ES2862451A1

ES2862451A1 - SOLAR COLLECTOR MODULE (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Info

Publication number: ES2862451A1
Application number: ES202030278A
Authority: ES
Inventors: Del Toro Elena Herrera
Original assignee: Abengoa Energia S A
Current assignee: Abengoa Energia S A
Priority date: 2020-04-06
Filing date: 2020-04-06
Publication date: 2021-10-07
Also published as: WO2021205048A1

Abstract

The invention deals with a parabolic-trough solar collector module that ensures that the lattice structure supports the loads to which the modules in the row are subjected and manages to maintain the optimal inclination position of each one of them, giving it sufficient rigidity. to the assembly to minimize deformations or deviations and thus have the necessary optical performance. More in particular, the module comprises a parabolic reflector (1) equipped with a concave mirrored surface and an axis of symmetry, two parallel support arms (2) that support the reflector (1) ending at extremities and a central lattice (3) and lower that supports the support arms (2) where it additionally comprises ailerons (4) linked to the extremities of the support arms (2). (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

MÓDULO DE COLECTOR SOLARSOLAR COLLECTOR MODULE

OBJETO DE LA INVENCIÓNOBJECT OF THE INVENTION

La presente invención se refiere a un módulo de un colector solar destinado a concentrar la energía solar en un área reducida, calentando un fluido de transferencia de calor que fluye por un receptor. El módulo comprende un reflector parabólico espejado soportado por unos brazos soporte y una celosía.The present invention relates to a solar collector module designed to concentrate solar energy in a reduced area, heating a heat transfer fluid that flows through a receiver. The module comprises a mirrored parabolic reflector supported by support arms and a lattice.

El módulo de colector solar está destinado a vincularse a otros módulos creando una fila, donde un mecanismo de accionamiento genera un movimiento de rotación en uno de los módulos que se trasmite al siguiente.The solar collector module is intended to be linked to other modules creating a row, where a drive mechanism generates a rotational movement in one of the modules that is transmitted to the next.

Más en particular, la invención trata de un colector solar con una configuración que asegure que la estructura de celosía soporte las cargas a las que se ven sometidos los módulos en la fila y consiga mantener la posición de inclinación óptima de cada uno de ellos, dándole suficiente rigidez al conjunto para minimizar las deformaciones o desviaciones y tener así el rendimiento óptico necesario.More particularly, the invention deals with a solar collector with a configuration that ensures that the lattice structure supports the loads to which the modules in the row are subjected and manages to maintain the optimal inclination position of each one of them, giving it sufficient rigidity to the assembly to minimize deformations or deviations and thus have the necessary optical performance.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION

Son conocidos en el estado de la técnica captadores solares de concentración térmica como los colectores cilindro parabólicos, que gracias a la concentración de la energía solar en un área reducida calientan un fluido de transferencia de calor. Normalmente el fluido caliente es usado para la generación de una corriente de vapor que mueve una turbina con el fin de generar energía eléctrica. Cuentan además con un sistema de seguimiento al sol en un solo eje, acimutal, que les permite orientarse siguiendo el movimiento del sol para optimizar su rendimiento. El objeto de la presente invención se centra en el módulo, sin entrar a reivindicar el seguidor solar al que se puede acoplar.In the state of the art, thermal concentration solar collectors are known as parabolic trough collectors, which, thanks to the concentration of solar energy in a reduced area, heat a heat transfer fluid. Normally the hot fluid is used for the generation of a steam stream that drives a turbine in order to generate electrical energy. They also have an azimuthal single-axis sun tracking system that allows them to orient themselves by following the movement of the sun to optimize their performance. The object of the present invention focuses on the module, without claiming the solar tracker to which it can be attached.

El colector solar cilindro-parabólico es una tecnología que consiste en disponer de grandes superficies espejadas, conformadas en forma cilindro-parabólica, cuya misión es la de concentrar la energía solar en el foco de la parábola, donde se coloca un receptor en forma de tubo por el que circula un fluido. Cada módulo incluye habitualmente un reflector dotado de una pluralidad de superficies espejadas, soportado por un sistema de malla, estructura o celosía en el lado convexo del reflector cuya misión es soportar y aportar rigidez al conjunto de elementos que componen cada módulo.The parabolic-trough solar collector is a technology that consists of having large mirrored surfaces, shaped in a parabolic-cylinder shape, whose mission is to concentrate the solar energy in the focus of the parabola, where a tube-shaped receiver is placed. through which a fluid circulates. Each module typically includes a reflector provided with a plurality of mirrored surfaces, supported by a mesh, structure or lattice system on the convex side of the reflector whose mission is to support and provide rigidity to the set of elements that make up each module.

Las agrupaciones de colectores pueden ser bastante grandes, abarcando varios kilómetros cuadrados e incluyendo miles de módulos colectores. Los módulos colectores se conectan entre sí formando un lazo de colectores o filas. Los módulos de colectores están soportados en los extremos de la celosía por pilares fijos en una disposición lineal, que los sostienen y permiten su giro. A la altura de los pilares fijos se realiza la unión con el siguiente módulo.Collector clusters can be quite large, spanning several square kilometers and including thousands of collector modules. The collector modules are connected to each other forming a loop of collectors or rows. The collector modules are supported at the ends of the lattice by fixed pillars in a linear arrangement, which support them and allow their rotation. At the height of the fixed columns, the connection is made with the next module.

Así, cuando el colector gira provoca el giro en el siguiente modulo y así sucesivamente. Pero se pierde cierta cantidad de rotación por la acumulación de momento a lo largo de cada semicolector, un medio colector a cada lado del mecanismo de accionamiento y, además, el viento introduce fuerzas de arrastre y elevación en las superficies de los espejos, y un momento de rotación importante, de modo que se cuenta con distintos momentos de rotación dependiendo del ángulo de inclinación del colector y de ataque del viento que generan deformaciones en la celosía que pueden desplazar su inclinación óptima.Thus, when the collector rotates, it causes the next module to rotate and so on. But some amount of rotation is lost by momentum accumulation along each half-collector, a collector half on each side of the drive mechanism, and additionally, the wind introduces drag and lift forces on the mirror surfaces, and a important moment of rotation, so that there are different moments of rotation depending on the angle of inclination of the collector and of attack of the wind that generate deformations in the lattice that can displace its optimum inclination.

Por ejemplo, son conocidos en el estado de la técnica el documento de patente W02011070180 cuyo objetivo es el de mejorar las estructuras de celosía y hacerlas más robustas. La estructura es asimétrica, con unas barras más resistentes que otras para cumplir las condiciones asimétricas de carga y la conexión de las barras a los nodos, se instalan unas aletas de sección rectangular que facilitan la conexión y hacen más resistente la estructura.For example, patent document W02011070180 is known in the state of the art, the objective of which is to improve lattice structures and make them more robust. The structure is asymmetrical, with bars that are more resistant than others to meet the asymmetric load conditions and the connection of the bars to the nodes, rectangular section fins are installed that facilitate the connection and make the structure more resistant.

El problema asociado a los módulos de colectores solares conocidos en el estado de la técnica es que la torsión debida a la fuerza del viento se acumula desde el módulo extremo hasta el pegado al mecanismo de accionamiento. Cada módulo absorbe la torsión adicional del módulo contiguo más exterior y el mecanismo de accionamiento debe reaccionar a toda la carga acumulada de la fila. Cuando el mecanismo de accionamiento no logra resistir y vencer el par resultante de la carga del viento, los módulos se desvían del apunte óptimo al sol, lo que provoca que su rendimiento de captación de energía se degrade significativamente. The problem associated with the solar collector modules known in the state of the art is that the torsion due to the force of the wind accumulates from the end module until it is attached to the drive mechanism. Each module absorbs additional torque from the outermost adjoining module and the drive mechanism must react to all accumulated load in the row. When the drive mechanism fails to withstand and overcome the torque resulting from wind loading, the modules deviate from the optimal pointing to the sun, causing their energy harvesting performance to degrade significantly.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION

La presente invención trata de solucionar algunos de los problemas mencionados en el estado de la técnica.The present invention tries to solve some of the problems mentioned in the state of the art.

Más concretamente, la presente invención se refiere a un módulo de colector solar cilindro-parabólico, que comprende un reflector parabólico dotado de una superficie espejada cóncava y un eje de simetría, dos brazos soporte paralelos que soportan el reflector que finaliza en unas extremidades y una celosía central e inferior que sostiene los brazos soporte donde el módulo comprende adicionalmente unos alerones vinculados a las extremidades de los brazos de soporte.More specifically, the present invention refers to a parabolic-trough solar collector module, which comprises a parabolic reflector equipped with a concave mirrored surface and an axis of symmetry, two parallel support arms that support the reflector that ends at extremities and a central and lower lattice that supports the support arms where the module additionally comprises ailerons linked to the ends of the support arms.

Gracias a la incorporación de los alerones, la celosía y los brazos de soporte consiguen mejorar la respuesta del colector ante la tensión a la que se ve sometida el módulo de colector cilindro parabólico, siendo principalmente las cargas a las que se ve sometido el módulo del colector el peso propio y el viento. Mediante la disposición de los alerones se soportan las combinaciones de carga de forma segura, dándole suficiente rigidez al conjunto para minimizar las deformaciones en distintas posiciones y tener así el rendimiento óptico necesario.Thanks to the incorporation of the ailerons, the latticework and the support arms, they improve the collector's response to the stress to which the parabolic trough collector module is subjected, mainly being the loads to which the module of the parabolic cylinder is subjected. collector own weight and wind. By arranging the ailerons, the load combinations are safely supported, giving the assembly sufficient rigidity to minimize deformations in different positions and thus have the necessary optical performance.

Como se ha mencionado, el viento introduce fuerzas de arrastre y elevación en la superficie espejada del módulo de colector parabólico, y un momento de rotación importante que varía en función de las orientaciones o posiciones del colector, ya que este puede tener opción de rotación respecto de unos pilares fijos a los que esté acoplado. De manera que se cuenta con distintos momentos de rotación dependiendo del ángulo de inclinación del colector y del ataque del viento, que debe tenerse en consideración en el diseño de los colectores.As mentioned, the wind introduces drag and lift forces on the mirrored surface of the parabolic collector module, and an important moment of rotation that varies depending on the orientations or positions of the collector, since it may have the option of rotation with respect to fixed pillars to which it is attached. Thus, there are different moments of rotation depending on the angle of inclination of the collector and the attack of the wind, which must be taken into consideration in the design of the collectors.

El módulo de colector solar cilindro parabólico suele estar destinado a vincularse a otros módulos y girar alrededor de un eje longitudinal para seguir la trayectoria del sol. El movimiento de giro puede ser provocado por un mecanismo de accionamiento vinculado a al menos un módulo. Por cada 10 módulos suele haber un mecanismo de accionamiento. Así, la torsión debida a la fuerza del viento se acumula en los módulos, de forma que cada módulo absorbe la torsión adicional del módulo contiguo más exterior y el mecanismo de accionamiento debe reaccionar a toda la carga acumulada de la fila. Esto implica que una carga de torsión masiva pasa a través del primer módulo al mecanismo de accionamiento. The parabolic trough solar collector module is usually intended to be linked to other modules and rotate around a longitudinal axis to follow the path of the sun. The turning movement can be caused by a drive mechanism linked to at least one module. For every 10 modules there is usually one drive mechanism. Thus, the torsion due to the force of the wind accumulates in the modules, so that each module absorbs the additional torsion of the adjoining outermost module and the drive mechanism must react to all the accumulated load of the row. This implies that a massive torsional load passes through the first module to the drive mechanism.

Gracias a la disposición del alerón, se consigue aumentar la carga del viento en una determinada zona del colector compensando las cargas de viento en el lado contrario, reduciendo así la carga y momento neto sobre el colector. Así se consigue reducir el momento torsor que provoca el viento incidente sobre el colector para diferentes ángulos de inclinación del colector.Thanks to the spoiler arrangement, it is possible to increase the wind load in a certain area of the collector by compensating the wind loads on the opposite side, thus reducing the load and net moment on the collector. In this way, it is possible to reduce the torsional moment caused by the incident wind on the collector for different angles of inclination of the collector.

La característica esencial del elemento es que proporciona un perfil que se expone al viento cuando la superficie del reflector del lado opuesto del eje de rotación hace lo mismo. Debido a que el momento es función de la distancia al eje, así como de la magnitud de la fuerza aplicada, se necesitaría menos material para la construcción de los alerones cuanto mayor sea su distancia al eje.The essential feature of the element is that it provides a profile that is exposed to the wind when the reflector surface on the opposite side of the axis of rotation does the same. Since the moment is a function of the offset, as well as the magnitude of the applied force, the less material would be needed for the construction of the ailerons the greater their offset.

El borde sobre el que impacta en primer lugar el viento, se comporta aerodinámicamente del mismo modo que el borde delantero de un ala. Las líneas de flujo del viento se cortan abruptamente siguiendo dos caminos en el borde, lo que obliga al aire a moverse hacia arriba del reflector, a lo largo de la superficie espejada, o hacia abajo, debajo y alrededor del lado convexo del reflector.The edge on which the wind hits first behaves aerodynamically in the same way as the leading edge of a wing. Wind flow lines intersect abruptly following two paths at the edge, forcing air to move up the reflector, along the mirrored surface, or down, under and around the convex side of the reflector.

La existencia de los momentos máximos negativos y positivos es una de las consideraciones más importantes para el diseño de las estructuras cilindro parabólicas puesto que el momento es acumulativo a lo largo de una fila. Esto implica que cualquier mecanismo o elemento que mitigue los momentos inducidos por el viento tiene el potencial de reducir los requisitos de diseño de muchos componentes en todo el conjunto, lo que da como resultado menores costos de manipulación y materiales.The existence of negative and positive maximum moments is one of the most important considerations for the design of parabolic trough structures since the moment is cumulative along a row. This implies that any mechanism or element that mitigates wind-induced moments has the potential to reduce the design requirements of many components throughout the assembly, resulting in lower material and handling costs.

La ventaja de la invención resulta más evidente a medida que cambia el ángulo de inclinación del módulo de colector, de modo que una de las porciones espejadas del reflector presenta un perfil a barlovento mayor mientras que la otra comienza a disminuir.The advantage of the invention becomes more apparent as the tilt angle of the collector module changes, such that one of the mirrored portions of the reflector exhibits a greater windward profile while the other begins to decrease.

Por ejemplo, en el caso de ángulos de inclinación o ataque de 105°-120° y 210°, cuando el viento incide sobre la superficie convexa del reflector el alerón capta el flujo paralelo a las superficies produciendo un momento de signo contrario en los extremos de la parábola. Cuando el viento incide por la parte delantera del colector, con ángulos de inclinación o ataque de 45-60°, los alerones intervienen evitando el levantamiento del colector de las superficies inferiores. El coeficiente de momento para alguno de los casos relevantes en los que es predominante la inercia del flujo, 120o, 210o, se reduce del orden de la mitad gracias a los alerones.For example, in the case of inclination or attack angles of 105 ° -120 ° and 210 °, when the wind falls on the convex surface of the reflector, the aileron captures the flow parallel to the surfaces, producing a moment of opposite sign at the ends. of the parable. When the wind hits the front of the collector, with angles of inclination or attack of 45-60 °, the ailerons intervene preventing the lifting of the collector from the lower surfaces. The moment coefficient for any of the relevant cases in which the inertia of the flow is predominant, 120o, 210o, it is reduced in the order of half thanks to the ailerons.

Concretamente, la superficie espejada en su sección transversal, perpendicular a la dirección en la que se extienden los brazos soporte, tiene forma de parábola con un foco y el eje de simetría. Los brazos son paralelos y se distribuyen en un eje longitudinal ortogonal a la sección transversal de la superficie espejada. Coaxial al foco de la parábola se puede posicionar un receptor cilindrico destinado a alojar un fluido. Vinculadas al receptor el módulo comprende unas pilastras que se extienden desde la celosía de modo que sujetan el receptor.Specifically, the mirrored surface in its cross section, perpendicular to the direction in which the support arms extend, has the shape of a parabola with a focus and the axis of symmetry. The arms are parallel and distributed on a longitudinal axis orthogonal to the cross section of the mirrored surface. Coaxial to the focus of the parabola, a cylindrical receiver can be positioned to accommodate a fluid. Linked to the receiver, the module comprises pilasters that extend from the lattice so as to hold the receiver.

El receptor puede estar constituido por dos tubos concéntricos entre los que se crea vacío con el fin de disminuir las pérdidas térmicas. Por el tubo interior, normalmente metálico, circula el fluido y es el encargado de absorber el calor y transmitirlo al fluido calorportador que circula por su interior. Este fluido es habitualmente aceite, aunque puede ser adicionalmente agua, de manera que el vapor se genera directamente en el interior del propio tubo absorbedor, en lo que se denomina sistemas de generación directa de vapor (GDV).The receiver can be made up of two concentric tubes between which a vacuum is created in order to reduce thermal losses. Through the inner tube, normally metallic, the fluid circulates and is in charge of absorbing the heat and transmitting it to the heat transfer fluid that circulates inside. This fluid is usually oil, although it can also be water, so that the steam is generated directly inside the absorber tube itself, in what are called direct steam generation (GDV) systems.

Preferentemente, los alerones pueden disponer de un tramo intermedio paralelo al eje de simetría. Adicionalmente, debido a que existe un amplio rango de ángulos de inclinación del módulo de colector en los que se generan momentos diferentes, podría resultar ventajoso introducir varios alerones adicionales para poder contrarrestar la carga en varias posiciones de la celosía. Adicionalmente, los alerones pueden ser planos o ligeramente curvados. Debido a consideraciones de durabilidad y ya que estas superficies se usan como un miembro estructural adicional, los alerones son de un material preferiblemente metálico, pudiendo fabricarse en otro tipo de materialesPreferably, the ailerons can have an intermediate section parallel to the axis of symmetry. Additionally, since there is a wide range of tilt angles of the collector module at which different moments are generated, it could be advantageous to introduce several additional ailerons to be able to counteract the load in various positions of the lattice. Additionally, the ailerons can be flat or slightly curved. Due to durability considerations and since these surfaces are used as an additional structural member, the ailerons are made of a preferably metallic material, and can be manufactured in other types of materials.

El módulo puede comprender unas piezas retenedoras que vinculan el alerón a los brazos soporte, así retienen el alerón y evitan que este se desplace de su posición predeterminada respecto a los brazos soporte por la carga del viento. El brazo soporte puede estar dotado de al menos una viga superior cuadrangular, definida por una cara interior enfrentada al reflector, y el alerón puede comprender un extremo superior vinculado a la cara interior. El alerón puede comprender un extremo inferior que comprende un primer sector perpendicular al tramo intermedio y un segundo sector vinculado al primer sector e inclinado respecto de este que se extiende hacia la porción intermedia. Así se mejora la rigidez del alerón, la inercia es mayor y se evita la vibración del alerón.The module may comprise retaining pieces that link the aileron to the support arms, thus retaining the aileron and prevent it from moving from its predetermined position with respect to the support arms due to the wind load. The support arm can be provided with at least one upper quadrangular beam, defined by an inner face facing the reflector, and the aileron can comprise an upper end linked to the inner face. The aileron may comprise a lower end comprising a first sector perpendicular to the intermediate section and a second sector linked to the first sector and inclined with respect to this which extends towards the portion intermediate. This improves the stiffness of the aileron, the inertia is greater and the vibration of the aileron is avoided.

La celosía puede ser una malla estructural tridimensional que en una realización preferente de la invención estaría constituida por un conjunto de formas estructurales primarias o pequeños largueros, separadas entre sí a lo largo del eje longitudinal de la malla estructural, incluyendo cada forma estructural primaria un conjunto de miembros de malla dispuestos en una forma poligonal, y en el que la malla estructural tridimensional también incluye un conjunto de miembros de malla axiales que unen las esquinas de las formas estructurales primarias adyacentes, de manera que los miembros de malla axiales forman trayectorias helicoidales para la transmisión del par desde un extremo longitudinal de la malla estructural al otro.The lattice can be a three-dimensional structural mesh that in a preferred embodiment of the invention would be constituted by a set of primary structural shapes or small spars, spaced from each other along the longitudinal axis of the structural mesh, each primary structural shape including a set of mesh members arranged in a polygonal shape, and wherein the three-dimensional structural mesh also includes a set of axial mesh members that join the corners of adjacent primary structural shapes, such that the axial mesh members form helical paths to the transmission of torque from one longitudinal end of the structural mesh to the other.

El alerón puede comprender unas primeras cavidades destinadas a alojar unos elementos de fijación que fijan el alerón a los brazos soporte. Estos elementos de fijación pueden ser preferentemente remaches. Los alerones pueden estar formados por varias láminas metálicas unidas entre sí asimismo mediante unos remaches. El número láminas puede ser el doble al número de brazos soporte. Así si hay cinco brazos puede haber 10 láminas, preferentemente unidas por cada dos y estando cada lamina del par vinculada a un brazo soporte. Esta unión puede realizarse mediante una placa vinculada a dos de las láminas a la que se le aplican unos remaches de modo que los alerones pueden tener unos terceros taladros y alojar unos medios de unión como roblones y unir las láminas entre ellas.The spoiler may comprise first cavities intended to house fixing elements that fix the spoiler to the support arms. These fastening elements can preferably be rivets. The ailerons can be formed by several metallic sheets joined together also by means of rivets. The number of blades can be twice the number of support arms. Thus, if there are five arms, there may be 10 sheets, preferably joined by every two and each sheet of the pair being linked to a support arm. This connection can be carried out by means of a plate linked to two of the sheets to which rivets are applied so that the flaps can have third holes and house joining means such as rivets and join the sheets together.

La celosía puede comprender una cara frontal y una cara trasera opuestas entre sí, encontrándose sobre dichas caras correspondientes unas tapas que están dotadas de dos patas y un cuerpo en las que las patas forman un ángulo entre ellas de 120o y cada pata forma un ángulo con el cuerpo de 120° que dan rigidez a la celosía. La forma de las tapas mejora la rigidez a la torsión, mejorándose la óptica del colector. Como se ha visto la carga de torsión es la carga más importante y que más deforma al colector, por ello un diseño óptimo desde el punto de vista de este esfuerzo mejora el rendimiento del colector y baja sus costesThe lattice can comprise a front face and a rear face opposite each other, with covers on said corresponding faces being provided with two legs and a body in which the legs form an angle between them of 120o and each leg forms an angle with each other. the 120 ° body that gives rigidity to the lattice. The shape of the caps improves torsional rigidity, improving the collector's optics. As has been seen, the torsional load is the most important load and the one that deforms the collector the most, therefore an optimal design from the point of view of this effort improves the performance of the collector and lowers its costs.

Las patas pueden comprender al menos una segunda cavidad que absorbe las deformaciones de las patas. Las tapas pueden comprender unos primeros taladros configurados para vincularse a otra tapa de otro módulo. The legs can comprise at least one second cavity that absorbs the deformations of the legs. The covers can comprise first holes configured to be linked to another cover of another module.

Como se ha mencionado a lo largo de la descripción de la invención, los módulos pueden estar destinados a unirse a al menos otro módulo y formar filas o lazos que rotan simultáneamente. Así, las tapas pueden vincularse a un eje de trasmisión que esta a su vez vinculado a la tapa de otro modulo, de modo que el movimiento de torsión se transmite entre módulos. Abrazando a este eje se pueden disponer de unos cojinetes que pueden servir como apoyo para el eje de rotación del colector cilindro parabólico. Cuentan con un elemento o cama sobre la que se apoya el eje longitudinal la cual está recubierta por una capa de plástico que disminuye el coeficiente de rozamiento entre el eje y el cojinete, se degrada menos que otro tipo de materiales, y no cuenta con el problema de corrosión que tienen los metales. Los cojinetes pueden estar a su vez abrazados por una abrazadera y esta, estar vinculada a un pilar fijo, de modo que los módulos quedas soportados y con posibilidad de giro. El tramo intermedio del alerón puede tener forma cuadranglar de modo que la fabricación del alerón es sencilla.As mentioned throughout the description of the invention, the modules can be intended to join at least one other module and form rows or loops that rotate simultaneously. Thus, the covers can be linked to a transmission shaft that is in turn linked to the cover of another module, so that the torsional movement is transmitted between modules. By embracing this axis, bearings can be provided that can serve as support for the axis of rotation of the parabolic trough collector. They have an element or bed on which the longitudinal axis rests, which is covered by a layer of plastic that reduces the coefficient of friction between the axis and the bearing, degrades less than other types of materials, and does not have the corrosion problem that metals have. The bearings can in turn be embraced by a clamp and this, be linked to a fixed pillar, so that the modules are supported and rotatable. The middle section of the spoiler can be quadrangular so that the fabrication of the spoiler is simple.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSDESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of a practical embodiment thereof, a set of drawings is attached as an integral part of said description. where, with an illustrative and non-limiting nature, the following has been represented:

Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva de un módulo de colector solar.Figure 1.- Shows a perspective view of a solar collector module.

Figura 2.- Muestra una vista en alzado de un módulo de colector solar.Figure 2.- Shows an elevation view of a solar collector module.

Figura 3.- Muestra una vista en perspectiva de un alerón unido a un brazo soporte.Figure 3.- Shows a perspective view of a spoiler attached to a support arm.

Figura 4.- Muestra un gráfico de las curvas de los coeficientes de momento para varios ángulos de inclinación del módulo en relación al ángulo de ataque del viento.Figure 4.- Shows a graph of the curves of the moment coefficients for various angles of inclination of the module in relation to the angle of attack of the wind.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

La figura 1 muestra una vista en perspectiva de un módulo de colector solar cilindro parabólico, según la presente invención. El módulo está dotado de un reflector (1) parabólico dotado de una superficie espejada cóncava y un eje de simetría, de dos brazos soporte (2) paralelos que soportan el reflector (1) y que finalizan en unas extremidades y una celosía (3) central e inferior que sostiene los brazos soporte (2). El módulo comprende adicionalmente unos alerones (4) vinculados a las extremidades de los brazos de soporte (2).Figure 1 shows a perspective view of a parabolic trough solar collector module, according to the present invention. The module is equipped with a reflector (1) parabolic equipped with a concave mirrored surface and an axis of symmetry, with two parallel support arms (2) that support the reflector (1) and that end in some extremities and a central and lower lattice (3) that supports the support arms (2 ). The module additionally comprises ailerons (4) linked to the ends of the support arms (2).

Se aprecia asimismo un receptor (17) cilindrico destinado a alojar un fluido, sujetado por unas pilastras (18) que se extienden desde la celosía (3) y vinculadas al receptor (17) de modo que lo sostienen, donde las pilastras (18) son paralelas al eje de simetría de la parábola. En la realización preferente el reflector (1) está dividido en dos porciones dejando un hueco en un sentido longitudinal y las pilastras (18) se extienden desde la celosía (3) atravesando el reflector (1).A cylindrical receiver (17) intended to house a fluid can also be seen, held by pilasters (18) that extend from the lattice (3) and linked to the receiver (17) so that they support it, where the pilasters (18) they are parallel to the axis of symmetry of the parabola. In the preferred embodiment the reflector (1) is divided into two portions leaving a gap in a longitudinal direction and the pilasters (18) extend from the lattice (3) through the reflector (1).

Adicionalmente la celosía (3) comprende una cara frontal y una cara trasera estando opuestas entre sí y dotadas de una tapa (13). El módulo está destinado a acoplarse a al menos otro módulo y formar una fila o lazo de módulos que giran preferiblemente simultáneamente alrededor de un mismo eje longitudinal y están acoplados a pilares fijos en las zonas de unión. La unión entre los módulos se realiza preferentemente mediante las tapas (13) de dos módulos.Additionally the lattice (3) comprises a front face and a rear face being opposite each other and provided with a cover (13). The module is intended to be coupled to at least one other module and to form a row or loop of modules that preferably rotate simultaneously around the same longitudinal axis and are coupled to fixed pillars in the joint areas. The connection between the modules is preferably carried out by means of the covers (13) of two modules.

La figura 2 muestra una vista frontal del módulo, según la presente invención, donde se aprecia los dos brazos soporte (2) unidos a la celosía (3). Los dos brazos soporte (2) comprenden una viga superior (19) y una viga inferior (20), vinculadas entre sí por unas vigas intermedias (21). Los alerones (4) están vinculados a los brazos soporte (2) en las extremidades de estos, más concretamente a la viga superior (19). Se aprecia asimismo una pieza retenedora (6) vinculada a los alerones (4) que se extiende desde la viga inferior (20) del brazo soporte (2). El reflector (1) está unido a los brazos mediante unos elementos de unión (24). Los alerones (4) disponen de un tramo intermedio (5) paralelo al eje de simetría del reflector (1).Figure 2 shows a front view of the module, according to the present invention, where the two support arms (2) joined to the lattice (3) can be seen. The two support arms (2) comprise an upper beam (19) and a lower beam (20), linked together by intermediate beams (21). The ailerons (4) are linked to the support arms (2) at their extremities, more specifically to the upper beam (19). There is also a retaining piece (6) linked to the ailerons (4) that extends from the lower beam (20) of the support arm (2). The reflector (1) is connected to the arms by means of connection elements (24). The ailerons (4) have an intermediate section (5) parallel to the axis of symmetry of the reflector (1).

En la vista frontal se puede apreciar que la sección trasversal de la superficie espejada tiene forma de parábola con su eje de simetría y su foco, en el que se coloca el receptor (17). Se aprecia una de las tapas (13) vinculada a la cara frontal de la celosía (3), dotada de dos patas (14) y un cuerpo (15) donde las patas (14) comprenden una segunda cavidad (16) que absorbe deformaciones de las patas (14). Las tapas (13) tienen unos primeros taladros (22) configurados para vincularse a los primeros taladros (22) de otra tapa (13) de otro módulo, mediante por ejemplo unos tornillos. Se aprecia asimismo uno segundos taladros (23) configurado para centrar y acoplar un eje de rotación.In the front view, it can be seen that the transverse section of the mirrored surface is in the shape of a parabola with its axis of symmetry and its focus, in which the receiver (17) is placed. One of the covers (13) linked to the front face of the lattice (3) can be seen, equipped with two legs (14) and a body (15) where the legs (14) comprise a second cavity (16) that absorbs deformations of the legs (14). The covers (13) have first holes (22) configured to be linked to the first holes (22) of another cover (13) of another module, for example by means of screws. One second bores (23) configured to center and couple a shaft of rotation can also be seen.

La figura 3 muestra una vista en perspectiva de un alerón (4) unido al brazo soporte (2), según la presente invención. El brazo soporte (2) comprende la viga superior (19) que es una viga cuadrangular, definida por una cara interior (8) enfrentada al reflector (1), donde el alerón (4) comprende un extremo superior (9) vinculado a la cara interior (8). Asimismo, comprende un extremo inferior (10) que comprende un primer sector (11) perpendicular al tramo intermedio (5) y un segundo sector (12) vinculado al primer sector (11) e inclinado respecto de este que se extiende hacia el tramo intermedio (5). Los alerones (4) comprende primeras cavidades destinadas a alojar unos elementos de fijación (25) del tipo remache para unirse tanto al brazo soporte (2) como a la pieza retenedora (6). La pieza retenedora (6) está asimismo unida al brazo soporte (2), concretamente a la viga inferior (20), por medio de unos elementos de fijación (25) del tipo remache.Figure 3 shows a perspective view of a spoiler (4) attached to the support arm (2), according to the present invention. The support arm (2) comprises the upper beam (19) which is a quadrangular beam, defined by an inner face (8) facing the reflector (1), where the aileron (4) comprises an upper end (9) linked to the inner face (8). Likewise, it comprises a lower end (10) comprising a first sector (11) perpendicular to the intermediate section (5) and a second sector (12) linked to the first sector (11) and inclined with respect to this that extends towards the intermediate section (5). The ailerons (4) comprise first cavities destined to house some fastening elements (25) of the rivet type to join both the support arm (2) and the retaining piece (6). The retaining piece (6) is also attached to the support arm (2), specifically to the lower beam (20), by means of fastening elements (25) of the rivet type.

La figura 4 muestra un gráfico de las curvas de los coeficientes de momento para varios ángulos de inclinación del módulo en función al ángulo de ataque del viento, donde en el eje de las ordenadas Y se indican el coeficiente del momento y en el eje de las abscisas X se indican los ángulos. En el gráfico se comparan los momentos resultantes en una configuración sin alerones (4), señalado con rombos y con una línea continua, con la configuración de la presente invención, configuración con alerón, señalado con un cuadrado.Figure 4 shows a graph of the curves of the moment coefficients for various inclination angles of the module as a function of the angle of attack of the wind, where the coefficient of the moment is indicated on the Y ordinate axis and the moment coefficient on the axis of the X abscissa angles are indicated. The graph compares the resulting moments in a configuration without ailerons (4), indicated with diamonds and with a continuous line, with the configuration of the present invention, configuration with aileron, indicated with a square.

El máximo valor de momento positivo ocurre en un rango de aproximadamente 105°-120°. Este momento positivo máximo resultante se produce porque la superficie espejada del reflector (1) presenta un gran perfil vertical a la trayectoria del viento. El máximo valor de momento negativo ocurre en un rango de ángulo de paso de 45° a 60°, que se corresponde con la situación en la que el viento incide en la superficie cóncava del reflector (1), opuesta a la superficie convexa. La posición de seguridad en la realización mostrada es 210°, pudiendo variar la posición de seguridad en otras realizaciones, por lo que cuando se da el viento a velocidad máxima el colector está con ese ángulo, por ello el coeficiente es asimismo muy alto comparado con el resto de posiciones. Hay que señalar que si se cambia la posición de seguridad el coeficiente en este ángulo cambiaría. The maximum positive moment value occurs in a range of approximately 105 ° -120 °. This resulting maximum positive moment occurs because the mirrored surface of the reflector (1) presents a large vertical profile to the path of the wind. The maximum negative moment value occurs in a pitch angle range from 45 ° to 60 °, which corresponds to the situation in which the wind hits the concave surface of the reflector (1), opposite to the convex surface. The safety position in the embodiment shown is 210 °, the safety position being able to vary in other embodiments, so that when the wind is at maximum speed the collector is at that angle, therefore the coefficient is also very high compared to the rest of positions. It should be noted that if the safety position is changed, the coefficient at this angle would change.

Al introducir los alerones (4), el coeficiente de momento para los casos relevantes mencionados, en los que es predominante la inercia del flujo 120o, 210o se reduce del orden de la mitad respecto a las configuraciones que no disponen de alerones (4) como se aprecia en el gráfico. En el resto de los ángulos se consigue una reducción del valor del coeficiente de momento. When introducing the ailerons (4), the moment coefficient for the relevant cases mentioned, in which the inertia of the 120o, 210o flow is predominant, is reduced in the order of half with respect to the configurations that do not have ailerons (4) such as can be seen in the graph. In the rest of the angles, a reduction of the value of the moment coefficient is achieved.

Claims

1. - Parabolic-trough solar collector module,

comprising:

- a parabolic reflector (1) provided with a concave mirrored surface and an axis of symmetry

- two parallel support arms (2) that support the reflector (1) that ends at some extremities

- a central and lower lattice (3) that supports the support arms (2) characterized in that it additionally comprises ailerons (4) linked to the ends of the support arms (2).

2. - The module of claim 1, in which the ailerons (4) have an intermediate section (5) parallel to the axis of symmetry.

3. - The module of claim 1, comprising retaining pieces (6) that link the spoiler (4) to the support arms (2).

4. - The module of claim 1, in which the support arm (2) is provided with at least one quadrangular upper beam (19), defined by an inner face (8) facing the reflector (2), and the aileron (4) comprises an upper end (9) linked to the inner face (8).

5. - The module of claim 2, wherein the spoiler (4) comprises a lower end (10) comprising a first sector (11) perpendicular to the intermediate section (5) and a second sector (12) linked to the first sector (11) and inclined with respect to this that extends towards the intermediate section (5).

6. - The module of claim 1, wherein the spoiler (4) comprises first cavities designed to house fixing elements (25) that fix the spoiler (4) to the support arms (2).

7. - The module of claim 1, in which the ailerons (4) consists of several metal sheets joined together by rivets.

8. - The module of claim 7, wherein the number of blades is twice the number of support arms (2).

9.

module of claim 2, in which the intermediate section (5) has a quadrangular shape.

10. - The module of claim 1, wherein the lattice (3) comprises a front face and a rear face opposite each other, with covers (13) on said corresponding faces that are provided with two legs (14) and a body (15) in which the legs (14) form an angle between them of 120 ° and each leg forms an angle with the body (23) of 120 ° that give rigidity to the lattice (3).

11. - The module of claim 10, wherein the legs (14) comprise at least one second cavity (16) that absorbs deformations of the legs (14).

12. - The module of claim 10, in which the covers (13) have first holes (22) configured to be linked to another cover (13) of another module.