ES2588989T3 - Método de fabricación de un panel sándwich de espejo solar - Google Patents

Abstract

Método de fabricación de un panel (10) sándwich de espejo solar, comprendiendo el método: proporcionar, apilados uno encima de otro, una pila de al menos: un elemento (12) reflectante de tipo hoja que tiene una superficie reflectante; un primer elemento (18) de rigidización de tipo hoja, un (16) elemento separador situado entre los elementos reflectante y de rigidización, con capas (20, 22, 24) de material adhesivo entre elementos adyacentes; conformar los al menos tres elementos a una forma inicial, y mientras se mantienen los al menos tres elementos conformados a la forma inicial: (a) enfriar, calentar o tanto calentar como enfriar los elementos para crear uno o más gradientes de temperatura controlada: entre los elementos, dentro de uno o más elementos, o entre los elementos y dentro de uno o más elementos, y, mientras existen el uno o más gradientes de temperatura controlada, (b) unir elementos adyacentes entre sí con el adhesivo entre ellos.

Description

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DESCRIPCION

Metodo de fabricacion de un panel sandwich de espejo solar Campo de la invencion

Esta invencion se refiere a un metodo de fabricacion de un panel sandwich de espejo solar.

Antecedentes

La luz solar es una fuente de energfa “renovable” que puede capturarse para uso humano usando diversas tecnicas. Un metodo de concentracion de luz es usar optica reflectante (con espejos). Los espejos se mueven para seguir al sol con ejes de movimiento o bien unicos o bien dobles, enfocando luz a un receptor en el que se lleva a cabo algun tipo de proceso de captacion o conversion de energfa.

Cuando se usan reflectores, la superficie de espejo preferiblemente sigue una superficie deseada en un grado de precision relativamente alto de modo que la zona focal es relativamente pequena y la eficacia alta.

Normalmente, la superficie de espejo se compone de un gran numero de paneles de espejo individuales pero puede ser un unico panel.

Una central termoelectrica solar puede requerir cientos o miles de paneles de espejo individuales. Por consiguiente, el coste de cada panel tiene una influencia significativa en el coste global de la central termoelectrica solar.

Se conocen ejemplos de paneles de espejo solar segun la tecnica anterior a partir de cada uno de los documentos WO 2009/040065 y US 4 343 533.

Sumario de la invencion

La invencion proporciona metodos y tecnicas para la fabricacion de paneles de espejo solar novedosos; ademas se dan a conocer moldes para la fabricacion de los paneles, metodos para la fabricacion de los moldes y paneles de espejo solar.

Panel

En una forma amplia, la invencion proporciona un metodo para la fabricacion de un panel sandwich de espejo solar que comprende:

un elemento reflectante de tipo hoja que tiene una superficie reflectante; un primer elemento de rigidizacion de tipo hoja, y

un elemento separador de material compuesto de madera aglomerada con resina situado entre los elementos reflectante y de rigidizacion.

Los paneles preferiblemente tienen un error promedio de gradiente inferior o igual a aproximadamente 5 milirradianes, mas preferiblemente inferior a aproximadamente o igual a 2 milirradianes y lo mas preferiblemente inferior o igual a aproximadamente 1 milirradian.

Usando el metodo de fabricacion de la invencion pueden obtenerse paneles con una precision relativamente alta que comprenden:

un elemento reflectante de tipo hoja que tiene una superficie reflectante; un primer elemento de rigidizacion de tipo hoja,

un elemento separador situado entre los elementos reflectante y de rigidizacion,

en los que dicha superficie reflectante tiene un error promedio de gradiente inferior o igual a aproximadamente 5 milirradianes.

Puede usarse material compuesto de madera aglomerada con resina u otros materiales para el elemento separador, tal como, pero no limitados a: nido de abeja en aluminio o papel; polfmeros o plasticos expandidos (espumados), tales como poliestireno, PVC, poliuretano, polipropileno, polimetilmetacrilamida (acrflico) y estireno acrilonitrilo (SAN) expandidos; madera de balsa; bambu o carton.

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Preferiblemente, el error promedio de gradiente es inferior preferiblemente inferior o igual a aproximadamente 1 milirradian.

Los paneles segun las afirmaciones anteriores pueden tener un elemento reflectante y el elemento separador.

Los paneles segun las afirmaciones anteriores pueden ser de cualquier tipo, incluidos espejos de tipo parabolico y espejos de tipo concavo.

El material compuesto de madera aglomerada con resina puede ser un material de tipo tablero de fibra, madera contrachapada, un material de tablero de partfcula o de virutas de madera. Preferiblemente, el material compuesto de madera aglomerada con resina es tablero de fibra de densidad media.

El elemento reflectante es preferiblemente, pero no necesariamente, al menos autoportante.

El elemento reflectante puede comprender una unica capa que es reflectante y que es o no es autoportante o dos o mas capas discretas - una capa reflectante y una o mas capas que proporcionan o no proporcionan rigidez.

El elemento reflectante esta preferiblemente formado por una fina hoja de vidrio con un recubrimiento reflectante, tal como una capa fina de plata, en su superficie trasera, junto con una o mas capas de pintura protectora u otro material. Pueden usarse otros materiales tales como aluminio pulido o polfmeros reflectantes. El espesor preferido del vidrio es inferior a aproximadamente 2,0 mm, mas preferiblemente inferior a aproximadamente 1,5 mm y lo mas preferiblemente aproximadamente 1,0 mm.

Los elementos de rigidizacion pueden ser el mismo material o materiales diferentes. El espesor de estos dos elementos puede ser el mismo o diferente.

El elemento o los elementos de rigidizacion son preferiblemente finas hojas de metal, mas preferiblemente hojas de acero. El espesor preferido del acero es entre aproximadamente 0,3 y 1,0 mm y mas preferiblemente aproximadamente 0,4 mm.

Los elementos estan unidos entre si usando adhesivo y mas preferiblemente adhesivo termofusible.

Molde

o igual a aproximadamente 2 milirradianes y segundo elemento de rigidizacion situado entre el

La solicitud tambien da a conocer un molde para la fabricacion de un panel de espejo solar multicapa que comprende al menos dos capas de material unidas entre si, comprendiendo el molde:

un primer conjunto de elementos estructurales;

un segundo conjunto de elementos estructurales, y

un panel que tiene una superficie frontal de definicion de molde y una superficie trasera, en el que:

dicho primer conjunto de elementos estructurales estan dispuestos generalmente paralelos entre si uno al lado de otro y teniendo cada uno una primera superficie superior, y

dicho segundo conjunto de elementos estructurales estan dispuestos generalmente paralelos entre si uno al lado de otro y generalmente perpendiculares al primer conjunto de elementos estructurales y teniendo cada uno una segunda superficie superior,

estando la superficie trasera de dicho panel acoplada a las superficies primera y segunda de modo que sigue una superficie de molde deseada.

El primer conjunto de elementos estructurales preferiblemente tienen cada uno una primera base y una pluralidad de primeras ranuras que se extienden desde la primera superficie superior hacia dicha primera base y el segundo conjunto de elementos estructurales tienen cada uno una segunda base y una pluralidad de ranuras correspondientes que se extienden desde la segunda base hacia la segunda superficie superior, por lo que los conjuntos primero y segundo se enganchan entre si.

El molde no esta limitado al uso en la fabricacion de los paneles segun la invencion o el metodo de fabricacion de los paneles de la invencion.

Fabricacion del molde

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El molde puede fabricarse:

proporcionando una pluralidad de primeros elementos estructurales alargados planos y una pluralidad de segundos elementos estructurales alargados planos,

enganchando cada primer elemento con dicha pluralidad de segundos elementos y cada segundo elemento en enganche perpendicular con dicha pluralidad de primeros elementos de modo que los elementos de cada conjunto son generalmente paralelos y estan separados uno al lado del otro en relacion con los otros del mismo conjunto, y

conectando una o mas hojas de material de definicion de superficie de molde a los primeros y segundos elementos enganchados para definir una superficie de molde.

La etapa de proporcionar los primeros y segundos elementos puede incluir proporcionar al menos una hoja o panel de material y cortar dichos primeros y segundos elementos de la al menos una hoja.

Fabricacion de los paneles.

La fabricacion de paneles utiliza un proceso que genera un gradiente de temperatura a traves de los diversos elementos del panel a medida que los elementos de panel se adhieren entre si.

La invencion proporciona un metodo segun la reivindicacion 1 de fabricacion de un panel sandwich de espejo solar, comprendiendo el metodo:

proporcionar, apilados uno encima de otro, una pila de al menos:

un elemento reflectante de tipo hoja que tiene una superficie reflectante; un primer elemento de rigidizacion de tipo hoja,

un elemento separador situado entre los elementos reflectante y de rigidizacion, con capas de material adhesivo entre elementos adyacentes; conformar los al menos tres elementos a una forma inicial, y mientras se mantienen los al menos tres elementos conformados a la forma inicial:

(a) enfriar, calentar y/o tanto calentar como enfriar los elementos para crear uno o mas gradientes de temperatura controlada:

entre los elementos,

dentro de uno o mas elementos, o

entre los elementos y dentro de uno o mas elementos,

y, mientras existen el uno o mas gradientes de temperatura controlada,

(b) unir elementos adyacentes entre si con el adhesivo entre ellos.

El termino “pila” debe interpretarse como que no pone ninguna limitacion en cuanto a la orientacion de los elementos o su orden en relacion con la horizontal. En particular no requiere que los elementos se dispongan generalmente de manera horizontal o con un elemento particular encima de otro. La pila puede disponerse con los elementos de tipo hoja extendiendose generalmente verticales o a cualquier otro angulo. Cuando los elementos se extienden generalmente de manera horizontal la capa reflectante puede estar encima o debajo del elemento separador.

Mediante la variacion del gradiente de temperatura a traves (o por) el panel, cada elemento (o parte de un elemento) estara a una temperatura diferente cuando se endurezca el adhesivo. Como tal, difiere la cantidad en la que cada elemento de un panel se contrae cuando se enfrfa hasta temperatura ambiente. Mediante el ajuste del gradiente de temperatura a traves del panel en el/los momento(s) de endurecimiento pueden controlarse la contraccion relativa de elementos y por tanto la curvatura final de un panel de modo que pueden obtenerse formas deseadas consistentes.

En una forma preferida las capas adhesivas son de adhesivo termoplastico (termofusible) y se logra la union de elementos adyacentes calentando en primer lugar los elementos y el adhesivo por encima de la temperatura de fusion respectiva del adhesivo y enfriando entonces la capa adhesiva respectiva hasta por debajo de la temperatura

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de endurecimiento del adhesivo.

Cada capa de adhesivo termofusible puede acoplarse o unirse a uno o ambos elementos a ambos lados del adhesivo antes de calentarse por encima de la temperatura de fusion respectiva.

En una forma preferida se une una capa de adhesivo termofusible a al menos un elemento, preferiblemente una capa de rigidizacion, antes del ensamblaje de la pila. Tras el ensamblaje se calienta el adhesivo termofusible, fundiendo el adhesivo termofusible.

Un panel puede ensamblarse con dos o mas elementos unidos entre si por adhesivo termofusible en un estado inicial, calentarse para fundir el adhesivo termofusible y entonces llevarse a cabo las etapas a) y b). El estado inicial puede ser un estado generalmente plano pero puede ser un estado curvado.

Pueden usarse adhesivos diferentes de adhesivos termofusibles. Tambien pueden usarse adhesivos termoestables que se endurecen de manera irreversible mediante calor, irradiacion o como resultado de una reaccion qufmica, tal como adhesivos de dos componentes o de endurecimiento catalftico. Los ejemplos incluyen resina epoxi y poliuretano. Normalmente tales adhesivos termoestables se curan en funcion tanto del tiempo como de la temperatura.

Tambien pueden usarse adhesivos que se endurecen generalmente de manera independiente de la temperatura o cuyo endurecimiento puede provocarse de manera casi instantanea. Los ejemplos incluyen adhesivos que se endurecen mediante la aplicacion de radiacion. Cuando se usan tales adhesivos entonces es solamente el gradiente de temperatura el que proporciona el ajuste de curvatura. Asumiendo que se uso el mismo adhesivo entre elementos, entonces las capas adhesivas pueden endurecerse a sustancialmente el mismo tiempo.

En una forma preferida la temperatura de los elementos se reduce mientras se mantienen el uno o mas gradientes de temperatura. El uno o mas gradientes de temperatura pueden cambiar con el tiempo.

En una forma, se enfrfan capas de adhesivo termofusible hasta por debajo de la temperatura de endurecimiento respectiva de manera secuencial desde un lado (el superior o inferior) de la pila. Sin embargo, la pila puede enfriarse desde ambos lados (tanto el superior como el inferior) de modo que la(s) capa(s) hacia el centro de la pila se enfrfan hasta su temperatura de endurecimiento despues de que las capas por encima y por debajo se hayan enfriado hasta su temperatura de endurecimiento.

Preferiblemente se usa el mismo adhesivo termofusible entre elementos adyacentes pero pueden usarse dos o mas adhesivos termofusibles diferentes.

En una forma preferida todas las capas adhesivas son del mismo adhesivo termofusible.

El panel preferiblemente tiene cuatro elementos y tres capas de adhesivo termofusible.

La(s) temperatura(s) de la(s) capa(s) de adhesivo termofusible (tanto si une(n) capas adyacentes como si no) en el momento en que se enfrfa otra capa de adhesivo termofusible hasta su temperatura de fraguado puede(n) variarse para compensar las variaciones en moldes y/o para crear paneles que tienen curvaturas diferentes a la misma temperatura.

Breve descripcion de los dibujos

La figura 1 es una seccion transversal a traves de un panel reflectante realizado segun una realizacion de la invencion.

La figura 2 es una vista en planta desde debajo de un molde para realizar el panel de la figura 1.

La figura 3 es una vista lateral de un primer componente del molde de la figura 2.

La figura 4 es una vista lateral de un segundo componente del molde de la figura 2.

La figura 5 es una vista en seccion transversal a traves del molde de la figura 2 durante la fabricacion de un panel reflectante.

La figura 6 es una vista en detalle de parte de la figura 5.

La figura 7 es una vista en detalle esquematica de parte de la figura 5 que muestra un regimen de enfriamiento diferente.

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Descripcion detallada de realizaciones preferidas y otras

Panel

Con referenda a los dibujos se muestra un panel 10 de espejo solar. El panel se compone de un elemento 12 reflectante, dos elementos 14, 18 de rigidizacion y un elemento 16 separador. El elemento 16 separador esta colocado entre los dos elementos 14, 18 de rigidizacion y uno de los elementos 14 de rigidizacion esta colocado entre el elemento 16 separador y el elemento 12 reflectante. Tres capas 20, 22 y 24 de adhesivo, preferiblemente adhesivo termofusible, se situan entre elementos adyacentes y amarran los elementos entre si. La(s) temperatura(s) de endurecimiento de las capas 20, 22 y 24 de adhesivo termoplastico esta(n) por encima de las temperaturas anticipadas a las que el panel puede exponerse durante el transporte, la fabricacion y el uso. Se prefiere una temperatura de endurecimiento superior a aproximadamente 75 centfgrados.

El elemento 16 separador sirve para separar los dos elementos de rigidizacion y aumentar la rigidez del panel en comparacion con un panel que tiene la misma cantidad de material de rigidizacion en una unica capa.

Los dos elementos 14, 18 de rigidizacion son preferiblemente ligeramente mas grandes que el elemento 16 separador pero pueden ser del mismo tamano. Un sellante 26 esta situado en los bordes del elemento 16 separador entre los dos elementos 14, 18 de rigidizacion. El elemento 12 reflectante es tambien mas pequeno que los elementos de rigidizacion. Esto es principalmente para limitar o evitar el dano al elemento reflectante durante la fabricacion, el transporte y el ensamblaje. Los paneles pueden almacenarse o transportarse verticalmente y realizando el elemento reflectante mas pequeno, solo se transfieren cargas a los elementos 14, 18 de rigidizacion. Si se desea, el elemento reflectante puede ser tan grande como los elementos 14, 18 de rigidizacion. De manera similar, si no se requiere un sellante, el elemento separador puede ser del mismo tamano que los elementos de rigidizacion.

Los elementos 14, 18 de rigidizacion son preferiblemente un metal y mas preferiblemente acero. Se prefieren hojas de acero que tienen un espesor de entre aproximadamente 0,3 mm y aproximadamente 1,0 mm. En la realizacion preferida dos capas de metal estan formadas del mismo acero y tienen el mismo espesor de aproximadamente 0,4 mm. Los dos elementos de rigidizacion pueden formarse por materiales diferentes y/o espesores diferentes. Pueden usarse resina reforzada con fibras, polfmero u hojas de plastico tales como fibra de carbono o vidrio como elementos de rigidizacion.

El elemento 16 separador esta preferiblemente formado por un material compuesto de madera aglomerada con resina. En la realizacion preferida el elemento 16 esta formado por tablero de fibra y preferiblemente tablero de fibra de densidad media (MDF) que tiene un espesor de aproximadamente 6 mm, una densidad de entre aproximadamente 600 kg/m3 y 900 kg/m3. Cuando se usa tal tablero de fibra de densidad media, preferiblemente tiene un espesor de entre aproximadamente 4,5 mm y aproximadamente 9 mm. Pueden usarse otros materiales pero el material compuesto de madera aglomerada con resina proporciona consistencia en propiedades y la capacidad de resistir temperaturas por encima de 100°C sin degradacion junto con bajo coste.

El material compuesto de madera aglomerada con resina puede ser un material de tipo tablero de fibra, madera contrachapada, un material de tablero de partfcula o de virutas de madera. Preferiblemente el material compuesto de madera aglomerada con resina es tablero de fibra de densidad media.

Pueden usarse otros materiales para el elemento separador, tal como nido de abeja en aluminio o papel; polfmeros o plasticos expandidos (espumados), tales como poliestireno, PVC, poliuretano, polipropileno, polimetilmetacrilamida (acrflico) y estireno acrilonitrilo (SAN) expandidos; madera de balsa; bambu o carton.

El elemento 12 reflectante en la realizacion preferida es una fina hoja de vidrio con un recubrimiento reflectante (y pintura protectora o similar) en su superficie trasera (no expuesta), que esta unida por la capa 20 de adhesivo termoplastico al elemento 14 de metal. El espesor del vidrio es preferiblemente inferior a aproximadamente 1,5 mm y mas preferiblemente de aproximadamente 1,0 mm. Pueden usarse otros materiales como superficie reflectante, tal como pelfculas de polfmero o aluminio pulido, o bien solos o bien sobre un sustrato. Sin embargo, se prefiere vidrio ya que tiene una resistencia al rayado superior que las pelfculas de polfmero y aluminio.

Aunque el elemento reflectante esta formado por vidrio, cuando el panel se ha ensamblado es relativamente resistente a los impactos. La union al elemento 14 de metal refuerza esta fina capa de vidrio y limita el dano por granizo y similar a zonas relativamente pequenas. La tecnica de laminacion de vidrio sobre metal evita o limita propagacion de grietas y evita la rotura de toda la hoja de vidrio por un unico impacto. Mientras que la zona danada depende de la naturaleza del impacto estas normalmente no son superiores a un cfrculo de 10 mm.

Usando la estructura descrita anteriormente y las tecnicas de fabricacion de la invencion, descritas a continuacion, los paneles pueden fabricarse con un error promedio de gradiente inferior o igual a aproximadamente 5 milirradianes, mas preferiblemente inferior o igual a 2 milirradianes y lo mas preferiblemente inferior o igual a aproximadamente 1 milirradian. El error de gradiente en un punto particular es el angulo entre la perpendicular real a

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la superficie en ese punto y la perpendicular propuesta en ese punto.

Molde

Con referencia a las figuras 2 a 4 se muestra un molde 50 para la fabricacion del panel de la figura 1.

El molde 50 comprende un primer conjunto 52 de elementos estructurales y un segundo conjunto 54 de elementos estructurales. Los elementos del primer conjunto estan dispuestos generalmente paralelos entre si uno al lado de otro. Los elementos del segundo conjunto estan dispuestos generalmente paralelos entre si uno al lado de otro y se extienden generalmente de manera perpendicular a traves del primer conjunto.

Los elementos estructurales estan formados por chapa metalica y, tal como puede verse en las figuras 3 y 4, cada uno tiene una base 56 recta y un borde 58 superior curvado convexo. Los elementos estructurales pueden cortarse de hojas de metal usando una maquina cortadora automatica, tal como una cortadora laser controlada por ordenador. Usando una cortadora de este tipo, los bordes 58 superiores pueden cortarse con precision.

El primer conjunto de elementos 52 esta formado con ranuras 60 que se extienden desde el borde 58 superior hacia la base 56 mientras que el segundo conjunto 54 esta formado con ranuras 62 correspondientes que se extienden desde la base 56 hacia el borde 58 superior. Los dos conjuntos 52, 54 pueden por tanto ensamblarse simplemente colocando el primer conjunto 52 en una superficie plana y deslizando cada uno del segundo conjunto 54 hacia abajo.

Los bordes 58 superiores por tanto siguen una superficie deseada. Esta superficie puede ser parte de una esfera o puede ser parte de un paraboloide de revolucion, una superficie que habitualmente se denomina superficie parabolica, o cualquier otra forma. Si se desea una superficie parabolica es relativamente facil cortar los elementos 52, 54 de manera apropiada, ya que el borde 58 superior de cada elemento sera parte de una parabola.

Montada en los bordes 58 superiores de los primeros y segundos elementos 25, 54 hay una capa 64 que forma la superficie 66 de molde real. La capa 64 es preferiblemente una hoja de acero con un recubrimiento antiadherente en su lado superior. La hoja 64 de acero se amarra a los bordes 58 superiores usando una combinacion de soldadura discontinua y sellante de silicona/cola y por tanto sigue de manera precisa la superficie definida por los bordes 58 superiores. Pueden usarse otras maneras de amarrar la capa a los bordes superiores. La curvatura de la hoja de acero esta en el intervalo elastico.

La superficie 66 de molde es por tanto una superficie convexa. El molde puede fabricarse de modo que la superficie de molde es concava. Esto puede lograrse cortando los elementos 52, 54 estructurales de modo que los bordes 58 superiores son concavos en lugar de convexos.

Fabricacion

Con referencia a la figura 5, el molde 50 se usa para formar los paneles 10 en vacfo y, en el metodo preferido, se posiciona horizontalmente con la superficie 66 de molde en la parte mas superior. Pueden usarse otros moldes. Los elementos del panel 10 se colocan secuencialmente en el molde para formar una pila, comenzando con el elemento 12 de vidrio, seguido de una primera hoja 20 de adhesivo termofusible, entonces el primer elemento 14 de metal, una segunda hoja 22 de adhesivo termofusible, el elemento 16 de material compuesto de madera aglomerada con resina, una tercera hoja 24 de adhesivo termofusible y finalmente el segundo elemento 18 de metal. El molde tiene dispositivos de localizacion, no mostrados, para garantizar que los bordes de los diversos elementos estan sustancialmente alineados entre si. En la practica, las capas de adhesivo termofusible pueden sobredimensionarse para garantizar que haya adhesivo por todas las superficies que van a unirse.

Si se usa un molde con una superficie de molde concava los componentes se invertiran y se colocaran en el molde en orden inverso, con el elemento 18 de metal en la parte mas inferior y el elemento 12 de vidrio en la parte mas superior. La superficie del vidrio esta por tanto expuesta, con la capa reflectante de metal en su superficie inferior.

Aunque se prefiere el uso de hojas de adhesivo termofusible, esta dentro del alcance de la invencion aplicar el adhesivo termofusible por otros medios, tales como pulverizando partfculas lfquidas o solidas de adhesivo termofusible sobre la superficie expuesta de cada elemento. Esto puede ser antes o despues de la colocacion en la pila. Debe entenderse que el termino “adhesivo termofusible” significa cualquier adhesivo termoplastico que se funde o se ablanda por encima de determinada temperatura y el termino no tiene ninguna limitacion en cuanto a la aplicacion del adhesivo.

En el metodo preferido en la actualidad, se aplica adhesivo a una o ambas de las hojas 14 y 18 de metal antes del ensamblaje y cada laminado de metal/adhesivo se coloca en la pila como una unica unidad.

En esta etapa los elementos se soportan generalmente en su centro y simplemente se inclinan hacia abajo por la accion de la gravedad y no siguen necesariamente la forma de la superficie de molde. De manera similar, si se usa un molde concavo los elementos se soportaran en sus bordes y el centro se inclinara hacia abajo hacia el molde por

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la accion de la gravedad.

Se coloca entonces una bolsa de vacfo sobre el ensamblaje y se aplica un vacfo, forzando los elementos a conformarse a la superficie 66 de molde. Pueden usarse otros medios de conformacion de los elementos a la superficie de molde. Como un ejemplo, puede aplicarse un fluido a alta presion (directa o indirectamente) a la superficie expuesta del elemento superior para empujar las capas hacia la conformidad con la superficie de molde. Puede usarse una platina con una forma complementaria a la forma del molde. Los metodos de conformacion de capas a una superficie de molde concava o convexa se conocen bien y la tecnica especffica usada no es crftica para la invencion.

Mientras que se aplica el vacfo el ensamblaje completo se calienta por encima del punto de endurecimiento de las capas 20, 22, 24 adhesivas termofusibles. En la tecnica preferida, el molde y ensamblaje completos se colocan en un horno industrial mantenido a aproximadamente 130°C. La temperatura real no es crftica siempre y cuando este por encima de la(s) temperatura(s) de endurecimiento del adhesivo termofusible.

El panel puede ensamblarse parcial o completamente antes de que se conforme a la forma inicial y el adhesivo se endurezca mientras el panel se somete al gradiente de temperatura. Dos o mas de los elementos pueden conectarse entre sf antes del ensamblaje de la pila. Esta conexion puede realizarse usando adhesivo endurecido o no curado. Por tanto dos o mas elementos, hasta e incluyendo todos los elementos, pueden conectarse o unirse entre sf en un estado inicial y entonces colocarse en el molde y doblarse a la forma inicial. El estado inicial no tiene que ser plano. Pueden usarse adhesivos diferentes del adhesivo termofusible que, cuando no estan curados, tienen suficiente “pegajosidad” para conectar los elementos entre sf. Tambien pueden usarse pinzas externas o similares para conectar elementos entre sf.

Cuando se usa adhesivo termofusible para conectar los elementos puede ser necesario calentar los elementos para fundir el adhesivo antes de la conformacion a la forma inicial.

En la tecnica preferida, la temperatura de la parte inferior de la capa de molde se mide en el centro del molde, ya que esta ubicacion sera la mas lenta en calentarse. Esto se mide usando un termopar 70 acoplado al lado inferior de la capa 64 de molde. Pueden usarse otros medios de medicion de la temperatura de la parte inferior de la capa. Pueden tomarse temperaturas en una o mas partes del molde, pero se ha encontrado que una unica ubicacion para la medicion de temperatura proporciona resultados aceptables.

Un termopar 72 se posiciona de manera central en la parte superior de la bolsa de vacfo. Esto se usa mas tarde en el procedimiento.

Una vez que las temperaturas medidas por uno o ambos termopares 70, 72 esten por encima de umbrales que corresponden a la fusion de las tres capas de adhesivo termofusible, el ensamblaje se retira del horno y se deja enfriar en un ambiente controlado mientras que el vacfo permanece aplicado.

En la presente realizacion el molde esta formado por tiras de metal y un plato de molde de metal. Estos tienen una gran masa y alto calor especffico en comparacion con los componentes para el panel y la bolsa de vacfo. Como tal, el molde se enfriara mas lentamente que la parte superior del panel l0. Esto da como resultado un enfriamiento diferencial entre los elementos superiores e inferiores del panel y los elementos alcanzaran su(s) temperatura(s) de endurecimiento en momentos diferentes.

Mediante la modificacion de la velocidad de enfriamiento de la parte frontal del molde en relacion con la parte trasera del molde, puede mantenerse un gradiente de temperatura controlada a traves del panel a medida que el panel se enfrfa. Esto da como resultado que las tres capas de adhesivo termofusible alcanzan su(s) temperatura(s) de endurecimiento en momentos diferentes cuando se usa el mismo adhesivo termofusible para todas las capas adhesivas.

En las realizaciones preferidas se miden las temperaturas de al menos una ubicacion en la parte superior del panel y al menos una ubicacion en la parte inferior del molde. Pueden usarse los termopares 70 y 72.

En la realizacion preferida el molde se coloca en una ubicacion a temperatura ambiente y se sopla aire a temperatura ambiente sobre el lado inferior del molde. El aire puede soplarse mediante uno o mas ventiladores.

Un programa de enfriamiento mide las temperaturas y controla los ventiladores para variar el enfriamiento del molde desde abajo. Opcionalmente, el programa de enfriamiento tambien recibe una entrada que identifica el molde y varfa la cantidad de enfriamiento segun el molde especffico. El molde puede tener un codigo 74 de barras que se lee mediante un escaner adecuado. Alternativamente, los moldes pueden tener cada uno una etiqueta, marcador, protuberancia u otro componente que interacciona con un detector, tal como uno o mas conmutadores, que seleccionan uno de una multitud de regfmenes de enfriamiento.

La invencion no se limita al enfriamiento desde abajo e incluye enfriar tanto la parte superior como la inferior, o con

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enfriamiento integrado en el molde. Si se requiere, puede aplicarse calor a parte del molde (tal como su parte superior). Lo que es importante es mantener un gradiente de temperatura controlada.

Con el presente molde incluso con enfriamiento desde abajo hay un gradiente de temperatura a traves del panel estando el elemento superior mas frfo que los elementos inferiores. Por consiguiente, la capa 24 adhesiva termofusible mas superior se enfrfa hasta su temperatura de endurecimiento antes que las dos capas 20, 22 adhesivas termofusibles inferiores. Cuando la capa 24 de adhesivo termofusible superior alcanza su temperatura de endurecimiento bloquea el elemento 18 de acero superior al elemento 16 de material compuesto de madera.

El enfriamiento continua. Se acumulan tensiones entre el elemento 16 de material compuesto de madera y el elemento 18 de metal superior a medida que se enfrfan porque los coeficientes de expansion del material compuesto de madera y el acero son diferentes. Las otras capas de adhesivo termofusible todavfa estan por encima de sus temperaturas de endurecimiento de modo que no se acumulan tensiones entre otros elementos a medida que se enfrfan.

Cuando la capa 22 de adhesivo termofusible central alcanza su temperatura de endurecimiento el elemento 14 de acero inferior se bloquea al elemento 16 de material compuesto de madera pero no el elemento de vidrio. Se acumulan tensiones entre el elemento 16 de material compuesto de madera y los dos elementos 14, 18 de acero a medida que continua el enfriamiento pero las tensiones en el elemento 12 de vidrio no cambian a medida que se enfrfa el vidrio.

Finalmente la capa 20 de adhesivo termofusible inferior se enfrfa hasta su temperatura de endurecimiento y el elemento 12 de vidrio se bloquea al elemento 14 de metal inferior.

En este punto, mientras que todavfa se aplica el vacfo y se mantienen los elementos conformados al molde, los dos elementos 14, 18 de metal y el elemento 16 separador tienen tensiones integradas debido a las diferentes cantidades de contraccion termica. El vidrio no tiene tensiones inducidas termicamente en este punto.

Cuando las tres capas de adhesivo termofusible estan por debajo del punto de endurecimiento el vacfo puede retirarse. Tras la retirada del vacfo las tensiones acumuladas en los elementos dan como resultado que el panel se curva a una forma que no es necesariamente la misma que la forma de la superficie 66 de molde.

El panel 10 se deja entonces enfriar hasta temperatura ambiente. Los bordes del panel se sellan con un sellante 26 adecuado para evitar el dano por agua, aire u otros materiales.

La forma del panel depende de las tensiones relativas inducidas en los elementos 14, 16, 18 antes de que se endurezca la ultima capa de adhesivo termofusible. Esto a su vez depende del gradiente de temperatura a traves de elementos unidos entre sf cuando se endurece cada capa de adhesivo termofusible. Los siguientes tres ejemplos demuestran como pueden crearse diferentes formas de panel de espejo a partir de un molde identico cambiando el regimen de enfriamiento diferencial.

Como primer ejemplo, el panel se enfrfa por igual (y de manera relativamente lenta), no hay ningun regimen de enfriamiento diferencial y por tanto ningun efecto de gradiente de temperatura. Los tres elementos alcanzan su temperatura de endurecimiento a sustancialmente el mismo tiempo. Las capas se bloquean entre sf al mismo tiempo y, a esa temperatura, no habra ninguna tension inducida. La retirada del vacfo no dara como resultado ninguna flexion del panel. A esa temperatura de endurecimiento tendra la forma del molde. Por supuesto, el enfriamiento a temperatura ambiente inducira tensiones que daran como resultado un cambio de forma debido a los diferentes coeficientes de expansion.

Como segundo ejemplo, si el panel se enfrfa desde un lado (y de manera relativamente rapida) la temperatura de la capa adhesiva mas cercana a ese lado enfriado estara por debajo de su punto de endurecimiento cuando se endurezca la capa adhesiva central. Supongase que el adhesivo termofusible tiene una temperatura de endurecimiento de 75°C. Con referencia a la figura 6, supongase que se ha aplicado una pequena cantidad de enfriamiento al molde 50. Debido a la masa del molde 50, el panel se ha enfriado desde la parte superior hacia abajo y la capa 24 de adhesivo termofusible superior ya se ha enfriado por debajo de su temperatura de endurecimiento de 75°C. Para cuando la capa adhesiva central se enfrfe hasta 75°C el elemento 18 de acero superior puede haberse enfriado hasta 60°C.

En cambio, como tercer ejemplo con el mismo molde, si se ha aplicado mas enfriamiento al molde 50 las partes inferiores del panel se habran enfriado mas rapidamente que antes (pero todavfa mas lentamente que la parte superior). Como tal, el elemento de acero 18 superior no se habra enfriado tanto en el momento en que la capa 22 de adhesivo central se enfrfa hasta 75°C y puede estar a 65°C en lugar de a 60°C. Como tal, las tensiones inducidas seran menos. Cuando los dos paneles se retiran del molde y se enfrfan hasta la misma temperatura las tensiones inducidas daran como resultado formas diferentes unas de otras y el primer ejemplo en el que no habfa ningun enfriamiento diferencial.

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Puede usarse este enfriamiento diferencial de diversas maneras, o bien solas o bien en combinacion. Puede variarse el regimen de enfriamiento para compensar las variaciones en condiciones ambientales, tales como temperatura ambiente, para garantizar que se aplica un gradiente de temperatura consistente a paneles producidos a partir del mismo molde de modo que tengan una forma consistente. Pueden corregirse variaciones en la forma de molde de modo que la forma final de los paneles se ajuste para compensar las variaciones en la forma de molde (principalmente debidas a variaciones en la fabricacion de los moldes). Por tanto si se desea producir paneles que tienen sustancialmente la misma forma a partir de moldes diferentes puede variarse el regimen de enfriamiento para cada molde para producir diferentes tensiones inducidas termicamente en los paneles para compensar las variaciones en la forma de superficie de molde.

Tambien pueden crearse paneles de diferentes formas a partir del mismo molde. Estos pueden combinarse de modo que puede usarse un conjunto de moldes para crear paneles que tienen formas diferentes y, mas particularmente, conjuntos de paneles, teniendo cada panel de un conjunto sustancialmente la misma forma que los otros paneles del conjunto y sustancialmente diferente a la forma de paneles de otros conjuntos.

La descripcion anterior supone que todo el adhesivo termofusible de una capa alcanza su temperatura de endurecimiento a sustancialmente el mismo tiempo. Puede usarse enfriamiento diferencial para variar la forma de un panel variando tambien el tiempo en el que partes de la misma capa de adhesivo termofusible alcanzan su temperatura de endurecimiento o para garantizar que toda una capa de adhesivo termofusible se endurece al mismo tiempo.

Con referencia a la figura 7, un panel tiene mas enfriamiento aplicado en sus zonas de borde, indicadas por flechas 80 grandes, que en su centro, indicado por la flecha 82 pequena. Por consiguiente, las zonas exteriores de un elemento alcanzan la temperatura de endurecimiento antes de la zona del centro. Esto provoca tensiones inducidas en las partes exteriores cuando la parte del centro alcanza su temperatura de endurecimiento. Esto puede lograrse proporcionando ventiladores para diferentes zonas y modificando la velocidad de ventilador de los ventiladores para variar la velocidad de enfriamiento.

Aunque las realizaciones de la invencion utilizan enfriamiento del molde y los elementos inferiores de los paneles, se apreciara que puede aplicarse enfriamiento a la superficie superior o tanto la superficie superior como la inferior. Ademas, puede aplicarse aire caliente a cualquiera o ambas superficies para ralentizar la velocidad de enfriamiento.

Usando estas tecnicas de fabricacion puede fabricarse un panel con un error de gradiente inferior o igual a aproximadamente 5 milirradianes, mas preferiblemente inferior o igual a 2 milirradianes y lo mas preferiblemente inferior o igual a 1 milirradian.

El MDF estandar utiliza resina de urea formaldehido y se ha encontrado que a temperaturas de 110-120°C el MDF se curvara y retendra su nueva forma cuando se enfrfe hasta temperatura ambiente. Se cree que esto se debe al ablandamiento de la resina de urea formaldehido. El tiempo tambien es importante - puede lograrse el mismo efecto a temperaturas inferiores (> 90°C) si el tablero se mantiene a esa temperatura durante algun tiempo (por ejemplo 20 minutos). Se cree que esto reduce tensiones en el producto acabado en comparacion con un separador que no experimenta ablandamiento.

Aunque el material compuesto de madera aglomerada con resina es el material separador preferido, pueden fabricarse paneles usando el metodo anterior que usan otros materiales para el elemento separador, tal como pero no limitados a nido de abeja en aluminio o papel; polfmeros o plasticos expandidos (espumados), tales como poliestireno, PVC, poliuretano, polipropileno, polimetilmetacrilamida (acrflico) y estireno acrilonitrilo (SAN) expandidos; madera de balsa; bambu o carton.

Pueden usarse resina reforzada con fibra, hojas de plasticos o polfmero o tejidos tales como fibra de carbono o vidrio como elementos de rigidizacion. Si se desea, la pila de elementos puede ensamblarse con la resina reforzada con fibra no curada, actuando la resina como el adhesivo y curandose la resina durante el procedimiento de fabricacion.

Aunque se prefieren adhesivos termofusibles, puede(n) usarse otro(s) adhesivo(s).

Suponiendo que un adhesivo que se endurece con el tiempo, ya sea independientemente de la temperatura o no, mediante la creacion de un gradiente de temperatura en las capas los elementos estaran a diferentes temperaturas cuando las capas adhesivas se endurezcan. Por consiguiente, la cantidad en la que la temperatura de cada capa cambia desde la temperatura a la que se unio a una capa adyacente hasta temperatura ambiente puede controlarse controlando el gradiente de temperatura.

Una vez fabricados los paneles pueden ensamblarse directamente en una estructura de reflector solar, tal como se da a conocer en la solicitud de patente PCT numero PCT/AU2009/000725 que proporciona vigas generalmente paralelas sobre las que pueden ensamblarse paneles de espejo solar. Los paneles son lo suficientemente fuertes y robustos como para unirse directamente a la estructura y cuando estan unidos tienen la fuerza para llevar a una

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persona que camina sobre la superficie. Aunque los paneles son fuertes todavfa tienen la suficiente flexibilidad como para distorsionarse para conformarse a la forma de las vigas. Si la forma del panel no coincide con la de las vigas, el panel se doblara para coincidir con la forma de las vigas y por tanto se aproximara a la superficie ideal en esa ubicacion mas cerca que de otra forma.

Esto permite construir una superficie de espejo en un reflector parabolico usando paneles que son todos sustancialmente identicos en forma y curvatura o con un pequeno numero de conjuntos de paneles sustancialmente identicos mientras que todavfa mantienen una precision optica global excelente.

Es por tanto posible producir paneles para un espejo parabolico que son sustancialmente identicos. Esto lleva a ahorros de cose significativos en tanto la fabricacion como el ensamblaje y evita el riesgo de colocar un panel en la ubicacion erronea. Ademas, si los paneles se fabrican para tener una superficie reflectante sustancialmente esferica, en lugar de una superficie parabolica, pueden colocarse sobre las vigas en cualquier orientacion.

Aunque el metodo se ha descrito con referencia a la fabricacion de un panel que tiene dos elementos de rigidizacion con un elemento separador colocado entre los mismos, no se limita a realizar un panel asf construido y puede usarse para la fabricacion de paneles que tienen otras construcciones. Por consiguiente, el metodo puede aplicarse a la fabricacion de paneles que tienen menos de o mas de dos elementos de rigidizacion y mas de un elemento separador.

Aunque la realizacion preferida utiliza elementos de rigidizacion y separadores de tipo hoja continuos, estos no tienen que ser continuos y pueden tener perforaciones para reducir el peso y/o ajustar la flexion.

A no ser que el contexto claramente indique lo contrario, a lo largo de la descripcion y cualquier reivindicacion, las palabras “comprende”, 'que comprende', y similares deben interpretarse en un sentido inclusivo en lugar de un sentido exclusivo o exhaustivo; es decir, en el sentido de “incluido, pero no limitado a”.

Sera evidente para los expertos en la tecnica que pueden realizarse muchas modificaciones y variaciones obvias a las realizaciones descritas en el presente documento sin apartarse del alcance de la invencion.

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REIVINDICACIONES

Metodo de fabricacion de un panel (10) sandwich de espejo solar, comprendiendo el metodo: proporcionar, apilados uno encima de otro, una pila de al menos:

un elemento (12) reflectante de tipo hoja que tiene una superficie reflectante; un primer elemento (18) de rigidizacion de tipo hoja,

un (16) elemento separador situado entre los elementos reflectante y de rigidizacion, con capas (20, 22, 24) de material adhesivo entre elementos adyacentes; conformar los al menos tres elementos a una forma inicial, y mientras se mantienen los al menos tres elementos conformados a la forma inicial:

(a) enfriar, calentar o tanto calentar como enfriar los elementos para crear uno o mas gradientes de temperatura controlada:

entre los elementos,

dentro de uno o mas elementos, o

entre los elementos y dentro de uno o mas elementos,

y, mientras existen el uno o mas gradientes de temperatura controlada,

(b) unir elementos adyacentes entre si con el adhesivo entre ellos.

Metodo segun la reivindicacion 1, que incluye seleccionar una forma deseada y crear el uno o mas gradientes de temperatura controlada segun la forma deseada.

Metodo segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, en el que la temperatura de los elementos se varfa mientras se mantienen el uno o mas gradientes de temperatura controlada.

Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el uno o mas gradientes de temperatura controlada varfa con el tiempo.

Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que

las capas de adhesivo se endurecen de manera secuencial desde un lado de la pila, o

una primera capa se endurece antes que otra capa mas cerca del centro de la pila que la primera.

Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que incluye un segundo elemento (14) de rigidizacion de tipo hoja entre el elemento (16) separador y el elemento (12) reflectante.

Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que cada elemento esta a una temperatura diferente cuando el adhesivo se endurece al elemento respectivo.

Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que al menos una capa adhesiva es un adhesivo que se endurece dependiendo de la temperatura, incluyendo adhesivo termofusible; dependiendo del tiempo o dependiendo tanto de la temperatura como del tiempo.

Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la pila se ensambla con al menos una capa de adhesivo acoplada a al menos un elemento antes de conformar la pila a dicha forma inicial.

Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la pila se ensambla con al menos dos elementos unidos entre si en un estado inicial por al menos una capa adhesiva respectiva antes de conformar la pila a dicha forma inicial.

Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que las capas de material adhesivo entre elementos adyacentes son capas de adhesivo termofusible y se logra la union de elementos adyacentes calentando en primer lugar los elementos y el adhesivo por encima de la temperatura de fusion respectiva

del adhesivo y enfriando entonces la capa adhesiva respectiva por debajo de la temperatura de endurecimiento del adhesivo.

12. Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que la etapa de conformar los elementos 5 incluye conformar contra una superficie de molde.