ES2693329T3

ES2693329T3 - Colector solar

Info

Publication number: ES2693329T3
Application number: ES13786659.6T
Authority: ES
Inventors: Stephan Ulrich; Peter Frieden; Bastian MUSCHKE
Original assignee: SUNOYSTER SYSTEMS GmbH
Current assignee: SUNOYSTER SYSTEMS GmbH
Priority date: 2012-11-01
Filing date: 2013-11-04
Publication date: 2018-12-11
Anticipated expiration: 2033-11-04
Also published as: WO2014068119A1; EP2914908A1; DE102012219999A1; EP2914908B1

Abstract

Colector solar (1) que comprende una primera unidad de colector (10), apoyada de forma giratoria alrededor de un eje de giro (14), con un elemento de espejo (11) y con un elemento de receptor (12) conectado al elemento de espejo (11) y dispuesto en el foco del elemento de espejo (11), previéndose al menos otra unidad de colector (10') correspondiente a la primea unidad de colector (10), siendo los elementos de espejo (11, 11') de las primeras y de las otras unidades de colector (10, 10') acanaladuras de espejo semiparaboloides con una línea focal como foco y desarrollándose los elementos de receptor (12, 12') de las unidades de colector (10, 10') respectivamente a lo largo de la línea focal de las respectivas acanaladuras de espejo (11, 11') de forma paralela al respectivo eje de giro (14, 14'), disponiéndose los ejes de giro (14, 14') de las primeras y de las otras unidades de colector (10, 10') paralelas y en dirección perpendicular a distancia de los ejes de giro (14, 14'), desarrollándose el eje de giro (14) de la respectiva unidad de colector(10, 10') a lo largo de un canto del elemento de espejo (11, 11'), pudiéndose girar las unidades de colector (10, 10') de manera que el lado orientado respectivamente hacia los elementos de receptor (12, 12') de los elementos de espejo (11, 11') se pueda desplazar a una posición protegida contra la intemperie, y disponiéndose el respectivo elemento de receptor (12, 12') en un brazo portante (13, 13') abatible hacia el elemento de espejo (11, 11'), caracterizado por que las primeras y las otras unidades de colector (10, 10') se acoplan respectivamente a través de un mecanismo de acoplamiento de manera que un giro de la primera unidad de colector (10) conduzca a un giro sincronizado de las otras unidades de colector (10'), y por que el brazo portante (13, 13') presenta una bisagra (130) que permite un plegado del brazo portante (13, 13') durante el paso a la posición protegida contra la intemperie, previéndose en la bisagra (130) un dispositivo de bloqueo (131, 132) que impide un plegado no deseado del brazo portante (13, 13') para todas las posiciones de servicio en las que el elemento de espejo (11, 11') se orienta hacia el sol.

Description

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DESCRIPCION

Colector solar

La invencion se refiere a un colecto solar que puede seguir la trayectoria del sol.

En el estado de la tecnica se conocen colectores solares que pueden seguir la trayectoria del sol, en los que se concentra, con ayuda de un espejo optico, la radiacion solar que incide en un receptor. El receptor transforma la radiacion solar que incide en el en energia termica y/o electrica.

En el documento EP 1 290 383 B1 se revela un colector solar correspondiente en el que un espejo parabolico concentra la radiacion solar incidente en un foco. En este foco se dispone un receptor. Para que en el transcurso del dia el receptor se encuentre siempre en el foco del espejo parabolico, independientemente de la posicion del sol, es preciso que el conjunto formado por el espejo parabolico y el receptor pueda seguir la trayectoria del sol. Para ello se necesita un seguimiento biaxial, es decir, respecto al acimut y a la elevacion. Un seguimiento correspondiente resulta complicado. Por otra parte, para cada conjunto formado por el espejo parabolico y el foco se necesita un seguimiento separado, por lo que una pluralidad de conjuntos correspondientes tambien requiere una pluralidad de dispositivos de seguimiento. Esto tambien resulta complicado, costoso y supone ademas una mayor propension a fallos.

El documento US 2009/223510 A1 revela un sistema de colector solar que comprende varias unidades de colector con respectivamente un elemento de espejo formado por dos acanaladuras de espejo semiparabolicas orientadas la una hacia la otra con una linea focal comun, pudiendose girar los elementos de espejo y los elementos de recepcion dispuestos a lo largo de una linea focal comun a una posicion protegida contra a la intemperie.

La invencion tiene por objeto crear un colector solar en el que los inconvenientes del estado de la tecnica no se produzcan o solo se produzcan en una medida reducida.

Esta tarea se resuelve por medio de un colector solar segun la reivindicacion principal. Otras realizaciones perfeccionadas ventajosas son objeto de las reivindicaciones dependientes.

Por lo tanto, la invencion se refiere a un colector solar que comprende una primera unidad de colector apoyada de forma rotatoria alrededor de un eje de giro, con un elemento de espejo y con un elemento de receptor conectado al espejo y dispuesto en el foco del elemento de espejo, desarrollandose el eje de giro de la unidad de colector a lo largo de un canto del elemento de espejo, previendose al menos otra unidad de colector correspondiente a la primera unidad de colector, siendo los elementos de espejo de la primera y de la otra unidad de colector acanaladuras de espejo semiparabolicas con una linea focal como foco, y extendiendose los elementos de recepcion de las unidades de colector respectivamente a lo largo de la linea focal de las respectivas acanaladuras de espejo paralelas al respectivo eje de giro, disponiendose los ejes de giro de las primeras y de las otras unidad de colector paralelos y a distancia y en direccion perpendicular respecto a los ejes de giro, y acoplandose las primeras y las otras unidades de colector respectivamente a traves de un mecanismo de acoplamiento, de manera que un giro de la primera unidad de colector de lugar a un giro sincronizado de las otras unidades de colector.

Las unidades de colector se pueden girar de modo que el lado orientado respectivamente hacia los elementos de recepcion de los elementos de espejo se pueda girar a una posicion protegida contra la intemperie, y que el respectivo elemento de receptor se disponga en un brazo portante abatible hacia el elemento de espejo. El brazo portante presenta una bisagra que permite abatir el brazo portante durante el paso a la posicion protegida contra la intemperie, previendose en la bisagra un dispositivo de bloqueo que impida un plegado no deseado del brazo portante en todas las posiciones de servicio en las que el elemento de espejo se orienta hacia el sol.

La invencion se ha dado cuenta de que mediante una combinacion de dos medidas se consigue un seguimiento mejor. La combinacion consiste, por una parte, en una simplificacion especifica empleando en el colector solar segun la invencion acanaladuras semiparabolicas. Para las mismas basta con un seguimiento de un solo eje para lograr un rendimiento satisfactorio de la energia solar. Las acanaladuras solares se orientan preferiblemente en direccion este-oeste y pueden seguir la trayectoria del sol en cuanto a la elevacion del sol. En caso de acanaladuras semiparabolicas las cargas de viento en estado plegado son ademas menores que en caso de paraboloides completos. La otra medida consiste en un acoplamiento sencillo pero eficaz, que garantice una orientacion siempre sincronizada de varias acanaladuras de espejo. Gracias a la reduccion a un seguimiento de un solo eje, esta sincronizacion se puede llevar a cabo de manera muy precisa y con poco esfuerzo. Especialmente en comparacion con los espejos parabolicos tradicionales de enfoque puntual, que obligatoriamente requieren un seguimiento biaxial, se consigue una clara simplificacion que no solo reduce el esfuerzo de fabricacion, sino que logra especialmente una mayor fiabilidad, lo que en definitiva conduce tambien a un incremento del rendimiento, gracias a la mayor seguridad de funcionamiento. Ademas, se puede evitar el inconveniente de la forzosa proyeccion de sombra por parte del brazo portante del receptor, como la que se produce en caso de paraboloides completos.

El mecanismo de acoplamiento previsto segun la invencion se puede realizar como mecanismo de acoplamiento mecanico. Este mecanismo puede apuntar a su favor las ventajas de una gran robustez y de un mantenimiento sencillo. Ademas, requiere poco esfuerzo, dado que incluso en caso de varias unidades de colector acopladas

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mecanicamente entre si es suficiente que se disponga una sola unidad de accionamiento para el giro de todas las unidades del colector solar alrededor de su respectivo eje de giro.

Sin embargo, tambien se puede prever que el mecanismo de acoplamiento se realice como dispositivo de acoplamiento electrico. En este caso se produce un control de sincronismo en las distintas unidades de colector, de manera que en cierto modo se acoplan entre si por medio de una “onda electrica”. Esta forma de realizacion requiere un esfuerzo algo mayor en lo que se refiere al accionamiento y control, pero tambien ofrece una flexibilidad mayor respecto al posicionamiento relativo de las distintas unidades de colector. En especial no es necesario que se dispongan estrictamente en forma de filas, sino que tambien se pueden montar en adaptacion del respectivo terreno. Asi se puede conseguir con frecuencia un mejor aprovechamiento de la superficie y, por consiguiente, un incremento del rendimiento. Tambien se puede prever una disposicion combinada de mecanismo de acoplamiento electrico y mecanico.

Preferiblemente la unidad de colector se apoya adicionalmente en al menos un punto de palanca alejado del eje de giro, con posibilidad de giro alrededor de un eje de palanca paralelo al eje de giro. De este modo es posible girar la unidad de colector mediante la variacion de la posicion relativa del eje de palanca respecto al eje de giro.

Las unidades de colector se disponen convenientemente en un soporte base. El mismo presenta una parte cercana al sol y una parte alejada del sol, en la que se dispone respectivamente al menos una unidad de colector. El soporte base se conforma ventajosamente de manera que su parte alejada del sol se encuentre alta en relacion con la parte cercana al sol. De esta forma se consigue una inclinacion del soporte base hacia el sol, siendo el resultado un sombreado mas reducido de la unidad de colector alejada del sol. De este modo se puede conseguir, en caso de disposicion del colector solar en grados de latitud mas altos, un rendimiento mayor.

Para hacer posibles el acoplamiento mecanico y el giro de las distintas unidades de colector, se puede prever que los ejes de giro de las diferentes unidades de colector se fijen en un primer armazon y los puntos de palanca de las distintas unidades de colector en un segundo armazon, siendo posible desplazar los dos armazones a lo largo de un plano el uno respecto al otro, de modo que giren las unidades de colector acopladas a los mismos.

Tambien es posible que en el eje de giro de cada unidad de colector se prevea un tubo metalico resistente a la torsion y unido firmemente a los respectivos elementos de espejo, que presenta preferiblemente una palanca unida de forma fija para la formacion de un apoyo en el punto de palanca. Por medio de una palanca correspondiente en un tubo metalico resistente a la torsion se puede impedir que se induzcan tensiones, como consecuencia del movimiento del punto de palanca en relacion con el eje de giro, en el elemento de espejo o en otros elementos de la unidad de colector. Con preferencia el tubo metalico resistente a la torsion se eleva frente al soporte base por medio de un montante, de forma que las unidades de colector con las acanaladuras semiparaboloides pueden girar mas alla de la horizontal. Asi la acanaladura de espejo semiparaboloide se puede girar tan hacia atras que sea capaz de seguir a un movimiento del sol por encima de una elevacion de 90°. El colector solar resulta de este modo especialmente apto para la utilizacion en regiones cercanas al ecuador (esto se refiere a la zona entre los tropicos), en la que se producen regularmente alturas de sol con una elevacion de mas de 90°. Por otra parte, el colector solar sirve asi tambien para un empleo sobre una base inclinada, por ejemplo, para una colocacion paralela al tejado en caso de tejados inclinados.

Alternativamente es posible que el elemento de espejo de cada unidad de colector presente un punto de conexion para la formacion de un apoyo en el punto de palanca. El elemento de espejo se tiene que realizar en este caso con la suficiente resistencia a la torsion o se tiene que reforzar con medios apropiados.

Para reducir en lo posible las torsiones del elemento de espejo y/o del tubo metalico se puede prever que el elemento de espejo de cada unidad de colector presente mas de un punto de palanca, disponiendose los puntos de palanca preferiblemente a lo largo del eje de palanca. Introduciendo las fuerzas para el giro de forma repartida a traves de la longitud del elemento de espejo o del tubo metalico, se pueden reducir los momentos de torsion alrededor del eje de giro.

Los elementos de receptor se pueden conectar a traves de uno o varios brazos portantes a los elementos de espejo de manera que la unidad de colector quede libre de sombras. Esto significa que, al orientar las unidades de colector hacia el sol, la trayectoria del rayo desde el sol, a traves del elemento de espejo, hasta el elemento de receptor, no se ve perjudicada por otros elementos del colector solar segun la invencion, ni por sombras. Se prefiere ademas que en los brazos portantes y/o elementos de receptor se dispongan elementos de ajuste con los que se pueda regular la posicion de los elementos de receptor frente a los respectivos elementos de espejo. Asi se puede garantizar que los elementos de receptor se encuentran en la posicion correcta respecto a los elementos de espejo, a fin de asegurar un maximo rendimiento energetico (posicion de trabajo).

Segun la invencion, las unidades de colector del colector solar segun la invencion pueden girar de manera que el lado orientado hacia los elementos de receptor de los elementos de espejo pueda pasar a una posicion protegida contra la intemperie. Por “posicion protegida contra la intemperie” se entiende en el sentido de la invencion una posicion en la que las precipitaciones no puedan incidir directamente en el lado orientado hacia los elementos de receptor de los elementos de espejo. Conforme a la invencion los elementos de receptor se fijan a los elementos de espejo a traves de un brazo portante abatible en direccion a los elementos de espejo. Asi se puede reducir el volumen de la combinacion de elementos de espejo, brazo portante y elementos de receptor, lo que es ventajoso para la posicion protegida contra la intemperie. Se prefiere ademas que los elementos de espejo se coloquen en la

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posicion protegida contra la intemperie en soportes. De este modo se reduce el riesgo de que los elementos de espejo lleguen a vibrar a causa del viento.

Para la posibilidad de plegado, los brazos portantes de los elementos de receptor presentan respectivamente una bisagra sujeta en su posicion de trabajo por un dispositivo de bloqueo. Al girara la posicion protegida contra la intemperie, la bisagra adopta su posicion plegada. Durante el funcionamiento regular la bisagra se encuentra en su posicion desplegada, con lo que el elemento de receptor se encuentra en su posicion de trabajo. Para evitar, en caso de giro de la acanaladura de espejo semiparaboloide mas alla de la horizontal, que al brazo portante se pliegue de forma no deseada, el dispositivo de bloqueo se preve en la bisagra. En esta situacion el mismo mantiene la bisagra en su posicion desplegada, con lo que el elemento de receptor se mantiene de forma fiable en su posicion de trabajo. Se realiza convenientemente como resorte suficientemente fuerte. Alternativamente tambien se puede prever un bloqueo en dependencia de la posicion concebido de manera que solo se produzca el desbloqueo con el paso a la posicion protegida contra la intemperie.

Se prefiere que por el lado opuesto a los elementos de receptor de los elementos de espejo se prevean celulas fotovoltaicas. Con estas celulas fotovoltaicas tambien se puede obtener energia electrica en la posicion protegida contra la intemperie. Esto resulta especialmente importante para garantizar el consumo propio, a fin de poder mantener, incluso sin suministro de red, el funcionamiento de la instalacion y abrirla de nuevo para la produccion de corriente. Ademas, es posible transformar con las celulas fotovoltaicas correspondientes la luz difusa en energia electrica, cuando las unidades de colector siguen la trayectoria del sol.

Para incrementar en su caso el rendimiento energetico del colector solar segun la invencion, se puede prever un seguimiento biaxial.

Para un seguimiento biaxial correspondiente, se puede prever un mecanismo giratorio o una corona giratoria o un plato giratorio que gire alrededor de un eje no paralelo al eje de giro, sobre el que se dispongan las unidades de colector. Ademas, se puede prever que el mecanismo giratorio pueda girar completamente (en al menos 360 grados). De este modo se puede llevar a cabo una regulacion acimutal en mas de 360 grados, de modo que el colector solar pueda seguir, simplemente con el ajuste del angulo acimutal en 180 grados, a una elevacion peraltada del sol mas alla del punto de 90 grados. En este caso ya no es necesario que las unidades de colector puedan girar mas alla de la horizontal, lo que contribuye a la simplificacion. Como accionamiento se puede prever que el mecanismo de giro presente por su perimetro exterior un cable de acero rotatorio unido en al menos un punto de forma fija al mecanismo de giro y enrollado adicionalmente en una bobina accionada, siendo tambien posible que se disponga, como accionamiento, una correa dentada que actue sobre el perimetro exterior. Alternativamente, el mecanismo de giro puede presentar, por su perimetro exterior, una cremallera rotatoria, preferiblemente de plastico, en la que puede engranar una unidad de accionamiento con una rueda dentada.

Se preve convenientemente un soporte de manera que una unidad de colector mas alejada del sol pueda elevarse en relacion con una unidad de colector mas cercana al sol. Asi se reduce o impide un sombreado no deseado de la unidad de colector alejada del sol, con lo que se consigue un mayor rendimiento.

El mecanismo de giro se puede guiar en un riel circular rotatorio. Alternativamente el mecanismo de giro se puede guiar por medio de un apoyo central. El apoyo consiste preferiblemente en un tubo liso y un tubo de material deslizante, preferiblemente PTFE con carbono, que se desliza sobre el primero. Las lineas de suministro de las unidades de colector se conducen preferiblemente a traves de pasos giratorios en la zona del eje de giro del plato giratorio.

El colector solar puede presentar preferiblemente un sistema de regulacion. Este sistema de regulacion se disena para la activacion del colector solar, especialmente para el seguimiento de las unidades de colector respecto al sol. Se puede prever un sensor de posicion del sol. Ademas, se pueden prever un sensor de velocidad del aire y un sensor de direccion del aire. En caso de deteccion de condiciones de viento fuerte, el sistema de regulacion se puede desplazar a una posicion lo mas protegida posible contra el viento. Tambien es posible que se disponga un sensor de temperatura a traves del cual se pueda comprobar la temperatura en la zona de los elementos de receptor. Si esta temperatura supera un valor predeterminado, el sistema de regulacion puede desplazar las unidades de colector de manera que los rayos de sol incidentes en los elementos de espejo ya no se concentren en los elementos de receptor. Asi se consigue una proteccion contra el sobrecalentamiento.

La invencion se explica a continuacion a la vista de ejemplos de realizacion con referencia a los dibujos adjuntos. Se ve en la

Figura 1 un primer ejemplo de realizacion de un colector solar segun la invencion;

Figura 2 un segundo ejemplo de realizacion de un colector solar segun la invencion;

Figura 3 un tercer ejemplo de realizacion de un colector solar segun la invencion;

Figura 4 un detalle del ejemplo de realizacion de la figura 3;

Figuras 5a - c soluciones detalladas y alternativas detalladas en relacion con el ejemplo de realizacion de la figura 3; Figura 6 una variante del tercer ejemplo de realizacion segun la figura 3;

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Figura 7 un cuarto ejemplo de realizacion de un soporte:

Figura 8 un quinto ejemplo de realizacion con un modulo giratorio y Figuras 9a - c vistas en detalle de un dispositivo de bloqueo;

Figuras 10a, b un sexto ejemplo de realizacion con un espejo girado mas alla de la horizontal.

En la figura 1 se representa un primer ejemplo de realizacion de un colector solar 1 segun la invencion. El colector solar 1 comprende una primera unidad de colector 10 con un elemento de espejo 11 y un elemento de receptor 12. El elemento de receptor 12 se dispone en el foco del elemento de espejo 11 y se retiene alli con ayuda de un brazo portador 13. En el caso del elemento de espejo 11 se trata de una acanaladura de espejo semiparaboloide con una linea focal como foco, configurandose el elemento de receptor 12 extendido a lo largo de esta linea focal.

La unidad de colector 10, que comprende un elemento de espejo 11 y un elemento de receptor 12, se apoya de forma rotatoria alrededor de un eje de giro 14, desarrollandose el eje de giro 14 a lo largo de un canto del elemento de espejo 11. La unidad de colector 10 se apoya ademas de forma rotatoria en un punto de palanca 15, disenandose la rotabilidad en el punto de palanca 15 alrededor de un eje de palanca paralelo al eje de giro 14. La unidad de colector 10 se puede girar mediante variacion de la posicion relativa del punto de palanca 15 respecto al eje de giro 14, es decir, panoramizar en lo que se refiere a la elevacion.

El colector solar 1 comprende otra unidad de colector 10’ sobre un soporte base 2 comun. Esta otra unidad de colector 10’ corresponde fundamentalmente a la primera unidad de colector 10 antes descrita, por lo que se hace referencia a las explicaciones dadas en relacion con la misma. Los distintos elementos de la otra unidad de colector 10’ se identifican principalmente con los mismos numeros de referencia que los comparables de la primera unidad de colector 10, pero anadiendo en esta ocasion un apostrofe. Las dos unidades de colector 10, 10’ se disponen de manera que sus respectivos ejes de giro 14, 14’ se encuentren paralelas y a distancia el uno del otro.

En el ejemplo de realizacion de la figura 1, el soporte base 2 comprende un primer armazon 20 y un segundo armazon 22. Los ejes de giro de las dos unidades de colector 10, 10’ se unen al primer armazon 20, los puntos de palanca 15, 15’ de las dos unidades de colector 10, 10’, a traves de soportes apropiados 21, a un segundo armazon 22. El primer armazon 20 se apoya, con ayuda de rodillos 23, de forma deslizante en el segundo armazon 22 y se puede deslizar frente a este a lo largo de un plano, con ayuda de una unidad de accionamiento 24. Mediante un desplazamiento del primer armazon 20 frente al segundo armazon 22 se cambia la posicion de los puntos de palanca 15, 15’ respecto a los ejes de giro 14, 14’. Asi se giran las unidades de colector 10, 10’.

El colector solar 1 de la figura 1 presenta ademas bandejas 40, 41 en las que se pueden depositar el elemento de espejo 11 y el elemento de receptor 12 para una posicion protegida contra la intemperie, de manera que las precipitaciones no puedan incidir directamente en las superficies reflectantes del elemento de espejo 11. A estos efectos la unidad de colector 10 se gira hasta que el elemento de espejo 11 se apoye en la bandeja 40. El brazo portante 13, con el que se sujeta el elemento de receptor 12 en relacion con el elemento de espejo 11, se puede abatir hacia el elemento de espejo 11, de modo que el elemento de espejo 11 se pueda girar todavia mas en direccion a la bandeja 40, incluso si el receptor 12 ya se apoya en la bandeja 41. Para la otra unidad de colector 10’ tambien se pueden prever bandejas 40, 41 correspondientes.

En la figura 2 se muestra un segundo ejemplo de realizacion de un colector solar 1 segun la invencion, representandose unicamente una primera unidad de colector 10. Las otras unidades de colector 10’ se configuran de forma comparable y se acoplan a traves del soporte base 2 con los armazones 20, 22 a la primera unidad de colector 10. El acoplamiento es identico al de la figura 1, por lo que se hace referencia a las explicaciones dadas anteriormente.

La unidad de colector 10 tambien puede girar alrededor de un eje de giro 14, desarrollandose el eje de giro 14 a lo largo de un canto del elemento de espejo 11 configurado como acanaladura de espejo semiparaboloide y reteniendose el elemento de receptor 12 a traves de un brazo portante 13 respecto al elemento de espejo 11 en su linea focal. El brazo portante 13 puede tener la misma forma que en el ejemplo de realizacion de la figura 1.

A lo largo del eje de giro 14 se preve un tubo metalico 16 de conexion rigida al que se conectan el elemento de espejo 11 y el brazo portante 13. En el tubo metalico 16 se preve una palanca 17 en la que se configura un apoyo para el punto de palanca 15. Mediante el desplazamiento de este punto de palanca 15 frente al eje de giro 14 se gira el tubo metalico 16, con lo que gira la unidad de colector 10 acoplada al mismo.

Para un ajuste de precision de la posicion del receptor 12 frente al elemento de espejo 11 se preve un tornillo de ajuste 18 para la regulacion de la posicion angular, con el que se puede reajustar la posicion del brazo portador 13, de manera que el receptor 12 se encuentre en la linea focal del elemento de espejo 11.

En la figura 3 se representa un tercer ejemplo de realizacion de un colector solar 1 segun la invencion, encontrandose el colector solar 1 en una posicion protegida contra la intemperie, en la que los brazos portantes 13, 13’ estan abatidos frente al elemento de espejo 11, 11’. El ejemplo de realizacion de la figura 3 es comparable al de la figura 1, por lo que se hace referencia a las explicaciones dadas en relacion con el mismo. A continuacion, se senalaran unicamente las diferencias y particularidades respecto al ejemplo de realizacion de la figura 1.

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En el ejemplo de realizacion ilustrado se preven, a ambos lados de los elementos 11, 11’, respectivamente un primer armazon 20 y un segundo armazon 22. Los primeros armazones 20 presentan respectivamente una zona roscada 25, sobre la que actua, respectivamente a traves de una rosca 26, una unidad de accionamiento 24 comun. Al mover los dos primeros armazones 20 por medio de una unidad de accionamiento 24 comun, se garantiza un desplazamiento sincronizado de los primeros armazones 20 frente a los segundos armazones 22. Asi se pueden evitar momentos de torsion en las unidades de colector 10, 10’.

En la figura 4 se muestra la forma de guiar un primer armazon 20 en un segundo armazon 22. Para ello se preven en el primer armazon 20 unas entalladuras por las que pasan los apoyos 21 fijados en el segundo armazon 22. De este modo se puede garantizar un guiado lateral del primer armazon 20 sobre el segundo armazon 22.

En el ejemplo de realizacion de la figura 3 los segundos armazones 22 del colector solar 1 se disponen en un mecanismo de giro 30. Con ayuda de este mecanismo de giro 30, realizado como corona de giro, se pueden girar los segundos armazones 22 y, por consiguiente, las unidades de colector 10, 10’ fijadas en los mismos, en direccion perpendicular a los ejes de giro 14, 14’ de las unidades de colector 10, 10’. Girando las unidades de colector 10, 10’, por una parte, y girando las mismas alrededor del eje de giro del mecanismo de giro 30, por otra parte, se consigue un seguimiento biaxial.

El mecanismo de giro 30 presenta dos anillos 31, 32 desplazables el uno respecto al otro, que se conducen el uno frente al otro de manera que se pueda lograr el movimiento de giro deseado. Si uno de los anillos 31 se acopla de forma fija a los segundos armazones 22, mientras que el otro anillo 32 se acopla a un fundamento o, por ejemplo, a un tejado, el primer anillo 31 puede presentar por su perimetro exterior una cremallera 33 rotatoria de plastico en la que puede engranar una unidad de accionamiento con una rueda dentada 35. Un accionamiento correspondiente para el mecanismo de giro 30 se indica en la figura 5a.

Alternativamente es posible que el primer anillo 31 presente un cable de acero 36 rotatorio unido en un punto 37 firmemente al primer anillo 31. El cable de acero 36 se enrolla adicionalmente en una bobina 38 accionada por una unidad de accionamiento 39. Un accionamiento correspondiente para el mecanismo de giro 30 se indica en la figura 5b.

En la figura 5c se ilustran alternativas de la forma de guiar los dos anillos 31,32 del mecanismo de giro 30 uno sobre el otro. Por una parte, es posible prever un rodillo de rodadura 50 y un rodillo de guia 51 en el anillo 31, que despues ruedan en el otro anillo 32. Alternativamente es posible configurar el otro anillo 32 de forma perfilada, de manera que un rodillo de rodadura 50 tambien perfilado engrane en este perfil. En los dos casos representados es posible que el mecanismo de giro 30 no solo se disponga en direccion horizontal, sino tambien inclinado. Cabe, por ejemplo, la posibilidad de disponer un colector solar 1 debidamente disenado paralelo al tejado en un tejado inclinado.

En la figura 6 se muestra un ejemplo de realizacion que presenta un soporte base 2’ alternativo en forma de X para dos unidades de colector 10, 10’. Las unidades de colector 10, 10’ se disponen con sus extremos en las piezas finales del soporte base en forma de X 2’, elevandose la unidad de colector 10 alejada del sol por medio de un soporte 19. Asi se reduce su sombreado por parte de la unidad de colector 10’ mas cercana al sol. Se entiende que este tipo de soporte 19 previsto solo en la parte posterior alejada del sol tambien se puede emplear en las demas formas de realizacion.

En la figura 6 se representa ademas un accionamiento alternativo. El mismo comprende una correa dentada 34 que gira por el borde exterior del anillo 31. El anillo 31 puede girar con la correa dentada 34 en una gama angular de mas de 360 grados, por lo que se puede llegar a cualquier posicion directamente desde cualquier posicion. Mediante un giro de 180 grados se puede conseguir ademas un ajuste correcto de las unidades de colector 10, 10’, incluso cuando el sol supera un angulo de elevacion de 90 grados. Por lo demas, el accionamiento es similar al que se representa en las figuras 3 y 5, por lo que nos remitimos a dichas explicaciones. El accionamiento de giro 30 se ladea por completo en un angulo a, de modo que forme un plano inclinado.

La figura 7 representa un ejemplo de realizacion de un brazo portante 13 con una bisagra 130.

Con la misma es posible abatir el brazo portante 13 al pasar el elemento de espejo 11 a su posicion protegida contra la intemperie (vease figura 3). Para asegurar el brazo portante 13 frente a un plegado no deseado, se preve un resorte 131 como dispositivo de bloqueo. Este se dimensiona de manera que soporte la fuerza del peso del brazo portante 13 con el elemento de receptor 12, asi como las fuerzas del viento que actuan sobre el mismo y otras fuerzas que se produzcan. Solo cuando durante el plegado el brazo portante 13 alcanza su posicion protegida contra la intemperie, se sobrepresiona el resorte 131 y el brazo portante 13 puede doblarse en la bisagra 130 para llegar a la posicion representada en la figura 3.

Una forma de realizacion alternativa del dispositivo de bloqueo se representa en las figuras 9a-c. La misma comprende un elemento de bloqueo 132 dependiente de la posicion realizado como cierre de masa. El mismo se dispone de forma giratoria en la parte del lado del receptor del brazo portante 13 y presenta por su extremo libre un saliente de enclavamiento 133. Este se configura para su penetracion en una escotadura de enclavamiento 134 complementaria en la parte del lado del apoyo del brazo portante 13, cuando el brazo portante 13 se encuentra en su posicion desplegada (vease figura 9a). Asi el brazo portante 13 se bloquea en arrastre de forma para todas las posiciones de servicio en las que el elemento de espejo 11 queda orientado hacia el sol. Al pasar a la posicion protegida contra la intemperie, el elemento de bloqueo 132 se activa cuando rebasa una posicion determinada

(vease figura 9b), desplazando el saliente de enclavamiento 133, debido a la fuerza de gravedad, fuera de la escotadura 134. El efecto de bloqueo se anula. Cuando el brazo portante 13 llega finalmente a su posicion protegida contra la intemperie (vease figura 3), se pliega en su bisagra 130 (vease figura 9c).

En el ejemplo de realizacion representado en la figura 10 se preve un mecanismo de acoplamiento electrico. En las 5 unidades de colector 10, 10’ se preven sendas unidades de accionamiento 24, 24’. Estas se conectan a un modulo de control de sincronismo 28 que activa las unidades de accionamiento 24. Mediante la activacion sincronizada se consigue una regulacion acoplada de las unidades de colector 10, 10’, como si estuvieran acopladas la una a la otra a traves de una “onda electrica”. Tambien se puede prever la combinacion del acoplamiento electrico con el acoplamiento mecanico. Esto se representa en la figura 8. En este caso se preve para varias unidades de colector 10 dispuestas en serie una unidad de accionamiento 24 comun, uniendose las unidades de colector 10, 10’ accionadas por la misma entre si a traves de barras de acoplamiento 20, como se ha detallado antes en relacion con las figuras 1 y 2.

En caso de requisitos especialmente elevados formulados a la sincronizacion, por ejemplo, para la compensacion de cargas de viento considerables, etc., que actuen en su caso de forma irregular sobre las unidades de colector 10, 15 10’, se puede prever opcionalmente un bucle de impulsos inversos. Este comprende descodificadores de posicion 27

en las distintas unidades de colector, que determinan el estado de giro de la respectiva unidad de colector 10, 10’ y lo aplican como senal de entrada al modulo de control de sincronizacion 28. En caso de necesidad, el modulo puede activar selectivamente las unidades de accionamiento, a fin de ajustar la posicion de los elementos de espejo 11 con prevision.

20 En la figura 10 se representa ademas un soporte de las unidades de colector 10, 10’. El primer armazon 20 es desplazado por los soportes 19 hacia arriba (visualizado por la doble flecha de la figura 10a). Como consecuencia se eleva tambien el eje de giro 14. Asi se gana espacio para regular los espejos 11 de las unidades de colector 10, 10’ mas alla de la horizontal, con lo que el espejo 11 adopta una posicion por debajo del eje de giro 14. De este modo puede seguir la trayectoria del sol incluso con un angulo de elevacion p de mas de 90 grados. El colector solar 25 resulta asi especialmente apropiado para el montaje en zonas proximas al ecuador entre los tropicos.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

REIVINDICACIONES

1. Colector solar (1) que comprende una primera unidad de colector (10), apoyada de forma giratoria alrededor de un eje de giro (14), con un elemento de espejo (11) y con un elemento de receptor (12) conectado al elemento de espejo (11) y dispuesto en el foco del elemento de espejo (11), previendose al menos otra unidad de colector (10’) correspondiente a la primea unidad de colector (10), siendo los elementos de espejo (11, 11’) de las primeras y de las otras unidades de colector (10, 10’) acanaladuras de espejo semiparaboloides con una linea focal como foco y desarrollandose los elementos de receptor (12, 12’) de las unidades de colector (10, 10’) respectivamente a lo largo de la linea focal de las respectivas acanaladuras de espejo (11, 11’) de forma paralela al respectivo eje de giro (14, 14’), disponiendose los ejes de giro (14, 14’) de las primeras y de las otras unidades de colector (10, 10’) paralelas y en direccion perpendicular a distancia de los ejes de giro (14, 14’), desarrollandose el eje de giro (14) de la respectiva unidad de colector(10, 10’) a lo largo de un canto del elemento de espejo (11, 11’), pudiendose girar las unidades de colector (10, 10’) de manera que el lado orientado respectivamente hacia los elementos de receptor (12, 12’) de los elementos de espejo (11, 11’) se pueda desplazar a una posicion protegida contra la intemperie, y disponiendose el respectivo elemento de receptor (12, 12’) en un brazo portante (13, 13’) abatible hacia el elemento de espejo (11, 11’), caracterizado por que las primeras y las otras unidades de colector (10, 10’) se acoplan respectivamente a traves de un mecanismo de acoplamiento de manera que un giro de la primera unidad de colector (10) conduzca a un giro sincronizado de las otras unidades de colector (10’), y por que el brazo portante (13, 13’) presenta una bisagra (130) que permite un plegado del brazo portante (13, 13’) durante el paso a la posicion protegida contra la intemperie, previendose en la bisagra (130) un dispositivo de bloqueo (131, 132) que impide un plegado no deseado del brazo portante (13, 13’) para todas las posiciones de servicio en las que el elemento de espejo (11, 11’) se orienta hacia el sol.
2. Colector solar segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la unidad de colector (10) se apoya adicionalmente en al menos un punto de palanca (15) alejado del eje de giro (14) con posibilidad de giro alrededor de un eje de palanca paralelo al eje de giro (14), de manera que la unidad de colector (10) gire como consecuencia de una variacion de la posicion relativa del eje de palanca respecto al eje de giro (14).
3. Colector solar segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que el mecanismo de acoplamiento se realiza como mecanismo de acoplamiento mecanico (20).
4. Colector solar segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que el mecanismo de acoplamiento se realiza como mecanismo de acoplamiento electrico (24, 28).
5. Colector solar segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las unidades de colector (10, 10’) se disponen en un soporte base (2, 2’) de forma que una unidad de colector (10, 10’) mas alejada del sol se eleve en relacion con una unidad de colector (10, 10’) mas cercana al sol.
6. Colector solar segun una de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado por que los ejes de giro (14, 14’) de las distintas unidades de colector (10, 10’) se fijan en un primer armazon (20) y los puntos de palanca (15, 15’) de las distintas unidades de colector (10, 10’) en un segundo armazon (22), pudiendose desplazar los dos armazones (20, 22) a lo largo de un plano el uno respecto al otro, de manera que giren las unidades de colector (10, 10’).
7. Colector solar segun una de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado por que en el eje de giro (14, 14’) de cada unidad de colector (10, 10’) se preve un tubo metalico (16) unido firmemente al respectivo elemento de espejo (11, 11’) de forma resistente a la torsion, que presenta preferiblemente una palanca (17) acoplada de manera fija al mismo para la formacion de un apoyo en el punto de palanca (15, 15’).
8. Colector solar segun la reivindicacion 7, caracterizado por que el tubo metalico (16) resistente a la torsion se eleva frente al soporte base por medio de un soporte (19) de manea que las unidades de colector (10, 10’) con las acanaladuras de espejo semiparaboloides (11, 11’) giren mas alla de la horizontal.
9. Colector solar segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo de bloqueo (131, 132) se configura preferiblemente como resorte.
10. Colector solar segun una de las reivindicaciones 2 a 9, caracterizado por que el elemento de espejo (11, 11’) de cada unidad de colector (10, 10’) presenta un punto de acoplamiento para la formacion de un apoyo en el punto de palanca (15, 15’).
11. Colector solar segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que por el lado opuesto a los elementos de receptor (12, 12’) de los elementos de espejo (11, 11’) se disponen celulas fotovoltaicas.
12. Colector solar segun una de las reivindicaciones 5 a 11, caracterizado por que se preve un mecanismo de giro (30) que gira alrededor de un eje no paralelo al eje de giro (14, 14’), en el que se dispone el soporte base (2).
13. Colector solar segun la reivindicacion 12, caracterizado por que el mecanismo de giro (30) se eleva de manera que forma un plano inclinado (a) y por que la unidad de colector alejada del sol (10) se eleva en relacion con una unidad de colector (10’) mas cercana al sol.

5 14. Colector solar segun la reivindicacion 12 o 13, caracterizado por que el soporte base se realiza como soporte en

forma de X (2’), en cuyos extremos se dispone respectivamente uno de los lados de las unidades de colector (10, 10’).
15. Colector solar segun una de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado por que el mecanismo de giro (30) se 10 realiza de modo que pueda girar a traves de al menos 360 grados completos, previendose como accionamiento una

correa dentada (34) que actua sobre el perimetro exterior del mecanismo de giro (30), o un cable de acero rotatorio (36) unido en al menos un punto (37) firmemente al mecanismo de giro (30) y enrollado en una bobina accionada (38), o presentando el mecanismo de giro (30) por su perimetro exterior una cremallera rotatoria (33), preferiblemente de plastico, en la que engrana una unidad de accionamiento con una rueda dentada (35).

15
16. Colector solar segun una de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizado por que las lineas de suministro de la(s) unidad(es) de colector (10, 10’) se conducen a traves de guias de paso en la zona del eje de giro del mecanismo de giro (30).