ES2832025T3 - Procedimiento para aumentar el rendimiento de colectores solares - Google Patents

Procedimiento para aumentar el rendimiento de colectores solares Download PDF

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ES2832025T3 ES16728618T ES16728618T ES2832025T3 ES 2832025 T3 ES2832025 T3 ES 2832025T3 ES 16728618 T ES16728618 T ES 16728618T ES 16728618 T ES16728618 T ES 16728618T ES 2832025 T3 ES2832025 T3 ES 2832025T3
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Abstract

Procedimiento de aumento del rendimiento producido por un colector solar (2) durante un período de observación predeterminado (T1 a TN), en el que el colector solar (2) presenta una superficie de colector (6) expuesta a la luz solar, que está inclinada con respecto a la horizontal en un primer ángulo de elevación (α) y está girada con respecto a la dirección norte-sur (N, S) en un ángulo acimutal (β), y en el que frente a la superficie de colector (6) se dispone un reflector (4) que está inclinado con respecto a la horizontal en un segundo ángulo de elevación (γ) y que refleja una porción de la luz solar que incide en el reflector (4), y que depende de la posición del sol, en la superficie de colector (6), mientras el segundo ángulo de elevación (γ) está ajustado de manera fija, caracterizado por que el segundo ángulo de elevación (γ) se selecciona dependiendo de la ubicación geográfica del colector solar (2) y del tamaño del primer ángulo de elevación (α) y el ángulo acimutal (β) de una manera tal que es máxima la suma de los productos de la proporción de la luz solar reflejada en la superficie de colector (6) en cada intervalo de observación (ΔT) y un valor de rendimiento asignado al colector solar (2), siendo la suma de los productos en intervalos de observación sucesivos durante un período de observación predeterminado (T1) a (TN), mientras el valor de rendimiento es el valor promedio medido o simulado de los rendimientos locales en el intervalo de observación respectivo en el lugar geográfico del colector solar (2) durante al menos dos años anteriores, y en el que el tamaño del segundo ángulo de elevación (γ) se determina por las siguientes etapas de procedimiento: a) predeterminar un valor (LR) para la longitud del reflector (4), b) predeterminar un valor inicial (T1) y un valor final (TN) estacional, así como los intervalos de observación (DT) para el período de observación, c) predeterminar un valor inicial (γ1) y un valor final (γN) para el segundo ángulo de elevación (γ) y los intervalos para la variación del segundo ángulo de elevación (Dγ), d) predeterminar un valor inicial (t1) y un valor final (tN) diario para el período inferior de observación y los intervalos inferiores de observación (Δt), e) predeterminar el rendimiento promedio (ET1) a (ETN) para el intervalo de observación (T1) a (TN) asignado respectivamente, f) formar los valores de rendimiento (EVγ1,T1) a (EVγ1,TN) sumando la proporción promedio de luz solar reflejada para el segundo ángulo de elevación (γ1) desde el reflector (4) sobre el colector solar (2) en un intervalo de observación respectivo (T1) con relación a la posición del sol en el período inferior de observación (t1) a (tN) y multiplicando el valor obtenido por un rendimiento promedio (ETI) asociado a este intervalo de observación (T1) para el colector solar (2), en intervalos de observación (ΔT) sucesivos en el período de observación (T1) a (TN), g) formar el valor promedio de los valores (EVγ1,T1) a (EVγ1,TN) determinados en el punto f) de un valor total (EVM, γ1) asociado al valor inicial (γ1) para el rendimiento en el período de observación (T1) a (TN) predeterminado, h) variar el valor para el segundo ángulo de elevación (γ) entre el valor inicial y el valor final (γ1) a (γN) en un valor predeterminado (Dγ) y determinar el valor total (EVM, γ1) asignado a este valor del ángulo (γi) para el rendimiento en el período de observación (T1) a (TN) predeterminado, mediante la repetición de las etapas e) a g), i) determinar el valor total máximo (EVM,γmax) para el rendimiento en el período de observación (T1) a (TN) predeterminado de los valores (EVM,γ1) a (EVM,γN) determinados en las etapas de procedimiento g) y h) y del valor del ángulo (γmax) asignado a este.

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para aumentar el rendimiento de colectores solares
La invención se refiere a un procedimiento de aumento del rendimiento de los colectores solares de acuerdo con el término genérico de la reivindicación 1.
En el caso de los modernos colectores solares fotovoltaicos o térmicos, en lo sucesivo denominados generalmente colectores solares, existe una variedad de procedimientos y técnicas para aumentar el rendimiento. Se conocen, entre otras cosas, las técnicas de seguimiento de los colectores solares, el uso de colectores solares con lentes convergentes integradas y la fijación de los reflectores directamente a los respectivos módulos o por separado de estos. Estos reflectores a menudo permiten instalar colectores solares en colectores solares orientados hacia el sol o en colectores solares que no están alineados de manera óptima en dirección sur.
El seguimiento de los colectores solares para aumentar la potencia generada está asociado a considerables costos adicionales para la estructura de apoyo, el accionamiento y el sistema de control; y los colectores solares con lentes convergentes integradas son complejos y su fabricación es costosa. Estas técnicas descritas por lo general no pueden equiparse posteriormente.
Por el contrario, los reflectores adicionales o adaptados ofrecen una forma rentable y sencilla de aumentar el rendimiento sin que esto afecte a las garantías del sistema fotovoltaico existente o recién instalado.
Tal reflector se conoce, por ejemplo, del documento DE 102008 055871 A1 y comprende un espejo que se dispone de forma pivotante en un borde lateral del módulo fotovoltaico.
Del documento EP 0230 227 A2, se conoce también una instalación solar con módulos solares planos en un campo de colectores, en cuyos bordes se disponen parcialmente una o más superficies de espejos planos en ángulo con los módulos solares, por lo que la radiación solar que incide en las superficies de los espejos se refleja en los módulos solares. Las superficies de los espejos y los módulos solares están dispuestas en forma rígida en el techo de un edificio o en elementos de soporte.
Los reflectores conocidos se forman como reflectores colectivos, como espejos paralelos o, como se describe en el documento DE 10 2009 033 771 A1, como reflectores difusos. Los reflectores colectivos tienen la desventaja de no iluminar los colectores solares iluminados de manera uniforme, lo que, como es sabido, produce la desventaja de que el colector solar no aumenta el rendimiento, ya que dicho rendimiento se determina por la célula solar más débil conectada en serie. Los reflectores pueden dividirse esencialmente en dos tipos diferentes debido a sus grados de libertad. Por un lado, reflectores fijos instalados en un ángulo determinado y por otro lado reflectores con ángulos variables. Los reflectores con variación de ángulo generalmente permiten ajustar el ángulo de elevación y a veces también el ángulo acimutal con relación a los colectores solares, como se muestra en el documento DE 102009 033 771 A1.
A partir del documento WO 2011/067772 A1, se conocen los colectores solares con reflectores solares montados en ellos, que se montan en filas sobre un soporte y se combinan en grupos, que se disponen sobre un bastidor base giratorio. La desventaja es que el bastidor portador debe ser muy complejo y estable para poder soportar con seguridad los colectores y reflectores solares incluso bajo altas cargas de viento.
Del documento EP 2075 853 A2 se conoce una disposición de colectores solares con reflector, que está fijado en un ángulo fijo, o alternativamente se dispone en un marco giratorio, que realiza un seguimiento manual o automática del sol. Los distintos módulos están dispuestos en una viga o un soporte, que puede girarse alrededor de su eje longitudinal. Esto significa que el marco de soporte debe haberse realizado muy complejo y estable en las juntas giratorias, ya que éstas tienen que soportar la carga de los colectores y reflectores solares. La disposición no prevé el ajuste del ángulo del reflector; y no se da ninguna indicación sobre cómo debe seleccionarse el ángulo entre el reflector y el colector.
Del documento US 4.674.244 se conoce una disposición que comprende un módulo fotovoltaico con una superficie colectora y un reflector, que está inclinado a lo largo del eje longitudinal central próximo a la superficie colectora por un ángulo de elevación relativo a la horizontal y refleja una porción de la luz solar incidente en el reflector, que depende de la posición del sol, sobre la superficie colectora.
El ajuste de estos ángulos de reflexión depende de una serie de factores de influencia, como ser, la orientación horizontal del sistema solar con relación al eje norte-sur (ángulo acimutal), el ángulo de elevación de los módulos solares y el curso estacional del sol. Aunque de los cinco documentos mencionados se desprende que el ángulo respectivo en que se coloca la superficie del reflector con relación a la superficie de colector se modifica según la estación del año para lograr un rendimiento energético óptimo, los escritos no dan ninguna indicación de que el ángulo deba fijarse de tal manera que se obtenga un rendimiento máximo durante un período de tiempo más largo predeterminado, en particular, durante un año.
Por consiguiente, una de las tareas de la presente invención es crear un procedimiento por el cual un reflector puede disponerse de manera óptima con relación a un colector solar de tal manera que el rendimiento sea máximo durante un período de tiempo más largo, en particular durante un año.
De acuerdo con la invención, esta tarea se resuelve por las características de la reivindicación 11.
Otras características de la invención se describen en las subreivindicaciones.
De acuerdo con el procedimiento de la invención para aumentar el rendimiento producido por un colector solar durante un período de observación determinado, el colector solar tiene una superficie de colector expuesta a la luz solar. Esta superficie colectora está inclinada respecto de la horizontal en un primer ángulo de elevación y girada con respecto a la dirección norte-sur en un ángulo acimutal. Frente a la superficie de colector también se dispuso un reflector inclinado respecto de la horizontal en un segundo ángulo de elevación, que refleja una proporción de la luz solar incidente en el reflector sobre la superficie de colector que depende de la posición del sol, quedando fijado el segundo ángulo de elevación del reflector durante un período de observación.
El procedimiento de acuerdo con la invención se caracteriza porque el segundo ángulo de elevación se selecciona de manera tal que se fija para un período de observación determinado en función de la ubicación geográfica del colector solar y del tamaño del primer ángulo de elevación y del ángulo acimutal, en el sentido de que la suma de los productos de la proporción de luz solar reflejada en la superficie de colector por intervalo de observación y un valor de rendimiento asignado al colector solar en sucesivos intervalos de observación durante el período de observación es máxima, siendo el valor de rendimiento el valor promedio medido o simulado de los rendimientos locales en el intervalo de observación respectivo en la ubicación geográfica del colector solar en al menos dos años anteriores.
El procedimiento de acuerdo con la invención tiene la ventaja de que un máximo de la cantidad adicional de energía proporcionada por el reflector se obtiene durante un período de tiempo más largo, en particular, tres meses, preferentemente de cinco a siete meses, particularmente preferente, de ocho meses hasta un año, sin tener que reajustar continuamente el ángulo en una manera mecánicamente compleja según la posición del sol. En otras palabras, el ángulo del reflector se mantiene fijo durante el período de observación.
Las ventajas logradas con la invención son una óptima alineación mecánica única del reflector con relación al colector solar, teniendo en cuenta los parámetros específicos del lugar. Constituye un desafío particular determinar los parámetros necesarios para calcular el ángulo óptimo. Debido a la multitud de factores influyentes y a su complejidad, el ajuste de los reflectores suele basarse en valores empíricos o en estimaciones aproximadas. Las ventajas del invento radican en particular en la reducción drástica, la simplificación y la automatización del cálculo, la inclusión de modelos de posición del sol y el diseño rentable del reflector. Además, se puede continuar usando la invención para aumentar el rendimiento de las instalaciones existentes a bajo costo y esfuerzo, sin que esto afecte las garantías existentes, a fin de aumentar aún más su eficiencia económica. En este sentido, el solicitante encontró que el rendimiento puede aumentarse hasta en un 26% montando un reflector de bajo costo en un lugar de instalación en el suroeste de Alemania utilizando el procedimiento de acuerdo con la invención.
De acuerdo con la invención, el tamaño del segundo ángulo de elevación se determina por las siguientes etapas de procedimiento. En primer lugar se especifica, en particular se calcula, el valor de la longitud del reflector. Esto depende de las condiciones locales y estructurales de la instalación, tal como la distancia entre las filas, un posible recorrido existente entre las filas o una posible pendiente. A continuación, se define un valor estacional de inicio y fin, así como el intervalo de observación para el período de observación. Por lo general, para una observación diurna, estos son los meses de marzo a octubre para un cálculo suficientemente exacto en Alemania, es decir, un período de observación de preferentemente 8 meses. Además, se definen los valores iniciales y finales del segundo ángulo de elevación y el intervalo para cambiar el ángulo. Preferentemente, el valor inicial está entre 0° y 20°, el valor final entre 20° y 45° y el intervalo preferentemente en 1°. Alternativamente, el intervalo puede dividirse en pasos de 0,1° para aumentar la precisión.
En la siguiente etapa del procedimiento, los valores diarios de inicio y final de un período de consideración se definen con el intervalo de consideración. Según lo encontrado por la solicitante, la salida del sol es suficiente como valor inicial y la puesta del sol con un intervalo de una hora, o posiblemente 30 minutos o menos, como valor final. Posteriormente, se asignan a cada intervalo de observación, especialmente a un día, valores medios de rendimiento, preferentemente en la unidad kWh/kWp. En la presente memoria, kWp denota la potencia del módulo o módulos solares en cuestión. Los datos kWh/kWp se originan preferentemente en sistemas solares regionalmente adyacentes, pero también pueden derivarse de modelos matemáticos.
En la presente memoria, las siguientes etapas se realizan de forma iterativa, por ejemplo, en un ordenador, para todos los intervalos en el intervalo dado del segundo ángulo de elevación entre el valor inicial y final con un tamaño de paso dado. Para el intervalo de observación respectivo, los valores de la porción reflejada se forman entonces en pasos definidos para cada valor que se encuentra dentro del intervalo. Para esto, la proporción promedio de luz solar reflejada desde el reflector al colector solar para el segundo ángulo de elevación en este intervalo de observación se suma en función de la posición del sol en el período de observación y el valor obtenido se multiplica por un valor asignado a este intervalo de observación para el rendimiento promedio del colector solar en el período de observación. A partir de los valores de rendimiento ponderados así obtenidos, se determina entonces el valor promedio a lo largo de todo el período de observación y se determina el valor total asignado al segundo ángulo de elevación respectivo para el rendimiento en el período de observación especificado. A continuación, el valor del segundo ángulo de elevación se aumenta o disminuye en el intervalo especificado para el segundo ángulo de elevación y el siguiente valor total del rendimiento asignado a este valor para el segundo ángulo de elevación se determina ejecutando de nuevo la etapa de proceso anterior. Las etapas del proceso descritos anteriormente se repiten hasta que se alcanza el valor final del segundo ángulo de elevación.
A continuación, a partir de los valores totales determinados para el rendimiento, se determina el máximo y el valor perteneciente a este máximo para el segundo ángulo de elevación en el valor seleccionado para la longitud del reflector, que también se denomina en adelante segundo ángulo de elevación óptimo en lo siguiente.
En la forma anteriormente descrita de la invención, el rendimiento promedio en el lugar de instalación del colector solar se determina sobre la base de los datos de los sistemas fotovoltaicos existentes en las cercanías o, en el caso de nuevas instalaciones, con la ayuda de herramientas y/o programas de cálculo comercialmente disponibles durante el período considerado, preferentemente, a intervalos de un día. Este tipo de recopilación de datos tiene la ventaja de que, incluso para los sistemas que aún no se han instalado, se puede calcular el segundo ángulo de elevación óptimo y, si se desea, el tamaño óptimo para un reflector adicional. En los sistemas existentes, el cálculo del segundo ángulo de elevación óptimo se puede llevar a cabo con una precisión muy alta, lo que constituye una ventaja adicional porque -como ha descubierto el solicitante- incluso pequeñas desviaciones del segundo ángulo de elevación óptimo conducen a una notable reducción del rendimiento adicional.
En la realización preferente de la invención, el aumento relativo del rendimiento generado por el colector solar en el período de observación dado se determina entonces sobre la base del valor total más grande previamente determinado y se muestra preferentemente como un aumento porcentual, por ejemplo, en la pantalla del ordenador.
De este tipo de normalización resulta la ventaja de poder hacer declaraciones cuantitativas sobre el aumento del rendimiento aplicando el procedimiento de acuerdo con la invención a un reflector solar ya instalado o previsto.
De acuerdo con otra idea subyacente a la invención, el tamaño del intervalo de apreciación es de un día, y/o el tamaño del período de visión es de una hora. Además, los rendimientos medios utilizados para cada intervalo de observación son los valores medios medidos o simulados de los rendimientos locales en el intervalo de observación respectivo en la ubicación geográfica del colector solar en al menos dos años anteriores.
Según otra idea subyacente a la invención, el tamaño del intervalo para el segundo ángulo de elevación por el que se varía al aplicar el procedimiento de acuerdo con la invención es, en particular, 1°.
Como ha comprobado la solicitante sobre la base de la simulación, esto da lugar a un cálculo suficientemente exacto del segundo ángulo de elevación óptimo que se encuentra dentro del marco de la precisión de ajuste mecánico con la que se puede alinear el reflector con respecto al colector.
De acuerdo con otra realización de la invención, un colector solar adicional, inclinado por un primer ángulo de elevación con respecto a la horizontal, se dispone a lo largo del eje longitudinal central de la superficie de colector. El borde lateral del colector solar se dispone a una distancia libre predeterminada del borde lateral de cara al colector solar más lejano.
Esto ofrece la ventaja de poder calcular el tamaño y el ángulo de elevación óptimo de un reflector incluso para los sistemas solares existentes en base a las condiciones estructurales del lugar de instalación.
En la realización anteriormente descrita de la invención, se varía adicionalmente la longitud del reflector en pasos predeterminados para determinar el segundo ángulo de elevación, en particular en pasos de 5 centímetros.
En una realización particularmente elegante de la invención, a este fin se varía la longitud del reflector entre una longitud máxima y una longitud mínima del reflector en pasos preferentemente uniformes, preferentemente en pasos de 5 cm, mientras la longitud máxima del reflector y la longitud mínima se determinan según la siguiente relación:
LRmax = a -(Lkoii * sen (aKoll) )/tan (aS06)
o en un colector solar dispuesto en una pendiente (ladera)
LRmax = a -(Lkoii * sen (aKoll) - hS)/tan (aS06)
o en un colector solar dispuesto en una pendiente descendente (ladera)
LRmax = a -(Lkoii * sen (aKoll) - hG)/tan (as06) y
LRmin = a -(Lkoii * sen (aKoll) )/tan (as03)
o en un colector solar dispuesto en una pendiente (ladera)
LRmin = a -(Lkoii * sen (aKoli) - hs)/tan (as03)
0 en un colector solar dispuesto en una pendiente descendente (ladera)
LRmin = a -(Lkoii * sen (aKoll) hG)/tan (aS03)
En este caso significan LRmax la longitud máxima del reflector, LRmin la longitud mínima del reflector, a equivale a la distancia libre entre los colectores, Lkoii la longitud del colector o bien de la plataforma del módulo, aKoll el ángulo de elevación de la superficie de colector, aS06 el ángulo del sol en la posición más alta del sol en la ubicación geográfica, en Alemania especialmente el 21 de junio y aS03 es el mayor ángulo de elevación o cenit del sol en la órbita diaria más baja al comienzo del período de observación, donde no se produce ningún sombreado de la superficie de colector. La solicitante ha seleccionado el 15 de marzo de cada año como ejemplo para el comienzo del período de observación en Alemania. Además, hS es la altura en la que el colector solar adicional se eleva desde el borde frontal del colector solar como resultado de la pendiente; y hG es la altura en la que se encuentra descendido el colector solar adicional respecto del borde frontal del colector solar como resultado de la pendiente descendente.
Esto ofrece la ventaja de que los costos de un reflector y el rendimiento adicional logrado por este reflector pueden ponerse en relación entre sí, permitiendo así la selección de un reflector económicamente óptimo.
De acuerdo con otra idea subyacente en la invención, la cantidad media de luz solar reflejada por el reflector en el colector solar durante el período de observación puede determinarse con la ayuda de un modelo de posición del sol. Esto ofrece la ventaja de lograr una resolución muy detallada y alta en el cálculo de la cantidad de luz solar reflejada por el reflector, que se realiza preferentemente en un ordenador electrónico.
De acuerdo con una realización ulterior de la invención, el reflector es una lámina reflectora de luz en un material portador, en particular, un marco revestido y/o una lámina de metal pulido en particular, que se monta preferentemente en un marco independiente del colector solar. Alternativamente, los espejos de vidrio también pueden ser usados como reflectores. La construcción del marco descrito anteriormente es de fabricación económica y, debido a su bajo peso -siempre que las normas de construcción lo permitan- puede instalarse fácilmente en los módulos solares existentes y sus soportes. De manera alternativa, el reflector puede instalarse en marcos independientes, que preferiblemente se anclan al suelo con púas, sin cimientos sólidos.
La invención se describe a continuación con referencia al dibujo sobre la base de una disposición preferente para llevar a cabo el procedimiento según la invención. Se muestra en el dibujo:
Figura 1: Una representación espacial esquemática de una disposición que comprende dos filas de colectores solares adyacentes, cada una con sus correspondientes reflectores.
Como se muestra en la Figura 1, una realización preferente de la disposición 1 comprende una primera fila de colectores solares 2 y una segunda fila de colectores solares 10 adicionales dispuestos a una distancia libre de éstos, cada uno de los cuales tiene una longitud Lkoii de, por ejemplo, 1,6 m y una superficie de colector 6, la que como es sabido consiste en células solares fotovoltaicas. La superficie de colector 6, que está expuesta a la luz del sol indicada esquemáticamente, está inclinada respecto de la horizontal en un primer ángulo de elevación aKoii y girada con respecto a la dirección norte-sur N, S en un ángulo acimutal B.
Un reflector 4 preferentemente continuo se dispone frente a cada uno de los colectores solares 2, 10, que está inclinado con respecto a la horizontal en un segundo ángulo de elevación Y, que refleja una porción de la luz solar incidente en el reflector 4 que depende de la posición del sol en la superficie de colector 6 de los colectores solares opuestos 2, 10. Preferentemente cada uno de los reflectores 4 cabe en un marco 8 indicado por líneas punteadas, que está revestido con una lámina reflectora de luz, la que preferentemente es reflectante. En formas alternativas, en el marco 8 se puede haber fijado una lámina de metal preferentemente pulida con un espesor de, por ejemplo, 0,1 a 2 mm. El marco 8 está montado preferentemente en una estructura no especificada, independiente del colector solar.
El tamaño del segundo ángulo de elevación Y se ajusta manualmente para cada reflector 4 mediante un dispositivo de ajuste mecánico que no se muestra en el dibujo. Al ajustar el dispositivo de ajuste de cada reflector 4, el segundo ángulo de elevación Y, es decir, el ángulo de inclinación del reflector 4 en función de la ubicación geográfica del colector solar 2 y el tamaño de los ángulos a, B se fija de tal manera que es máxima la suma de los productos sumados en sucesivos intervalos de observación t1... tN a lo largo de un período de observación predeterminado T1 a Tn, referido a la parte de la luz solar reflejada sobre la superficie de colector 6 en el intervalo de observación T1... Tn y un valor de rendimiento correspondiente al colector solar 2. El curso del sol en los respectivos intervalos de observación T1, T2, hasta Tn y la posición del sol en los intervalos inferiores de observación t1, t2, hasta tN se esbozó simbólicamente en líneas discontinuas en la Fig. 1, a fin de facilitar la comprensión.
Listado de referencias
1 disposición para llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con la invención
2 colector solar
4 reflector
6 superficie de colector
8 marco portante
10 colector solar adicional
a distancia libre
Et1...TN rendimiento promedio
Ev y i .t i ... yn.tn valores de rendimiento aumentado
Ev m y i... vmyn valor total
EvM,Ymax valor total mayor
Lkoii longitud del colector
Lr longitud del reflector
LRmax longitud máxima del reflector
LRmin longitud mínima del reflector
DLr variación de la longitud del reflector
aKoll primer ángulo de elevación
B ángulo acimutal
Y i...n segundo ángulo de elevación
Ymax segundo ángulo de elevación asignado al valor total mayor (Evm , Ymax) Dy modificación del segundo ángulo de elevación
T i ...n período de observación
d t intervalos de observación
t i ...n período inferior de observación
Dt intervalo inferior de observación
S sur
n norte

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento de aumento del rendimiento producido por un colector solar (2) durante un período de observación predeterminado (T1 a Tn), en el que el colector solar (2) presenta una superficie de colector (6) expuesta a la luz solar, que está inclinada con respecto a la horizontal en un primer ángulo de elevación (a) y está girada con respecto a la dirección norte-sur (N, S) en un ángulo acimutal (B), y en el que frente a la superficie de colector (6) se dispone un reflector (4) que está inclinado con respecto a la horizontal en un segundo ángulo de elevación (Y) y que refleja una porción de la luz solar que incide en el reflector (4), y que depende de la posición del sol, en la superficie de colector (6), mientras el segundo ángulo de elevación (Y) está ajustado de manera fija,
caracterizado por que el segundo ángulo de elevación (Y) se selecciona dependiendo de la ubicación geográfica del colector solar (2) y del tamaño del primer ángulo de elevación (a) y el ángulo acimutal (B) de una manera tal que es máxima la suma de los productos de la proporción de la luz solar reflejada en la superficie de colector (6) en cada intervalo de observación (DT) y un valor de rendimiento asignado al colector solar (2), siendo la suma de los productos en intervalos de observación sucesivos durante un período de observación predeterminado (T1) a (TN), mientras el valor de rendimiento es el valor promedio medido o simulado de los rendimientos locales en el intervalo de observación respectivo en el lugar geográfico del colector solar (2) durante al menos dos años anteriores, y en el que el tamaño del segundo ángulo de elevación (Y) se determina por las siguientes etapas de procedimiento:
a) predeterminar un valor (Lr) para la longitud del reflector (4),
b) predeterminar un valor inicial (T1) y un valor final (Tn) estacional, así como los intervalos de observación (DT) para el período de observación,
c) predeterminar un valor inicial (Y1) y un valor final (Yn) para el segundo ángulo de elevación (Y) y los intervalos para la variación del segundo ángulo de elevación (Dy),
d) predeterminar un valor inicial (t1) y un valor final (tN) diario para el período inferior de observación y los intervalos inferiores de observación (Dt),
e) predeterminar el rendimiento promedio (Et1) a (Etn) para el intervalo de observación (T1) a (Tn) asignado respectivamente,
f) formar los valores de rendimiento (Evy1,t 1) a (Evy1,tn) sumando la proporción promedio de luz solar reflejada para el segundo ángulo de elevación (Y1) desde el reflector (4) sobre el colector solar (2) en un intervalo de observación respectivo (T1) con relación a la posición del sol en el período inferior de observación (t1) a (tN) y multiplicando el valor obtenido por un rendimiento promedio (Eti) asociado a este intervalo de observación (T1) para el colector solar (2), en intervalos de observación (DT) sucesivos en el período de observación (T1) a (Tn),
g) formar el valor promedio de los valores (Evy1,t 1) a (Evy1,tn) determinados en el punto f) de un valor total (Evm , Y1) asociado al valor inicial (Y1) para el rendimiento en el período de observación (T1) a (Tn) predeterminado,
h) variar el valor para el segundo ángulo de elevación (Y) entre el valor inicial y el valor final (Y1) a (Yn) en un valor predeterminado (Dy ) y determinar el valor total (Evm , Y1) asignado a este valor del ángulo (Yi) para el rendimiento en el período de observación (T1) a (Tn) predeterminado, mediante la repetición de las etapas e) a g),
i) determinar el valor total máximo (EvM,Ymax) para el rendimiento en el período de observación (T1) a (Tn) predeterminado de los valores (Evm .yÓ a (Evm ,yn) determinados en las etapas de procedimiento g) y h) y del valor del ángulo (Y max ) asignado a este.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que,
la predeterminación del rendimiento promedio (Et 1) a (Etn) en el lugar de instalación del colector solar (2) se realiza sobre la base de los datos de los sistemas fotovoltaicos existentes en estrecha proximidad o, en el caso de las nuevas instalaciones, utilizando las herramientas y/o programas estándar de cálculo del mercado en el momento del valor inicial (T1) al valor final (Tn), preferentemente en intervalos de (DT) = 1 día.
3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que,
el aumento relativo del rendimiento generado por el colector solar (2) en el período de observación especificado (T1) a (Tn) se determina sobre la base del valor total mayor (EvM,Ymax) determinado en la etapa i) del procedimiento.
4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que,
el tamaño del período inferior de observación (Dt) es una hora.
5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que,
el tamaño del intervalo (Ay ) para el segundo ángulo de elevación (Y) es de 1°.
6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que,
a lo largo del eje longitudinal central de la superficie de colector (6) se dispone otro colector solar (10) inclinado en un primer ángulo de elevación (a) con respecto a la horizontal, estando el borde inferior del colector solar (2) dispuesto a una distancia libre (a) del borde superior del colector solar adicional (10).
7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que,
para la determinación del segundo ángulo de elevación (Y) se varía adicionalmente la longitud (Lr) del reflector (4) en pasos predeterminados (ALr), en particular, en pasos de 5 centímetros.
8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por que,
se varía la longitud del reflector (Lr) entre una longitud máxima (Lrmax) y una longitud mínima (Lrmin) del reflector (4) en pasos preferentemente uniformes, preferentemente en pasos de 5 cm, mientras la longitud máxima (Lrmax) y la longitud mínima (Lrmin) del reflector se determinan según la siguiente relación:
LRmax = a -(Lkoii * sen (aKoll) )/tan (aS06)
o en un colector solar (2) dispuesto en una pendiente (ladera)
LRmax = a -(Lkoii * sen (aKoll) - hS)/tan (aS06)
o en un colector solar (2) dispuesto en una pendiente descendente (ladera)
LRmax = a -(Lkoii * sen (aKoll) - hG)/tan (as06)
y
LRmin = a -(Lkoii * sen (aKoll) )/tan (as03) o
en un colector solar (2) dispuesto en una pendiente (ladera)
LRmin = a -(Lkoii * sen (aKoll) - hs )/tan (as03)
O en un colector solar (2) dispuesto en una pendiente descendente (ladera)
LRmin = a -(Lkoii * sen (aKoll) hG)/tan (as03)
en el que
LRmax es la longitud máxima del reflector (4),
LRmin es la longitud mínima del reflector (4),
a es la distancia libre entre los colectores solares (2,10),
Lkoii es la longitud del colector solar (2) o bien de la plataforma del módulo,
aKoll es el ángulo de elevación de la superficie de colector (6),
as03 es el mayor ángulo de elevación o cenit del sol en la órbita diaria más baja al comienzo del período de observación, en el que no se produce ningún sombreado de la superficie de colector solar (2) o del reflector (4), as06 es el ángulo del sol en su altitud máxima en el lugar de instalación geográfico,
hs es la altura en la que el colector solar adicional (10) se encuentra elevado respecto del borde frontal del colector solar (2) debido a una pendiente y
hG es la altura en la que el colector solar adicional (10) se encuentra descendido respecto del borde frontal enfrentado del colector solar (2) debido a una pendiente descendente.
9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que,
se determina la proporción de luz solar reflejada por el reflector en el colector solar (2) para el período de observación (T1) a (Tn) con la ayuda de un modelo de altitud solar.
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