ES2604853T3 - Receptor solar para central de concentración de tipo Fresnel comprendiendo un bastidor de material aislante y método de realización de dicho receptor - Google Patents
Receptor solar para central de concentración de tipo Fresnel comprendiendo un bastidor de material aislante y método de realización de dicho receptor Download PDFInfo
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Abstract
Receptor solar (1) para central de concentración de tipo Fresnel, comprendiendo: - un absorbente solar (2) que comprende al menos un dispositivo de circulación de un fluido por el que debe pasar un fluido caloportador, - un bastidor (3) de primer material aislante térmico estructurado para definir una ranura de alojamiento (4) del absorbente solar (2), donde el primer material aislante térmico tiene un módulo de rotura superior a 1 MPa, - un sistema de retención del absorbente solar (2) con el bastidor (3), - una película de protección (5) que cubre íntegramente la superficie lateral exterior del bastidor (3) de manera a estar dispuesta entre el bastidor (3) y el absorbente solar (2).
Description
deformar de manera no elástica al mismo tiempo que conserva cierta elasticidad. De manera ventajosa, esta capa es suficientemente flexible para adaptarse al contorno del o de los primeros elementos. De esta manera, el bastidor 3 fija la forma general del receptor 1 y el segundo material aislante permite facilitar la asociación del bastidor 3 con la película de protección mientras absorbe parte de las variaciones dimensionales presentes entre el bastidor 3 y la
5 película de protección 5.
De manera ventajosa, el segundo material aislante 9 se presenta en forma de película. El segundo material aislante 9 puede estar comprimido hasta un 80% de su espesor inicial, lo que permite rellenar el espacio eventual entre el primer material aislante y la película de protección 5. El segundo material aislante 9 se adapta, preferiblemente, a la
10 superficie interna de la película de protección 5. De manera ventajosa, el segundo material aislante 9 no está comprimido en más del 50% de su espesor inicial, de tal forma que no se reduzcan demasiado sus rendimientos con respecto al aislamiento térmico.
La compresibilidad del segundo material aislante 9 permite facilitar el ensamblaje del bastidor 3 con la película de 15 protección 5. Se puede obtener, por ejemplo, más libertad con respecto a la holgura entre la película de protección 5 y el primer material.
El segundo material aislante 9 tiene un coeficiente de dilatación térmica comprendido entre 2ppm/K y 12ppm/K para no perder sus propiedades mecánicas, como por ejemplo la flexibilidad bajo la acción de la radiación solar incidente.
20 Preferiblemente, el segundo material aislante 9 tiene una conductibilidad térmica inferior a 0,15W/m.K a 500ºC. Preferiblemente, el segundo material aislante 9 se compone de materiales flexibles. Según una forma de realización preferida, los materiales flexibles están hechos a base de colchones de fibras minerales, no obtenidas por métodos de sinterización.
25 Preferiblemente, el segundo material aislante térmico está en forma de lana o capa. Los términos lana y capa están definidos según la norma NF EN 1094-1: 2008. Se entiende por lana una aglomeración no direccional de fibras de diámetro y longitud variables. Se entiende por capa un colchón flexible, perforado y de dimensiones nominales definidas.
30 Preferiblemente, el segundo material aislante se constituye de fibras de vidrio o de cerámica, por ejemplo el segundo material aislante se constituye de sílice SiO2 o alúmina Al2O3. Puede comprender también elementos adicionales seleccionados, por ejemplo, entre los óxidos Fe2O3, TiO2 o MgO. El elemento adicional también puede ser el trihidrato de aluminio. Se entiende por elementos adicionales que el segundo material contiene menos del 10% en
35 volumen de estos elementos. De manera ventajosa, se puede obtener así una mejor flexibilidad del material y un mejor aislamiento térmico.
El segundo material aislante 9 tiene un espesor comprendido entre 2mm y 15mm, y preferiblemente, de aproximadamente 8mm.
40 El bastidor 3, compuesto de uno o varios elementos de primer material, y el segundo material elemento ocupan al menos un 95% del volumen definido por la película de protección 5.
El receptor solar 1 puede contener también al menos un espejo llamado espejo secundario y dispuesto para reflejar 45 la radiación solar sobre el absorbente solar 2, en caso de mala focalización de los espejos. El espejo secundario, se dispone por ejemplo, sobre las lados de la ranura de alojamiento 4 del absorbente solar 2.
El espejo secundario puede ser un espejo de aluminio, un vidrio sobre el cual se ha dispuesto una capa fina de aluminio, dicha capa de aluminio puede ser cubierta opcionalmente por un material cerámico, o incluso puede ser un 50 espejo elaborado a partir de un vidrio equipado con reflectores interferenciales.
Las formas seleccionadas para la construcción del receptor solar han sido seleccionadas por su facilidad de fabricación: capacidad de plegado de las placas, formación de los aislantes con dimensiones de ladrillos estándar, utilización de vidrio plano, etc.
55 El método de realización de un receptor solar 1 incluye las siguientes etapas sucesivas que consisten en:
-suministrar un bastidor 3 de un primer material con un módulo de rotura superior a 1 MPa, -cubrir íntegramente la superficie lateral exterior del bastidor 3 con una película de protección 5,
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-fijar un absorbente solar 2, comprendiendo al menos un dispositivo de circulación de un fluido por el que debe pasar un fluido caloportador, sobre el conjunto formado por el bastidor 3 y la película de protección 5.
Por ejemplo, para ensamblar un receptor solar 1 comprendiendo una película de protección 5 provista con una parte 5 superior 5a y una parte inferior 5b, se realizarán las etapas siguientes:
-colocar el bastidor 3 en la parte superior 5a de la película de protección 5, -colocar la parte inferior 5b de la película de protección 5 sobre el bastidor 3, -fijar las partes superior 5a e inferior 5b de la película de protección 5 por medio de cualquier técnica adaptada, por
10 ejemplo con la ayuda de remaches roscados, por soldadura por punto o incluso por plegado de lengüetas, -fijar el absorbente solar 2, comprendiendo al menos un dispositivo de circulación de un fluido por el que debe pasar un fluido caloportador, sobre el conjunto formado por el bastidor 3 y la película de protección 5 que consisten en dos partes reunidas, por ejemplo con un sistema de mantenimiento tipo cintura 6.
15 El sistema del tipo “cintura” 6 se fija por soldadura o atornillado sobre el conjunto formado por el bastidor 3 y la película de protección 5. Varios sistemas del tipo cintura 6 pueden ser utilizados, por ejemplo en intervalos de un metro, con el fin de mejorar la fijación y el mantenimiento del absorbente solar 2. De manera ventajosa, estos sistemas de fijación permiten reducir el número de pliegues de la cubierta metálica de un 30%.
20 Unas piezas aislantes 10 también pueden estar dispuestas en la sección de unión de las partes superior 5a e inferior 5b de la película de protección 5 con el fin de limitar la transferencia de calor.
Estas piezas pueden ser almohadillas de Mica por ejemplo.
25 En el caso de centrales solares de concentración tipo Fresnel, la finalidad del receptor consiste en estar suspendido sobre un campo de espejo. Después del ensamblaje, el receptor solar 1 puede estar dispuesto sobre una estructura arriostrada, por ejemplo. La estructura arriostrada permite posicionar el receptor solar 1 en alto, por ejemplo a 10 metros de altura. Según una forma de realización particular, tal como representado en la figura 6, el receptor solar 1 se mantiene sobre la estructura arriostrada gracias a un sistema de enganche 11 dispuesto sobre el receptor solar 1.
30 Preferiblemente, el receptor solar 1 se mantiene sobre la estructura arriostrada encima de ésta, es decir en el lado opuesto al absorbente solar 2 con el fin de no sombrear el absorbente solar 2 ni el campo de espejo.
Según una forma de realización particular, se dispone un segundo material aislante 9 térmico flexible entre la 35 película de protección 5 y el primer material aislante térmico rígido.
De manera ventajosa, el bastidor 3 está cubierto por el segundo material aislante 9 antes de ser colocado en la parte superior 5a de la película de protección 5.
40 Como representado en la figura 3, se puede disponer el segundo material aislante 9 alrededor del bastidor 3, cuando éste se constituye una sola pieza. En cuanto al segundo material aislante, si se constituye de dos piezas, se puede disponer en ambos lados alrededor del bastidor 3, de manera a cubrir la superficie lateral del bastidor 3. De maneraventajosa, se utiliza un sistema de fijación para mantener las dos piezas de segundo material juntas. Éste puede ser, por ejemplo, un dispositivo en el que se utilizan uno o varios clips.
45 Según una forma de realización preferida, el bastidor 3 incluye un primer elemento 3a de primer material aislante térmico y un segundo elemento 3b de primer material aislante térmico embebidos en la película de protección 5. La película de protección 5 tiene un espesor comprendido entre 0,1 mm y 1 mm.
50 El segundo material aislante 9, en forma de lana o capa, se dispone entre la película de protección 5 y los elementos primero 3a y segundo 3b de primer material aislante.
Se puede fijar un vidrio sobre el receptor después del ensamblaje del bastidor 3 y de la película de protección 5.
55 La solución propuesta es muy fácil de ejecutar y requiere el uso de una cantidad mínima de material metálico. Por lo que se reducen los costes de fabricación. Se puede utilizar así aleaciones inoxidables resistentes a condiciones de uso (entorno húmedo, en particular marino, temperatura hasta 500ºC) que pueden degradar rápidamente los aceros galvanizados o no; se mejora así el período de vida del receptor solar 1.
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