ES2834198T3

ES2834198T3 - Métodos de fabricación de un panel de reflector secundario (SRP) mejorado con revestimiento tratable térmicamente para aplicaciones de energía solar concentrada

Info

Publication number: ES2834198T3
Application number: ES10801732T
Authority: ES
Inventors: Yiwei Lu; Philip Lingle; Dave Maikowski; Daniel Prone
Original assignee: Guardian Glass LLC
Current assignee: Guardian Glass LLC
Priority date: 2010-01-19
Filing date: 2010-12-29
Publication date: 2021-06-16
Anticipated expiration: 2030-12-29
Also published as: EP2526347A1; MX2012008289A; WO2011090784A1; BR112012017702A2; EP2526346B1; US8833950B2; WO2011090469A1; MX2012008288A; US20140202210A1; US20110176236A1; US8702253B2; EP2526346A1; US20110176212A1; BR112012017647A2; PL2526346T3; US9045361B2

Abstract

Un método para fabricar un panel de reflector secundario, comprendiendo el método: disponer (404) un revestimiento (104, 506) reflectante de múltiples capas sobre una superficie principal de un sustrato (502) de vidrio; retirar una porción del revestimiento (104, 506) reflectante de múltiples capas próxima a los bordes del sustrato (502) de vidrio; disponer (408) un material (508) de frita sobre el sustrato (502) de vidrio, incluyendo ambos de los bordes del mismo, y sobre el revestimiento (104, 506) reflectante de múltiples capas dispuesto sobre el sustrato (502) de vidrio; calentar (412) el sustrato (502) de vidrio, así como el reflectante de múltiples capas (104, 506) y el material (508) de frita dispuesto sobre el sustrato (502) de vidrio, hasta una temperatura elevada para curar el material (508) de frita; y doblar el sustrato (502) de vidrio con el reflectante de múltiples capas (104, 506) y el material (508) de frita dispuesto sobre el mismo durante dicho calentamiento, en donde el material (508) de frita incluye un sistema de vehículo no basado en agua.

Description

d e s c r ip c ió n

Métodos de fabricación de un panel de reflector secundario (SRP) mejorado con revestimiento tratable térmicamente para aplicaciones de energía solar concentrada

Campo de la invención

La solicitud se refiere a secondary reflector panels (paneles de reflectores secundarios -SRP) mejorados con revestimientos tratables- térmicamente para aplicaciones de concentrated solar power (energía solar concentrada - CSP) y/o métodos de fabricación de los mismos. Más particularmente, determinadas realizaciones ilustrativas de la presente invención se refieren a la fabricación de un panel de reflector con un revestimiento reflectante y un soporte de material de frita mediante el curado del material de frita, la flexión del sustrato y el tratamiento térmico del sustrato con el revestimiento sobre el mismo durante un proceso de calentamiento común. En otras palabras, en determinadas realizaciones ilustrativas, el sustrato se dobla y el material de frita se cura, al tiempo que el sustrato con el revestimiento y el material de frita sobre el mismo se somete a tratamiento térmico.

Antecedentes y sumario de realizaciones ilustrativas de la invención

Los colectores solares son conocidos en la técnica. Los colectores solares ilustrativos se describen en las patentes US-6.050.526, US-5.347.402, US-4.572.160, US-4.056.313, US-4.117.682, US-4.608.964, US-4.059.094, US-4.161.942, US-5.275.149, US-5.195.503 y US-4.237.864. Véanse también las publicaciones US-2007/0223096 y US-2009/0101208.

Un componente en una planta generadora de energía solar concentrada de espejo de Fresnel es un ensamblaje de espejo de reflector secundario. El espejo en el ensamblaje secundario, denominado panel de reflector secundario (o SRP), se dobla o forma típicamente a partir de una lámina de aluminio. Los SRP convencionales, cuando se instalan como parte del ensamblaje de reflector secundario, a menudo experimentan problemas (p. ej., no funcionan o están limitados de cualquier otra manera) cuando se alcanza o supera una temperatura operativa máxima de aproximadamente 270 °C. Por ejemplo, a medida que las temperaturas generadas por el panel superan los 270 °C, el panel de aluminio formado se modifica en sus características físicas de material. Estos cambios degradan el rendimiento de reflexión solar de la superficie de aluminio y evitan que las temperaturas generadas superen aproximadamente los 270 °C en la unidad de ensamblaje de SRP.

En una planta de CSP, un panel de reflector secundario típicamente ayuda a calentar un tubo de absorbedor que se llena de agua u otro fluido de calentamiento. El agua se convierte en vapor con una temperatura de aproximadamente 270 °C y una presión de 5,5 MPa (55 bar). El vapor se usa para impulsar una unidad de generador de turbina, produciendo, de ese modo, energía eléctrica. La eficacia global del sistema generador de energía solar de reflector de Fresnel está ligada, por tanto, a la temperatura y presión del vapor producido. El aumento de la reflectancia solar generada por el panel de espejo secundario y el aumento de la temperatura operativa del panel aumenta la entrada de energía al vapor. Esto aumenta directamente la potencia y la eficacia térmica de la planta de energía de Fresnel. Esta limitación de eficacia es un impulsor para la competitividad de esta tecnología, en comparación con otras tecnologías térmicas solares, tales como los receptores cilíndricos parabólicos y centrales.

El documento US-2009/0 101 208 A1 se refiere a un sistema de colector solar que incluye una pluralidad de reflectores. Cada reflector tiene una nervadura de rigidez asociada al mismo y se acopla al mismo en un lado que se orienta alejándose del sol.

El documento DE-36 26 780 se refiere a la producción de reflectores, en los que se usa el vidrio como revestimiento protector o como revestimiento de soporte para el revestimiento del reflector. El material de vidrio o el material de vidrio cerámico se aplica en forma de polvo directamente a la superficie de un sustrato adecuadamente preparado con la acción de calor.

Por tanto, se apreciará que existe la necesidad en la técnica de un panel de reflector secundario mejorado o similares.

La invención se define en las reivindicaciones independientes. De aquí en adelante, las partes de la descripción y los dibujos que se refieren a realizaciones que no están cubiertas por las reivindicaciones no se presentan como realizaciones de la invención, sino como antecedentes de la técnica o ejemplos útiles para la comprensión de la invención.

En determinadas realizaciones ilustrativas, se proporciona un método para fabricar un panel de reflector secundario. Un revestimiento reflectante de múltiples capas se dispone sobre una superficie principal de un sustrato de vidrio. Se retira una porción del revestimiento reflectante de múltiples capas próximo a los bordes del sustrato de vidrio. Un material de frita se dispone sobre el sustrato de vidrio, incluyendo ambos bordes del mismo, y sobre el revestimiento reflectante de múltiples capas dispuesto sobre el sustrato de vidrio. El sustrato de vidrio, así como el reflectante de múltiples capas y el material de frita dispuesto sobre el sustrato de vidrio, se calientan hasta una temperatura elevada para curar el material de frita. El sustrato de vidrio con el reflectante de múltiples capas y el material de frita dispuesto sobre el mismo se dobla durante dicho calentamiento.

En determinadas realizaciones ilustrativas, se proporciona un método para fabricar un panel de reflector secundario. Un revestimiento reflectante que incluye plata se dispone sobre una superficie principal de un sustrato de vidrio. Un material de frita se dispone sobre al menos una porción del revestimiento reflectante de múltiples capas. El sustrato, con el revestimiento reflectante y el material de frita sobre el mismo, se calienta hasta una primera temperatura elevada para secar el material de frita y retirar al menos parte del disolvente del material de frita. El sustrato, con el revestimiento reflectante y el material de frita sobre el mismo, se dobla al tiempo que se aplica una segunda temperatura elevada sobre el mismo. El material de frita se cura durante la aplicación de la segunda temperatura elevada y la segunda temperatura elevada es más alta que la primera temperatura elevada. Después de la aplicación de la segunda temperatura elevada, el revestimiento reflectante queda sustancialmente sellado herméticamente entre el material de frita y el sustrato de vidrio.

En determinadas realizaciones ilustrativas, se proporciona un panel de reflector secundario. Un sustrato de vidrio con bajo contenido de hierro tratable térmicamente tiene un espesor de aproximadamente 1,6-3,0 mm. Se dispone un revestimiento reflectante de múltiples capas sobre el sustrato de vidrio con bajo contenido de hierro, incluyendo el revestimiento reflectante de múltiples capas al menos una capa de plata intercalada con una primera y una segunda capas que incluye Ni y/o Cr. Un material de frita cerámica se une a al menos una porción del revestimiento reflectante de múltiples capas y, además, se une a al menos una porción periférica del sustrato de vidrio, donde no se dispone el revestimiento reflectante de múltiples capas. El material de frita cerámica incluye, al menos inicialmente, un sistema de vehículo no acuoso. El panel de reflector secundario tiene una reflectancia solar total de al menos el 93 %.

Estas características, aspectos y ventajas se pueden usar en cualquier combinación o subcombinación adecuada en diferentes realizaciones de la presente invención.

Breve descripción de Ios dibujos

Estas y otras características y ventajas pueden comprenderse mejor y de forma más completa haciendo referencia a la siguiente descripción detallada de realizaciones ilustrativas junto con los dibujos, en los cuales:

las Figuras 1A y 1B son pilas de capas ilustrativas que se pueden disponer sobre un sustrato según determinadas realizaciones ilustrativas;

la Figura 2 es un gráfico que muestra la reflectancia del lado de vidrio en función de la longitud de onda según determinadas realizaciones ilustrativas;

las Figuras 3A-3J son pilas de capas ilustrativas según determinadas realizaciones ilustrativas;

la Figura 4 es un diagrama de flujo ilustrativo que ilustra un proceso para la fabricación de un reflector según determinadas realizaciones ilustrativas;

la Figura 5 es una vista en sección transversal ilustrativa de un reflector según determinadas realizaciones ilustrativas;

la Figura 6 es una segunda vista en sección transversal ilustrativa de un reflector según determinadas realizaciones ilustrativas; y

la Figura 7 es una tercera vista en sección transversal ilustrativa de un reflector según determinadas realizaciones ilustrativas.

Descripción detallada de realizaciones ilustrativas de la invención

La siguiente descripción se proporciona con relación a varias realizaciones ilustrativas que pueden compartir características comunes, características, etc. Debe entenderse que una o más características de una realización cualquiera pueden combinarse con una o más características de otras realizaciones. Además, las características individuales o una combinación de características pueden constituir una o más realizaciones adicionales.

Determinadas realizaciones ilustrativas se refieren a un panel de reflector secundario (SRP) mejorado (p. ej., de alto rendimiento) que se puede usar en aplicaciones de energía solar de concentración (aplicaciones de CSP), tales como, por ejemplo, diseños de CSP de Fresnel. El producto revestido incluye un reflector secundario (p. ej., un espejo) de alto rendimiento que se puede doblar después del revestimiento a la forma de reflector deseada. De forma alternativa o adicional, el producto se puede fritar, pintar o laminar opcionalmente para proteger la superficie con espejo. El espejo secundario puede incluir un revestimiento que incluya plata o basado en plata metalizado al vacío sobre un sustrato de vidrio. El vidrio flotante solar comercializado por el cesionario de la presente solicitud con el nombre comercial EcoGuard se puede usar en relación con determinadas realizaciones ilustrativas. En determinadas realizaciones ilustrativas, tal vidrio puede resistir temperaturas de flexión superiores a 650 0C y los esfuerzos generados por la flexión hasta un radio menor de aproximadamente 30 cm (12 pulgadas) y un espejo dispuesto sobre el mismo puede tener una reflectancia solar total mayor del 93 %. El segundo espejo de superficie se puede disponer sobre el vidrio con bajo contenido de hierro en un intervalo de espesor de 1,6-3,0 mm, por ejemplo. En determinados ejemplos, el espejo fabricado posteriormente puede resistir la exposición prolongada a temperaturas en el intervalo de 250-450 °C, así como una exposición cíclica diaria entre aproximadamente 0 °C y 450 °C.

La Fig. 1A es una pila de capas ilustrativa dispuesta sobre un sustrato según determinadas realizaciones ilustrativas. Un espejo 100 puede incluir un sustrato de vidrio 102 en el que, sobre el mismo, se puede disponer una pila de capas 104. El sustrato de vidrio 102 puede estar compuesto de un vidrio flotante con contenido de hierro inferior y/o de alta transmisión solar. En determinadas realizaciones ilustrativas, el sustrato de vidrio puede estar diseñado para aumentar la reflectividad solar del producto de espejo terminado.

Diversas técnicas para la producción de vidrio con bajo contenido de hierro están disponibles. Véanse, por ^{ejemplo, las patentes US-7.700.870; US-7.700.869; US-7.557.053; y US-5.030.594 y las publicaciones}Us -2007/0215205; US-2009/0223252; US-2010/0122728; US-2010/0255980; y US-2009/0217978.

Un vidrio de base de sílice-cal-sosa ilustrativo según determinadas realizaciones, sobre una base de porcentaje en peso, incluye los siguientes ingredientes básicos:

También se pueden incluir, en el vidrio de base, otros ingredientes menores, incluyendo diversos adyuvantes de refinado convencionales, tales como SO3, carbono y similares. En determinadas realizaciones, por ejemplo, el vidrio de la presente memoria se puede fabricar a partir de las materias primas por lotes arena de sílice, ceniza de sosa, dolomita, piedra caliza, con el uso de sales de sulfato, tales como torta de sal (Na2SO4) y/o sal de Epson (MgSO4 x 7H2O) y/o yeso (p. ej., aproximadamente una combinación 1:1 de cualquiera) como agentes de refinado. En determinadas realizaciones ilustrativas, los vidrios basados en sílice-cal-sosa en la presente memoria incluyen, en peso, de aproximadamente el 10-15 % de Na2O y de aproximadamente el 6-12 % de CaO.

Además del vidrio de base (p. ej., véase la Tabla 1 anterior), en la fabricación de vidrio según determinadas realizaciones ilustrativas de la presente invención, el lote de vidrio incluye materiales (incluyendo colorantes y/o oxidantes) que hacen que el vidrio resultante sea bastante neutro en color (ligeramente amarillo en determinadas realizaciones ilustrativas, indicado mediante un valor b* positivo) y/o tenga una alta transmisión de luz visible. Estos materiales pueden estar presentes en las materias primas (p. ej., pequeñas cantidades de hierro) o se pueden añadir a los materiales de vidrio de base en el lote (p. ej., antimonio y/o similares). En determinadas realizaciones ilustrativas de la presente invención, el vidrio resultante tiene una transmisión visible de al menos el 75 %, más preferiblemente de al menos el 80 %, aún más preferiblemente de al menos el 85 % y con la máxima preferencia de al menos aproximadamente el 90 % (a veces de al menos el 91 %) (TL D65).

En determinadas realizaciones, además del vidrio de base, el vidrio y/o el lote de vidrio comprende o consiste esencialmente en los materiales expuestos en la Tabla 2 a continuación (en términos de porcentaje en peso de la composición de vidrio total):

En determinadas realizaciones ilustrativas, el antimonio se puede añadir al lote de vidrio en forma de uno o más de Sb2C>3 y/o NaSbO3. Cabe señalar también Sb(Sb2O5). El uso del término óxido de antimonio en la presente memoria significa antimonio en cualquier estado de oxidación posible y no pretende ser limitante para ninguna estequiometría particular.

La reducción-oxidación del vidrio baja demuestra la naturaleza altamente oxidada del vidrio. Debido al antimonio (Sb), el vidrio se oxida a un contenido ferroso muy bajo (% de FeC) mediante la oxidación de combinación con antimonio en forma de trióxido de antimonio (Sb2O3), antimonita de sodio (NaSbO3), piroantimonato de sodio (Sb(Sb2O5)), nitrato de sodio o potasio y/o sulfato de sodio. En determinadas realizaciones ilustrativas, la composición del sustrato de vidrio 102 incluye al menos dos veces más óxido de antimonio que de óxido de hierro total, en peso, más preferiblemente al menos aproximadamente tres veces más y con la máxima preferencia al menos aproximadamente cuatro veces más de óxido de antimonio que de óxido de hierro total.

En determinadas realizaciones ilustrativas, la porción de colorante está sustancialmente libre de otros colorantes (distintos de las cantidades potencialmente de traza). Sin embargo, se debe apreciar que las cantidades de otros materiales (p. ej., adyuvantes de refinado, adyuvantes de fusión, colorantes y/o impurezas) pueden estar presentes en el vidrio en determinadas realizaciones diferentes de la presente invención sin desviarse del/de los fin/es y/o del/de los objetivo/s de la presente invención. Por ejemplo, en determinadas realizaciones ilustrativas, la composición de vidrio está sustancialmente libre de o libre de uno, dos, tres, cuatro o la totalidad de: óxido de erbio, óxido de níquel, óxido de cobalto, óxido de neodimio, óxido de cromo y selenio. La expresión “ sustancialmente libre” significa no más de 2 ppm y posiblemente tan bajo como 0 ppm del elemento o el material.

La cantidad total de hierro presente en el lote de vidrio y en el vidrio resultante, es decir, en la porción de colorante del mismo, se expresa en la presente memoria en términos de Fe2O3 según la práctica convencional. Sin embargo, esto no implica que todo el hierro esté realmente en forma de Fe2O3 (véase la explicación anterior a este respecto). De la misma manera la cantidad de hierro en estado ferroso (Fe+2) se indica en la presente memoria como FeC, aunque todo el hierro en estado ferroso en el lote de vidrio o el vidrio puede no estar en forma de FeC. Tal como se ha mencionado anteriormente, el hierro en estado ferroso (Fe2+; FeC) es un colorante azul verdoso, mientras que el hierro en estado férrico (Fe3+) es un colorante amarillo verdoso; y el colorante azul verdoso del hierro ferroso es especialmente problemático, ya que es un colorante potente que añade un color significativo al vidrio, que a veces puede no ser deseable cuando se busca conseguir un color neutro o transparente.

En vista de lo anterior, los vidrios según determinadas realizaciones ilustrativas logran un color neutro o sustancialmente transparente y/o una alta transmisión visible. En determinadas realizaciones, los vidrios resultantes según determinadas realizaciones ilustrativas de la presente invención se pueden caracterizar por una o más de las siguientes características ópticas o de color transmisivas cuando se miden con un espesor de aproximadamente 1-6 mm (con la máxima preferencia, un espesor de aproximadamente 3-4 mm; este es un espesor no limitante usado únicamente con fines de referencia) (TL es el % de transmisión visible). Cabe señalar que, en la siguiente Tabla, los valores de color a* y b* se determinan según il. D65, obs. a 10 grados.

El espejo 100 puede incluir una capa de subcapa 106 que incluya silicio (p. ej., una capa de nitruro de silicio, tal como Si3N4 u otra estequiometría adecuada) en contacto con el sustrato de vidrio 102 que es de menos de aproximadamente 50 A. En determinadas realizaciones ilustrativas, la capa de subcapa de Si3N4106 dispuesta lo más cercana al sustrato de vidrio 102 puede proporcionar una durabilidad química, medioambiental y mecánica mejorada de la pila 104, en comparación con una pila de capas que no emplee una subcapa de Si3N4 (p. ej., como capa más cercana al sustrato de vidrio). La capa de subcapa de Si3N4 106 puede reducir la cantidad de sodio que migra a través del revestimiento cuando la pila de capas se trata térmicamente. En determinadas realizaciones ilustrativas, esta reducción puede ser sustancial. En consecuencia, en determinadas realizaciones ilustrativas, el uso de Si3N4 puede mejorar las propiedades ópticas (n y k) de una capa de Ag superpuesta.

Según determinadas realizaciones ilustrativas, un espesor de la capa de subcapa de Si3N4 106 de menos de aproximadamente 50 A puede reducir, además, la pérdida de reflectancia solar de la pila de capas 104 global, manteniendo al mismo tiempo las ventajas de durabilidad mencionadas anteriormente. Además, según determinadas realizaciones ilustrativas, el hecho de que se tenga una capa de subcapa de SÍ3N4 106 más delgada puede reducir el esfuerzo total en la pila de capas 104. Esto puede ayudar a su vez a reducir la distorsión del vidrio durante el proceso de tratamiento térmico (p. ej., la flexión) del sustrato de vidrio y la pila de capas.

Una capa de níquel-cromo (por ejemplo, NiCr a 80/20) delgada 108 se puede disponer sobre la capa de subcapa de Si3N4. En determinadas realizaciones ilustrativas, la capa 108 puede ser de aproximadamente 10 A. La capa 108 pueden ayudar a facilitar la adherencia de la capa de plata (Ag) superpuesta 110 a la capa de subcapa de Si3N4 106 en determinados ejemplos en forma revestida y, adicionalmente, a lo largo del proceso de tratamiento térmico. En determinadas realizaciones ilustrativas, el espesor de una subcapa de NiCr de aproximadamente 10 A puede reducir la pérdida de reflectancia solar de la pila de capas 104 global, manteniendo al mismo tiempo la adhesión entre la capa de subcapa de Si3N4106 y la capa de Ag 110 de alta reflectancia.

A continuación, se puede disponer una capa de plata (Ag) 110 después de la capa de subcapa de NiCr. En determinadas realizaciones, la capa de plata 110 puede variar de aproximadamente 600 A a aproximadamente 750 A de espesor. La plata en la capa 110 puede ser responsable de la reflectancia muy alta en las porciones visibles e infrarrojas cercanas del espectro solar. En los niveles de espesor indicados anteriormente, la transmisión se puede reducir a aproximadamente el 1 % sobre la porción visible e infrarroja cercana del espectro solar.

Una capa de recubrimiento de NiCr 112 se puede disponer después de la capa de Ag. El espesor de esta capa de NiCr 112 puede variar de aproximadamente 100 A a aproximadamente 350 A en diferentes realizaciones ilustrativas. La capa de recubrimiento de NiCr 112 puede reducir la transmisión solar a casi el 0 %, aumentar la reflectividad solar y también puede ayudar a adherir la capa de Ag 110 a la capa de recubrimiento de Si3N4 protectora 114.

Una capa de recubrimiento de capa que incluya silicio protectora (por ejemplo, una capa de Si3N4 u otra estequiometría adecuada) 114 se puede proporcionar como capa superior o final de la pila de capas 104. La capa de recubrimiento de Si3N4 114 puede tener un espesor de aproximadamente 150 A y puede variar de aproximadamente 100 A a 200 A en determinadas realizaciones ilustrativas. La capa de recubrimiento de Si3N4 protectora puede proporcionar durabilidad mecánica, química y/o medioambiental al sistema de revestimiento. La capa 114 también puede proporcionar más estabilidad térmica cuando el sustrato de vidrio 102 y la pila de capas 104 se exponen a las temperaturas y los tiempos comúnmente usados para doblar el vidrio (por ejemplo, a aproximadamente 625 °C o más durante aproximadamente 30 minutos o más).

La Fig. 1B muestra otra pila de capas según determinadas realizaciones ilustrativas. En este diseño ilustrativo, la pila de capas dispuesta sobre un sustrato de vidrio es la misma o una similar a la mostrada en la Fig. 1A. Sin embargo, a diferencia de la realización mostrada en la Fig. 1A, se retira la capa de subcapa de Si3N4. En consecuencia, la reflectancia solar máxima en esta realización puede ser ligeramente mayor que la de la realización mostrada en la Fig. 1A. Se apreciará que, en determinadas realizaciones ilustrativas, se puede usar tal pila cuando la máxima durabilidad química, mecánica y/o medioambiental pueda ser menos preocupante.

A continuación, se muestra un resumen de la óptica y el rendimiento solar según determinadas realizaciones ilustrativas de las realizaciones en forma revestida y después del tratamiento térmico.

Se apreciará que los ejemplos de la Fig. 1A y 1B pueden incluir capas que incluyan silicio. Tales capas que incluyen silicio se pueden oxidar y/o nitrar en diferentes realizaciones de la presente invención. Además, o como alternativa, aunque determinadas capas se identifican como que incluyen NiCr, otras realizaciones pueden incorporar capas de o que incluyan Ni y/o Cr.

La Fig. 2 es un gráfico que muestra la reflectancia del lado de vidrio en función de la longitud de onda según determinadas realizaciones ilustrativas. La línea 200 representa los datos de reflectancia del lado de vidrio según la realización mostrada en la Fig. 1A, que se corrige según el estándar de referencia del NIST sobre el intervalo de longitud de onda solar. Los datos de reflectancia se midieron con un espectrofotómetro de haz doble Perkin Elmer. La reflectancia solar se calculó usando el método de la ISO 9050. Se calculó el color y la reflectancia del lado de vidrio visible usando la il. ‘C’ , observador a 2 grados. Una Tabla que muestra un resumen de los datos mostrados en la Fig. 2 se detalla a continuación en la Tabla 2A

Las Figs. 3A-3J son pilas de capas ilustrativas según determinadas realizaciones ilustrativas. Estas pilas de capas ilustrativas se pueden producir a través de deposición por metalizado al vacío de parte o la totalidad de las capas a velocidades de línea adecuadas. Las Tablas a continuación muestran espesores ilustrativos asociados a las respectivas realizaciones ilustrativas mostradas en las Figuras. También se pueden usar técnicas distintas del metalizado al vacío en diferentes realizaciones de la presente invención para proporcionar una o más de las capas ilustrativas.

Tal como se muestra en la Fig. 3C, determinadas realizaciones ilustrativas pueden tener una capa que comprenda ZnO y una capa que comprenda Ni y/o Cr dispuestas entre la capa de subcapa y la capa que comprende Ag. En determinadas realizaciones ilustrativas, y tal como se muestra en las Figs. 3A-3J, por ejemplo, la capa más cercana al sustrato puede incluir, por ejemplo, un óxido y/o nitruro de Si y/o Al.

La Fig. 4 es un diagrama de flujo ilustrativo para la fabricación de un reflector según determinadas realizaciones ilustrativas. Se proporciona un sustrato de vidrio en la Etapa 402. Tal como se ha explicado anteriormente, el sustrato de vidrio puede ser un sustrato de vidrio con bajo contenido de hierro/de alta transitividad. A continuación, se puede disponer (depositar, etc.) un revestimiento reflectante de múltiples capas sobre el sustrato de vidrio en la Etapa 404. La disposición del revestimiento reflectante de múltiples capas según determinadas realizaciones ilustrativas se puede lograr usando un proceso de metalizado al vacío o similares. A continuación, en la Etapa 406, se puede eliminar, retirar, etc., una sección del revestimiento reflectante de múltiples capas dispuesto de la periferia del sustrato de vidrio. La porción del revestimiento reflectante de múltiples capas se puede retirar a través de un medio abrasivo mecánico, grabado láser, etc. En determinadas realizaciones ilustrativas, el ancho del área retirada puede ser entre aproximadamente 1-5 mm, dependiendo del método y la aplicación. Por tanto, se puede decir que se eliminan los bordes del revestimiento reflectante de múltiples capas, de tal manera que una porción del revestimiento se retira en o cerca de la periferia del sustrato.

A continuación, se puede disponer un material de frita (en la Etapa 408) sobre el revestimiento reflectante de múltiples capas y el sustrato de vidrio, incluyendo el área periférica eliminada previamente del revestimiento reflectante de múltiples capas. En determinadas realizaciones ilustrativas, la frita se puede aplicar mediante el uso de una técnica de serigrafía, pulverizar sobre el vidrio y el revestimiento reflectante de múltiples capas o disponer de alguna otra manera. La frita puede ser de una diversidad decorativa en determinadas realizaciones ilustrativas. De forma alternativa o adicional, se puede elegir la frita de tal manera que la química del material de frita y su medio de suspensión no puedan actuar negativamente con el revestimiento reflectante de múltiples capas (por ejemplo, mediante la consulta de la material data sheet (hoja de datos de materiales - MSDS) correspondiente al material dado). El material de frita tiene un sistema de vehículo no basado en agua. Por ejemplo, el material de frita puede tener una base de aceite de pino o de otro tipo. En determinadas realizaciones ilustrativas, se puede usar un material de frita, tal como AF3900-601/63 de Johnson Matthey. En determinadas realizaciones ilustrativas, el tipo de material de frita usado puede dar como resultado que se creen menos poros en la frita final cocida y curada. Se apreciará que puede resultar ventajosa una frita con menos poros en la frita curada y cocida finalmente.

En determinadas realizaciones ilustrativas, se puede considerar el coeficiente de expansión térmica de una frita, así como su porosidad y emisividad. Por ejemplo, en determinadas realizaciones ilustrativas, el coefficient of termal expansión (coeficiente de expansión térmica - CTE) del material de frita se puede encontrar dentro de aproximadamente el 15 % del CTE del sustrato de vidrio sobre el que se dispone el material de frita. Más preferiblemente, el CTE se puede encontrar dentro de aproximadamente el 10 % y, aún más preferiblemente, el CTE de la frita y el sustrato de vidrio se puede encontrar dentro de aproximadamente el 5 % de cada uno. La frita dispuesta puede formar un sello hermético o casi hermético sobre el revestimiento reflectante de múltiples capas.

A continuación, el material de frita se puede secar para retirar por vaporización instantánea los disolventes en la Etapa 410. A continuación, en la Etapa 412, el sustrato de vidrio, el revestimiento reflectante de múltiples capas y el material de frita se pueden tratar térmicamente, de tal manera que el primero se cueza o cure a medida que el tratamiento térmico alcanza la temperatura de cocción. Además, durante el tratamiento térmico, el reflector (p. ej., el sustrato de vidrio) se forma, dobla, etc., hasta dar una forma deseada para las aplicaciones de SRP (p. ej., para lograr un ajuste en un ensamblaje y mantener un enfoque preciso de la energía en un tubo colector). En determinadas realizaciones ilustrativas, el tratamiento térmico se puede encontrar en un intervalo de 600-650 °C y puede dar como resultado que la frita se convierta en una capa protectora duradera fusionada al menos a las capas superiores del revestimiento reflectante de múltiples capas aplicado anteriormente.

Las etapas anteriores en la fabricación de un reflector se pueden alterar según determinadas realizaciones ilustrativas. Por ejemplo, el secado de la frita en la Etapa 410 se puede excluir del proceso. En otras realizaciones ilustrativas, se puede omitir la eliminación de los bordes periféricos. En determinadas realizaciones ilustrativas, se puede colocar una máscara sobre el sustrato de vidrio de tal manera que la máscara cubra la periferia externa, y, por tanto, la disposición del revestimiento reflectante de múltiples capas sobre el sustrato de vidrio solo puede aplicarse en el área no cubierta por la máscara.

En determinadas realizaciones ilustrativas, se puede aplicar una pintura resistente a la temperatura adicionalmente a, o como alternativa a, el material de frita anterior. Por ejemplo, se puede usar una pintura resistente a alta temperatura aluminizada, tal como Aremco Corr-Paint CP 4010S. Según determinadas realizaciones ilustrativas, cuando se usa una pintura en lugar de un material de frita, el sustrato de vidrio con un revestimiento reflectante de múltiples capas se puede formar en caliente a 600-650 °C hasta dar una forma adecuada. A continuación, se puede aplicar un revestimiento a alta temperatura a la superficie revestida usando, por ejemplo, un sistema de pulverización o una máquina de revestimiento de cortina. Se apreciará que las pinturas resistentes a altas temperaturas pueden ser resistentes a las temperaturas operativas en las aplicaciones de SRP y/o CSP. Sin embargo, tales pinturas pueden no ser resistentes a la temperatura de flexión del sustrato de vidrio. En consecuencia, en determinadas realizaciones ilustrativas, la pintura resistente a la temperatura se puede aplicar después de haberse formado en caliente el sustrato de vidrio con un revestimiento reflectante de múltiples capas. Después de la formación, la pintura se puede aplicar y, a continuación, curar siguiendo los ciclos de curado recomendados basados en las especificaciones del fabricante. Por ejemplo, el curado se puede lograr en el intervalo de aproximadamente 200 350 °C.

En determinadas realizaciones ilustrativas, el ensamblaje puede ayudar a proteger las capas de revestimiento del espejo de la exposición a largo plazo a la humedad y otros elementos que puedan causar la corrosión y/o la posible degradación de rendimiento reflectante del revestimiento y el sistema.

La Fig. 5 es una vista en sección transversal ilustrativa de un reflector según determinadas realizaciones ilustrativas. Un reflector 500 se puede fabricar usando la técnica descrita anteriormente mostrada en la Fig. 4. El sustrato 502 de vidrio se puede construir de tal manera que los bordes 504 tengan una estructura terminada (p. ej., redondeada). Sobre el sustrato 502 de vidrio, se puede disponer una pila 406 de capas, tal como, por ejemplo, una de las pilas de capas explicadas anteriormente (p. ej., la Fig. 1A). La pila de capas revestida 506 puede tener porciones 510 que se retiran, eliminan, etc., de la periferia del sustrato 502 de vidrio. A continuación, una frita 508 se puede disponer sobre la pila de capas revestida 506 de tal manera que la pila de capas revestida 506 se pueda sellar herméticamente o sustancialmente herméticamente mediante el sustrato 502 de vidrio y la frita 508. Tal como se ha explicado anteriormente, en determinadas realizaciones ilustrativas, se puede aplicar la pintura resistente a la temperatura en lugar de la frita 508.

La Fig. 6 es una segunda vista en sección transversal ilustrativa de un reflector según determinadas realizaciones ilustrativas. En esta realización, un reflector 600 incluye una lámina de vidrio 610 de soporte que se adhiere al revestimiento 606 reflectante de múltiples capas y al sustrato 602 de vidrio mediante un material 608 de adhesivo/revestimiento a alta temperatura. El vidrio 610 de soporte puede ser un trozo de vidrio flotante de calsosa típico que tiene propiedades mecánicas similares a las del sustrato 602 de vidrio delantero. Sin embargo, el vidrio 610 de soporte puede no ser del mismo vidrio con bajo contenido de hierro-/de alta transmisividad usado en el sustrato 602 de vidrio. El vidrio 610 de soporte se puede doblar o formar de forma similar a través de tratamiento térmico como el sustrato 602 de vidrio y su revestimiento 606 reflectante de múltiples capas.

El vidrio de soporte 610 puede tener un espesor que varía de aproximadamente 1,6-3,0 mm, dependiendo, por ejemplo, de la resistencia mecánica final deseada del reflector 600. En determinadas realizaciones ilustrativas, el hecho de que la geometría del vidrio 620 de soporte se ajuste estrechamente al sustrato 602 de vidrio puede facilitar la unión de los dos sustratos con un adhesivo 608 a alta temperatura. El adhesivo 608 a alta temperatura puede ayudar a sellar en forma herméticamente (o sellar casi herméticamente) el revestimiento de espejo entre los dos sustratos de vidrio. Por ejemplo, el revestimiento aluminizado explicado anteriormente se puede usar como adhesivo 608 a alta temperatura. En determinadas realizaciones ilustrativas, el adhesivo a alta temperatura se puede aplicar después de la formación de los sustratos de vidrio en sus formas deseadas. Además, el adhesivo se puede aplicar a la superficie interior del vidrio 610 de soporte, el revestimiento 606 reflectante de múltiples capas y el área de superficie eliminada sobre el sustrato 602 de vidrio. En determinadas realizaciones ilustrativas, el adhesivo se puede secar antes del ensamblaje de los dos sustratos de vidrio para retirar por vaporización instantánea los disolventes de tal manera que los disolventes no puedan quedar atrapados en el ensamblaje. Se apreciará que esto puede ayudar a evitar la creación de bolsas de gas dentro del reflector 600 durante el proceso de curado. A continuación, los dos sustratos de vidrio se pueden ensamblar y curar usando una combinación de calor y presión mecánica y/o neumática dando como resultado un reflector 600 sellado final.

La Fig. 7 es una tercera vista en sección transversal ilustrativa de un reflector según determinadas realizaciones ilustrativas. Se muestra un reflector 700 con un revestimiento 706 reflectante de múltiples capas encapsulado. Un sustrato 710 de vidrio de soporte se adhiere a un sustrato 702 de vidrio con perlas del material de frita 712.

Tal como se ha explicado anteriormente, el sustrato 702 de vidrio puede ser un tipo de vidrio con bajo contenido de hierro. Los sustratos 702 y 710 de vidrio se pueden formar con calor hasta dar la forma adecuada del reflector deseado. Una perla 712 de un material de frita a baja temperatura de cocción que tiene la consistencia de una pasta se puede disponer, a continuación, alrededor de todo el perímetro del lado revestido del sustrato 702 de vidrio y de la superficie interior del sustrato 710 de vidrio, de tal manera que la perla se pueda alinear sustancialmente directamente cuando se ensamblen los sustratos.

La perla 712 dispuesta puede ser de aproximadamente 6-10 mm de ancho en determinadas realizaciones ilustrativas. Cuando está húmeda, la perla de frita puede tener un espesor de aproximadamente 0,5-1,5 mm. Tal como se muestra en la Fig. 7, la perla 712 se puede disponer de tal manera que esta se superponga a la superficie revestida y eliminada de los bordes sobre el sustrato 702 de vidrio. En consecuencia, el revestimiento 706 reflectante de múltiples capas se puede sellar (herméticamente o casi herméticamente). Los dos sustratos 702 y 710 de vidrio se pueden colocar juntos teniendo un espacio 714 de aire central creado por la altura de las perlas 712 de frita.

Los sustratos entonces combinados con el revestimiento 706 reflectante de múltiples capas dispuesto entre los mismos se pueden procesar a través de un ciclo de cocción y recocimiento apoyados sobre una herramienta que tiene la forma final deseada del reflector. Ya que los sustratos se pueden doblar previamente, puede que no haya una fuerza neta de los sustratos de vidrio para resistirse a adoptar la forma deseada. Además, ya que la perla de frita 712 se formula para cocerse a temperaturas inferiores (típicamente de 420-480 0C) a las del proceso de flexión de vidrio (por ejemplo, de 650 0C), los sustratos de vidrio puede que no alcancen una temperatura a la que estos se puedan alterar de manera permanente. Como tal, durante el proceso de cocción, la frita de vidrio se puede reblandecer, fluir y fusionar dando como resultado un espacio final entre las capas de vidrio de aproximadamente 0,2-1,0 mm con un perímetro casi o completamente sellado. En determinadas realizaciones ilustrativas, dependiendo del diseño de forma específico, se puede usar algún tipo de prensado mecánico mientras la perla de frita 712 está caliente para forzar la compresión de la frita alrededor de la periferia de los sustratos de vidrio. Después de la fusión, el reflector 700 se puede enfriar entonces lentamente para permitir la relajación de los esfuerzos en el reflector fusionado 700.

Los términos “periférico/a” y “borde” , como se usan en la presente memoria, no significan necesariamente las ubicaciones en la periferia absoluta o el borde de un sustrato, sino que, al contrario, se refieren a una ubicación que está en o cerca (p. ej., dentro de aproximadamente unos pocos centímetros (pulgadas)) de un borde de al menos un sustrato.

Se apreciará que las estequiometrías mencionadas en la presente memoria se proporcionan únicamente a modo de ejemplo. En determinadas realizaciones ilustrativas, se pueden aplicar otras estequiometrías distintas de las mencionadas en la presente memoria (p. ej., se puede proporcionar nitruro de silicio como Si3N4 o de acuerdo con cualquier otra estequiometría adecuada). Además, en determinadas realizaciones ilustrativas, la/s capa/s de Ni y/o Cr se puede/pueden oxidar. De forma similar, las capas que incluyen silicio se pueden oxidar y/o nitrar completa o parcialmente, p. ej., en capas completamente estequiométricas o subestequiométricas.

En la presente memoria, los términos “sobre” , “soportada por” y similares no deberían interpretarse en el sentido de que dos elementos están directamente adyacentes entre sí, salvo que así se indique expresamente. En otras palabras, puede decirse que una primera capa está “sobre” o “soportada por” una segunda capa, incluso si hay una o más capas entre ellas.

Aunque la invención se ha descrito en relación con lo que actualmente se considera que es la realización más práctica y preferida, se debe entender que la invención no se ha de limitar a la/s realización/realizaciones descrita/s, sino que, por el contrario, pretende abarcar diversas modificaciones incluidas dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

r e iv in d ic a c io n e s

i. Un método para fabricar un panel de reflector secundario, comprendiendo el método:

disponer (404) un revestimiento (104, 506) reflectante de múltiples capas sobre una superficie principal de un sustrato (502) de vidrio;

retirar una porción del revestimiento (104, 506) reflectante de múltiples capas próxima a los bordes del sustrato (502) de vidrio;

disponer (408) un material (508) de frita sobre el sustrato (502) de vidrio, incluyendo ambos de los bordes del mismo, y sobre el revestimiento (104, 506) reflectante de múltiples capas dispuesto sobre el sustrato (502) de vidrio;

calentar (412) el sustrato (502) de vidrio, así como el reflectante de múltiples capas (104, 506) y el material (508) de frita dispuesto sobre el sustrato (502) de vidrio, hasta una temperatura elevada para curar el material (508) de frita; y

doblar el sustrato (502) de vidrio con el reflectante de múltiples capas (104, 506) y el material (508) de frita dispuesto sobre el mismo durante dicho calentamiento, en donde el material (508) de frita incluye un sistema de vehículo no basado en agua.
2. El método de la reivindicación 1, que comprende además

Secar (410) el material (508) de frita después de disponer el material de frita sobre el revestimiento (104, 506) reflectante de múltiples capas y antes de dicho calentamiento (412).
3. El método de la reivindicación 1, que comprende además

aplicar una máscara al sustrato (502) de vidrio antes de disponer el revestimiento (104, 506) reflectante de múltiples capas, preferiblemente en donde la retirada de la porción del revestimiento reflectante de múltiples capas comprende además retirar la máscara del sustrato de vidrio.
4. El método de la reivindicación 1, en donde la retirada de la porción comprende además aplicar un proceso de abrasión para retirar la porción del sustrato (502) de vidrio.
5. El método de la reivindicación 1, en donde el material (508) de frita es de aproximadamente 20-50 micrómetros de espesor.
6. El método de la reivindicación 1, en donde el curado (412) del material de frita forma un sello hermético o casi hermético sobre el revestimiento (104, 506) reflectante de múltiples capas.
7. El método de la reivindicación 1, en donde el curado del material (508) de frita fusiona además el material de frita con la al menos una capa superior del revestimiento (104, 506) reflectante de múltiples capas.
8. El método de la reivindicación 1, en donde el revestimiento (104, 506) reflectante de múltiples capas comprende además, en orden alejándose del sustrato,

una primera capa (108) que incluye Ni y/o Cr,

una segunda capa (110) que incluye Ag,

una tercera capa (112) que incluye Ni y/o Cr, y

una cuarta capa (114) que incluye Si, preferiblemente en donde

el revestimiento (104, 506) reflectante de múltiples capas comprende además una quinta capa (106) proporcionada entre la primera capa (108) y el sustrato de vidrio (5029,

incluyendo la quinta capa (106) un óxido, nitruro u oxinitruro de Si y/o Al, más preferiblemente en donde el revestimiento (104, 506) reflectante de múltiples capas comprende además una sexta capa proporcionada entre la primera capa (108) y la quinta capa (106), incluyendo la sexta capa ZnO.
9. El método de la reivindicación 1, en donde el revestimiento (506) reflectante de múltiples capas comprende además en orden alejándose del sustrato:

una primera capa que incluye ZnO,

una segunda capa que incluye Ag,

una tercera capa que incluye Ni y/o Cr, y

una cuarta capa que incluye Si.
10. El método de la reivindicación 1, en donde la disposición de la frita (508) sobre el revestimiento (506) reflectante de múltiples capas comprende además

cubrir sustancialmente la totalidad del revestimiento (506) reflectante de múltiples capas y una porción del vidrio (502) del que se retira la porción del revestimiento reflectante de múltiples capas.
11. El método de la reivindicación 1, en donde el sustrato (502) de vidrio es un sustrato de vidrio con bajo contenido de hierro y tiene un espesor de aproximadamente 1,6-3,0 mm.

El método de la reivindicación 1, en donde el sistema de vehículo no basado en agua incluye aceite de palma.

El método de la reivindicación 1, en donde el revestimiento (506) reflectante de múltiples capas consiste en una primera capa (108) que incluye Ni y/o Cr,

una segunda capa (110) que incluye Ag,

una tercera capa (112) que incluye Ni y/o Cr, y

una cuarta capa (114) que incluye un nitruro de Si.

Un método para fabricar un panel de reflector secundario, comprendiendo el método:

disponer un revestimiento (506, 606, 706) reflectante que incluye plata sobre una superficie principal de un sustrato (502, 602, 702) de vidrio;

disponer un material (508, 608, 712) de frita sobre al menos una porción del revestimiento (506, 606, 706) reflectante de múltiples capas;

calentar el sustrato (502, 602, 702) con el revestimiento reflectante (506, 606, 706) y el material (508, 608, 712) de frita sobre el mismo hasta una primera temperatura elevada para secar el material (508, 608, 712) de frita y retirar al menos parte del disolvente del material de frita; doblar el sustrato (502, 602, 702) con el revestimiento reflectante (506, 606, 706) y el material (508, 608, 712) de frita sobre el mismo, al tiempo que se aplica una segunda temperatura elevada al mismo, curándose el material (508, 608, 712) de frita durante la aplicación de la segunda temperatura elevada, siendo la segunda temperatura elevada superior a la primera temperatura elevada;

en donde, después de la aplicación de la segunda temperatura elevada, el revestimiento reflectante (506, 606, 706) sustancialmente se sella herméticamente entre el material (508, 608, 712) de frita y el sustrato (502, 602, 702) de vidrio, que comprende, además,

eliminar una porción del revestimiento reflectante (506, 606, 706) próximo a al menos un borde del sustrato (502, 602, 702) de vidrio antes de la evacuación del material (508, 608, 712) de frita, en donde el material (508, 608, 712) de frita incluye un sistema de vehículo no basado en agua.