ES2703050T3 - Sistema de concentración de energía solar que comprende unas estructuras de soporte para múltiples heliostatos - Google Patents

Abstract

Un sistema de concentración de energía solar que comprende unos heliostatos (12) y un campo (900, 1200, 1600) de estructuras (10, 70) de soporte que incorpora los heliostatos (12), incluyendo cada estructura de soporte un bastidor (20, 72) formado por una pluralidad de largueros (22, 74) con un perímetro exterior genéricamente triangular y una pluralidad de monturas (26, 78) para llevar los heliostatos (12) provistos a lolargo del perímetro con al menos una montura (26, 78) en o cerca de cada vértice (16) del perímetro triangular externo del bastidor (20, 72), y al menos una montura (26, 78) adicional a mitad de camino a lo largo de cada lado del perímetro exterior triangular del bastidor (20, 72) en el que el campo (900, 1200, 1600) comprende una pluralidad de filas (902, 1102, 1202) de estructuras (10, 70) de soporte separadas por distancias sucesivas de una o más torres (904,, 1002, 1204, 1400, 1900, 1702) centrales, estando al menos algunas de las estructuras (10, 70) de soporte orientadas aproximadamente 180 grados alrededor de su eje geométrico central con respecto a las estructuras (10, 70) de soporte adyacentes.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de concentración de energía solar que comprende unas estructuras de soporte para múltiples heliostatos Campo de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de concentración de energía solar con heliostatos del tipo utilizado en plantas de concentración de energía solar en las que los rayos del sol son reflejados sobre un receptor solar para la generación de energía.

Antecedentes de la invención

Los sistemas de concentración de energía solar con receptores centrales incluyen un receptor central montado encima de una torre y un campo de heliostatos que rodean la torre. Los heliostatos reflejan los rayos del sol sobre el receptor central, el cual generalmente calienta un medio para producir un vapor sobrecalentado u otro fluido de trabajo termodinámico el cual, a continuación, acciona un generador fijado para generar electricidad.

Cada heliostato incluye un conjunto reflector, el cual a menudo presenta la forma de uno o más espejos de cristal rectangulares montados de manera amovible sobre una estructura de soporte. La estructura de soporte es típicamente un pilar de acero u hormigón que está sujeto a un cimiento como por ejemplo un bloque de hormigón moldeado en un agujero de cimentación dispuesto en el suelo. El conjunto reflector puede incluir un mecanismo de seguimiento que sea capaz de controlar el desplazamiento del reflector de manera que la luz solar sea reflejada con precisión sobre el receptor fijo de la central a medida que la posición relativa del sol cambie a lo largo del día.

El documento US 2011041836 A1 divulga un concentrador solar que incorpora una célula de soporte que soporta unos espejos triangulares planos.

El documento US 2009007901 A1 divulga un sistema de colector solar que comprende: un bastidor que comprende al menos un par de miembros laterales y una pluralidad de miembros transversales conectados al par de miembros laterales; una pluralidad de heliostatos montados sobre el bastidor; y una pluralidad de balastos acoplados al bastidor y configurados para mantener una posición del bastidor sobre el suelo. La construcción de los sistemas de concentración de energía solar con receptor central puede requerir una cantidad considerable de trabajo de desplazamiento de tierras al preparar los cimientos de las estructuras de soporte de los heliostatos. Los heliostatos son costosos de fabricar y de instalar y generalmente constituyen aproximadamente entre un 40 y un 50% del coste total de las plantas existentes de concentración de energía solar con receptor central. La estabilidad de las estructuras de soporte de los heliostatos es un condicionamiento importante, porque los sistemas deben operar en condiciones de vientos fuertes y otras condiciones metereológicas adversas, motivo por el que los heliostatos existentes están generalmente montados en cimientos individuales fijos o en una estructura tipo celosía. Un ejemplo de una estructura tipo celosía es el sistema "Sierra Suntower" fabricado por eSolar®.

Sería ventajoso contar con una estructura de soporte de heliostatos que fuera fácilmente instalada, fuera suficientemente estable y eficiente y que fuera relativamente rentable.

Sumario de la invención

De acuerdo con la invención, se proporciona un sistema de concentración de energía solar que comprende unos heliostatos y un campo de estructuras de soporte para soportar los heliostatos, incluyendo cada estructura de soporte un bastidor formado por una pluralidad de largueros con un perímetro exterior genéricamente triangular y una pluralidad de monturas para soportar los heliostatos provista a lo largo del perímetro de al menos una montura en o cerca de cada vértice del perímetro exterior triangular del bastidor, y al menos una montura adicional a mitad de camino de cada lado del perímetro exterior triangular del bastidor. El campo comprende múltiples filas de estructuras de soporte separadas por sucesivas distancias de una o más torres con receptor central, estando al menos algunas de las estructuras de soporte orientadas aproximadamente en un ángulo de 180 grados alrededor de su eje geométrico vertical con respecto a las estructuras de soporte adyacentes. Otras características de la invención disponen el perímetro exterior del bastidor en forma de triángulo equilátero y que el bastidor incorpore seis monturas, de las cuales tres estén en cada vértice del perímetro exterior triangular y las otras tres estén a mitad de camino a lo largo de cada lado del perímetro exterior triangular.

Características adicionales de la invención presentan tres largueros que se extienden entre tres monturas situadas a mitad de camino a lo largo de cada lado del perímetro exterior triangular para formar cuatro triángulos equiláteros más pequeños a lo largo del perímetro exterior triangular. De modo preferente, la estructura de soporte incluye nueve largueros idénticos de los cuales seis largueros se extienden entre el vértice del perímetro exterior triangular y las tres monturas a mitad de camino a lo largo de cada lado del perímetro exterior triangular, y tres largueros se extienden entre cada par de las tres monturas a mitad de camino de cada lado del perímetro exterior triangular. Otras características adicionales de la invención disponen que el bastidor presente una pluralidad de conjuntos de patas que se extienden a partir de aquél en una dirección genéricamente transversal a un plano formado por el perímetro exterior triangular del bastidor; y para que al menos algunas de las monturas de los conjuntos de patas sean solidarias entre sí para formar unos mástiles idénticos y nueve largueros idénticos, de manera que la estructura de soporte pueda ser ensamblada utilizando únicamente dos tipos de componentes.

Otras características de la invención disponen que cada larguero presente una viga de celosía y que los largueros y los mástiles estén conectados entre sí por medio de unas placas en saliente dispuestas sobre uno u otro o ambos de los mástiles y los largueros y que se alineen con unas aberturas cooperantes para recibir unos pernos a través de aquellos.

En una forma de realización alternativa, la estructura de soporte presenta tres conjuntos de patas en o cerca de cada vértice del perímetro exterior triangular del bastidor y seis monturas, de las cuales tres monturas están en o cerca de cada vértice del perímetro exterior triangular y las otras tres monturas están a mitad de camino a lo largo de cada lado del perímetro exterior triangular, posibilitando los tres conjuntos de patas que la estructura de soporte de los heliostatos presente un perfil realzado de manera que pueda ser situada sobre un suelo irregular.

Otras características de la invención disponen la estructura de soporte para que incluya tres amarres cada uno de los cuales esté conectado por un lado de sus extremos a tres puntos separados sobre el perímetro exterior triangular y presenten sus otros extremos conectados entre sí a un anclaje a tierra centralmente situado, para anclar la estructura de soporte al suelo en un único punto.

El conjunto de patas puede cada una presentar una estructura de pie para descansar sobre el suelo, incluyendo la estructura de patas unas formaciones o componentes de conexión de manera que la estructura de pie quede conectada a una estructura de pie de una estructura idéntica o similar de heliostatos situados en posición adyacente para formar un grupo estable de estructuras de soporte de heliostatos. En una forma de realización, cada conjunto de patas presenta una longitud ajustable que permite que la estructura de soporte de heliostatos tenga un perfil realzado, en el que la longitud ajustable se disponga mediante unos miembros telescópicos o unos tornillos a tierra ajustables, de manera que el bastidor pueda quedar fijado en una posición genéricamente horizontal cuando la estructura de soporte quede situada sobre un suelo irregular o en pendiente mediante el ajuste de las longitudes de los conjuntos de patas.

Otras características de la invención disponen que el sistema de concentración de energía solar presente unas filas adyacentes del campo de estructuras de soporte que están lateralmente desplazadas unas respecto de otras para maximizar las distancias entre sucesivas filas de los heliostatos soportados para minimizar el bloqueo óptico por parte de los heliostatos adyacentes. En una forma de realización, cada estructura de soporte alternada en una fila de estructuras de soporte está orientada en un ángulo de 180 grados alrededor de su eje geométrico vertical con respecto a las estructuras de soporte adyacentes.

Breve descripción de los dibujos

En los dibujos:

La Figura 1 es una vista tridimensional de una estructura de soporte que soporta múltiples heliostatos para un sistema de concentración de energía solar de acuerdo con la invención;

la Figura 2 es una vista tridimensional de la estructura de soporte de la Figura 1 sin heliostatos montados, y que incluye unas vistas en detalle de determinados componentes;

la Figura 3 es una vista en planta desde arriba de la estructura de soporte de la Figura 2;

la Figura 4 es una vista en alzado lateral de la estructura de soporte de la Figura 2;

la Figura 5 es una vista tridimensional de un conjunto de patas de la estructura de soporte de la Figura 2; la Figura 6 es una vista tridimensional de uno de los largueros de la estructura de soporte de la Figura 2; la Figura 7 es una vista tridimensional de otra estructura de soporte que incorpora múltiples heliostatos para un sistema de concentración de energía solar de acuerdo con la invención;

la Figura 8 es similar a la Figura 7 pero incluye tres amarres para el anclaje de la estructura de soporte al suelo en un único punto central;

la Figura 9 es una vista en planta de una pluralidad de estructuras de soporte de heliostatos dispuestos para minimizar el bloqueo óptico;

la Figura 10 es una vista en planta desde arriba que muestra un sector de un campo de estructuras de soporte de heliostatos de la disposición de la Figura 9;

la Figura 11 es una vista en planta que muestra un sector de un campo de estructuras de soporte de heliostatos en otra disposición;

la Figura 12 es una vista en planta exagerada de un campo de estructuras de soporte de heliostatos de la invención en la que las estructuras de soporte de heliostatos están dispuestas de manera ordenada radialmente hacia fuera para minimizar el bloqueo óptico;

la Figura 13 es una vista en planta de un campo de estructuras de soporte de heliostatos en la que las estructuras de soporte de heliostatos están en otra disposición adicional;

la Figura 14 es una vista en planta de una disposición de perímetro hexagonal de una estructura de soportes de heliostatos;

la Figura 15 es una vista en planta que muestra tres disposiciones arracimadas diferentes de estructuras de soporte de heliostatos;

la Figura 16 es una vista en planta de un campo de estructuras de soporte de heliostatos interconectadas; la Figura 17 es una vista en planta de una agrupación de heliostatos;

la Figura 18 es una vista lateral de una agrupación de estructuras de soporte de heliostatos; y

la Figura 19 es una vista en planta de varios de heliostatos arracimados cada uno con su propio receptor central.

Descripción detallada con referencia a los dibujos

La Figura 1 muestra una estructura (10) de soporte que incorpora una pluralidad de heliostatos (12). Cada heliostato incluye un espejo (14) de vidrio rectangular, mostrándose el lado inverso, que está montado de manera amovible sobre la estructura (10) de soporte y guiado por medio de un mecanismo (18) de seguimiento para controlar el desplazamiento del heliostato de manera que el espejo refleje con precisión la luz del sol sobre un receptor central fijo (no mostrado) a medida que la posición relativa del sol cambia a lo largo del día.

Las Figuras 2 - 4 muestran la estructura (10) de soporte sin los heliostatos montados. La estructura (10) de soporte incluye un bastidor (20) formado por una pluralidad de largueros (22). El bastidor (20) presenta un perímetro exterior triangular y una pluralidad de conjuntos (24) de patas, uno de los cuales se muestran en una vista en detalle. Los conjuntos de patas se extienden desde el bastidor en una dirección genéricamente transversal con respecto a un plano formado por el perímetro exterior triangular. En esta ilustración, los conjuntos de patas se extienden verticalmente y el plano formado por el perímetro exterior triangular del bastidor se extiende horizontalmente.

Una pluralidad de montantes (26) para soportar los heliostatos (12) están dispuestas a lo largo del perímetro del bastidor (20). En esta forma de realización, cada montura (26) es solidaria con un conjunto (24) de patas para formar un único mástil (28) que se fija a los largueros (22). Los seis mástiles (28) están dispuestos, tres en cada vértice (16) del perímetro exterior triangular del bastidor (20) y tres a mitad de camino a lo largo de cada lado (17) del perímetro exterior triangular, en esta forma de realización exactamente a mitad de camino a lo largo de cada lado (17). La estructura (10) de soporte incorpora por tanto seis heliostatos (12).

En este ejemplo, el perímetro exterior del bastidor es un triángulo equilátero, y el bastidor está construido a partir de nueve largueros (22) idénticos. Tres largueros se extienden entre cada par de tres mástiles (28) que están a mitad de camino a lo largo de cada lado del perímetro exterior triangular para formar cuatro triángulos (30) equiláteros más pequeños dentro del perímetro exterior triangular. Los restantes seis largueros se extienden entre el vértice del perímetro exterior triangular y las tres monturas a mitad de camino a lo largo de cada lado del perímetro exterior triangular.

En este ejemplo, los nueve largueros son idénticos entre sí y los seis mástiles son idénticos entre sí, de manera que la estructura de soporte puede ser ensamblada utilizando únicamente dos tipos de componentes (mástiles y largueros). Los mástiles (28) se muestra con detalle en la Figura 5 y los largueros (22) se muestran con detalle en la Figura 6. Como se muestra en la Figura 5, el mástil se presenta bajo la forma de un tubo de metal alargado que incluye unas placas (32) en saliente que están soldadas sobre y se extienden a lo largo del eje geométrico del mástil y se proyectan en direcciones radiales separadas a partir de aquél. Las placas (32) incluyen unas aberturas (34) dimensionadas para alinearse con unas aberturas (36) cooperantes de los extremos de cada larguero (22) para recibir unos pernos a través de aquellas. Las placas están radialmente separadas por un ángulo aproximado de 60 grados de manera que el ángulo entre cada larguero es de 60 grados para formar los triángulos equiláteros.

Se debe apreciar que para los tres mástiles que están a mitad de camino a lo largo de cada lado del perímetro exterior triangular las cuatro placas (32) en saliente están fijadas a los largueros, como se muestra en el detalle rodeado por círculo A de la Figura 2, mientras que para los tres mástiles que están en el vértice del perímetro exterior triangular, solo dos de las cuatro placas (32) en saliente están fijadas a los largueros como se muestra en el detalle rodeado por círculo B de la Figura 2. Como se muestra en la Figura 5, cada larguero (22) es una viga de celosía de acero bajo en carbono que presenta dos piezas de hierro en ángulo que forman unos alargamientos (38) separados con los miembros (40) de celosía de peso ligero que abarca los alargamientos en los ángulos alternados.

Las aberturas (36) están formadas hacia el extremo de cada uno de los alargamientos y los alargamientos están separados de la anchura de las placas (32) en saliente de manera que se ajustan sin huelgo a través de aquellas. Como se muestra en la Figura 5, el conjunto de patas que forma parte del mástil (28) incluye una estructura (42) de pie para descansar sobre el suelo. En esta forma de realización, la estructura de pie incluye tres piezas de hierro en ángulo en saliente que presentan en su interior una abertura (44). Conectando una pieza en puente (no mostrada) a la abertura de cada estructura (42) de pie, la estructura de pie de una estructura de soporte puede ser conectada a la estructura de pie de una estructura de soporte idéntica o similar de heliostatos situada en posición adyacente para formar un grupo de interbloqueo estable de las estructuras de soporte de heliostatos. Unos tornillos o anclajes en el suelo pueden también estar fijados a una estructura (42) de pie para asegurar la estructura de soporte al suelo, aunque en algunas formas de realización puede ser necesario disponer los anclajes en el suelo dado que se puede obtener una estabilidad suficiente mediante el interbloqueo de una pluralidad de estructuras soportes de heliostatos unos con otros.

Como se muestra en la Figura 5, la montura (26) sobre el mástil (28) se presenta bajo la forma de un reborde (30) radialmente en saliente que forma una brida de conexión y presenta una pluralidad de aberturas (31) por medio de las cuales un heliostato puede ser empernado al mástil (28).

Debe apreciarse que la estructura (10) de soporte de heliostatos de acuerdo con el ejemplo de las Figuras 1 a 6 puede estar fabricada en cualquier tamaño apropiado. En un ejemplo ilustrativo, cada larguero (22) tiene aproximadamente 2,5 m de longitud de manera que cada lado del perímetro exterior triangular equilateral tiene una longitud de 5 m. Los mástiles (28) pueden suspender el bastidor mediante aproximadamente 150 mm desde el suelo, descansando las seis estructuras (42) de pie sobre el suelo. La estructura (10) de soporte de heliostatos puede también estar fabricada a partir de cualquier material, en una forma de realización a partir de unos conjuntos soldados galvanizados construidos a partir de secciones de acero bajo en carbono.

La Figura 7 muestra un ejemplo alternativo de una estructura (70) de soporte para soportar una pluralidad de heliostatos. La estructura (70) de soporte incluye un bastidor (72) formado a partir de una pluralidad de largueros (74).

El bastidor (70) presenta un perímetro exterior triangular y una pluralidad de conjuntos (76) de patas. Los conjuntos de patas se extienden desde el bastidor en una dirección genéricamente transversal a un plano formado por el perímetro exterior triangular, extendiéndose los conjuntos de patas verticalmente y extendiéndose el plano formado por el perímetro exterior triangular del bastidor horizontalmente. Una pluralidad de monturas (78) para soportar los heliostatos está dispuesta a lo largo del perímetro del bastidor (72) en la ilustración ejemplar, las monturas son simples acoplamientos tipo casquillo, pero podrían consistir en cualquier otra montura o fijación apropiada, como por ejemplo pinzas, lengüetas en saliente o similares, y pueden también incluir medios de sujeción como por ejemplo pernos para sujetar firmemente en posición los heliostatos.

En el ejemplo de la Figura 7, la estructura (70) de soporte presenta tres conjuntos (76) de patas en cada vértice del perímetro exterior triangular y seis monturas, tres en cada vértice del perímetro exterior triangular del bastidor (72) y tres a mitad de camino a lo largo de cada lado del perímetro exterior triangular. Los tres conjuntos de patas posibilitan que la estructura de soporte de los heliostatos presenten un perfil realzado para que puedan situarse sobre un suelo irregular. En esta forma de realización, los largueros (74) son secciones de tubos, mejor que miembros de celosía, y se disponen unos tirantes (79) adicionales que se extienden entre una parte inferior de cada conjunto (76) de patas y un punto adyacente a cada montura (78). Unas armaduras o componentes opcionales pueden disponerse para estabilizar aún más la estructura cerrando o completando los triángulos incompletos. Por ejemplo, en la Figura 7, un cable (73) está extendido entre los conjuntos (76) de patas en sus extremos inferiores para completar los triángulos no completados entre los tirantes (79) adicionales. En otra forma de realización, una barra muy ligera puede estar extendida entre los conjuntos (76) de patas en sus extremos inferiores para completar los triángulos con completados entre los tirantes (79) adicionales. En la forma de realización ilustrada, los conjuntos (76) de patas y los tirantes (79) adicionales están sujetos al bastidor por medio de unas estructuras (77) de placa que están cortadas en el tamaño apropiado y sujetas por medio de pernos, remaches o soldadura. En otras variantes, las estructuras de patas, el bastidor y los tirantes adicionales podrían ser unos miembros de hierro en ángulo en cuyo caso no se requeriría ninguna placa.

La Figura 8 es similar a la Figura 7 pero incluye tres amarres (80) cada uno de los cuales está conectado en uno de sus extremos a tres puntos (82) separados sobre el perímetro exterior triangular y sus otros extremos están conectados entre sí a un punto centralmente localizado, en este caso un anillo (84) el cual, a su vez, está conectado a un anclaje al suelo por ejemplo un tornillo al suelo (no mostrado) para anclar la estructura de soporte al suelo en un solo punto. Esta configuración, tiene la ventaja de que solo se requiere un punto de anclaje, lo que puede facilitar la velocidad de instalación. Los amarres podrían ser cables, cuerdas, o bandas y podrían fabricarse en cualquier material apropiado incluyendo material de acero o de plástico. De acuerdo con la invención, el sistema de concentración de energía solar comprende un campo de estructuras de soporte de acuerdo con lo anteriormente descrito. La Figura 9 ilustra una porción (900) de un gran campo de estructuras (10) de soporte de heliostatos. El campo incluye múltiples filas (902) de estructuras de soporte separadas por distancias sucesivas respecto de una torrea (904) receptora central estando al menos algunas de las estructuras de soporte de heliostatos orientadas en un ángulo de 180 grados alrededor de su eje geométrico vertical con respecto a las estructuras adyacentes. Se disponen unos espacios (906) entre estructuras de soporte de heliostatos adyacentes para posibilitar el fácil acceso a cada heliostato (no mostrado) con fines de limpieza y mantenimiento. Un desplazamiento lateral es introducido entre filas adyacentes de estructuras de soporte de heliostatos provocando un solapamiento entre cada fila, cuya magnitud se determina para maximizar la distancia (908) entre heliostatos colineales para minimizar el bloqueo óptico por los heliostatos adyacentes.

La ventaja de contar con seis heliostatos dispuestos alrededor del perímetro de un bastidor de triángulo equilátero y de separar los bastidores adyacentes de la manera anteriormente descrita, es que la separación (910) entre líneas genéricamente paralelas de visión desde los espejos de los heliostatos con respecto a la torre receptora central puede ser igual, aunque la distancia (908) entre los espejos heliostatos colineales resulten maximizada. Esto posibilita conseguir que cada espejo de heliostato sea lo mayor posible sin bloquear en su espejo adyacente, y posibilita una orientación inclinada en la cual casi todo el espacio disponible puede ser utilizado para reflejar la luz solar desde la perspectiva de la torre-La Figura 10 muestra la forma en que la disposición de estructuras de soporte de heliostatos similar a la de la Figura 9 puede ser expandida para formar un sector (1000) alrededor de una torre (1002) receptora central. La forma del sector es tal que podrían situarse sectores similares en una disposición tipo rueda de vagón alrededor de la torre (1002) receptora central para rodear la torre receptora central con estructuras de soporte de heliostatos.

La Figura 11 muestra un sector (1100) similar al de la Figura 10, que difiere en que las filas (1102) adyacentes de las estructuras (10) de soporte de heliostatos no están lateralmente desplazadas a la manera de las Figuras 9 y 10. Por el contrario, las fibras (1102) están dispuestas de manera que cada estructura de soporte de heliostatos alternadas de la fila esté orientada 180 grados alrededor de su eje geométrico vertical con su heliostato adyacente, estando alineadas las monturas de los heliostatos sobre los vértices y los puntos medios.

La Figura 12 muestra una porción (1200) de un campo de estructuras (10) de soporte de heliostatos para un sistema de concentración de energía solar de acuerdo con formas de realización de la invención, donde las filas (1102) de las estructuras de soporte de heliostatos están separadas por distancias sucesivas desde la torre (1204) receptora central en una formación (1206) circular exagerada. Al menos algunas de las estructuras de soporte de heliostatos están orientadas en un ángulo de 180 grados alrededor de su eje geométrico vertical con respecto a las estructuras adyacentes. Unos espacios están dispuestos entre las estructuras de soporte de heliostatos adyacentes para posibilitar el fácil acceso a cada heliostato con fines de limpieza y mantenimiento. Un solapamiento horizontal es introducido entre filas adyacentes de soportes de estructuras de heliostatos, cuya magnitud se determina para maximizar la distancia (1210) entre los heliostatos radialmente alineados (1212) para que el bloqueo óptico por los heliostatos adyacentes pueda ser minimizado.

Dependiendo del trazado del campo de las estructuras de soporte de heliostatos, puede existir una solución óptima para la disposición de las estructuras de soporte de los heliostatos de manera que la energía reflejada en la dirección de la torre receptora central sea maximizada. Esta solución óptima no determinaría necesariamente el resultado de la disposición de la estructura de soporte de los heliostatos de la Figura 12, pero asumiría una disposición menos ordenada que la ilustrada por medio del ejemplo no limitativo de la Figura 13. Aunque parecería a partir de la vista de arriba abajo que podría producirse un bloqueo óptico, la solución sería una solución que asegurara que el bloqueo óptico global fuera un hecho minimizado. El modelado por ordenador puede ser capaz de determinar los trazados óptimos.

Hay, por supuesto, muchas otras disposiciones de estructuras de soportes de heliostatos que podrían ser utilizadas en campos de heliostatos. La Figura 14 muestra otra disposición de este tipo, en la cual un perímetro hexagonal de estructuras (10) de soporte de heliostatos está formada alrededor de una torre (1400) receptora central. La disposición podría ser expandida añadiendo una pluralidad de disposiciones de perímetro hexagonal concéntricas. Como alternativa, podría ser ventajoso que el campo de heliostatos comprendiera unos racimos (1500) de estructuras (10) de soporte de heliostatos como se ilustra en la Figura 15. Los racimos podrían adoptar diversas formas que se formarían fácilmente como resultado de la forma triangular de la estructura de soporte de los heliostatos. La Figura 15 muestra, a modo de ejemplo no limitativo, tres disposiciones de racimos diferentes que podrían ser utilizadas.

La Figura 16 muestra una porción (1600) de un campo de la estructuras de soporte de heliostatos en los que algunas de las estructuras de pie de las estructuras (10) de soporte están conectadas a las estructuras de pie de la estructuras de soporte situadas adyacentes para formar un grupo estable de estructuras de soporte de heliostatos. La formación (1602) de conexión podría ser implementada en cualquiera de las disposiciones anteriormente analizadas.

Otra disposición adicional de la estructuras de soporte de heliostatos para un sistema de concentración de energía solar de acuerdo con formas de realización de la invención, se ilustra en la Figura 17. La figura ilustra un racimo (1700) de estructuras (10) de soporte de heliostatos. Los heliostatos (12) están montados sobre las estructuras (10) de soporte que están configurados para dirigir los rayos de sol hacia una torre (1702) receptora central. Las estructuras (10) de soporte del racimo (1700) están dispuestas en cuatro filas, dos de las cuales se solapan. Las dos filas interiores están a ambos lados de un radio que se extiende desde la torre (1702) receptor central siendo los lados de las estructuras de soporte paralelas a los lados de las estructuras de soporte de la fila interior opuesta. Cada fila interior presenta tres estructuras (10) de soporte. Las dos filas exteriores de soporte se solapan con sus respectivas filas interiores adyacentes, estando las estructuras de soporte de las filas exteriores orientadas en un ángulo de 180 grados alrededor de su eje geométrico vertical con respecto a las estructuras de soporte de heliostatos en la fila interior adyacente. Las filas exteriores presentan cada una dos estructuras de soporte. La Figura 18 muestra una vista lateral del racimo (1700) de estructuras de soporte de heliostatos descritas anteriormente con referencia a la Figura 17.

La Figura 19 ilustra un campo de estructuras de soporte de heliostatos que incorpora una pluralidad de torres (1900) receptores centrales y una pluralidad de racimos (1700) de acuerdo con lo anteriormente descrito con referencia a las Figuras 16 y 17.

La invención no está limitada a las formas de realización descritas y pueden llevarse a cabo numerosas variaciones sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Por ejemplo, cada conjunto de patas puede presentar una longitud ajustable que posibilite que la estructura de soportes de heliostatos presente un perfil realzado en el que la longitud ajustable está dispuesta mediante unos miembros telescopios o unos tornillos a tierra ajustables, de manera que el bastidor pueda ajustarse a una posición genéricamente horizontal cuando la estructura de soporte esté situada sobre un suelo irregular o en pendiente mediante el ajuste de las longitudes de los conjuntos de patas. La invención, por tanto, proporciona un sistema de concentración de energía solar que comprende una estructura de soporte para múltiples heliostatos que no necesita una cimentación individual o una preparación del suelo, y en la que la eficiencia óptima resulta mejorada según lo descrito anteriormente. El sistema de concentración de energía solar de la invención mejora la flexibilidad del trazado del campo, en cuanto las estructuras de soporte pueden adoptar una disposición al tres bolillo con una separación próxima a la uniformidad posibilitando al tiempo una curvatura alrededor de la torre receptora y manteniendo cada heliostato apuntando a la torre. La facilidad de acceso a cada estructura de soporte facilita la limpieza del espejo del heliostato, y las unidades pueden ser ensambladas y densamente apiladas en la fábrica o transportadas en piezas hasta la zona de instalación e instaladas y ancladas en posición rápida y fácilmente.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. - Un sistema de concentración de energía solar que comprende unos heliostatos (12) y un campo (900, 1200, 1600) de estructuras (10, 70) de soporte que incorpora los heliostatos (12), incluyendo cada estructura de soporte un bastidor (20, 72) formado por una pluralidad de largueros (22, 74) con un perímetro exterior genéricamente triangular y una pluralidad de monturas (26, 78) para llevar los heliostatos (12) provistos a lolargo del perímetro con al menos una montura (26, 78) en o cerca de cada vértice (16) del perímetro triangular externo del bastidor (20, 72), y al menos una montura (26, 78) adicional a mitad de camino a lo largo de cada lado del perímetro exterior triangular del bastidor (20, 72) en el que el campo (900, 1200, 1600) comprende una pluralidad de filas (902, 1102, 1202) de estructuras (10, 70) de soporte separadas por distancias sucesivas de una o más torres (904,, 1002, 1204, 1400, 1900, 1702) centrales, estando al menos algunas de las estructuras (10, 70) de soporte orientadas aproximadamente 180 grados alrededor de su eje geométrico central con respecto a las estructuras (10, 70) de soporte adyacentes.

2. - El sistema de concentración de energía solar de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el perímetro exterior del bastidor (20, 72) de cada estructura (10, 70) de soporte es un triángulo equilátero y el bastidor incluye seis monturas (26, 78), de las cuales tres monturas (26, 78) están en cada vértice (16) del perímetro exterior triangular y las otras tres monturas (26, 78) están a mitad de camino a lo largo de cada lado del perímetro exterior triangular.

3. - El sistema de concentración de energía solar de acuerdo con la reivindicación 2, en el que cada estructura (10, 70) de soporte incluye tres largueros (22, 74) que se extienden entre cada par de tres monturas (26, 78) que están a mitad de camino a lo largo de cada lado del perímetro exterior triangular para formar cuatro triángulos (30) equiláteros más pequeños dentro del perímetro exterior triangular.

4. - El sistema de concentración de energía solar de acuerdo con la reivindicación 3, en el que cada estructura de soporte incluye nueve largueros (22, 74) idénticos de los cuales seis largueros (22, 74) se extienden entre el vértice (16) del perímetro exterior triangular y las tres monturas (26, 78) a mitad de camino a lo largo de cada lado del perímetro triangular exterior, y tres largueros (22, 74) se extienden entre cada par de las tres monturas (26, 78) a mitad de camino a lo largo de cada lado del perímetro exterior triangular.

5. - El sistema de concentración de energía solar de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el bastidor (20, 72) de cada estructura (10, 70) de soporte presenta una pluralidad de conjuntos (24, 76) de patas que se extienden desde aquél en una dirección genéricamente transversal a un plano formado por el perímetro exterior triangular del bastidor (20, 72).

6. - El sistema de concentración de energía solar de acuerdo con la reivindicación 5, en el que al menos una de las monturas (26, 78) y de los conjuntos (24, 76) de patas son solidarios entre sí para formar un solo mástil que se fija a los largueros (22, 74).

7. - El sistema de concentración de energía solar de acuerdo con la reivindicación 6, en el que cada estructura (10, 70) de soporte incluye seis mástiles (28) idénticos del tipo indicado y nueve largueros (22, 74) idénticos, de manera que una estructura (10, 70) de soporte puede ser ensamblada utilizando solo dos tipos de componentes.

8. - El sistema de concentración de energía solar de acuerdo con la reivindicación 6 o 7, en el que cada larguero (22, 74) es una viga de celosía y en el que los largueros (22, 74) y los mástiles (28) están conectados entre sí por medio de unas placas (32) en saliente dispuestas a uno u otro lado o a ambos lados de los mástiles (28) y de los largueros (22, 74) y que se alinean con unas aberturas (36) cooperantes para recibir unos pernos a través de ellas.

9. - El sistema de concentración de energía solar de acuerdo con la reivindicación 5, en el que cada estructura (10, 70) de soporte presenta tres conjuntos (24, 76) de patas en o cerca de cada vértice (16) del perímetro exterior triangular del bastidor (20, 72) y seis monturas (26, 78) permitiendo los tres conjuntos (24, 76) de patas que una estructura (10, 70) de soporte de heliostatos presente un perfil realzado, de manera que pueda ser situado sobre un suelo irregular.

10. - El sistema de concentración de energía solar de acuerdo con la reivindicación 9, en el que cada estructura (10, 70) de soporte incluye tres amarres (80) cada uno de los cuales está conectado por uno de sus extremos a tres puntos (82) separados sobre el perímetro exterior triangular y presentan sus otros extremos conectados entre sí a un anclaje al suelo centralmente situado, para anclar la estructura de soporte al suelo por un solo punto.

11. - El sistema de concentración de energía solar de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 10, en el que cada conjunto (24, 76) de patas presenta una estructura (42) de pie para descansar sobre el suelo, incluyendo la estructura (42) de pie unas formaciones o componentes de conexión, de manera que la estructura (42) de pie puede estar conectada a una estructura (42) de pie de una estructura (10, 70) de soporte de heliostatos idéntica o similar situada en posición adyacente para formar un grupo estable de estructuras (10, 70) de soporte de heliostatos.

12. - El sistema de concentración de energía solar de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 11, en el que cada conjunto (24, 76) de patas presenta una longitud ajustable que permite que cada estructura (10, 70) de soporte de heliostatos tenga un perfil realzado, en el que la longitud ajustable se asegura por unos miembros telescópicos o unos tomillos al suelo, de manera que cada bastidor (20, 72) puede ser fijado en una posición genéricamente horizontal cuando las estructuras (10, 70) de soporte son situadas sobre un suelo irregular o en pendiente mediante el ajuste de las longitudes de los conjuntos (24, 76) de patas.

13.- El sistema de concentración de energía solar de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las filas (902, 1102, 1202) adyacentes del campo (900, 1200, 1600) de estructuras (10, 70) de soporte están lateralmente desplazadas unas con respecto a otras para maximizar las distancias entre filas sucesivas de heliostatos (12) soportados para minimizar el bloqueo óptico por los heliostatos (12) adyacentes.

14.- El sistema de concentración de energía solar de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que cada estructura (10, 70) de soporte alterna en filas (902, 1102, 1202) adyacentes de estructuras (10, 70) de soporte está orientada en un ángulo de 180 grados alrededor de su eje geométrico vertical con respecto a sus estructuras (10, 70) de soporte adyacentes.