ES2394638A1

ES2394638A1 - Sistema de soporte para colectores solares de concentracion parabolicos

Info

Publication number: ES2394638A1
Application number: ES201031287A
Authority: ES
Inventors: Daniel Gonzalez Gonzalez
Original assignee: Guradoor SL
Current assignee: Guradoor SL
Priority date: 2010-08-26
Filing date: 2010-08-26
Publication date: 2013-02-04
Anticipated expiration: 2030-08-26
Also published as: BRPI1012603A2; US20130292346A1; WO2012025643A1; AU2010359796A1; CL2011002473A1; EP2610561A1; ES2394638B1

Abstract

Sistema de soporte para colectores solares de concentración parabólicos.El colector descansa sobre una rótula a través de la que se relaciona con el suelo, alrededor de la cual, en correspondencia con dos anillos imaginarios concéntricos se establecen una serie de brazos hidráulicos, que se relacionan articuladamente por sus extremos al colector y a la correspondiente cimentación. Paralelamente, la estructura se estabiliza con al menos cuatro torres (12), que se relacionan entre sí dos a dos a través de un cable (13) que describe una trayectoria cerrada y que se solidariza a la estructura (2) en dos puntos de fijación (14) diametralmente opuestos, de manera que a través de múltiples poleas asociadas a los extremos inferior y superior de cada una de las dos torres opuestas se tracciona del colector en uno u otro sentido, haciéndose pasar el citado cable por un medio de frenado (17).

Description

SISTEMA DE SOPORTE PARA COLECTORES SOLARES DE CONCENTRACIÓN PARABÓLICOS

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de soporte para colectores solares especialmente concebido para sustentar, orientar y estabilizar un colector solar de concentración parabólico. La invención se sitúa pues dentro del ámbito de los dispositivos para el aprovechamiento de la energía solar.

El objeto de la invención es proporcionar un sistema de soporte sumamente eficaz y estable para el colector parabólico.

Antecedentes de la invención

En el ámbito de aplicación práctica de la invención, son conocidos diversos tipos de dispositivos para el aprovechamiento de la energía solar, entre los que cabe destacar tres tipos fundamentales: paneles planos, colectores semicilíndricos y colectores parabólicos.

En cualquiera de los tres casos, este tipo de dispositivos se complementan con una estructura soporte a través de la que se relacionan con el suelo o lugar de emplazamiento de los mismos, de manera que, para un aprovechamiento óptimo, es habitual que dicha estructura de soporte sea además auto-orientable en función de la posición relativa del sol, en orden a obtener en todo momento el ángulo óptimo de incidencia de los rayos solares sobre el captador, consiguiéndose así el mejor aprovechamiento energético del dispositivo.

Si bien estos medios de auto-orientación son relativamente sencillos para su aplicación en los dos primeros tipos de dispositivos descritos, en el caso de los concentradores o colectores solares parabólicos no sucede lo mismo, ya que presentan una estructura mucho más compleja, de manera que, si bien este tipo de dispositivos se orientan mediante brazos hidráulicos, en la mayoría de los casos su estabilización no resulta suficiente, lo que limita el diseño del colector en cuanto a sus dimensiones, y condiciona sustancialmente las características del terreno de instalación.

La ES 1 066 621, "Instalación para paneles solares", describe una instalación que comprende un marco estructural de asiento para paneles solares montado en forma basculante alrededor de un eje medio horizontal situado sobre unos soportes y dispuesto en el sentido de una de las dos mayores dimensiones del mismo, disponiendo dicho marco estructural, en correspondencia con dos puntos antagonistas de la disposición de paneles solares, de sendos terminales que, a través de otras tantas conexiones giratorias, se enlazan uno de dichos terminales a uno de los extremos de un primer tramo flotante de conducción que, por su otro extremo está dotado de otro elemento de conexión giratoria con la que se conecta directamente a un conjunto exterior al marco estructural que constituye un circuito de control y de organización del flujo de energía circulante por los paneles solares, mientras que el otro terminal se enlaza a uno de los extremos de un segundo tramo flotante de conducción que, por su otro extremo, también dotado de un elemento de conexión giratoria, se enlaza a un tercer tramo flotante de conducción, el cual está también conectado, mediante un elemento de conexión giratoria al citado conjunto exterior que constituye el circuito de control del marco estructural y de organización del flujo de la energía solar circulante por la disposición de paneles solares.

La ES 1 066 131, "Estructura orientable monoposte", donde la estructura orientable monoposte comprende un poste (2) anclado al terreno, en cuya coronación se dispone una superestructura (3) giratoria azimutalmente y abatible, constituida por un cabezal giratorio con extremidades donde se articulan unas vigas que sustentan unas correas en las que se montan elementos tales como paneles solares; implementando un control electrónico de dichos movimientos; donde las vigas se articulan en las extremidades a través de unas rótulas, mientras que la distribución de las cargas en las vigas es simétrica, en orden transmitir a los extremos de las extremidades únicamente esfuerzos cortantes verticales, absorber pequeñas torsiones debidas a dilataciones y al viento, y aumentar la superficie de contacto en las articulaciones.

Descripción de la invención

El sistema de soporte para colectores solares parabólicos de concentración que la invención propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, permitiendo el diseño de colectores parabólicos de grandes dimensiones, fácilmente auto-orientables, perfectamente estabilizados y adaptables a la orografía del terreno.

Para ello, y en base al diseño parabólico de este tipo de colectores, la invención centra sus características en el hecho de que el colector descansa en su zona central inferior sobre una rótula, asociada al correspondiente bastidor, así como a un pilar complementario que transmitirá el peso de la estructura parabólica a la correspondiente cimentación, con la particularidad de que, alrededor de dicha rótula, en correspondencia con dos anillos concéntricos imaginarios, se establecen, equiangularmente distribuidos con respecto al vértice del paraboloide, una serie de brazos hidráulicos que se relacionan de forma articulada por sus correspondientes extremos con el colector y con la cimentación sobre el terreno respectivamente, y cuya extensión y retracción sincronizada permite regular la orientación del colector.

De forma más concreta, en correspondencia con el anillo imaginario interior, de menor diámetro, se establecen al menos ocho brazos hidráulicos, mientras que, en correspondencia con el anillo exterior, el número de brazos se amplía hasta el doble de los dispuestos en el anillo interior, esto es, al menos dieciséis, quedando éstos brazos exteriores desfasados equiangularmente con respecto a los brazos interiores, con el fin de obtener un reparto de fuerzas más homogéneo.

En una realización preferente de la invención, el número de brazos hidráulicos dispuestos en correspondencia con el anillo interior es de ocho, siendo de dieciséis para el anillo exterior.

El sistema de soporte de la invención comprende además que la circunferencia perimetral externa del colector parabólico se conecta mediante cables con al menos cuatro torres, en número par, en oposición diametral dos a dos, cables a través de los que se estabilizará convenientemente el sistema, mediante los complementarios medios de frenado.

En otra realización preferente, el sistema de soporte de la invención comprende seis de dichas torres perimetrales diametralmente enfrentadas dos a dos configurando un hexágono regular imaginario, y coincidiendo con sus vértices, alrededor del colector parabólico.

Más específicamente, las torres están relacionadas dos a dos a través de un cable que describe una trayectoria cerrada, desplazable a través de una serie de juegos de poleas, cable que se solidariza a la circunferencia perimetral externa del colector parabólico en dos puntos diametralmente opuestos, de manera que el desplazamiento en un sentido del cable provocará la tracción en sentido ascendente en uno de los puntos de fijación al captador, mientras que en el opuesto se conseguirá el efecto contrario y viceversa. Así, con la regulación de la pareja de cables cerrados de cada par de torres diametralmente enfrentadas se consigue adaptar el sistema a la inclinación prevista en cada caso, quedando en todo momento dichos cables perfectamente tensados, consiguiéndose una óptima estabilización del colector parabólico.

Para la operación de los cables, una vez regulada la posición de los mismos, se prevé que, en correspondencia con la base de cada torre, se establezcan unos dispositivos de frenado/bloqueo de los cables, que impida su desplazamiento, materializados en una mordaza hidráulica, por la que es pasante el cable en su recorrido de ida y en su recorrido de vuelta, mordaza que es solidaria a la propia torre.

Así pues, el accionamiento de la mordaza hidráulica bloquea el cable impidiendo su desplazamiento y proporciona, por tanto, una gran estabilidad al colector mediante el sistema de soporte de la invención, gracias a la pareja de cables que permiten el ajuste del colector en base a dos imaginarios ejes ortogonales cuyo punto de intersección es coincidente con el vértice del colector.

Descripción de las figuras

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de esta descripción un juego de figuras donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1: vista en perfil y en sección del sistema de soporte para colectores solares de concentración parabólicos según el objeto de la presente invención.

Figura 2: distribución en planta prevista para los brazos de regulación de la orientación del captador.

Figura 3: detalle en perspectiva de los medios de frenado previstos para el sistema de estabilización mediante cables.

Ejemplo de realización de la invención

A la vista de las figuras reseñadas puede observarse cómo el sistema de soporte que se preconiza parte de un diseño convencional de cualquier tipo de captadores solares parabólicos, en los que se define una superficie parabólica de concentración de radiación solar (1) establecida sobre una estructura (2), de configuración igualmente parabólica, estructura (2) que, en correspondencia con su vértice, incorpora una rótula (3) a través de la que puede articularse, relacionándose a través de sendos casquillos cónicos (4-4') solidarios a la estructura (2) y a un pilar (5) asociado a la cimentación (6), respectivamente.

Tal y como se puede observar en la figura 2, sobre un anillo interior imaginario (7) se disponen al menos ocho brazos hidráulicos (8) y el doble de brazos hidráulicos (1 O) en un anillo exterior (11 ), formando un triángulo isósceles cada par de brazos del anillo exterior con el correspondiente, a modo de vértice agudo, del anillo interior, uniéndose los brazos (8) del anillo interior mediante articulaciones (9-9') tanto a la estructura (2) como al suelo o cimentación (6), convenientemente regulados desde la complementaria centralita hidráulica y quedando dispuestos los brazos (1 O) del anillo exterior (11) al tresbolillo con respecto a los anteriormente citados, y relacionándose mediante articulaciones (9"-9"') a la estructura (2) y al suelo, de forma análoga a como lo hace el primer juego de brazos hidráulicos (8).

El sistema de la invención incluye además al menos cuatro torres (12), preferentemente seis, que se relacionan entre sí dispuestas en oposición diametral dos a dos, a través de un cable (13), y de considerable altura. De esta manera, el cable (13) describe una trayectoria cerrada solidarizándose a la estructura (2) en dos puntos de fijación (14) diametralmente opuestos de su periferia, de manera que, si tomamos como punto de partida del cable dicho punto de fijación, éste describirá una trayectoria ascendente para pasar por una polea superior (15) de la torre (12) más próxima, para descender por el interior de la misma hasta la base de ésta, y pasar por un juego de poleas (16) que lo disponen horizontalmente, cerca del suelo, para pasar por un medio de frenado

(17) y dirigirse hacia la torre opuesta, pasar por el juego complementario de poleas (16), subir por el interior de la torre hasta la polea superior (15), descender hasta el punto de fijación (14) opuesto, descendiendo nuevamente hacia el juego de poleas (16), para prolongarse horizontalmente hasta la primera torre, pasando por el comentado medio de frenado (17), para, finalmente, adoptar una trayectoria ascendente a través del juego de poleas (16) y cerrar el recorrido en el punto de fijación (14).

Este diseño y funcionamiento se repite de idéntica manera en cada pareja de torres enfrentadas.

Opcionalmente, la motorización de algunos de los grupos de poleas descritos permitirá ayudar al ajuste del cable en uno u otro sentido y, 5 consecuentemente, a la orientación del captador.

De acuerdo con el detalle de la figura 3, los medios de frenado (17) se materializan en una mordaza hidráulica, en la que tanto sobre su parte fija (18), como en su parte móvil (19) se realizan sendas parejas de acanaladuras en media caña (20), por las que es pasante el cable (13) tanto en su recorrido de

10 ida como en su recorrido de vuelta, de manera que, en situación inoperante, el cable no se ve frenado por la mordaza, mientras que una vez alcanzado el posicionamiento requerido para el captador, se acciona hidráulicamente la mordaza, de manera que la parte móvil (19) de la misma inmoviliza ambos tramos del cable (13) al presionarlo sobre su parte fija (18).

15

Claims

REIVINDICACIONES

1. Sistema de soporte para colectores solares de concentración parabólicos, caracterizado porque la estructura del colector (2) descansa sobre su vértice en una rótula (3) mediante la que se relaciona con el suelo o cimentación, alrededor de la cual, en correspondencia con dos anillos imaginarios concéntricos, se disponen al menos ocho brazos hidráulicos

(8) en el anillo interior y el doble de brazos hidráulicos (1 O) en el anillo exterior, formando un triángulo isósceles cada par de brazos del anillo exterior con el correspondiente, a modo de vértice agudo, del anillo interior, relacionándose todos ellos articuladamente por sus extremos al colector y a la correspondiente cimentación, habiéndose previsto que, paralelamente, el sistema se complemente con al menos cuatro torres (12), y en número par, preferentemente seis torres, que se relacionan entre sí dos a dos a través de un cable (13), dispuestas en oposición diametral y externamente al colector, de manera que cada cable (13) describe una trayectoria cerrada, solidarizándose a la estructura (2) en dos puntos de fijación (14) diametralmente opuestos de su periferia, y siendo pasante a través de múltiples poleas asociadas a los extremos inferior y superior cada una de las dos torres opuestas, poleas a través de las cuales el cable se hace pasar por un medio de frenado (17).
2. Sistema de soporte para colectores solares de concentración parabólicos según la reivindicación 1, caracterizado porque el medio de frenado (17) se materializa en una mordaza hidráulica solidaria a la propia torre (12).