ES2539511A1 - Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar y receptor fotovoltaico - Google Patents
Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar y receptor fotovoltaico Download PDFInfo
- Publication number
- ES2539511A1 ES2539511A1 ES201331946A ES201331946A ES2539511A1 ES 2539511 A1 ES2539511 A1 ES 2539511A1 ES 201331946 A ES201331946 A ES 201331946A ES 201331946 A ES201331946 A ES 201331946A ES 2539511 A1 ES2539511 A1 ES 2539511A1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- thermosolar
- photovoltaic receiver
- hybrid system
- receiver
- photovoltaic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 47
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 45
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 19
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 17
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 claims description 8
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 5
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 4
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 3
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 claims description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims 1
- 239000008393 encapsulating agent Substances 0.000 claims 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Chemical compound O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013082 photovoltaic technology Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006750 UV protection Effects 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012788 optical film Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
- H02S40/40—Thermal components
- H02S40/44—Means to utilise heat energy, e.g. hybrid systems producing warm water and electricity at the same time
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
- F24S20/20—Solar heat collectors for receiving concentrated solar energy, e.g. receivers for solar power plants
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S21/00—Solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S20/00
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
- F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/28—Interference filters
- G02B5/281—Interference filters designed for the infrared light
- G02B5/282—Interference filters designed for the infrared light reflecting for infrared and transparent for visible light, e.g. heat reflectors, laser protection
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
- H01L31/0549—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means comprising spectrum splitting means, e.g. dichroic mirrors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
- H02S40/40—Thermal components
- H02S40/42—Cooling means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/60—Thermal-PV hybrids
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar (14) y receptor fotovoltaico (3), que comprende un receptor absorbedor térmico (2) por el que circula un fluido calo-portador, y, adicionalmente al menos un filtro de separación espectral (4), situado entre el receptor fotovoltaico (3) y el receptor absorbedor térmico (2), que recibe la luz reflejada del espejo primario (1) del cilindro paramétrico y que permite la separación selectiva del espectro solar, dirigiendo una parte del mismo hacia el receptor fotovoltaico (3) y el resto hacia el receptor absorbedor térmico (2).
Description
P201331946
31-12-2013
DESCRIPCIÓN
5
La presente invención se refiere a un sistema híbrido de receptores termosolares de cilindro paramétrico y receptores fotovoltaicos en un sistema integrado de concentración solar. 10
Dentro de la tecnología de concentración solar se pueden distinguir dos grandes bloques: concentración solar térmica y concentración solar fotovoltaica.
15 El principio de funcionamiento de ambas se basan en el mismo concepto: usar un sistema óptico que concentre la luz. Dicha luz concentrada puede dirigirse para calentar un fluido que entre en un ciclo de turbina, en caso de térmica, o generar directamente electricidad vía efecto fotoeléctrico en un semiconductor, para el caso de fotovoltaica.
20 La tecnología de concentración fotovoltaica consiste en concentrar niveles de radiación solar sobre células de un tamaño muy reducido. El empleo de un elemento óptico de mucho menor coste para concentrar la luz incidente permite el uso de células solares de mayor eficiencia (y generalmente de mayor coste). Estos sistemas pueden potencialmente ser más
25 competitivos en coste que sistemas convencionales de fotovoltaica al reemplazar gran parte del área de semiconductor por elementos ópticos estándares tales como lentes o espejos, además de ser más eficientes.
La combinación de elementos reflexivos y refractivos da lugar a una amplia variedad de sis
30 temas de concentración solar. No obstante, en la mayoría de los sistemas de concentración fotovoltaica se han empleado lentes de fresnel con elementos secundarios de concentración, sistemas de doble espejos con homogeneizadores de luz o sistemas CPC (concentrador parabólico compuesto) dieléctricos o espejados.
Asimismo, en el área de sistemas de concentración solar térmica las dos tecnologías 35 que actualmente dominan el mercado son la de cilindro parabólico y la de torre.
5
10
15
20
25
30
35
P201331946
31-12-2013
Particularmente, la tecnología cilindro parabólico consiste en un espejo parabólico que focaliza la luz en un tubo absorbedor por el que circula un fluido calo-portador. Dicho fluido se calienta y se usa posteriormente para calentar vapor que se utiliza en un ciclo de turbina tradicional.
En la actualidad, la producción de electricidad mediante plantas de concentración termosolares no se encuentra entre las más competitivas desde un punto de vista económico, dentro de las tecnologías renovables para obtener energía eléctrica a partir del sol. Las plantas con tecnología de concentración termosolar (bien sean cilindro parabólicos o de torre) presentan costes de producción de energía más elevados que los asociados a sistemas fotovoltaicos o eólicos. Sin embargo, los sistemas de concentración termosolar tienen una ventaja competitiva al poder operar con almacenamiento térmico. Dicho almacenamiento proporciona gestionabilidad, así como suministro de electricidad en las franjas horarias donde el consumo eléctrico es más significativo. Esto supone un factor diferenciador de la tecnología termosolar, frente a, por ejemplo, las tecnologías eólica o fotovoltaica.
En el caso de la concentración solar fotovoltaica, se consiguen sistemas más eficientes y económicos que los de concentración termosolar, pero presentan el inconveniente de que no son gestionables y no pueden almacenar la energía de forma eficiente y efectiva en coste, comparado con tecnología termosolar
El documento US 2009/0283144 A1 proporciona un dispositivo con una o varias células solares fotovoltaicas y al menos un espejo concentrador solar situado en las proximidades de las células solares. El espejo comprende una película óptica multicapa y una capa de protección UV aplicada sobre la anterior película, de modo que el espejo concentrador solar refleja una franja del espectro visible (la correspondiente al ancho de banda de absorción de la célula solar) hacia la célula solar, y transmite las longitudes de onda que pueden degradar
o afectar de manera negativa a la célula solar. Así se consigue un funcionamiento mejorado de las células solares fotovoltaicas.
En cuanto a los sistemas híbridos fotovoltaico-termosolar, existen en la literatura científica varios conceptos que utilizan separación espectral para conseguir una mejor utilización del espectro solar combinando colectores termosolares y células solares. Sin embargo, la integración de las tecnologías termosolares y fotovoltaicas en un único sistema híbrido de concentración solar no resulta trivial. Algunas propuestas se refieren a sistemas de separación espectral aplicados a un sistema con discos y motores Stirling.
P201331946
31-12-2013
Se hace, pues, necesario obtener un sistema híbrido fotovoltaico-termosolar que resuelva los inconvenientes anteriormente mencionados, de forma que el sistema integrado se caracterice por un menor coste que la tecnología estándar termosolar, debido a la inclusión de la parte fotovoltaica trabajando muy eficientemente en el rango espectral selectivo, y que además sea gestionable, proporcionando la energía de manera estable y en las franjas horarias cuando realmente se necesita.
Por tanto, el objeto de la invención es proporcionar un sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar y receptor fotovoltaico que permita el almacenamiento y la gestionabilidad de la energía con menores costes de producción que la tecnología estándar termosolar, siendo un sistema integrado de concentración solar más eficiente.
El sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar y receptor fotovoltaico de la invención comprende un receptor absorbedor térmico por el que circula un fluido calo-portador, y, adicionalmente, al menos un filtro de separación espectral, situado entre el receptor fotovoltaico y el receptor absorbedor térmico, que recibe la luz reflejada del espejo primario del cilindro paramétrico y que permite la separación selectiva del espectro solar, dirigiendo una parte del mismo hacia el receptor fotovoltaico y el resto hacia el cilindro paramétrico.
Según una realización de la invención la parte del espectro solar dirigida hacia el receptor fotovoltaico es la parte reflejada por el filtro de separación espectral y la parte del espectro solar dirigida hacia el receptor absorbedor térmico es la parte transmitida por el filtro de separación espectral.
Según otra realización de la invención la parte del espectro solar dirigida hacia el receptor fotovoltaico es la parte transmitida por el filtro de separación espectral y la parte del espectro solar dirigida hacia el receptor absorbedor térmico es la parte reflejada por el filtro de separación espectral.
El filtro de separación espectral, por tanto, permite la separación selectiva del espectro solar, de tal manera que las franjas de radiación se dirigen selectivamente a cada uno de los receptores (térmico y fotovoltaico). El rango espectral de la parte focalizada al receptor fotovol
P201331946
31-12-2013
taico se sitúa específicamente en la franja donde la célula solar opera con un mejor rendimiento. Ello redunda en un sistema integrado más eficiente, en el que se optimizan los costes.
5 El sistema híbrido de la invención presenta las siguientes ventajas:
-Se logra un mejor aprovechamiento de la radiación solar con respecto a los sistemas fotovoltaicos tradicionales o de concentración solar térmica por separado. -Se logra dotar al sistema integrado de gestionabilidad, en comparación con los
sistemas fotovoltaicos tradicionales o de concentración fotovoltaica.
10 Por tanto se trata de una solución que resulta económicamente más rentable, en el que la energía es gestionable y donde se mantienen las ventajas propias de las energías renovables (reducción de gases de efecto invernadero, de contaminación, etc.).
15 Otras características y ventajas de la presente invención se desprenderán de la siguiente descripción detallada de una realización ilustrativa y no limitativa de su objeto en relación con las figuras que se acompañan.
20 Fig. 1: muestra una vista esquemática de la invención según una realización, denominada en lo sucesivo configuración directa.
Fig. 2: muestra una vista esquemática de la invención según otra realización, denominada 25 en lo sucesivo configuración inversa.
Fig. 3: muestra una vista esquemática de otra realización de la invención. Fig. 4: muestra una vista esquemática de otra realización de la invención.
30 Fig. 5: muestra una representación esquemática del funcionamiento del filtro de separación espectral.
Fig. 6: muestra un esquema de la arquitectura del filtro de separación espectral.
35 Fig. 7. Sistema de gestión térmica mediante disipador extruido, con orientación transversal.
P201331946
31-12-2013
Fig. 8. Sistema de gestión térmica mediante disipador extruido, con orientación paralela. Fig. 9. Sistema de gestión térmica mediante disipador extruido que favorece el flujo interno de aire, con orientación paralela.
5 Fig. 10. Sistema de gestión térmica mediante tubo de transferencia de calor (“heat pipe”). Fig. 11. Sistema de gestión térmica mediante circuito de refrigeración activo.
10 Fig. 12. Curva de transmisión de filtro de separación espectral en configuración directa. Fig. 13. Curva de transmisión de filtro de separación espectral en configuración inversa.
P201331946
31-12-2013
En la figura 1 se representa una realización de la invención. El sistema híbrido de esta realización de la invención está formado por:
- •
- .Un espejo primario 1 que focaliza la luz y tiene preferentemente forma de parábola.
- •
- Un filtro de separación espectral 4, que reflejará cierta franja del espectro visible útil para el receptor fotovoltaico 3 que se describirá más adelante y transmitirá el resto de longitudes de onda. En la figura 5 se muestra conceptualmente el funcionamiento del filtro de separación espectral 4. Este elemento se fabricará preferentemente mediante la deposición de multicapas de óxidos transparentes de bajo/alto índice de refracción que filtrarían el espectro tal y como se muestra esquemáticamente en la figura 6.
- •
- Un receptor absorbedor térmico 2, que captará preferencialmente las franjas del espectro con longitudes de onda más cortas y más largas que la franja del visible reflejada.
- •
- Un receptor fotovoltaico 3, que captará preferencialmente longitudes de onda en el visible. Dicho receptor fotovoltaico 3 puede estar compuesto por:
- o Espejos re-concentradores 8.
- o Célula solares fotovoltaicas 12 interconectadas entre sí.
- o Substratos de vidrios para proteger las células y elementos internos del receptor fotovoltaico 3.
- o Materiales encapsulantes.
- o Sistemas de gestión térmica, compuesto por:
- -
- un material que aísla al sistema eléctricamente y transfiere el calor generado en la célula 12 hacia el disipador de calor, y
- -
- un sistema de gestión térmica. Existen varias opciones tales como disipadores de calor fabricados mediante extrusión, tubos de transferencia de calor (“heat pipes”) o circuitos de refrigeración activa.
El cilindro paramétrico 14 comprendería, como mínimo, el espejo primario 1 y el receptor absorbedor térmico 2.
En la realización de la figura 1 el receptor absorbedor térmico 2 se encuentra colocado encima del filtro de separación espectral 4, y el receptor fotovoltaico 3 por debajo de dicho filtro
4. Esa disposición permite que la luz reflejada por el espejo primario 1 del cilindro paramétrico 14 se separe selectivamente en el filtro de separación espectral 4, de modo que la parte
P201331946
31-12-2013
reflejada por dicho filtro 4 se dirija hacia el receptor fotovoltaico 3, y la parte transmitida por dicho filtro 4 se dirija hacia el receptor absorbedor térmico 2.
La figura 3 muestra una realización en la que el receptor fotovoltaico 3 se encuentra sobre el 5 espejo primario 1 del cilindro paramétrico 14.
Como alternativa de diseño, existe la opción inversa en la que la parte transmitida se dirige al receptor fotovoltaico 3 (véase la figura 2). En la realización de la figura 2 el receptor absorbedor térmico 2 se encuentra colocado debajo del filtro de separación espectral 4, y el
10 receptor fotovoltaico 3 por encima de dicho filtro 4. Esa disposición permite que la luz reflejada por el espejo primario 1 del cilindro paramétrico 14 se separe selectivamente en el filtro de separación espectral 4, de modo que la parte transmitida por dicho filtro 4 se dirija hacia el receptor fotovoltaico 3, y la parte reflejada por dicho filtro 4 se dirija hacia el receptor absorbedor térmico 2.
15 La figura 4 muestra una realización de la invención en la que el sistema opcionalmente incluye un reflector o colector secundario 5 que reconcentra la luz directamente sobre el receptor absorbedor térmico 2, y que permite aumentar el área de apertura del primario y, con ello, la temperatura a la que pudiera operar dicho receptor. Por simplicidad no se ha representado el espejo primario 1.
20 La figura 3 también muestra el reflector o colector secundario 5 de la figura 4, aunque por simplicidad se han omitido algunos elementos de la invención en la figura 3.
El sistema de la invención puede presentar varios filtros de separación espectral 4 y varios
25 receptores fotovoltaicos 3. De este modo se le quitaría rango de luz al receptor absorbedor térmico 2, lo que podría tener una menor eficiencia.
El espejo primario 1 del cilindro paramétrico 14 puede ser de vidrio curvado, y tener una superficie reflectante fabricada en plata o aluminio. También podría estar hecha en cualquier
30 material reflectante.
El filtro de separación espectral 4 puede ser curvado, plano o faceteado, y estará optimizado para trabajar transmitir/reflejar la luz en el rango que maximice la eficiencia del receptor fotovoltaico 3.
35
P201331946
31-12-2013
La figura 5 representa esquemáticamente el funcionamiento de un filtro de separación espectral 4, en el que parte de la luz se refleja y parte se transmite, y la figura 6 muestra esquemáticamente su arquitectura, con varias capas 6 situadas sobre un sustrato 7.
El método preferente para la fabricación de los filtros 4 es mediante pulverización catódica o sputtering. Dicha técnica es un proceso físico en el que se produce la vaporización de los átomos de un material sólido denominado "blanco" mediante el bombardeo de éste por iones energéticos. Se hace combinar capas de los óxidos transparentes con distintos índice de refracción y espesor. Dicho índice de refracción y espesor de capas permite determinar el camino óptico que recorre la luz, determinando así el comportamiento de transmisión/reflectancia que presentará, dependiendo de la longitud de onda incidente.
El sistema de refrigeración o gestión térmica del receptor fotovoltaico 3 puede ser pasivo (disipadores 9 de aluminio realizado mediante distintos procesos de fabricación, tubos de transferencia de calor (“heat pipes”) o activo (circulación de algún fluido).
Las figuras 7,8 y 9 muestran diversas configuraciones de sistemas de gestión térmica realizados mediante disipadores 9 fabricados por procesos de extrusión. Dichos disipadores pueden orientarse transversalmente a la célula 12 (figura 7) o en paralelo (figuras 8 y 9).
La figura 10 muestra un sistema de gestión térmica mediante tubos de transferencia de calor (“heat pipes”, en inglés). Un tubo de transferencia de calor ( o “heat pipe”) es un sistema pasivo de evacuación del calor. Se trata de un tubo 10 sellado con un material adherido a sus paredes y que contiene un fluido en su interior. El calor es evacuado mediante un cambio de fase vapor-líquido. El tubo consta de tres secciones diferenciadas: la sección de evaporación, la sección adiabática y la sección de condensación. El calor se transfiere de la superficie a refrigerar al evaporador donde se vaporiza el fluido contenido en el interior del tubo 10 y el vapor asciende por el mismo pasando por la sección adiabática hasta entrar en la sección de condensación donde dicho vapor se condensa. El material adherido a las paredes del tubo 10 genera fuerzas de capilaridad sobre el fluido de trabajo del tubo de transferencia de calor y favorece el movimiento del fluido desde el condensador al evaporador. Mediante este sistema, se garantiza una transmisión de calor muy efectiva desde la fuente generadora de calor (célula fotovoltaica) hasta los aletines 11 de disipación de dicho calor. Se trata de un confinamiento estanco, que no necesita bombeo, y en el que el fluido empleado será preferentemente agua. Puede estar diseñado para refrigerar células solares que
P201331946
31-12-2013
deben trabajar a temperaturas por debajo de una temperatura máxima de unos 60ºC-70ºC. para mantener su eficiencia.
El fluido a elegir para utilizar en el interior va a depender del rango de temperatura de funcionamiento del tubo de transferencia de calor y también del material utilizado para la cons
5 trucción del tubo 10 que lo conforma, entre los más empleados están los siguientes: helio, nitrógeno, amoniaco, acetona, metanol, etanol, agua, tolueno, mercurio, sodio, litio y plata. Los materiales más usados para la construcción de los tubos 10 son cobre, niquel, acero, aluminio, niobio, tungsteno y aleaciones entre ellos.
10 La figura 11 muestra un sistema de gestión térmica mediante un circuito de refrigeración activa 13. Dicho circuito 13 emplearía agua u otro fluido refrigerante, que circula en contacto con la parte trasera del receptor fotovoltaico 3. Dicho fluido se va calentando conforme recorre más longitud, enfriando la célula solar 12. Este es el sistema más eficiente de disipación térmica, pero implica fluidos en movimiento permanente, así como aparatos que lo muevan,
15 tales como bombas.
El tubo empleado en el circuito 13 de la figura 11 puede ser de acero o aluminio, y con un diámetro comprendido entre 50 y 200 mm. En cuanto a su longitud, vendría dada por la longitud del receptor fotovoltaico 3. El tubo podría tener alguna cara plana, con el objeto de mejorar la transmisión de calor en la zona de contacto con el receptor fotovoltaico 3.
20 Relativo a los filtros de separación espectral 4, su diseño está determinado por la configuración directa o inversa del sistema.
Los materiales de los filtros 4 son preferentemente substratos de vidrio transparente, multicapas de óxidos conductores transparentes como óxidode silicio u óxido de niobio, materiales transparentes en el visible y reflectantes en el infrarrojo (a modo de ejemplo podemos
25 citar láminas de óxidos transparentes como el ITO), capa de pasivación y capa antirreflejante. El filtro 4 puede comprender todas o algunas de las capas anteriormente mencionadas.
La capa de pasivación es una capa barrera que minimiza la difusión de componente del vidrio (impurezas como Na) a la multicapa de óxidos transparentes.
Preferentemente, el número de capas del filtro 4 completo (de la parte de óxidos) sería de 1 30 a 200. Más preferentemente, sería de 4 a 100, y aún más preferentemente, de 5 a 20.
P201331946
31-12-2013
La capa antirreflejante puede encontrarse en los dos extremos del filtro 4 o sólo en uno. Normalmente estará en el lado por donde incide la radiación solar. Preferentemente son capas de óxido de silicio, pues tienen bajo índice de refracción. Se desea que el índice de refracción de estas capas sea intermedio entre el del vidrio y el del aire.
En el caso de configuración directa hay que conseguir un filtro 4 que proporcione:
Máxima reflectancia en el rango (banda de reflexión) 550-950 nm
Máxima transmitancia en el rango 300-550 nm y 950-2500 nm
La figura 12 muestra el diseño y el comportamiento óptico a distintos ángulos de incidencia de un filtro de separación espectral, de acuerdo a los requisitos descritos.
Tal y como se puede observar en la figura, el diseño del filtro 4 queda definido por la siguiente secuencia
200L/V/100L /48H/(145L/85H)x3/280L
Siendo V vidrio, H óxido de niobio transparente de alto índice de refracción (n_H=2.30) y L óxido de silicio transparente de bajo índice de refracción (n_L=1.43). Los números que aparecen antes de cada uno de estos materiales hacen referencia al espesor de la capa de dicho material (en nanómetros). En este particular diseño, la capa (145L/85H) es repetida tres veces.
Las capas de óxidos pueden variar en los siguientes rangos de espesores: de 1 a 1000 nm y, más preferentemente, de 5 a 400 nm.
Las dos capas más externas 200L y 280L se proponen como capas antireflejante de la estructura. En el caso de configuración inversa hay que conseguir un filtro 4 que proporcione:
Máxima transmitancia en el rango (banda de reflexión) 550-950 nm
Máxima reflectancia entre 400 -550 nm y 950-2500nm
La figura 13 muestra el diseño y el comportamiento óptico de un filtro de separación espectral 4, de acuerdo a los requisitos descritos anteriormente.
V/M/90L/25H/(75L/42H)x3/150L
P201331946
31-12-2013
Siendo V vidrio, H óxido de niobio transparente de alto índice de refracción (n_H=2.30), L óxido de silicio transparente de bajo índice de refracción (n_L=1.43) y M es un material transparente en el visible y reflectante en el IR. A modo de ejemplo existen muchos óxidos transparentes como el ITO que pueden cumplir esta función, no limitándose al uso de estos materiales.
Igualmente existe la alternativa de suprimir el material M y usar simplemente un vidrio transparente. En esta caso habría que añadir una multicapa L/H para reflejar radiación en el rango 950-1300 nm.
La capa más externa 150L se propone como capa de pasivación y antireflejante (AR) de la estructura. La capa de pasivación es una capa barrera que minimiza la difusión de componente del vidrio a la multicapa de óxidos transparentes.
A continuación se describe una realización preferente de un sistema híbrido fotovoltaicotermosolar, que correspondería al de la figura 2.
Dicho sistema estaría formado por un cilindro paramétrico 14, con una apertura de 8.2 m y una distancia focal de 2.235 m (siendo la distancia focal la distancia entre el espejo primario 1 del cilindro paramétrico 14 y el receptor fotovoltaico 3). El filtro de separación espectral 4 reflejaría la luz en un tubo receptor absorbedor 2 de 70 mm de diámetro. A una distancia menor de 100 mm del tubo, se posiciona el filtro de separación espectral 4, que preferentemente transmitiría la luz en el rango de 500 hasta 950 nm hacía el receptor fotovoltaico 3.
En el foco de luz reflejada, se posicionaría un receptor térmico 2 con diámetro de 90 mm.
En cuanto al filtro de separación espectral 4, se propone una estructura definida por la siguiente secuencia
M /90L/25H/(75L/42H)x3
Siendo H óxido de niobio transparente de alto índice de refracción (n_H=2.30), L óxido de silicio transparente de bajo índice de refracción (n_L=1.43) y M es un material transparente en el visible y reflectante en el IR.
Existe la alternativa de suprimir el material M y usar simplemente un vidrio transparente. En esta caso habría que añadir una multicapa L/H para reflejar radiación en el rango 950-1300 nm.
P201331946
31-12-2013
Para el material H, se podrían usar preferentemente TiO2 y Nb2O5 , para ser depositados con SiO2, debido a la diferencia de índice de refracción entre ellos. La estructura de capas puede variar entre 5 y 100, dependiendo del rendimiento que se pretenda sacar del filtro.
5 Opcionalmente se pueden depositar a los extremos de la estructura multicapa una capa barrera de difusión de componentes entre el vidrio y la multicapa, además de capas antireflejante en el otro extremo, conjuntamente con una capa dura que proteja la estructura de agentes abrasivos.
10 El vidrio sobre el que depositar la multicapa podría estar compuesto por capa antireflejante depositado en una o dos caras.
Aunque la presente invención se ha descrito enteramente en conexión con realizaciones preferidas, es evidente que se pueden introducir aquellas modificaciones dentro de su al
15 cance, no considerando éste como limitado por las anteriores realizaciones, sino por el contenido de las reivindicaciones siguientes.
Claims (25)
- REIVINDICACIONES1.-Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar (14) y receptor fotovoltaico (3), que comprende un receptor absorbedor térmico (2) por el que circula un fluido calo-portador, caracterizado porque comprende adicionalmente al menos un filtro de separación espectral (4), situado entre el receptor fotovoltaico (3) y el receptor absorbedor térmico (2), que recibe la luz reflejada del espejo primario (1) del cilindro paramétrico termosolar (14) y que permite la separación selectiva del espectro solar, dirigiendo una parte del mismo hacia el receptor fotovoltaico (3) y el resto hacia el receptor absorbedor térmico (2).
- 2.- Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar (14) y receptor fotovoltaico (3), según la reivindicación 1, caracterizado porque la parte del espectro solar dirigida hacia el receptor fotovoltaico (3) es la parte reflejada por el filtro de separación espectral (4) y la parte del espectro solar dirigida hacia el receptor absorbedor térmico (2) es la parte transmitida por el filtro de separación espectral (4).
- 3.- Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar (14) y receptor fotovoltaico (3), según la reivindicación 1, caracterizado porque la parte del espectro solar dirigida hacia el receptor fotovoltaico (3) es la parte transmitida por el filtro de separación espectral (4) y la parte del espectro solar dirigida hacia el receptor absorbedor térmico (2) es la parte reflejada por el filtro de separación espectral (4).
- 4.- Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar (14) y receptor fotovoltaico, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el receptor fotovoltaico (3) se encuentra sobre el espejo primario (1) del cilindro paramétrico termosolar.
- 5.- Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar (14) y receptor fotovoltaico (3), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque adicionalmente comprende un colector secundario (5) que reconcentra la luz sobre el receptor absorbedor térmico (2).
- 6.- Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar (14) y receptor fotovoltaico (3), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende varios filtros de separación espectral (4) y varios receptores fotovoltaicos (3).
- 7.- Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar (14) y receptor fotovoltaico (3), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el espejo primario (1) del cilindro paramétrico puede ser de vidrio curvado.
- 8.- Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar (14) y receptor fotovoltaico (3), segúnla reivindicación 7, caracterizado porque la superficie reflectante del espejo primario (1) del cilindro paramétrico puede estar fabricada en plata o aluminio.
- 9.- Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar (14) y receptor fotovoltaico (3), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el al menos un filtro de separación espectral (4) puede ser curvado, plano o faceteado.
- 10.- Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar (14) y receptor fotovoltaico (3), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el receptor fotovoltaico (3) comprende:-vidrio-encapsulantes-células fotovoltaicas (12) interconectadas y-un sistema de gestión térmica.
- 11.- Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar (14) y receptor fotovoltaico (3), según la reivindicación 10, caracterizado porque el receptor fotovoltaico (3) comprende adicionalmente espejos reconcentradores (8).
- 12.-Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar (14) y receptor fotovoltaico (3), según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque el sistema de gestión térmica del receptor fotovoltaico (3) es un sistema pasivo, como un sistema de disipadores (9) de aluminio extruido.
- 13.- Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar (14) y receptor fotovoltaico (3), según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque el sistema de gestión térmica del receptor fotovoltaico (3) es un sistema activo, con un circuito (13) por el que circula fluido refrigerante.
- 14.- Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar (14) y receptor fotovoltaico (3), según la reivindicación 13, caracterizado porque el fluido refrigerante es agua.
- 15.- Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar (14) y receptor fotovoltaico (3), según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque el sistema de gestión térmica del receptor fotovoltaico (3) es un sistema de tubo de transferencia de calor, consistente en un tubo (10) sellado con un material adherido a sus paredes y que contiene fluido en su interior.
- 16.- Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar (14) y receptor fotovoltaico (3), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el filtro de separación espectral (4) comprende una capa antirreflejante, de pasivación, de vidrio y unamulticapa de óxidos conductores transparentes.
- 17.- Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar (14) y receptor fotovoltaico (3), según cualquiera de las reivindicaciones 2 y 4 a 16, caracterizado porque el filtro de separación espectral (4) es un filtro de máxima reflectancia entre 550 y 950 nm, y máxima transmitancia entre 300 y 550 nm y entre 950 y 2500 nm.
- 18.- Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar (14) y receptor fotovoltaico (3), según la reivindicación 17, caracterizado porque el filtro de separación espectral (4) queda definido por la siguiente secuencia:200L/V/100L /48H/(145L/85H)x3/280Lsiendo V vidrio, H óxido de niobio transparente de alto índice de refracción (n_H=2.30) y L óxido de silicio transparente de bajo índice de refracción (n_L=1.43), y en la que los números que aparecen antes de cada uno de los materiales hacen referencia al espesor de la capa de dicho material (en nanómetros), estando la capa (145L/85H) repetida tres veces.
- 19.- Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar (14) y receptor fotovoltaico (3), según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 16, caracterizado porque el filtro de separación espectral (4) es un filtro de máxima reflectancia entre 400 y 550 nm y para más de 950 nm, y de máxima transmitancia entre 550 y 950 nm.
- 20.- Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar (14) y receptor fotovoltaico (3), según la reivindicación 19, caracterizado porque el filtro de separación espectral (4) queda definido por la siguiente secuencia:V/M/90L/25H/(75L/42H)x3/150Lsiendo V vidrio, H óxido de niobio transparente de alto índice de refracción (n_H=2.30), L óxido de silicio transparente de bajo índice de refracción (n_L=1.43) y M un material transparente en el visible y reflectante en el infrarrojo, y en la que los números que aparecen antes de cada uno de los materiales hacen referencia al espesor de la capa de dicho material (en nanómetros), estando la capa (75L/42H) repetida tres veces.
- 21.- Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar (14) y receptor fotovoltaico (3), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el número de capas de óxidos del filtro de separación espectral (4) está comprendido entre 1 y 200.
- 22.- Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar (14) y receptor fotovoltaico (3), según la reivindicación 21, caracterizado porque el número de capas de óxidos del filtro de separación espectral (4) está comprendido entre 4 y 100.
- 23.- Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar (14) y receptor fotovoltaico (3), se5 gún la reivindicación 22, caracterizado porque el número de capas de óxidos del filtro de separación espectral (4) está comprendido entre 5 y 20.
- 24.- Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar (14) y receptor fotovoltaico (3), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el espesor de las capas de óxidos está comprendido entre 1 y 1000 nm.10 25.- Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar (14) y receptor fotovoltaico (3), según la reivindicación 24, caracterizado porque el espesor de las capas de óxidos está entre 5 y 400 nm.
- 26. Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar (14) y receptor fotovoltaico (3), segúncualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el espejo primario (1) 15 tiene forma de parábola.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES201331946A ES2539511B1 (es) | 2013-12-31 | 2013-12-31 | Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar y receptor fotovoltaico |
EP14835664.5A EP3091307A1 (en) | 2013-12-31 | 2014-12-31 | Hybrid system comprising a thermosolar parametric cylinder and a photovoltaic receiver |
PCT/ES2014/070999 WO2015101692A1 (es) | 2013-12-31 | 2014-12-31 | Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar y receptor fotovoltaico |
US15/108,750 US20160329861A1 (en) | 2013-12-31 | 2014-12-31 | Hybrid system of parametric solar thermal cylinder and photovoltaic receiver |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES201331946A ES2539511B1 (es) | 2013-12-31 | 2013-12-31 | Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar y receptor fotovoltaico |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2539511A1 true ES2539511A1 (es) | 2015-07-01 |
ES2539511B1 ES2539511B1 (es) | 2016-05-18 |
Family
ID=52465378
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES201331946A Expired - Fee Related ES2539511B1 (es) | 2013-12-31 | 2013-12-31 | Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar y receptor fotovoltaico |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20160329861A1 (es) |
EP (1) | EP3091307A1 (es) |
ES (1) | ES2539511B1 (es) |
WO (1) | WO2015101692A1 (es) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105182549B (zh) * | 2015-08-28 | 2018-01-12 | 南方科技大学 | 一种光学分光装置 |
CN107449163B (zh) * | 2017-06-30 | 2019-09-20 | 西安交通大学 | 一种双分频式光热-光伏-热电耦合的太阳能全光谱利用系统 |
ES2718705B2 (es) * | 2018-01-03 | 2020-10-02 | Blue Solar Filters Sl | Metodo de configuracion de un filtro multicapa de separacion espectral para aplicaciones solares fotovoltaicas y termicas, filtro y central de generacion asociados a dicho metodo |
US11901859B1 (en) | 2018-07-02 | 2024-02-13 | The University Of Tulsa | Photovoltaic device for enhancing power output of concentrating solar thermal power plants |
CN109150090A (zh) * | 2018-08-21 | 2019-01-04 | 河海大学常州校区 | 一种基于分光原理的聚光光伏热电联产装置 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008130801A (ja) * | 2006-11-21 | 2008-06-05 | Masataka Murahara | 太陽光・熱発電装置 |
CN101316082A (zh) * | 2008-07-23 | 2008-12-03 | 黄加玉 | 高效率低成本太阳能热电联产系统 |
WO2009144700A1 (en) * | 2008-04-16 | 2009-12-03 | Rdc - Rafael Development Corporation Ltd. | Solar energy system |
US20120048322A1 (en) * | 2009-06-19 | 2012-03-01 | Uttam Ghoshal | Device for converting incident radiation into electrical energy |
US20120279554A1 (en) * | 2011-05-02 | 2012-11-08 | Paul Alan Bostwick | Hybrid solar systems and methods of manufacturing |
US20130160817A1 (en) * | 2011-12-21 | 2013-06-27 | Industrial Technology Research Institute | Solar cell module |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4158356A (en) * | 1977-02-22 | 1979-06-19 | Wininger David V | Self-powered tracking solar collector |
DE2855553A1 (de) * | 1978-12-22 | 1980-07-31 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Sonnenenergie-umwandlungsanlage |
US4700013A (en) * | 1985-08-19 | 1987-10-13 | Soule David E | Hybrid solar energy generating system |
JPH0758355A (ja) * | 1993-05-12 | 1995-03-03 | Optical Coating Lab Inc | Uv/ir反射太陽電池カバー |
AU707630B2 (en) * | 1994-10-05 | 1999-07-15 | Hisao Izumi | Hybrid solar collector for generating electricity and heat by separating solar rays into long wavelength and short wavelength |
US6818818B2 (en) * | 2002-08-13 | 2004-11-16 | Esmond T. Goei | Concentrating solar energy receiver |
DE10251446B4 (de) * | 2002-11-05 | 2004-11-11 | Day4 Energy Inc. | Kühlanordnung für lichtbündelnde Photovoltaik-Anlagen |
US20090283144A1 (en) | 2008-05-14 | 2009-11-19 | 3M Innovative Properties Company | Solar concentrating mirror |
FR2945376B1 (fr) * | 2009-05-06 | 2012-06-29 | Commissariat Energie Atomique | Recepteur solaire hybride pour la production d'electricite et de chaleur et systeme solaire a concentration comportant un tel recepteur |
TWI490546B (zh) * | 2010-12-10 | 2015-07-01 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | 雙色鏡、陽光收集裝置及太陽能裝置 |
US20120273041A1 (en) * | 2011-04-28 | 2012-11-01 | Angus Wu | Light concentrator with tapered dichroic materials |
CN203218299U (zh) * | 2013-04-17 | 2013-09-25 | 中国科学技术大学 | 一种太阳能聚光分频光伏光热综合利用装置 |
-
2013
- 2013-12-31 ES ES201331946A patent/ES2539511B1/es not_active Expired - Fee Related
-
2014
- 2014-12-31 EP EP14835664.5A patent/EP3091307A1/en not_active Withdrawn
- 2014-12-31 WO PCT/ES2014/070999 patent/WO2015101692A1/es active Application Filing
- 2014-12-31 US US15/108,750 patent/US20160329861A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008130801A (ja) * | 2006-11-21 | 2008-06-05 | Masataka Murahara | 太陽光・熱発電装置 |
WO2009144700A1 (en) * | 2008-04-16 | 2009-12-03 | Rdc - Rafael Development Corporation Ltd. | Solar energy system |
CN101316082A (zh) * | 2008-07-23 | 2008-12-03 | 黄加玉 | 高效率低成本太阳能热电联产系统 |
US20120048322A1 (en) * | 2009-06-19 | 2012-03-01 | Uttam Ghoshal | Device for converting incident radiation into electrical energy |
US20120279554A1 (en) * | 2011-05-02 | 2012-11-08 | Paul Alan Bostwick | Hybrid solar systems and methods of manufacturing |
US20130160817A1 (en) * | 2011-12-21 | 2013-06-27 | Industrial Technology Research Institute | Solar cell module |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20160329861A1 (en) | 2016-11-10 |
ES2539511B1 (es) | 2016-05-18 |
WO2015101692A1 (es) | 2015-07-09 |
EP3091307A1 (en) | 2016-11-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2634506T3 (es) | Filtro óptico de conversión descendente conmutado térmicamente | |
ES2539511A1 (es) | Sistema híbrido de cilindro paramétrico termosolar y receptor fotovoltaico | |
US20160327311A1 (en) | Solar thermal concentrator apparatus, system, and method | |
ES2711674T3 (es) | Sistema generador de energía solar para ambientes a temperaturas altas | |
ES2527969B1 (es) | Panel solar tridimensional térmico o fotovoltaico con holografía incorporada | |
JP5818813B2 (ja) | 太陽集光器のための多点冷却システム | |
ES2717936T3 (es) | Sistema de captación de energía solar | |
US20140326293A1 (en) | Methods and apparatus for solar energy concentration and conversion | |
WO2013004870A1 (es) | Planta solar | |
US4624113A (en) | Passive-solar directional-radiating cooling system | |
US20120000530A1 (en) | Device for harnessing solar energy with integrated heat transfer core, regenerator, and condenser | |
ES2352714A1 (es) | Dispositivo de generación de energía solar. | |
ES2579053T3 (es) | Tubo receptor de calor, método para fabricar el tubo receptor de calor, captador cilindro-parabólico con el tubo receptor y uso del captador cilindro-parabólico | |
WO2018077223A1 (zh) | 一种管状聚光光伏电池组件及阵列 | |
ES2636800B1 (es) | Planta de generación de energía por aprovechamiento de energía solar | |
ES2563645B1 (es) | Sistema modular de concentración solar sin seguimiento mediante la combinación de ópticas convencionales y elementos ópticos holográficos (HOEs) | |
KR20110008503A (ko) | 태양열 발전 시스템 | |
RU2194927C1 (ru) | Солнечный коллектор | |
WO2009106648A1 (es) | Dispositivo y modulo fotovoltaico de concentracion | |
Rahman et al. | Enhancements in Thermal energy storage systems employed in Solar Thermal Collectors | |
Ryyan et al. | Small-Scale Solar Cogeneration Systems | |
ES2543975B1 (es) | Generador-separador de vapor mediante energía solar | |
ES2262379B1 (es) | Dispositivo de concentracion optica. | |
ES2388977A1 (es) | Dispositivo para el calentamiento de fluidos por energía solar, mediante paneles solares de concentración | |
UA107333U (uk) | Автономна сонячна когенераційна енергоустановка для рухомого об'єкта |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2539511 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B1 Effective date: 20160518 |
|
FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20211117 |