta de gene
ración de potencia térmica solar, al disponer de una confi
guración del dispositivo que permite efectuar fácilmente la
instalación y el trabajo de ajuste de las facetas, y además
es posible proporcionar una planta de generación de poten
30
cia térmica solar de alta eficiencia.
BREVE DES CRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La figura 1 es una vista parcialmente ampliada de un
primer ejemplo de la presente invención.
La figura 2 es una vista esquemática del primer ejemplo
35
de la presente invención.
La figura 3 es una vista lateral del segundo ejemplo de
la presente invención.
La figura 4 es una vista lateral de un segundo ejemplo de la presente invención. La figura 5 es una vista lateral de un tercer ejemplo de la presente invención. 5 La figura 6 es una vista esquemática que ilustra cómo funciona el tercer ejemplo de la presente invención. La figura 7 es una vista lateral de un cuarto ejemplo de la presente invención. La figura 8 es una vista esquemática que ilustra la re10 lación entre la luz solar y sus rayos de luz reflejada en un helióstato convencional.
La figura 9 es una vista esquemática que ilustra la ocurrencia de aberración comática en el helióstato convencional.
15 La figura 10 es una vista esquemática que ilustra la relación entre la luz solar y sus rayos de luz reflejada en un helióstato de la presente invención.
La figura 11 es una vista esquemática que ilustra el lugar geométrico del movimiento de un punto focal en el 20 helióstato de la presente invención.
La figura 12 es una vista esquemática de una planta de generación de potencia térmica solar que utiliza el helióstato de la presente invención.
La figura 13 es una vista esquemática de una planta de 25 generación de potencia térmica solar que utiliza el helióstato convencional. La figura 14 es una vista esquemática que ilustra el helióstato convencional. La figura 15 es una vista esquemática en planta que
30 ilustra las facetas dispuestas en el helióstato convencional. MODOS DE LLEVAR A CABO LA INVENCIÓN
De aquí en adelante, se describirá la presente invención refiriéndose específicamente a los modos de realiza35 ción ilustrados en los dibujos. EJEMPLO 1
La figura 1 muestra una vista parcial ampliada de un
helióstato lA que es un primer ejemplo de la presente invención. La figura 2 muestra una vista en perspectiva del helióstato lA incluyendo nueve facetas 20. Las facetas 20 están fijas por medio de los tornillos 19 de las facetas a 5 los mecanismos lO A de inclinación, respectivamente. Los mecanismos lO A de inclinación están dispuestos sobre los pedestales 16A, respectivamente. Además, los mecanismos 16A de inclinación están configurados para desplazarse en conjunción mutua al estar conectados entre sí en una direc10 ción del eje X por medio de una articulación 11A del eje X con partes intermedias 13 del brazo del ej e X, y están conectados en una dirección del ej e Y por medio de una articulación 12A del eje Y con uniones universales 15 y mecanismos 14A de cilindro entre ellos. En este caso, los
15 ángulos de instalación de las facetas 20 están ajustados de antemano por 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 múltiples facetas 20 para formar el helióstato lA. 20 En este caso, hay conectadas entre sí nueve facetas 20 en la dirección del ej e X y en la dirección del ej e Y por medio de las articulaciones. Las partes del borde de las articulaciones están conectadas a un dispositivo 17 de accionamiento en el eje X y un dispositivo 18 de acciona
25 miento en el eje Y, respectivamente. Se ha configurado un mecanismo de articulación que se desplaza accionando los disposi ti vos 17 Y 18 de accionamiento de manera que las inclinaciones de las facetas 20 pueden ser controladas con dos ej es. Las facetas 2 O se
30 ajustan por adelantado de manera que puede formarse un punto focal en un punto arbitrario. Cuando se desplazan todas las facetas 20 simultáneamente por medio del mecanismo de articulación desde ese estado, solamente se puede desplazar la posición del punto focal mientras que los
35 rayos de luz reflejada son enfocados sobre ese punto. Consecuentemente, en una planta de generación de potencia térmica solar, por ejemplo, los rayos de luz reflejada están siempre enfocados sobre una parte receptora de calor, un espejo reflectante o similar, aún cuando se desplace el sol. Por tanto, es posible proporcionar una planta que tenga una eficiencia de generación de potencia significati
5 vamente alta sin que tenga lugar la aberración comática o con una aberración comática mínima.
Además, al disponer de una configuración del mecanismo de articulación como se ilustra en la figura 2, se puede asegurar un gran espacio de movimiento para las facetas 20.
10 Consecuentemente, en una planta de generación de potencia térmica solar, es posible aumentar la gama en la se puede seguir al sol, mejorando con ello la eficiencia de la generación de potencia. Además, al cambiar la forma del mecanismo lO A de inclinación, es posible conseguir una
15 configuración en la cual las facetas 20 pueden inclinarse casi 90 grados en todas las direcciones. Especialmente, en una enorme planta de generación de potencia térmica solar con un tamaño 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 posición en la que está dispuesta una parte receptora de calor, un espejo reflectante o similar. Así, es posible conseguir la reducción de costes al construir la planta de generación de potencia térmica solar. 25 EJEMPLO 2 La figura 3 muestra una vista esquemática frontal de un helióstato lB que es un segundo ej emplo de la presente invención. La figura 4 muestra una vista esquemática lateral del mismo. El helióstato lB está configurado de tal
30 manera que las facetas 20, que tienen cada una de ellas un mecanismo 10B de rotación en un lado inferior de las mismas, giran en direcciones horizontales ilustradas en la figura 3 alrededor de una articulación 12B en el eje Y. Los múl tiples mecanismos 10B de inclinación están conectados
35 entre sí por una articulación 11B en el eje X como mecanismo de articulación, y están configurados para conectar las múltiples facetas 20 alineadas en dirección horizontal
(dirección del eje X) en la figura 3, para hacer que las múltiples facetas 20 se eleven y caigan en conjunción mutua.
Además, los movimientos de elevación y caída en las di
5 recciones del ej e 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 través de las múltiples facetas 20, como se ilustra en la figura 4. El ejemplo presente permite la formación de un mecanismo compacto de articulación, siendo capaz por ello de reducir el tamaño de la estructura del propio helióstato
15 lB. Así, se pueden reducir los costes de fabricación y transporte del helióstato lB. EJEMPLO 3
La figura 5 muestra un boceto de un helióstato 3A que es un tercer ejemplo de la presente invención. La figura 6 20 muestra cómo el helióstato 3A hace un seguimiento de la luz solar. El helióstato 3A incluye múltiples 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 múl tiples facetas 2 O están alineadas de manera que tienen 25 un punto focal. El miembro 36 de soporte está formado por un mecanismo 34 de cilindro flexible, y tiene una parte del cuello compuesta por una rótula. La parte del cuello está giratoriamente soportada por una placa intermedia 32 de fij ación con un mecanismo 31 de rotación entre ellas. El
30 mecanismo 31 de rotación en la parte del cuello puede ser obtenido por medio de una j un ta que tiene un grado de libertad igual a 2 distinto al de la rótula antes mencionada. Las partes superiores del miembro 36 de soporte están
35 conectadas a las facetas 20, respectivamente, con un mecanismo 30 de ajuste del ángulo de instalación entre ellas. Cuando el helióstato está instalado, los ángulos de insta
lación de las respectivas facetas 20 son ajustados por el
mecanismo 30 de ajuste del ángulo de instalación, de manera
que los rayos de luz reflejada de las respectivas múltiples
facetas 20 pueden tener un punto focal a una distancia
5
arbitraria. Las partes inferiores de los respectivos miem
bros 36 de soporte están conectadas entre sí por medio de
un mecanismo 35 de articulación. Cuando el mecanismo 35 de
articulación se desplaza sobre una superficie plana, las
inclinaciones de las respectivas múltiples facetas 2 O se
10
pueden ajustar en conjunción mutua. Además, el mecanismo 35
de enlace se desplaza sobre la denominada superficie del
ej e X-y sobre una superficie plana. Por esta razón, la
conexión entre los miembros 36 de soporte y el mecanismo 35
de articulación utiliza una junta que puede accionarse en
15
los dos ejes X e y, y deseablemente utiliza una rótula.
Como se ilustra en la figura 6, cuando el mecanismo 35
de articulación se desplaza sobre una superficie superior
de la placa inferior 33, las facetas 2 O pueden cambiar,
cada una de ellas, la dirección de la superficie especular,
2 O
como es evidente desde las direcciones de las respectivas
normales a las facetas. El mecanismo 35 de articulación se
puede desplazar al tener los mecanismos 34 de cilindro para
extenderse. Además, en el caso de la instalación en una
planta de generación de potencia térmica solar o similar,
25
el mecanismo 35 de articulación se controla cuando las
facetas 20 hacen un seguimiento del sol, de manera que la
luz solar puede ser recogida siempre en el punto focal
sobre una parte receptora de calor, un espejo reflectante o
similar. Al tener la configuración anteriormente descrita,
30
el helióstato 3A aparece como un helióstato que tiene dos
capas que incluyen la placa inferior 33 y la placa interme
dia 32 de fijación, y con una hendidura de los miembros 36
de soporte que se extiende por debaj o de las facetas 2 O •
Además, las facetas 20 sobresalen desde la placa intermedia
35
32 de fijación y se ven como partes de cabeza.
EJEMPLO 4
La figura 7 muestra una vista esquemática de un heliós
tato 3B que es un cuarto ejemplo de la presente invención. Este helióstato 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 rotación en partes del cuello de los mismos, soportados por una placa intermedia 32 de fijación. Consecuentemente, cuando se utilizan miembros 36 de soporte que no tienen flexibilidad, el mecanismo 35 de articulación se desplaza en el espacio tridimensional
10 como si flotase desde la placa inferior 33. Al tener una configuración que no utiliza un mecanismo 34 de cilindro, se puede simplificar la estructura del helióstato 3B. Consecuentemente, cuando, por ejemplo, se construye una planta de generación de potencia térmica
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 helióstatos que requieran menos mantenimiento en una planta de generación de potencia térmica solar que utilice cientos o miles de helióstatos
20 3B. En otras palabras, como los costes de la generación de potencia están considerablemente afectados por la cantidad de mantenimiento requerido, con el presente ejemplo se pueden reducir los costes de la generación de potencia. (Efectos de llevar a cabo la presente invención)
25 La figura 10 es una vista esquemática que ilustra las apariencias de la luz solar S y los rayos R de luz reflejada en los helióstatos lA y lB, a los cuales se aplica el método de control y el dispositivo que utiliza el método de control de la presente invención. Cada una de las facetas
30 2 O tiene un propio centro O de elevación y caída y de rotación de la faceta 20. Consecuentemente, aún cuando las facetas 20 se desplazan siguiendo al sol 40, no tiene lugar una desviación (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 generación de potencia térmica 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, aún cuando la distancia d de desplazamiento de las facetas es pequeña, la distancia e de desplazamiento desde el punto 5 focal será enorme. Por esta razón, con el método de control del helióstato y del dispositivo del método de acuerdo con la presente invención, que no permiten que ocurra aberración comática (e "" O), ahora es posible proporcionar una planta de generación de potencia térmica solar altamente
10 eficiente. La figura 11 muestra esquemáticamente el lugar geométrico del movimiento del punto focal F en el estado en el que no ocurre aberración comática. Cuando la posición del punto focal F se desplaza al inclinar las facetas 2 O, el
15 punto focal F se desplaza sobre una esfera celeste 41 con una distancia constante del punto focal. Esto demuestra el estado de aberración comática cero.
Debe indicarse que una planta de generación de potencia térmica 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 aberración 25 comática. Consecuentemente, la utilización de la presente invención permite que los rayos R de luz reflej ada sean recogidos en una posición fij a, independientemente de los movimientos del sol, sin ser afectada por la aberración comática. Así, se puede proporcionar un método para contro
30 lar un helióstato y un dispositivo del método que consiguen una alta eficiencia de recogida de luz solar. (Disposición de una planta de generación de potencia térmica solar) La figura 13 muestra una vista esquemática de una plan
35 ta 6 de generación de potencia térmica solar, en la cual se disponen los helióstatos 5. Al efectuar la rotación por medio de un mecanismo 45 de rotación, como se ilustra en la
figura 14, los helióstatos convencionales 5 necesitan
quedar dispuestos de manera que las gamas 42 de rotación
del helióstato ilustradas en la figura 13 no puedan sola
parse entre sí.
5
Por otra parte, al no tener un mecanismo de rotación
convencional, los helióstatos lA y lB de la presente inven
ción pueden disponerse en intervalos más pequeños desde los
contiguos, consiguiendo con ello una alta eficiencia de la
disposición del área. Específicamente, el número de heliós
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; así, se ha hecho
posible conseguir una mejora significativa de la eficiencia
de generación de potencia en la planta 2 de generación de
15
potencia térmica solar.
Como se ha descrito anteriormente, de acuerdo con la
presente invención, se puede proporcionar un método para
controlar un helióstato utilizado para recoger la luz solar
y un disposi ti vo para el método, donde el método y el
2 O
disposi ti vo consiguen: una alta eficiencia de recogida de
la luz solar al no permitir una desviación de un punto de
recogida de luz (punto focal) de la luz solar; y una alta
eficiencia de la configuración del área, al tener una
configuración en la cual no se lleva a cabo la rotación por
25
medio de un mecanismo de rotación.
Además, se consigue una reducción en los costes del
trabaj o de instalación del disposi ti vo en una planta de
generación de potencia térmica solar, al disponer de una
configuración del disposi ti vo que permite llevar a cabo
30
fácilmente la instalación y el trabaj o de ajuste de las
facetas. Además, se puede proporcionar una planta de gene
ración de potencia térmica solar altamente eficiente.
EXPLICACIÓN DE LAS REFERENCIAS NUMÉRICAS
lA, lB helióstato accionado en X-y
35
2 planta de generación de potencia térmica solar
3A, 3B helióstato accionado en X-y
10 mecanismo de inclinación
11 articulación del eje X 12 articulación 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 (5)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un método para controlar un helióstato, que se utiliza para recoger luz solar y tiene una pluralidad de espejos reflectantes, de una manera tal que el helióstato hace un seguimiento del sol en movimiento, refleja la luz solar y recoge la luz solar en un punto focal predeterminado, la pluralidad de espej os reflectantes están montados sobre pedestales con mecanismos de inclinación entre ellos, respectivamente; la pluralidad de mecanismos de inclinación están conectados entre sí por una primera articulación axial y una segunda articulación axial, que están dirigidas en dos direcciones diferentes; y la pluralidad de mecanismos de inclinación cambia la orientación en conjunción mutua por medio de las articulaciones; y de manera que la primera articulación axial y la segunda articulación axial son articulaciones en forma de varilla, están dispuestas en direcciones ortogonales entre sí y están conectadas a los respectivos dispositivos de accionamiento; y los dispositivos de accionamiento están controlados para configurar que la posición del punto focal de la pluralidad de espej os reflectantes sea móvil a través de las respectivas articulaciones y los respectivos mecanismos de inclinación; caracterizado porque el método comprende los pasos de:
    ajustar la pluralidad de espejos reflectantes de manera que la pluralidad de espejos reflectantes tengan un punto focal a una distancia predeterminada;
    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 respectivos espej os reflectantes tengan un punto focal en un punto arbitrario, estando configurada la pluralidad de espejos reflectantes para inclinarse en conjunción mutua, y
    los espej os reflectantes son accionados en conj unción mutua mientras mantienen un estado en el que las coordenadas de los puntos predeterminados de los respectivos espejos reflectantes son fijas.
  2. 2. El método para controlar un helióstato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los espej os reflectantes son accionados en conjunción mutua, mientras mantienen un estado en el que las coordenadas de los centros de los respectivos espejos reflectantes son fijas.
  3. 3.
    El método para controlar un helióstato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado 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 aberración comática.
  4. 4.
    Un helióstato utilizado para recoger la luz solar y configurado para disponer en él una pluralidad de espejos reflectantes, de tal manera que la pluralidad de espej os reflectantes tiene un punto focal, la pluralidad de espejos reflectantes están montados sobre pedestales con mecanismos de inclinación entre ellos, respectivamente; la pluralidad de mecanismos de inclinación están conectados entre sí por una primera articulación axial y una segunda articulación axial, que están dirigidas en dos direcciones diferentes; y la pluralidad de mecanismos de inclinación cambia la orientación en conjunción mutua por medio de las articulaciones; caracterizado porque
    la primera articulación axial y la segunda articulación axial son articulaciones en forma de varilla, están dispuestas en direcciones ortogonales entre sí y están conectadas a los respectivos dispositivos de accionamiento; y
    los dispositivos de accionamiento están controlados para configurar que la posición del punto focal de la pluralidad de espej os reflectantes sea móvil a través de las respectivas articulaciones y los respectivos mecanismos de inclinación.
  5. 5. Una planta de generación de potencia térmica solar, caracterizada por comprender una pluralidad de helióstatos según la reivindicación 4, 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 generación de potencia térmica solar.
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