ES2419529A2

ES2419529A2 - Helióstato para concentrar luz solar y método para controlar el mismo

Info

Publication number: ES2419529A2
Application number: ES201290019A
Authority: ES
Inventors: Shoji Sakai; Shiro Hayasaka; Katsuyoshi Abe; Kozo Ito
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 2010-10-22
Filing date: 2010-11-19
Publication date: 2013-08-20
Anticipated expiration: 2030-11-19
Also published as: ES2419529B1; ES2419529R1; US20120279486A1; JP4698761B1; AU2010358009B9; TN2012000043A1; AU2010358009A1; CN102597653A; JP2012088026A; US8905016B2; WO2012053120A1; AU2010358009B2

Abstract

Helióstato para concentrar luz solar y método para controlar el mismo, que comprende un helióstato (1) incluyendo un espejo reflectante (2) que refleja la luz del sol; y un mecanismo de soporte (3) que soporta el espejo reflectante (2) inclinable, teniendo el soporte (3) una columna de soporte sencilla (4) y un primer cilindro (5) y un segundo cilindro 6. El espejo reflectante está soportado de una manera inclinable por su superficie posterior del mismo mediante el extremo superior de la columna de soporte (4t) de la columna de soporte (4), el extremo superior del primer cilindro (5t) del primer cilindro (5) y un extremo superior del segundo cilindro (6t) del segundo cilindro (6). El extremo superior de la columna de soporte (4t), el extremo superior del primer cilindro (5t) y el extremo superior del segundo cilindro (6t), están dispuestos de tal manera que formen un triángulo sobre la superficie posterior del espejo reflectante (2). Se utiliza una junta de cardan para conectar el extremo superior de la columna de soporte y el espejo reflectante, estando configurada la junta de cardan para ser inclinable en dos direcciones axiales que se cruzan entre sí.

Description

HELIÓSTATO PARA CONCENTRAR LUZ SOLAR Y MÉTODO PARA CONTROLAR EL MISMO

Campo Técnico

[0001] La invención presente trata de un helióstato para concentrar la luz del sol,

5 configurado para seguir al sol y así concentrar la luz reflejada en un punto deseado (punto focal), y también de un método para controlar el mismo. Adicionalmente, la invención presente trata de una planta de energía térmica solar configurada para utilizar una pluralidad de helióstatos.

Técnica anterior

10 [0002] En años recientes, la disminución de los recursos petroleros y la escalada de los precios han supuesto una preocupación, y se ha realizado un estudio para sustituir las fuentes del petróleo, que son una causa del calentamiento global, por nuevas fuentes de energía,. Dentro de estas nuevas fuentes de energía, está la generación de energía térmica solar, que concentra la luz del sol y utiliza la luz del sol como energía.

15 [0003] La Figura 5 muestra un ejemplo de un aparato para la generación de energía térmica solar. El aparato para la generación de energía térmica solar incluye un helióstato 1X configurado para reflejar la luz del sol L desde el sol 10, y unidad receptora de calor 13 instalada en un punto focal F del helióstato 1X. El helióstato 1X incluye espejos reflectantes 2X y un mecanismo de soporte 3X. Este aparato de generación de energía térmica solar calienta

20 un medio caliente que circula en la unidad receptora de calor 13 mediante la luz del sol L concentrada en el punto focal F, y genera vapor de agua o similar utilizando el calor de este medio caliente, generando de esta manera energía.

[0004] El solicitante ha cumplimentado una solicitud de patente para un helióstato, y un método para controlar el mismo, que no genera aberraciones cromáticas con el propósito de 25 mejorar la eficiencia en la generación de energía de este aparato para la generación de energía térmica solar (véase el Documento de Patente 1). Este helióstato 1Y incluye espejos reflectantes 2Y y un mecanismo de soporte 3Y. Adicionalmente, este helióstato 1Y incluye dispositivos de inclinación 11. Los dispositivos de inclinación 11 están configurados cada uno de tal manera que la inclinación del dispositivo de inclinación 11 esté controlado utilizando los

30 ángulos de rotación como parámetros, y mediante la utilización de mecanismos de enlace 12 en dos direcciones axiales. Dado que este helióstato 1Y sigue al sol 10 mediante la inclinación en dos direcciones axiales, es posible obtener una alta eficiencia en la recogida de la luz sin generar ninguna aberración cromática.

[0005] Mientras tanto, hay un aparato configurado de tal manera que un sensor de

35 seguimiento del sol está instalado en cada helióstato con el propósito de mejorar la eficiencia en la generación de energía (véase el Documento de Patente 2). Con esta configuración, el helióstato puede enfocar al punto focal F en la unidad receptora de calor 13 con gran precisión.

[0006] El helióstato descrito anteriormente tiene algunos problemas para cumplir el objetivo de ampliar la difusión de los aparatos de generación de energía térmica solar. En primer lugar, 40 está el problema de que es difícil reducir aún más sus costes de fabricación y sus costes de instalación. Esto es debido a que el número de componentes de cada uno de los dispositivos de inclinación 11 y del mecanismo de enlace 12 es particularmente alto. Por esta razón, existe una limitación para reducir el coste de fabricación. Además, el trabajo de ensamblaje requiere

bastante tiempo.

[0007] En segundo lugar existe el problema de que mejorar la precisión en el seguimiento del sol por el helióstato requiere una inversión. Esto es debido a que cuando se considera el control de la inclinación del espejo reflectante con una precisión de ±0,1 grados, se necesita un

5 motor muy caro para inclinar el espejo reflectante. En particular, en el caso de que se instale un reductor en el motor con el propósito de simplificar el control del helióstato, la holgura de un minuto en un engranaje causa un retroceso. Cuando se produce tal retroceso se hace difícil conseguir la precisión mencionada anteriormente de ± 0,1 grados con un coste bajo.

Documentos de la Técnica Anteriormente

10 Documentos de la Patente

[0008] (Documento de Patente 1) Patente Japonesa nº 4473332

[0009] (Documento de Patente 2) Patente Japonesa nº 4541395

Sumario de la invención

Problema que va a resolver la invención

15 [0010] La invención presente ha sido desarrollada a la vista de los problemas descritos anteriormente y pretende proveer un helióstato que es capaz de captar luz con una alta eficiencia y cuyos costes de fabricación y costes de instalación son reducidos, y también para proporcionar un método para controlar el helióstato. Adicionalmente, un objeto de la invención es proveer un helióstato cuya precisión de control esté mejorada aún más mientras sus costes

20 sean reducidos y también para proporcionar un método para controlar el helióstato. Más aún, un objeto de la invención es proporcionar un helióstato cuyo coste de mantenimiento sea reducido mediante la reducción del número de componentes que forman el helióstato.

Modo de resolver los problemas

[0011] Un helióstato de acuerdo con la invención para conseguir el objeto incluye: un espejo

25 reflectante configurado para reflejar la luz del sol; y un mecanismo de soporte configurado para soportar el espejo reflectante de una manera inclinable. El helióstato se caracteriza porque: el mecanismo de soporte tiene una columna de soporte sencilla y un primer y un segundo cilindro; el espejo reflectante está soportado por su superficie posterior de una manera inclinable mediante un extremo superior de la columna de soporte, un extremo superior del primer cilindro

30 y un extremo superior del segundo cilindro; estando el extremo superior de la columna de soporte, el extremo superior del primer cilindro y el extremo superior del segundo cilindro dispuestos de tal manera que formen un triángulo sobre la superficie posterior del espejo reflectante; y se utiliza una junta de cardan para conectar el extremo superior de la columna de soporte y el espejo reflectante, estando configurada la junta de cardan para ser inclinable en

35 dos direcciones axiales que se cruzan entre sí.

[0012] Con esta configuración, se pueden reducir los costes de fabricación y los costes de instalación del helióstato. Esto es debido a que el número de componentes del mecanismo de soporte se puede reducir. Adicionalmente, gracias a que la inclinación del espejo reflectante se puede determinar utilizando las longitudes de los dos cilindros como parámetros, es posible

40 mejorar la precisión en el seguimiento del sol por el helióstato manteniendo unos costes bajos.

[0013] El helióstato se caracteriza porque el triángulo es un triángulo isósceles que tiene su vértice en el extremo superior de la columna de soporte. Con esta configuración, los cálculos para determinar la inclinación del espejo reflectante utilizando las longitudes de los dos cilindros resultan más fáciles.

5 [0014] El helióstato se caracteriza porque el primer cilindro y el segundo cilindro son preferentemente ambos cilindros de husillo de tornillo sin fin. Con esta configuración, se hace posible controlar, con gran precisión, las longitudes de los dos cilindros, que se utilizan como parámetros para determinar la inclinación del espejo reflectante, y así mejorar la eficiencia en la captación de la luz del sol. Se debe notar que el cilindro de husillo de tornillo sin fin es un

10 cilindro que tiene una configuración en la que el movimiento de rotación se convierte en movimiento lineal, y por lo tanto, se controla la expansión y contracción del cilindro. Los cilindros de husillo de tornillo sin fin incluyen un cilindro eléctrico del tipo de husillo de bolas u otros como por ejemplo un cilindro eléctrico del tipo tornillo sin fin o similares.

[0015] Una planta de energía térmica solar para conseguir el objeto se caracteriza porque

15 se dispone de una pluralidad de helióstatos, y la generación de energía térmica solar se realiza concentrando la luz del sol en una unidad receptora de calor que utiliza sal fundida como medio de calor. Con esta configuración, es posible reducir considerablemente el coste de construcción de la planta de energía térmica solar.

[0016] Un método para controlar un helióstato para conseguir el objeto de acuerdo con la

20 invención es un método para controlar un helióstato que incluye: un espejo reflectante configurado para reflejar la luz del sol; y un mecanismo de soporte configurado para soportar el espejo reflectante de una manera inclinable, en el que: el mecanismo de soporte tiene una columna de soporte sencilla y un primer cilindro y un segundo cilindro; el espejo reflectante está soportado por la superficie posterior del mismo de manera inclinable mediante un extremo

25 superior de la columna de soporte, un extremo superior del primer cilindro y un extremo superior del segundo cilindro; el extremo superior de la columna de soporte, el extremo superior del primer cilindro y el extremo superior del segundo cilindro están dispuestos de tal manera que forman un triángulo sobre la superficie posterior del espejo reflectante; y se utiliza una junta de cardan para conectar el extremo superior de la columna de soporte y el espejo

30 reflectante, estando configurada la junta de cardan para ser inclinable en dos direcciones axiales que se cruzan una con la otra. El método se caracteriza por comprender: realizar un primer control de inclinación en el que el espejo reflectante es inclinado en un primer plano mediante la extensión o contracción de los dos cilindros en la misma longitud; y realizar un segundo control de inclinación en el que el espejo reflectante es inclinando en un segundo

35 plano mediante la extensión o contracción de los dos cilindros en longitudes diferentes, siguiendo al sol y de esta manera determinar una posición del triángulo para determinar así la inclinación del espejo.

[0017] Con esta configuración, se pueden obtener los mismos efectos operativos que los descritos anteriormente. Adicionalmente, gracias a que la inclinación del espejo reflectante se

40 puede determinar utilizando las longitudes absolutas y relativas de los dos cilindros, es posible mejorar la precisión en el seguimiento del sol por el helióstato con un bajo coste.

Efectos de la invención

[0018] Con el helióstato y el método para controlar el mismo de acuerdo con la invención presente, es posible proveer un helióstato que incluye un espejo reflectante configurado para 45 reflejar la luz del sol y un mecanismo de soporte configurado para soportar el espejo reflectante, que es capaz de concentrar la luz con alta eficiencia y cuyo coste de fabricación y

coste de instalación se reducen, y también para proveer un método para controlar el helióstato.

Breve descripción de los dibujos

[0019] Figura 1: la figura 1 es una vista esquemática que muestra un helióstato de una realización de acuerdo con la invención presente.

5 [0020] Figura 2: la Figura 2 es un diagrama que muestra un modelo mecánico del helióstato de la realización de acuerdo con la invención presente.

[0021] Figura 3: la Figura 3 es un diagrama que muestra un modelo mecánico del helióstato de la realización de acuerdo con la invención presente.

[0022] Figura 4: la Figura 4 es un diagrama que muestra un modelo mecánico del helióstato 10 de la realización de acuerdo con la invención presente.

[0023] Figura 5: la Figura 5 es un diagrama esquemático que muestra un aparato para la generación de energía térmica solar convencional.

[0024] Figura 6: la Figura 6 es una vista esquemática que muestra un helióstato convencional.

15 Modo de llevar a cabo la invención

[0025] De aquí en adelante, se hará una descripción de un helióstato de acuerdo con una realización de la invención presente mediante referencias a los dibujos. La Figura 1A muestra un helióstato 1 de la realización, de acuerdo con la invención presente. El helióstato 1 incluye un espejo reflectante 2 y un mecanismo de soporte 3 configurado para soportar de una manera 20 inclinable el espejo reflectante 2 por la superficie posterior del espejo reflectante 2. El mecanismo de soporte 3 tiene: una columna de soporte 4, que está instalada verticalmente sobre una placa base 7; una unidad de brazo 8, que está fijada a la columna de soporte 4; un primer cilindro 5 y un segundo cilindro 6. La columna de soporte 4 soporta el espejo reflectante 2 de una manera inclinable a través de un una junta de cardan instalada en un extremo 25 superior de la columna de soporte 4t. Además, el primer cilindro 5 tiene un cojinete esférico en un extremo superior del primer cilindro 5t y un extremo inferior del primer cilindro 5b, respectivamente, y el extremo inferior del primer cilindro 5b está conectado a la unidad de brazo 8 en una parte inferior de la columna de soporte 4, y el extremo superior del primer cilindro 5t está conectado al espejo reflectante 2. El segundo cilindro 6 está configurado de la

30 misma manera que el primer cilindro 5. Los dos cilindros 5 y 6 están configurados para estar en paralelo uno con respecto al otro cuando tienen la misma longitud.

[0026] Además, la Figura 1B muestra un ejemplo de la junta de cardan instalada en el extremo superior de la columna de soporte 4t. La junta de cardan está configurada para ser inclinable en dos direcciones axiales que se cruzan una con la otra. Estos dos ejes están

35 configurados preferiblemente para ser perpendiculares entre sí.

[0027] Aquí, las posiciones del extremo superior de la columna de soporte 4t y del extremo superior del primer cilindro 5t y el extremo superior del segundo cilindro 6t están determinadas de manera que estos extremos no puedan estar dispuestos linealmente (de forma que estos extremos puedan formar un triángulo).

40 [0028] Las posiciones de conexión del extremo superior del cilindro 5t y 6t están

determinadas preferiblemente de tal manera que formen un triángulo isósceles que tiene su vértice en el extremo superior de la columna de soporte 4t. Los tres puntos incluyen el extremo superior de la columna de soporte 4t y los extremos superiores de los dos cilindros 5t y 6t pueden determinar un plano único. Para decirlo mas específicamente, el ángulo de inclinación 5 del espejo reflectante 2 puede ser determinado determinando las posiciones de los tres puntos.

[0029] Se debe notar que los cojinetes esféricos instalados respectivamente en los extremos superiores de los cilindros 5t y 6t así como en los extremos inferiores 5b y 6b, no se limitan a la configuración descrita anteriormente. Se pueden utilizar, por ejemplo, juntas universales o similares. Para decirlo más específicamente, se puede utilizar cualquier 10 estructura que no impida que el espejo reflectante 2 se incline en dos direcciones axiales perpendiculares entre sí. Al mismo tiempo, un cojinete esférico no puede ser utilizado en lugar de la junta de cardan instalada en el extremo superior de la columna de soporte 4t. Esto es debido a que se produciría una rotación del espejo si se utilizara un cojinete esférico para el extremo superior de la columna de soporte 4t. La rotación del espejo se refiere a un caso en el 15 que el espejo reflectante 2 gira en una dirección θz mostrada en la Figura 1, y la rotación del espejo tiene como consecuencia una reducción en la eficiencia en la captación de la luz del sol. Para decirlo más específicamente, si se utilizan cojinetes esféricos para todos los extremos superiores de la columna de soporte 4t, el extremo superior del primer cilindro 5t, el extremo superior del segundo cilindro 6t, el extremo inferior del primer cilindro 5b y el extremo inferior

20 del segundo cilindro 6b, se hace difícil para el espejo reflectante 2 mantener una superficie única (la superficie del espejo reflectante 2 gira hasta ser retorcido totalmente) independientemente de las longitudes de los cilindros 5 y 6.

[0030] Al mismo tiempo, cada uno de los cilindros 5 y 6 solo necesita tener un mecanismo de expansión y contracción. Se puede utilizar por ejemplo un cilindro hidráulico, un cilindro 25 neumático o cualquier otro similar. Se utiliza preferiblemente un cilindro de husillo de tornillo sin fin. El cilindro de husillo de tornillo sin fin tiene una configuración en la que la fuerza rotativa de un motor o similar se transmite a un eje del cilindro que tiene una ranura roscada formada sobre su superficie, y este eje del cilindro se expande y contrae en la dirección longitudinal del eje. Es posible mejorar la precisión de la longitud de expansión y contracción del cilindro con

30 este cilindro de husillo de tornillo sin fin.

[0031] Además, la columna de soporte 4 puede estar en cualquier posición sobre la superficie posterior del espejo reflectante 2. La columna de soporte 4 se sitúa preferiblemente en el centro del espejo reflectante 2. Aquí, el espejo reflectante 2 tiene un tamaño grande, que es aproximadamente de 2x3 metros. El espejo reflectante 2 puede tener un tamaño pequeñode

35 0,3 metros cuadrados. Sin embargo, dado que el número de mecanismos de soporte 3 se puede reducir con un espejo reflectante grande, el efecto de reducción de coste es mayor cuando se utiliza un espejo reflectante grande.

[0032] La Figura 2 muestra un diagrama obtenido simulando el mecanismo del helióstato 1 mostrado en la Figura 1. La Figura 2B muestra un triángulo formado por el extremo superior de 40 la columna de soporte 4t, el extremo superior del primer cilindro 5t y el extremo superior del segundo cilindro 6t. Aquí, se muestra un lado oblicuo que conecta el extremo superior de la columna de soporte 4t y el extremo superior del primer cilindro 5t como primer lado oblicuo R1, y un lado oblicuo que conecta el extremo superior de la columna de soporte 4t y el extremo superior del segundo cilindro 6t se muestra como segundo lado oblicuo R2. En este helióstato

45 1, cuando la posición del primer lado oblicuo R1 y del segundo lado oblicuo R2 está determinado, se puede determinar de manera única la inclinación del espejo reflectante 2.

[0033] Para decirlo más específicamente, la posición del extremo superior del primer cilindro

5t se determina utilizando como parámetro la longitud del primer cilindro 5 con respecto al extremo superior de la columna de soporte 4t, que es un punto fijo. Así, la posición (coordenadas) del primer lado oblicuo R1 en un espacio tridimensional está determinada. De aquí en adelante, el control del primer cilindro 5 se denomina “primer control”. De manera 5 similar, la posición del extremo superior del segundo cilindro 6t se determina utilizando como parámetro la longitud del segundo cilindro 6 con respecto al extremo superior de la columna de soporte 4t. Así, la posición (coordenadas) del segundo lado oblicuo R2 en el espacio tridimensional está determinada. De aquí en adelante, el control de este segundo cilindro 6 se denomina “segundo control”. La determinación (el primer control y el segundo control) de las

10 posiciones del primer lado oblicuo R1 y del segundo lado oblicuo R2 determinan las coordenadas del triángulo, determinando de esta manera la inclinación del espejo reflectante 2 del helióstato 1. Se debe notar que el triángulo descrito anteriormente es preferiblemente un triángulo isósceles (R1 = R2).

[0034] A continuación, se dará una descripción de los elementos de la operación del

15 helióstato 1. La Figura 3 muestra una superficie lateral (plano Y – Z) del modelo mecánico del helióstato 1. La Figura 3A muestra un estado en el que el espejo reflectante 2 del helióstato 1 está horizontal. La Figura 3B muestra un estado en el que el espejo reflectante 2 está inclinado alrededor del extremo superior de la columna de soporte 4t en un ángulo 81. Esta inclinación está realizada en un primer plano (plano Y – Z).

20 [0035] La inclinación del espejo reflectante 2 en el primer plano está realizada introduciendo un valor obtenido añadiendo una cantidad de expansión y contracción de un valor idéntico al parámetro (longitud absoluta del cilindro) en cada uno del primer y del segundo control. Para decirlo más específicamente, el primer cilindro 5 y el segundo cilindro 6 se controlan de manera que se expandan en la misma longitud. La Figura 3 muestra un caso en el que las longitudes

25 iniciales del primer cilindro 5 y del segundo cilindro 6 son idénticas entre sí. Sin embargo, incluso en un caso en el que las longitudes iniciales de los dos cilindros 5 y 6 sean diferentes, si se añade una cantidad de expansión y contracción del mismo valor, el espejo reflectante 2 se inclina en este primer plano. Se debe notar que el ángulo de inclinación 81 está configurado para tener un rango de ± 90 grados con el estado mostrado en la Figura 3A, como una

30 referencia. El ángulo de inclinación 81 está configurado preferiblemente para tener un rango de entre +75 grados y -30 grados.

[0036] Aquí, el helióstato 1 está dispuesto de tal manera que los cilindros 5 y 6 se cruzan con la columna de soporte 4 en una vista lateral. Con esta configuración, el centro de gravedad del helióstato 1 está colocado cerca del centro del espejo reflectante y así el helióstato 1 se

35 hace más estable. Se debe notar que, el helióstato 1 puede estar configurado de tal manera que los cilindros 5 y 6 no se crucen con la columna de soporte 4 en una vista lateral. Adicionalmente, el helióstato 1 puede estar configurado de una manera tal que las partes del extremo inferior de los cilindros 5 y 6 estén instaladas directamente en la placa base 7 sin utilizar la unidad de brazo 8.

40 [0037] La Figura 4 muestra una vista frontal (plano X – Z) del modelo mecánico del helióstato 1. La Figura 4A muestra un estado en el que el espejo reflectante 2 del helióstato 1 está horizontal. La Figura 4B muestra un estado en el que el espejo reflectante 2 está inclinado alrededor del extremos superior de la columna de soporte 4t en un ángulo 82. Esta inclinación se realiza dentro de un segundo plano (plano Y – Z). Se debe notar que la longitud entre los

45 dos extremos superiores de los cilindros 5t y 6t y la longitud entre los dos extremos inferiores de los cilindros 5b y 6b pueden ser diferentes.

[0038] La inclinación del espejo reflectante 2 en el segundo plano se realiza introduciendo un parámetro de tal manera que la diferencia entre las longitudes absolutas de los cilindros 5 y 6 cambien en cada uno del primer control y del segundo control. Para decirlo más específicamente, los cilindros 5 y 6 están controlados de una manera tal que la diferencia entre las longitudes absolutas del primer cilindro 5 y del segundo cilindro 6 cambien. La diferencia

5 entre las longitudes de los cilindros 5 y 6 determina el ángulo de inclinación Fi2. Se debe notar que el ángulo de inclinación 82 está configurado para tener un rango de ± 90 grados en el estado mostrado en la Figura 4A, como una referencia. El ángulo de inclinación 82 está configurado preferiblemente para tener un rango de ± 75 grados. El ángulo de inclinación 82 está configurado más preferiblemente para tener un rango de ± 50 grados.

10 [0039] Aquí se puede afirmar que la capacidad de seguir el sol es alta cuando los rangos del ángulo de inclinación 81 y del ángulo de inclinación 82 son grandes. Sin embargo, al objeto de reducir los costes de fabricación del helióstato 1, el helióstato 1 está configurado preferiblemente de tal manera que los rangos de los ángulos de inclinación 81 y 82 sean más pequeños. Para decirlo más específicamente, si no se realiza la concentración la luz del sol

15 inmediatamente después del amanecer e inmediatamente antes del anochecer, momento en que tiene un valor de energía bajo, es posible reducir aún más el coste de fabricación del helióstato 1.

[0040] A continuación se dará una descripción del seguimiento del sol por el helióstato 1. La posición del sol como objeto del seguimiento se hace evidente a partir de las coordenadas 20 (latitud, longitud) y del almanaque (inclinación del eje de la Tierra) de la zona donde se instale el helióstato 1. El helióstato 1 se controla en base a la información de posición del sol. Para decirlo más específicamente, este control no utiliza un sensor de seguimiento del sol. Se calcula una línea normal n que va a tener el espejo reflectante 2 según la posición del sol y la posición del punto focal F. Se calcula un triángulo que tiene esta línea normal n, y se calculan 25 las posiciones de los lados oblicuos R1 y R2 en el espacio tridimensional. Las longitudes absolutas del primer cilindro 5 y del segundo cilindro 6 se calculan a partir de las posiciones de los lados oblicuos R1 y R2. El primer cilindro 5 y el segundo cilindro 6 se expanden o contraen en base a los cálculos mencionados anteriormente, inclinando de esta manera el espejo reflectante 2 (el primer control y el segundo control). En este momento, el primer control y el

30 segundo control pueden ser realizados simultáneamente o pueden ser realizados en secuencia. Se debe notar que la dirección de instalación del helióstato 1 es establecida preferiblemente de manera que el extremo superior de la columna de soporte 4t (el vértice 4t del triángulo) esté en una dirección hacia el punto focal F.

[0041] Con la configuración descrita anteriormente, se pueden obtener los siguientes

35 efectos operativos. En primer lugar, se pueden reducir el coste de fabricación y el coste de instalación del helióstato. El mecanismo de soporte necesita únicamente una columna de soporte y al menos dos cilindros. Así, el número de componentes se reduce y por tanto se puede reducir el coste de fabricación. Adicionalmente, con la reducción del número de componentes, el ensamblaje del helióstato se hace más sencillo, y por tanto los costes de

40 instalación se pueden reducir. Además, la reducción en el número de componentes reduce la posibilidad de que se produzca un fallo y reduce también el número de puntos que es necesario comprobar. De esta manera, se hace posible reducir el coste de mantenimiento.

[0042] En segundo lugar, se hace más fácil seguir al sol cuando el espejo reflectante del helióstato está cercano a una posición horizontal. Adicionalmente, es posible mejorar la 45 precisión en el seguimiento del sol por el helióstato con un coste más bajo. Esto es debido a que la inclinación del espejo reflectante se puede determinar utilizando como parámetros las longitudes de los dos cilindros. La configuración para realizar un control utilizando las longitudes de los dos cilindros como parámetros puede prevenir el fenómeno de que la

velocidad de seguimiento del sol por el espejo reflectante se incremente alrededor de una posición horizontal y puede también mejorar la precisión en el seguimiento del sol al mismo tiempo que se reducen los costes, en comparación con el control convencional que utiliza el ángulo de rotación (ángulo de giro del espejo reflectante) como parámetro. Adicionalmente, con

5 la configuración en la que la inclinación del espejo reflectante se puede determinar utilizando las longitudes de los dos cilindros, se hace posible utilizar un cableado fijo para el cableado del dispositivo de inclinación y también se reduce la longitud del cableado. Así, el coste de los cables de conexión y la operación de cableado se puede reducir.

[0043] En tercer lugar, los costes de construcción de la planta de energía térmica solar se

10 pueden reducir considerablemente. Esto es debido a que la mejora en la precisión del seguimiento del sol por el helióstato elimina la necesidad de un sensor de seguimiento del sol. La configuración sin instalación de un sensor de seguimiento del sol hace posible obtener un efecto de reducción de coste considerable, en particular en las plantas de energía térmica solar de gran escala que utilizan cientos o miles de helióstatos. Así, incluso si el helióstato está

15 configurado para utilizar un sensor de seguimiento del sol, se puede obtener el efecto de reducción de coste del cuerpo principal del helióstato.

Explicación de los números de referencia

1 helióstatos 2 espejo reflectante

20 3 mecanismo de soporte 4 columna de soporte 4t extremo superior de la columna de soporte 5 primer cilindro 5t extremo superior del primer cilindro

25 6 segundo cilindro 6t extremo superior del segundo cilindro 7 placa base 8 unidad de brazo R1 primer lado oblicuo

30 R2 segundo lado oblicuo

Claims

REIVINDICACIONES

1.- Un helióstato que incluye: un espejo reflectante configurado para reflejar la luz del sol; y un mecanismo de soporte configurado para soportar el espejo reflectante de una manera inclinable, estando caracterizado el helióstato porque:

5 el mecanismo de soporte tiene una columna de soporte sencilla y un primer cilindro y un segundo cilindro, estando soportado el espejo reflectante por la superficie posterior del mismo de una manera inclinable por un extremo superior de la columna de soporte, un extremo superior del primer cilindro y un extremo superior del segundo cilindro, estando el extremo superior de la columna de soporte, el extremo superior del primer cilindro y el extremo superior

10 del segundo cilindro dispuestos de tal manera que forman un triángulo sobre la superficie posterior del espejo reflectante, y siendo utilizada una junta de cardan para conectar el extremo superior de la columna de soporte y el espejo reflectante, estando la junta de cardan configurada para ser inclinable en dos direcciones axiales que se cruzan una con la otra, y también para prevenir que el espejo reflectante gire alrededor de la columna de soporte como

15 un eje central.
2.- El helióstato de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el triángulo es un triángulo isósceles que tiene su vértice en el extremo superior de la columna de soporte.
3.- El helióstato de acuerdo con la reivindicación 1 o con la reivindicación 2 caracterizado porque el primer cilindro y el segundo cilindro son ambos cilindros de husillo de tornillo sin fin.

20 4.- Una planta de energía solar térmica caracterizada porque se dispone de una pluralidad de helióstatos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la generación de energía térmica solar se realiza concentrando la luz del sol en una unidad receptora de calor que utiliza sal fundida como medio de caliente.
5.- Un método para controlar un helióstato que incluye: un espejo reflectante configurado para

25 reflejar la luz del sol; y un mecanismo de soporte configurado para soportar el espejo reflectante de una manera inclinable, en el que: el mecanismo de soporte tiene una columna de soporte sencilla y un primer cilindro y un segundo cilindro; el espejo reflectante está soportado en su superficie posterior de una manera inclinable mediante un extremo superior de la columna de soporte, un extremo superior del primer cilindro y un extremo superior del segundo

30 cilindro; el extremo superior de la columna de soporte, el extremo superior del primer cilindro y el extremo superior del segundo cilindro están dispuestos de una manera tal que forman un triángulo en la superficie posterior del espejo reflectante; y una junta de cardan que se utiliza para conectar el extremo superior de la columna de soporte y el espejo reflectante, estando configurada la junta de cardan para ser inclinable en dos direcciones axiales que se cruzan

35 entre sí y también para prevenir que el espejo reflectante gire alrededor de la columna de soporte a modo de eje central, comprendiendo el método:

realizar un primer control para determinar una posición de un primer lado oblicuo (R1) del triángulo expandiendo o contrayendo el primer cilindro (5t), conectando el primer lado oblicuo (R1) el extremo superior de la columna de soporte (4t) y el extremo superior del primer cilindro

40 (5t);

realizar un segundo control para determinar una posición de un segundo lado oblicuo (R2) del triángulo expandiendo o contrayendo el segundo cilindro (6t), conectando el segundo lado oblicuo (R2) el extremo superior de la columna de soporte (4t) y el extremo superior del segundo cilindro (6t); y de esta manera

determinar una posición del triángulo para determinar así la inclinación del espejo reflectante (2).