IT201700021827A1

IT201700021827A1 - SOLAR PLANT AT CONCENTRATION

Info

Publication number: IT201700021827A1
Application number: IT102017000021827A
Authority: IT
Inventors: Giovanni Murgia
Original assignee: Suberia Systems Srl
Priority date: 2017-02-27
Filing date: 2017-02-27
Publication date: 2018-08-27
Also published as: WO2018154497A1

Description

“IMPIANTO SOLARE A CONCENTRAZIONE” "CONCENTRATION SOLAR SYSTEM"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

[CAMPO DELLA TECNICA] [FIELD OF TECHNIQUE]

La presente invenzione ha per oggetto un impianto solare termico a concentrazione. The present invention relates to a concentrating solar thermal system.

[ARTE NOTA] [ART NOTE]

Negli impianti a concentrazione CSP (Concentrated Solar Power) e CST (Concentrated Solar Thermal), la concentrazione solare è realizzata mediante un sistema ottico costituito da superfici riflettenti movimentate da azionamenti che consentono loro di inseguire il moto apparente del sole e indirizzare, attraverso il meccanismo della riflessione ottica, i fasci di radiazione solare verso un ricevitore lineare, come nel caso delle parabole lineari (trough) e dei riflettori di Fresnel, o verso un ricevitore puntiforme come nel caso dei sistemi a torre (solar tower) o a disco (solar dish). In CSP (Concentrated Solar Power) and CST (Concentrated Solar Thermal) plants, solar concentration is achieved by means of an optical system consisting of reflective surfaces moved by drives that allow them to track the apparent motion of the sun and direct, through the mechanism of optical reflection, the beams of solar radiation towards a linear receiver, as in the case of linear parabolas (trough) and Fresnel reflectors, or towards a point receiver as in the case of tower systems (solar tower) or disc (solar dish) ).

I concentratori a parabole lineari sono costituiti da lunghe linee di riflettori parabolici lineari che concentrano la radiazione solare incidente su un ricevitore anch’esso lineare, solidale al riflettore parabolico e posizionato lungo il suo asse focale. Tale ricevitore lineare comprende un condotto, detto tubo ricevitore o assorbitore, in cui fluisce un fluido termovettore che viene a riscaldarsi trasferendo il calore ad un impianto termoelettrico per la generazione di potenza o ad altro impianto che ne utilizza direttamente l’energia termica. The linear parabolic concentrators consist of long lines of linear parabolic reflectors that concentrate the incident solar radiation on a receiver which is also linear, integral with the parabolic reflector and positioned along its focal axis. This linear receiver includes a conduit, called receiver or absorber tube, in which a heat transfer fluid flows which is heated by transferring the heat to a thermoelectric plant for generating power or to another plant that directly uses its thermal energy.

Nei sistemi a riflettori di Fresnel la concentrazione solare è ottenuta da lunghe file parallele di riflettori equidistanti dal terreno e movimentate da azionamenti. I riflettori di Fresnel hanno geometria piana o, per aumentarne la capacità di focalizzazione, leggermente curvata. Il ricevitore lineare, simile a quello utilizzato nei riflettori parabolici, è fisso e non solidale con il sistema ottico che concentra la radiazione solare. In Fresnel reflector systems the solar concentration is obtained by long parallel rows of reflectors equidistant from the ground and moved by drives. Fresnel reflectors have a flat geometry or, to increase their focusing capacity, slightly curved. The linear receiver, similar to that used in parabolic reflectors, is fixed and not integral with the optical system that concentrates the solar radiation.

Nei sistemi a torre solare, un sistema ottico, costituito tipicamente da specchi quadrati piani movimentati singolarmente e in grado di ruotare lungo due assi perpendicolari, indirizza il fascio riflesso della radiazione solare verso un ricevitore puntiforme situato a diverse decine di metri d’altezza. In solar tower systems, an optical system, typically consisting of flat square mirrors moved individually and able to rotate along two perpendicular axes, directs the reflected beam of solar radiation towards a point receiver located several tens of meters high.

Analogamente ai sistemi a torre solare, anche i sistemi solar dish concentrano la radiazione solare verso un ricevitore puntiforme. In questo caso però il ricevitore puntiforme è posto sul fuoco geometrico del sistema ottico, ed è ad esso solidale. Nei solar dish la parabola è talvolta scomposta in elementi riflettenti più piccoli, meccanicamente solidali movimentati da un unico azionamento biassiale. Similarly to solar tower systems, solar dish systems also concentrate the solar radiation towards a point receiver. In this case, however, the point receiver is placed on the geometric focus of the optical system, and is integral with it. In solar dishes the parabola is sometimes broken down into smaller reflecting elements, mechanically integral, moved by a single biaxial drive.

Nonostante le evidenti differenze di configurazione dei vari concentratori utilizzati negli impianti CSP e CST, essi devono presentare alcune caratteristiche fondamentali, quali: (i) elevata riflettività delle superfici riflettenti, (ii) elevata precisione geometrica della superficie riflettente, Despite the obvious differences in configuration of the various concentrators used in CSP and CST systems, they must have some fundamental characteristics, such as: (i) high reflectivity of the reflecting surfaces, (ii) high geometric precision of the reflecting surface,

(iii) elevata rigidezza meccanica, (iii) high mechanical stiffness,

(iv) basso peso, (iv) low weight,

(iv) lunga durata che deve risultare allineata al tempo di vita degli impianti CSP e CST, ovvero circa 25 anni, e (v) basso costo. (iv) long life which must be in line with the life time of the CSP and CST plants, ie about 25 years, and (v) low cost.

L’efficienza di un impianto solare termico a concentrazione nel suo complesso dipende principalmente dalle prestazioni ottiche del riflettore, cioè dalla sua capacità di concentrare efficacemente la radiazione solare incidente sulla superficie del ricevitore. The efficiency of a concentrating solar thermal system as a whole depends mainly on the optical performance of the reflector, that is, on its ability to effectively concentrate the incident solar radiation on the surface of the receiver.

Per realizzare una concentrazione efficiente è necessario non soltanto che le superfici specchiate siano altamente riflettenti, rigide e precisamente curvate ma anche che il loro posizionamento e l'inseguimento del movimento apparente del sole (solar tracking) siano realizzate con precisione. Per ottenere le suddette caratteristiche, la struttura meccanica che sostiene i pannelli riflettenti, in breve la struttura di sostegno, deve essere sufficientemente rigida dal punto di vista strutturale per non comprometterne la precisione otticogeometrica in condizioni di ventosità sostenuta o per effetto degli spostamenti durante l’inseguimento solare o più semplicemente per effetto delle deformazioni elastiche dovute al peso dei pannelli stessi. To achieve an efficient concentration it is necessary not only that the mirrored surfaces are highly reflective, rigid and precisely curved but also that their positioning and the tracking of the apparent movement of the sun (solar tracking) are carried out with precision. To obtain the aforementioned characteristics, the mechanical structure that supports the reflecting panels, in short the support structure, must be sufficiently rigid from a structural point of view not to compromise the optical-geometric precision in conditions of sustained wind or due to displacements during the solar tracking or more simply due to the elastic deformations due to the weight of the panels themselves.

Una indicazione sommaria della precisione richiesta ad una struttura metallica di supporto per concentratori solari, espressa in termini di deviazione angolare e lineare dei posizionamenti rispetto alle posizioni geometriche teoriche (ovvero quelle dei disegni esecutivi) è, rispettivamente, 1 mrad (milliradiante) per le deviazioni angolari e circa 1mm/m (millimetri su metro) per quelle lineari. Ciò comporta che i vari elementi che costituiscono la struttura metallica di supporto devono poter essere assemblati in modo preciso, con basse tolleranze nei posizionamenti, e con l'uso di giunti meccanici di precisione. A summary indication of the precision required of a metal support structure for solar concentrators, expressed in terms of angular and linear deviation of the positions with respect to the theoretical geometric positions (i.e. those of the executive drawings) is, respectively, 1 mrad (milliradian) for the deviations angular and about 1mm / m (millimeters per meter) for linear ones. This means that the various elements that make up the metal support structure must be able to be assembled precisely, with low tolerances in positioning, and with the use of precision mechanical joints.

Un’altra proprietà fondamentale della struttura di supporto è la durata, ovvero la capacità di mantenere sostanzialmente invariate le proprietà meccaniche e le prestazioni durante tutta la vita dell’impianto solare. Another fundamental property of the support structure is durability, or the ability to maintain the mechanical properties and performance substantially unchanged throughout the life of the solar system.

Infine, dal momento che si tratta di una componente utilizzata all'interno di una tecnologia rivolta alla produzione energetica da fonte rinnovabili, un’altra caratteristica importante è il basso impatto ambientale, sia per quel che concerne la sua produzione che lo smaltimento a fine vita. Quindi la struttura metallica di supporto, la componente più estensiva e massiva di un impianto solare a concentrazione assieme ai pannelli riflettenti, dovrebbe essere preferibilmente realizzata con materiali riciclabili e/o rinnovabili, sicuri per la salute e per l’ambiente. Finally, since it is a component used within a technology aimed at energy production from renewable sources, another important feature is the low environmental impact, both as regards its production and disposal at the end of its life. . Therefore, the metal support structure, the most extensive and massive component of a concentrating solar system together with the reflective panels, should preferably be made with recyclable and / or renewable materials, safe for health and the environment.

La fabbricazione di elementi strutturali metallici assemblabili con elevata precisione al fine di ottenere strutture rigide, durature e geometricamente precise è realizzabile attraverso diverse tecniche, la maggior parte delle quali però implicano lavorazioni lente e costose, quali fresature e forature con macchine utensili a controllo numerico, rettifiche, torniture, ecc. The manufacture of metal structural elements that can be assembled with high precision in order to obtain rigid, durable and geometrically precise structures can be achieved through various techniques, most of which however involve slow and expensive processes, such as milling and drilling with numerically controlled machine tools, grinding, turning, etc.

L'uso delle suddette tecniche di lavorazione dei metalli non consentirebbe di raggiungere i vincoli di costo estremamente stringenti degli impianti CSP e CST. Infatti, come detto, la struttura di supporto è una delle due componenti più estensive di un impianto CSP/CST – l'altra è costituita dall'insieme dei riflettori – e il suo costo ha un'alta incidenza sul costo complessivo della tecnologia. E proprio la necessità di mantenere basso il costo della struttura di supporto, pur mantenendo i vincoli di resistenza meccanica, precisione, durata e semplicità d'installazione sopra descritti che rappresenta la maggiore difficoltà nell'ideare una soluzione efficace e competitiva per le strutture di supporto degli impianti CSP/CST. Inoltre il basso costo della struttura metallica non deve inficiare i requisiti fondamentali di resistenza meccanica, durata e precisione, né può essere compensata da faticose e complesse operazioni di montaggio e lavorazioni nella fase di messa in opera. Il costo della messa in opera della struttura metallica deve essere limitato ad una frazione del costo del materiale finito, per esempio nella misura del 30%-50%. The use of the aforementioned metalworking techniques would not allow to reach the extremely stringent cost constraints of the CSP and CST plants. In fact, as mentioned, the support structure is one of the two most extensive components of a CSP / CST system - the other consists of the set of reflectors - and its cost has a high impact on the overall cost of the technology. It is precisely the need to keep the cost of the support structure low, while maintaining the constraints of mechanical strength, precision, durability and simplicity of installation described above that represents the greatest difficulty in devising an effective and competitive solution for support structures. of CSP / CST plants. Furthermore, the low cost of the metal structure must not undermine the basic requirements of mechanical strength, durability and precision, nor can it be compensated for by tiring and complex assembly and machining operations in the installation phase. The cost of installing the metal structure must be limited to a fraction of the cost of the finished material, for example to the extent of 30% -50%.

La realizzazione di una struttura metallica di supporto per un sistema di concentrazione solare a specchi di Fresnel che possieda contemporaneamente tutte le sopraindicate caratteristiche meccaniche, geometriche, fisiche, economiche e ambientali richieste dall'applicazione è quindi un problema di non facile soluzione. The realization of a metal support structure for a Fresnel mirror solar concentration system that simultaneously possesses all the above-mentioned mechanical, geometric, physical, economic and environmental characteristics required by the application is therefore a problem that is not easy to solve.

[OBIETTIVI E SINTESI DELL’INVENZIONE] [OBJECTIVES AND SUMMARY OF THE INVENTION]

Scopo della presente invenzione è fornire una struttura di supporto per concentratori solari a specchi di Fresnel adoperati negli impianti CST e CSP, che presenti sufficiente resistenza meccanica (alla trazione, compressione, flessione, torsione, taglio) e resistenza alla fatica, elevata precisione geometrica nell'assemblaggio, basso peso, vita utile sufficientemente lunga, semplicità d'installazione e bassi costi dei materiali semilavorati e delle componenti finite. The purpose of the present invention is to provide a support structure for Fresnel mirror solar concentrators used in CST and CSP systems, which has sufficient mechanical resistance (to traction, compression, bending, torsion, shear) and fatigue resistance, high geometric precision in the '' assembly, low weight, sufficiently long useful life, ease of installation and low costs of semi-finished materials and finished components.

Per ottenere tutte le sopracitate qualità sono state effettuate tre scelte realizzative, che differenziano detta soluzione tecnica da quanto proposto sino ad ora in analoghi impianti CSP/CST: To obtain all the aforementioned qualities, three manufacturing choices were made, which differentiate this technical solution from what has been proposed up to now in similar CSP / CST plants:

1) la struttura metallica di supporto è realizzata tramite tubi a sezione circolare tagliati a misura in direzione trasversale (ossia in direzione ortogonale all'asse del tubo); 1) the metal support structure is made by means of tubes with a circular section cut to size in the transverse direction (ie in a direction orthogonal to the axis of the tube);

2) le giunzioni tubo-tubo sono realizzate tramite giunti commerciali in ghisa malleabile con fissaggio a grano, con l'unica eccezione delle giunzioni coassiali tubo-tubo che preferibilmente sono realizzati con un giunto commerciale ad attrito in acciaio stampato a freddo; 2) the pipe-pipe joints are made using commercial joints in malleable cast iron with screw fixing, with the only exception of the coaxial pipe-pipe joints which are preferably made with a commercial friction joint in cold-pressed steel;

3) nessuna ulteriore lavorazione meccanica è effettuata sulle componenti della struttura metallica (tubi e giunti), né prima, né durante l'installazione oltre al taglio a misura di cui al punto 1). 3) no further mechanical processing is carried out on the components of the metal structure (pipes and joints), neither before nor during the installation in addition to the cut to size referred to in point 1).

Poiché il taglio a misura è una lavorazione molto rapida e semplice, il prezzo finale del materiale finito (il tubo tagliato a misura) risulta solo marginalmente più alto rispetto al prezzo del semilavorato di partenza (il tubo non tagliato). Per giunta, l'eliminazione di qualsiasi ulteriore lavorazione meccanica in fase di messa in opera, quali saldature, forature, rettifiche, tagli ecc., semplifica il lavoro di assemblaggio e mantiene contenuti i costi di installazione. Infine i profili tubolari tondi, rispetto ai profilati metallici con differenti sezioni geometriche, hanno la massima inerzia all’inflessione laterale (carico di punta) rispetto all’asse in qualsiasi direzione. Ciò permette di raggiungere, a parità di materiale scelto, le prestazioni obiettivo di resistenza meccanica con elementi più leggeri e quindi meno costosi. Assumendo i suddetti vincoli di progetto, è stata ideata una soluzione strutturale che consente alla struttura metallica di supporto di realizzare anche gli altri scopi dell'invenzione, ovvero: elevata resistenza meccanica, resistenza alla fatica e precisione geometrica, lunga durata, basso peso, riciclabilità e bassi costi di smaltimento. Since cutting to size is a very quick and simple process, the final price of the finished material (the pipe cut to size) is only marginally higher than the price of the starting semi-finished product (the uncut pipe). Furthermore, the elimination of any further mechanical processing during the installation phase, such as welding, drilling, grinding, cuts, etc., simplifies the assembly work and keeps installation costs low. Finally, the round tubular profiles, compared to metal profiles with different geometric sections, have the maximum inertia to lateral deflection (peak load) with respect to the axis in any direction. This allows to achieve, with the same material chosen, the target performance of mechanical resistance with lighter and therefore less expensive elements. Assuming the aforementioned design constraints, a structural solution has been devised that allows the metal support structure to also achieve the other purposes of the invention, namely: high mechanical strength, fatigue resistance and geometric precision, long life, low weight, recyclability and low disposal costs.

Oggetto dell’invenzione è un impianto solare a concentrazione dotato di una struttura metallica di supporto tubolare modulare, il cui modulo base è realizzato da due telai tubolari semplici formati da due montanti ed un traverso, rigidamente connessi in corrispondenza dei nodi del telaio mediante due travi longitudinali a formare una struttura tubolare rettangolare i cui montanti poggiano sul piano orizzontale, ovvero il piano d'ancoraggio. In corrispondenza dei nodi di detta struttura rettangolare è connessa una struttura triangolare, formata da due travi superiori, aventi preferibilmente materiale e diametro uguali a quelli delle travi del telaio rettangolare. The object of the invention is a concentrating solar plant equipped with a modular tubular metal support structure, whose base module is made of two simple tubular frames formed by two uprights and a crosspiece, rigidly connected at the nodes of the frame by two beams. longitudinal to form a rectangular tubular structure whose uprights rest on the horizontal plane, that is the anchoring plane. A triangular structure is connected at the nodes of said rectangular structure, formed by two upper beams, preferably having the same material and diameter as those of the beams of the rectangular frame.

L'unità modulare della struttura è completata da una trave di sommità, cioè da una trave parallela al piano orizzontale di ancoraggio che collega i vertici delle strutture triangolari; tale trave di sommità è anch'essa realizzata tramite tubi con caratteristiche uguali alle travi sin qui descritte. The modular unit of the structure is completed by a top beam, ie a beam parallel to the horizontal anchoring plane that connects the vertices of the triangular structures; this top beam is also made by means of pipes having the same characteristics as the beams described up to now.

La struttura di supporto comprende tubi metallici a sezione circolare di varia lunghezza e giunti commerciali in ghisa malleabile o in acciaio stampato a freddo (quali, ad esempio, i giunti per impalcatura). L'ancoraggio tubo-giunto è realizzato attraverso grani di fissaggio in acciaio nel caso dei giunti in ghisa malleabile e per attrito con serraggio a bulloni nel caso dei giunti in acciaio stampato a freddo. I tubi della struttura comprendono le seguenti proprietà preferite ma non esclusive: tubi cavi con profilo circolare non saldati in acciaio aventi preferibilmente tutti lo stesso diametro esterno pari a 48,3 mm o 1'1/2 pollice (ossia la misura standard dei tubi strutturali da ponteggio) e protetti dall'ossidazione atmosferica con zincatura. The support structure includes metal pipes with circular cross-sections of various lengths and commercial joints in malleable cast iron or cold-pressed steel (such as, for example, scaffolding joints). The pipe-joint anchoring is achieved through steel fixing screws in the case of malleable cast iron joints and by friction with bolt tightening in the case of cold-pressed steel joints. Structure pipes include the following preferred but not exclusive properties: non-welded circular profile hollow steel pipes preferably all having the same external diameter of 48.3 mm or 1'1 / 2 inch (i.e. the standard size of structural pipes scaffolding) and protected from atmospheric oxidation with zinc plating.

Il materiale dei tubi è preferibilmente acciaio non legato, a grano fine, profilato a caldo per impieghi strutturali e zincato ma possono essere impiegati vari tipi di acciaio non legato e legato, aventi diverse dimensioni di grano, sottoposti a lavorazioni di formatura e protezione alla corrosione, fatto salvo che tutti le travi tubolari della struttura devono avere le caratteristiche meccaniche (allungamento, trazione, snervamento e resilienza) minime previste per garantire le specifiche di progetto. A titolo esemplificativo, invece dell'acciaio è possibile l'utilizzo di tubi in alluminio. The material of the pipes is preferably non-alloy, fine-grain, hot-profiled steel for structural uses and galvanized, but various types of non-alloy and alloy steel, having different grain sizes, subjected to forming and corrosion protection processes, can be used. , except that all the tubular beams of the structure must have the minimum mechanical characteristics (elongation, traction, yield and resilience) required to guarantee the project specifications. By way of example, instead of steel it is possible to use aluminum tubes.

Nella struttura di supporto sopra descritta, i traversi (cioè le travi di base delle strutture triangolari) costituiscono le travi d'appoggio per i riflettori. Più precisamente, essi supportano i cuscinetti e/o gli attuatori che sostengono gli alberi di trasmissione del meccanismo d'inseguimento solare su cui, a loro volta, sono solidamente collegati i riflettori. Nella parte apicale della struttura, la trave di sommità sostiene gli elementi di ricezione della radiazione solare concentrata. Detti elementi sono costituiti essenzialmente dal tubo ricevitore evacuato e dal riflettore secondario di tipo CPC (dall'inglese Compound Parabolic Concentrator). L'intera struttura tubolare comprende inoltre alcune travi oblique di rinforzo, dette diagonali, soggette principalmente a sforzi di trazione o di compressione, che seguono lo schema tipico delle strutture reticolari. In particolare, una trave diagonale collega ciascun montante della struttura alla trave di traverso ad esso connessa. Come anticipato sopra, sulla trave di traverso poggiano i riflettori e la meccanica di inseguimento solare, cioè la maggior parte del peso del concentratore. Detto elemento diagonale limita la flessione della trave di traverso contrapponendosi alle spinte sia statiche (il peso dei riflettori) che dinamiche (la pressione del vento sulla superficie dei riflettori). La struttura comprende inoltre una trave diagonale che collega la trave di traverso con le travi superiori. Tale elemento diagonale riduce la flessione delle travi superiori. Altri elementi diagonali tubolari di rinforzo possono essere compresi nella struttura di supporto anche se non sono espressamente descritti e illustrati. In the support structure described above, the crosspieces (i.e. the base beams of the triangular structures) constitute the support beams for the reflectors. More precisely, they support the bearings and / or the actuators which support the transmission shafts of the solar tracking mechanism on which, in turn, the reflectors are solidly connected. In the apical part of the structure, the top beam supports the elements for receiving concentrated solar radiation. Said elements essentially consist of the evacuated receiver tube and the secondary reflector of the CPC type (from the English Compound Parabolic Concentrator). The entire tubular structure also includes some oblique reinforcement beams, called diagonals, mainly subject to traction or compression stresses, which follow the typical pattern of reticular structures. In particular, a diagonal beam connects each upright of the structure to the beam connected to it. As mentioned above, the reflectors and the solar tracking mechanics, that is most of the weight of the concentrator, rest on the beam. Said diagonal element limits the bending of the beam crosswise, opposing both static (the weight of the reflectors) and dynamic thrusts (the pressure of the wind on the surface of the reflectors). The structure also includes a diagonal beam that connects the beam crosswise with the upper beams. This diagonal element reduces the bending of the upper beams. Other diagonal tubular reinforcing elements can be included in the support structure even if they are not expressly described and illustrated.

Il modulo di struttura di supporto sin qui descritto può essere ulteriormente esteso con l'aggiunta di due travi tubolari aventi la funzione di prolungare il traverso. I due tubi sono simmetricamente ancorati ai due nodi trave superiore-traverso e sono orientati in direzione coassiale rispetto al traverso. La flessione delle travi di prolungamento è sostenuta dall'aggiunta di due ulteriori tubi diagonali che collegano detti prolungamenti al loro montante adiacente. La funzione delle prolunghe è quella di aumentare la lunghezza della base di appoggio per le linee dei riflettori di Fresnel e, di conseguenza, il numero di linee di riflettori ospitabili nella struttura di supporto. The support structure module described up to now can be further extended with the addition of two tubular beams having the function of extending the crosspiece. The two pipes are symmetrically anchored to the two upper beam-cross beam nodes and are oriented in a coaxial direction with respect to the cross beam. The bending of the extension beams is supported by the addition of two further diagonal tubes which connect said extensions to their adjacent upright. The function of the extensions is to increase the length of the support base for the lines of the Fresnel reflectors and, consequently, the number of lines of reflectors that can be housed in the support structure.

I moduli possono essere replicati indefinitamente lungo la direzione longitudinale, ovvero lungo la direzione della trave di sommità e delle travi longitudinali, sino al raggiungimento della lunghezza desiderata per la linea del concentratore solare. All'inizio e alla fine della linea del concentratore solare, quindi nei suoi moduli esterni, si aggiunge un tubo di rinforzo che unisce il nodo di connessione tra trave di sommità e la struttura triangolare più esterna con il piano di appoggio della struttura (dove verrà ancorato con opportuni agganci e/o flange alla struttura di fondazione). Detta trave finale aumenta la resistenza meccanica delle varie strutture triangolari, che si succedono lungo l'intera linea del concentratore, alle deformazioni generate dagli sforzi diretti in direzione parallela alla trave di sommità. The modules can be replicated indefinitely along the longitudinal direction, i.e. along the direction of the top beam and the longitudinal beams, until the desired length is reached for the line of the solar concentrator. At the beginning and at the end of the solar concentrator line, therefore in its external modules, a reinforcement tube is added that joins the connection node between the top beam and the outermost triangular structure with the support surface of the structure (where it will anchored with suitable hooks and / or flanges to the foundation structure). Said final beam increases the mechanical resistance of the various triangular structures, which follow one another along the entire line of the concentrator, to the deformations generated by the forces directed in a direction parallel to the top beam.

La precisione minima richiesta per i tagli a misura dei profili tubolari può essere di /- 1,00mm, per quanto precisioni più alte, intorno ai /- 0,5mm, siano facilmente ottenibili anche con macchine utensili semplici senza controllo numerico. Per evitare che l'assemblaggio della struttura apporti ulteriore imprecisione rispetto a quella che deriva dalle tolleranze di realizzazione delle sue componenti (i tubi tagliati a misura e i giunti), è necessario e sufficiente che tutti i tubi siano posizionati “a battuta” nei giunti e i grani dei giunti, qualora possano assumere due o più posizioni funzionalmente equivalenti, siano orientati secondo uno schema predefinito. Seguendo i suddetti semplici accorgimenti in fase di montaggio, e grazie alla composizione degli intrinseci vincoli geometrici presenti nella struttura, quest'ultima può essere assemblata rapidamente senza che si richiedano ulteriori regolazioni e/o registrazioni e garantendo una tolleranza dei posizionamenti compresa nell'intervallo /- 1mm/m. Ad esempio, le condizioni di perpendicolarità tra trave longitudinale e trave di traverso (ovvero, la condizione di rettangolarità della struttura) sono imposte dai particolari giunti tubo-tubo posizionati nei nodi del telaio rettangolare, come verrà descritto in maggiore precisione nella descrizione dettagliata dell'invenzione. Se tale giunto non fosse disponibile e fosse sostituito da due giunti che non garantiscono la reciproca perpendicolarità dei tubi ad essi fissati, la condizione di perpendicolarità può essere comunque semplicemente imposta attraverso l'uso di dime di montaggio. Nel caso specifico citato sopra, può essere temporaneamente installata una trave diagonale, disposta lungo la diagonale geometrica del telaio rettangolare, anch'essa realizzata con tubi tagliati a misura e giunti posizionati “a battuta” in testa e in coda ai suddetti tubi. Tale struttura tubolare può essere assemblata solo quando le travi longitudinali e di traverso sono tra di loro ortogonali. Una volta assicurata la condizione di ortogonalità, le posizioni delle travi vengono bloccate dal serraggio dei giunti e la trave diagonale che funge da dima di montaggio, posizionata lungo la diagonale geometrica del telaio può essere rimossa. The minimum precision required for cutting to size tubular profiles can be of / - 1.00mm, although higher accuracies, around / - 0.5mm, are easily obtainable even with simple machine tools without numerical control. To avoid that the assembly of the structure brings further inaccuracy than that deriving from the manufacturing tolerances of its components (the pipes cut to size and the joints), it is necessary and sufficient that all the pipes are positioned "abutment" in the joints and joint grains, if they can assume two or more functionally equivalent positions, are oriented according to a predefined pattern. By following the aforementioned simple precautions during the assembly phase, and thanks to the composition of the intrinsic geometric constraints present in the structure, the latter can be assembled quickly without requiring further adjustments and / or adjustments and guaranteeing a positioning tolerance included in the range / - 1mm / m. For example, the conditions of perpendicularity between the longitudinal beam and the cross beam (that is, the condition of rectangularity of the structure) are imposed by the particular pipe-pipe joints positioned in the nodes of the rectangular frame, as will be described in greater precision in the detailed description of the invention. If this joint is not available and is replaced by two joints that do not guarantee the reciprocal perpendicularity of the pipes fixed to them, the condition of perpendicularity can in any case be simply imposed through the use of mounting templates. In the specific case mentioned above, a diagonal beam can be temporarily installed, arranged along the geometric diagonal of the rectangular frame, also made with pipes cut to size and joints positioned "abutment" at the head and tail of the aforementioned pipes. This tubular structure can be assembled only when the longitudinal and transverse beams are orthogonal to each other. Once the condition of orthogonality has been ensured, the positions of the beams are blocked by the tightening of the joints and the diagonal beam that acts as a mounting template, positioned along the geometric diagonal of the frame, can be removed.

Gli unici attrezzi necessari per il montaggio della struttura sono una chiave esagonale per il serraggio dei grani dei giunti in ghisa malleabile e una chiave di opportuna misura per i bulloni dei giunti in acciaio stampato a freddo. Preferibilmente i serraggi vanno effettuati con chiave dinamometrica per applicare l'opportuna coppia si serraggio a grani e bulloni. The only tools needed to assemble the structure are a hex wrench for tightening the dowels of the malleable iron joints and an appropriately sized wrench for the bolts of the cold pressed steel joints. Preferably, the tightening must be carried out with a dynamometric wrench to apply the appropriate torque to the grub screws and bolts.

La resistenza meccanica e resistenza alla fatica della struttura dipendono da vari fattori di cui è opportuno menzionare: il diametro, lo spessore e il materiale dei tubi e le caratteristiche geometriche della struttura (ad esempio, lunghezza delle travi, posizione dei tubi rispetto alla direzione degli sforzi prevalenti, presenza di elementi diagonali di rinforzo, ecc.). The mechanical strength and fatigue resistance of the structure depend on various factors of which it is worth mentioning: the diameter, thickness and material of the tubes and the geometric characteristics of the structure (for example, length of the beams, position of the tubes with respect to the direction of the prevailing stresses, presence of diagonal reinforcing elements, etc.).

Il dimensionamento della struttura è variabile ed è principalmente determinato dalla larghezza e dal numero di file dei riflettori supportate (quindi dall'apertura efficace del concentratore ottico). A parità di materiale e diametro dei tubi, il numero di elementi diagonali di rinforzo crescerà in funzione delle dimensioni del modulo della struttura, e, più precisamente, dalla lunghezza dei traverso, delle travi longitudinali e dell'altezza della trave di sommità rispetto al piano definito dalle travi longitudinali e di traverso. L'aggiunta di ulteriori elementi diagonali di rinforzo rispetto a quelli già presenti nel modulo base sopra descritto, potrà essere valutata sulla base dei risultati dei calcoli strutturali effettuati, in fase di progettazione, sulla specifica implementazione. The sizing of the structure is variable and is mainly determined by the width and number of rows of reflectors supported (therefore by the effective opening of the optical concentrator). With the same material and diameter of the pipes, the number of diagonal reinforcement elements will increase according to the dimensions of the module of the structure, and, more precisely, from the length of the crosspieces, of the longitudinal beams and the height of the top beam with respect to the floor. defined by the longitudinal and cross beams. The addition of further diagonal reinforcement elements with respect to those already present in the basic module described above, can be evaluated on the basis of the results of the structural calculations carried out, during the design phase, on the specific implementation.

Questi ed altri scopi ancora sono sostanzialmente raggiunti da un impianto solare a concentrazione secondo quanto descritto nelle unite rivendicazioni. These and other objects are substantially achieved by a concentrating solar plant according to what is described in the appended claims.

[BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI] [BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS]

Ulteriori caratteristiche e vantaggi appariranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di forme di esecuzione preferite ma non esclusive dell’invenzione. Further features and advantages will become more apparent from the detailed description of preferred but not exclusive embodiments of the invention.

Tale descrizione è fornita qui di seguito con riferimento alle unite figure, anch’esse aventi scopo puramente esemplificativo e pertanto non limitativo, in cui: This description is provided below with reference to the accompanying figures, also having purely illustrative and therefore non-limiting purposes, in which:

- la figura 1 mostra una vista prospettica, isonometrica, di un modulo di struttura di supporto facente parte di un impianto in accordo con la presente invenzione; Figure 1 shows an isonometric perspective view of a support structure module forming part of a plant according to the present invention;

- la figura 2 mostra una vista prospettica, isonometrica, della base del modulo di figura 1, in cui è impiegata una la trave diagonale in fase di assemblaggio per imporre la ortogonalità dei lati del quadrilatero; - figure 2 shows an isonometric perspective view of the base of the module of figure 1, in which a diagonal beam is used during the assembly phase to impose the orthogonality of the sides of the quadrilateral;

- la figura 3 mostra una vista prospettica, isonometrica, del modulo terminale di una struttura di supporto in accordo con la presente invenzione; figure 3 shows an isonometric perspective view of the terminal module of a support structure according to the present invention;

- la figura 4 mostra una vista prospettica, e le relative sezioni ortogonali di alcuni dettagli di figura 1; - figure 4 shows a perspective view, and the relative orthogonal sections of some details of figure 1;

- la figura 5 mostra una vista prospettica, e le relative sezioni ortogonali, di alcuni dettagli di figura 1; figure 5 shows a perspective view, and the relative orthogonal sections, of some details of figure 1;

- la figura 6 mostra una vista prospettica, e le relative sezioni ortogonali, di alcuni dettagli di figura 1; figure 6 shows a perspective view, and the relative orthogonal sections, of some details of figure 1;

- la figura 7 mostra una vista prospettica, e le relative sezioni ortogonali, di alcuni dettagli di figura 1; - la figura 8 mostra una vista prospettica, e le relative sezioni ortogonali, di alcuni dettagli di figura 3; figure 7 shows a perspective view, and the relative orthogonal sections, of some details of figure 1; figure 8 shows a perspective view, and the relative orthogonal sections, of some details of figure 3;

- la figura 9 mostra uno schema a blocchi semplificato di un impianto in cui vengono impiegati pannelli realizzati in accordo con l’invenzione; - Figure 9 shows a simplified block diagram of a system in which panels made in accordance with the invention are used;

- la figura 10 mostra una vista prospettica, isonometrica, del modulo di figura 1 sul quale sono montati pannelli riflettenti e l'apparato di conversione. Figure 10 shows an isonometric perspective view of the module of Figure 1 on which reflecting panels and the conversion apparatus are mounted.

[DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE] [DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION]

Con riferimento alle unite figure, con 100 è stato indicato un impianto solare a concentrazione in accordo con la presente invenzione. With reference to the accompanying figures, 100 indicates a concentrating solar plant in accordance with the present invention.

L’impianto 100 (figura 9) comprende preferibilmente un apparato di conversione 110, in cui un fluido termovettore fluisce in un condotto ed assorbe energia termica irradiata su tale condotto. The plant 100 (Figure 9) preferably comprises a conversion apparatus 110, in which a heat transfer fluid flows in a duct and absorbs thermal energy radiated on that duct.

L’impianto 100 comprende inoltre una struttura di concentrazione 120 atta a ricevere radiazioni solari ed a convogliare le stesse sull’apparato di conversione 110, così da fornire detta energia termica. The plant 100 also includes a 120 concentration structure designed to receive solar radiation and to convey the same on the conversion apparatus 110, so as to provide said thermal energy.

La struttura di concentrazione 120 comprende una pluralità di pannelli riflettenti 130 ed una struttura di supporto modulare 140 per detti pannelli riflettenti 130. The concentration structure 120 comprises a plurality of reflective panels 130 and a modular support structure 140 for said reflective panels 130.

I pannelli riflettenti 130 sono preferibilmente riflettori di Fresnel. Tali riflettori possono presentare geometria piana oppure leggermente curvata. The reflective panels 130 are preferably Fresnel reflectors. These reflectors can have a flat or slightly curved geometry.

Preferibilmente i pannelli riflettenti 130 sono disposti su una pluralità di file parallele, in modo da formare una sorta di matrice. Preferably, the reflecting panels 130 are arranged on a plurality of parallel rows, so as to form a sort of matrix.

Preferibilmente i pannelli riflettenti 130 sono associati a rispettivi attuatori, che permettono una movimentazione dei pannelli stessi così da inseguire il moto apparente del sole. Preferably, the reflecting panels 130 are associated with respective actuators, which allow the panels themselves to be moved so as to follow the apparent motion of the sun.

I pannelli riflettenti 130 sono disposti in modo da ricevere radiazioni solari ed indirizzarle verso l’apparato di conversione 110. The reflective panels 130 are arranged so as to receive solar radiation and direct them towards the conversion apparatus 110.

La struttura di supporto 140 comprende una pluralità di moduli 1, tutti aventi sostanzialmente medesima struttura. The support structure 140 comprises a plurality of modules 1, all having substantially the same structure.

La figura 10 mostra un modulo 1, sul quale è montata una pluralità di file di pannelli 130. Figure 10 shows a module 1, on which a plurality of rows of panels 130 are mounted.

Si noti che gli elementi strutturali del modulo 1, ed in particolare i traversi 3 che saranno descritti nel seguito, preferibilmente supportano i cuscinetti e/o gli attuatori che sostengono gli alberi di trasmissione del meccanismo d'inseguimento solare su cui, a loro volta, sono solidamente collegati i pannelli 130. It should be noted that the structural elements of the module 1, and in particular the crosspieces 3 which will be described below, preferably support the bearings and / or the actuators which support the transmission shafts of the solar tracking mechanism on which, in turn, the panels 130 are solidly connected.

Ciascun modulo 1 comprende un primo e un secondo telaio 1a, 1b, sostanzialmente uguali l’uno all’altro. Each module 1 comprises a first and a second frame 1a, 1b, substantially equal to each other.

Ciascuno di detti primo e secondo telaio 1a, 1b comprende una coppia di montanti 2, un traverso 3 e da una coppia di travi superiori 5. Ciascuna trave superiore 5 si estende da una rispettiva estremità del traverso 3 in modo da incontrare, in corrispondenza dell’estremità opposta, l’altra trave superiore 5. Each of said first and second frames 1a, 1b comprises a pair of uprights 2, a crosspiece 3 and a pair of upper beams 5. Each upper beam 5 extends from a respective end of the crosspiece 3 so as to meet, at the opposite end, the other upper beam 5.

Ciascun modulo 1 comprende inoltre una coppia di travi longitudinali 4 fissate nei nodi montante-traverso a formare un telaio a struttura rettangolare. Each module 1 further comprises a pair of longitudinal beams 4 fixed in the upright-transom nodes to form a frame with a rectangular structure.

Preferibilmente ciascun modulo 1 comprende inoltre una trave di sommità 6, supportata dalle estremità superiori di dette travi superiori 5. Preferably, each module 1 further comprises a top beam 6, supported by the upper ends of said upper beams 5.

Preferibilmente, il suddetto apparato di conversione 110 è sostenuto dalla trave di sommità 6. In altre parole, uno o più componenti dell’apparato di conversione 110 sono sostenuti/supportati dalla trave di sommità 6. Preferably, the aforementioned conversion apparatus 110 is supported by the top beam 6. In other words, one or more components of the conversion apparatus 110 are supported / supported by the top beam 6.

Vantaggiosamente, l’apparato di conversione 110 può essere appeso alla trave di sommità 6. Advantageously, the conversion apparatus 110 can be hung on the top beam 6.

La Richiedente osserva che, durante il funzionamento del sistema, l’apparato di conversione 110 raggiunge temperature molto elevate (anche intorno a 200°C-300°C), che ne provocano deformazioni strutturali, tipicamente lungo la direzione longitudinale. È quindi previsto che l’apparato di conversione 110 sia appeso alla trave di sommità 6 tramite cuscinetti scorrevoli, che permettono all’apparato stesso di dilatarsi senza generare sforzi aggiuntivi sulla la struttura di supporto 140. The Applicant observes that, during the operation of the system, the conversion apparatus 110 reaches very high temperatures (even around 200 ° C-300 ° C), which cause structural deformations, typically along the longitudinal direction. It is therefore envisaged that the conversion apparatus 110 is hung from the top beam 6 by sliding bearings, which allow the apparatus itself to expand without generating additional stress on the support structure 140.

I vari elementi finora descritti (montanti 2, traversi 3, travi superiori 5, travi longitudinali 4, trave di sommità 6) sono tubi a sezione circolare, preferibilmente con diametro esterno 48,3mm o 1'-1/2 pollici, tagliati a misura ortogonalmente all'asse del tubo. The various elements described so far (uprights 2, crosspieces 3, upper beams 5, longitudinal beams 4, top beam 6) are tubes with a circular section, preferably with an external diameter of 48.3mm or 1'-1/2 inches, cut to size orthogonally to the axis of the tube.

In generale, i suddetti elementi sono realizzati come tubi metallici a sezione circolare, tagliati a misura, aventi tutti sostanzialmente il medesimo diametro interno e diametro esterno. In general, the aforesaid elements are made as metal tubes with circular section, cut to size, all having substantially the same internal diameter and external diameter.

Si noti che anche le travi che saranno descritte in seguito (travi diagonali 7, travi di prolungamento 8, travi di rinforzo 9, 10) sono preferibilmente tubi metallici a sezione circolare, tagliati a misura, aventi medesimo diametro interno e diametro esterno degli elementi già descritti. Note that also the beams that will be described below (diagonal beams 7, extension beams 8, reinforcement beams 9, 10) are preferably metal pipes with circular section, cut to size, having the same internal diameter and external diameter of the elements already described.

Preferibilmente le giunzioni tubo-tubo sono realizzate tramite giunti commerciali in ghisa malleabile zincata con fissaggio a grano, con l'unica eccezione delle giunzioni coassiali tubo-tubo che sono realizzate preferibilmente con un giunto ad attrito commerciale in acciaio stampato a freddo. Preferably, the pipe-pipe joints are made by means of commercial joints in galvanized malleable cast iron with screw fixing, with the only exception of the coaxial pipe-pipe joints which are preferably made with a commercial friction joint in cold-pressed steel.

Si noti che nessuna ulteriore lavorazione meccanica è effettuata sulle componenti della struttura metallica (sia tubi che giunti), né prima, né durante l'installazione oltre al taglio a misura eseguito per conferire all’elemento la lunghezza assiale desiderata. Note that no further mechanical processing is carried out on the components of the metal structure (both pipes and joints), neither before nor during installation in addition to the cut to size performed to give the element the desired axial length.

Il diametro nominale preferito delle travi tubolari è quello tipico dei ponteggi, ovvero 1'- 1/2 (un pollice e mezzo) che corrisponde ad un diametro esterno pari a 48,3 mm, ma è possibile utilizzate tubi aventi diametro nominale compreso nell'intervallo 1'-1/4 – 2' (un pollice e un quarto e due pollici), ovvero con diametro esterno compreso nell'intervallo 42-61 mm. The preferred nominal diameter of tubular beams is the typical one of scaffolding, i.e. 1'-1/2 (one and a half inches) which corresponds to an external diameter equal to 48.3 mm, but it is possible to use tubes having a nominal diameter included in the range 1'-1/4 - 2 '(one and a quarter and two inches), i.e. with an external diameter in the range 42-61 mm.

Come già accennato, i tubi sono rigidamente connessi tra di loro o, nel caso dei montanti 2, al piano di appoggio, tramite giunti commerciali in ghisa malleabile con fissaggio a grano, eccetto che nel caso di giunzione coassiale tubo-tubo in cui si preferisce l'uso di giunti ad attrito in acciaio stampato a freddo e fissaggio a bulloni, come ad esempio i giunti da ponteggio. As already mentioned, the pipes are rigidly connected to each other or, in the case of the uprights 2, to the support surface, by means of commercial joints in malleable cast iron with screw fixing, except in the case of coaxial pipe-pipe joint in which it is preferred the use of cold pressed steel friction joints and bolt fastening, such as scaffolding joints.

L'ancoraggio del montante 2 al piano d'appoggio è realizzato preferibilmente con il giunto 12 che presenta una flangia di fissaggio e fondo cieco, di cui si riporta un disegno di dettaglio in figura 5. Il giunto presenta due fori nella flangia di fissaggio adatti per il serraggio con viti e bulloni o tasselli chimici. Altre forme di giunto possono efficacemente essere utilizzate, quali, ad esempio, i giunti 12a e 12b in figura 5 che differiscono dal giunto 12 per numero di fori di ancoraggio nel caso del giunto 12a o il tipo di elemento di ancoraggio nel giunto 12b. In particolare, il giunto 12b è adatto per essere immerso e incluso in un massetto o plinto in cemento. The anchoring of the upright 2 to the support surface is preferably carried out with the joint 12 which has a fixing flange and blind bottom, of which a detailed drawing is shown in figure 5. The joint has two suitable holes in the fixing flange for tightening with screws and bolts or chemical anchors. Other forms of joint can be effectively used, such as, for example, the joints 12a and 12b in Figure 5 which differ from the joint 12 in the number of anchoring holes in the case of the joint 12a or the type of anchoring element in the joint 12b. In particular, the joint 12b is suitable for being immersed and included in a concrete screed or plinth.

Il giunto di fissaggio 13 connette il montante 2 con due travi di traverso 3 e due travi longitudinali 4 ad esso adiacenti. Il giunto 13 presenta una conformazione a croce a 5 vie di cui quattro sono cave co-planari, tra loro ortogonali, e una è una cava passante posta al centro della croce in direzione ortogonale al piano passante per le quattro suddette cave, come mostrato in dettaglio in figura 4. The fixing joint 13 connects the upright 2 with two cross beams 3 and two longitudinal beams 4 adjacent to it. The joint 13 has a 5-way cross conformation of which four are co-planar hollows, orthogonal to each other, and one is a through hollow placed at the center of the cross in orthogonal direction to the plane passing through the four aforementioned hollows, as shown in detail in figure 4.

Grazie alla particolare geometria del giunto 13, la reciproca ortogonalità tra la trave di traverso 3 e la trave longitudinale 4 è realizzata dal fissaggio al giunto senza necessità di ulteriori regolazioni. Il giunto 13 può essere rimpiazzato da due giunti a croce a tre vie 13c (figura 4) di cui due co-assiali e una ortogonale a cava passante. Il primo dei due giunti 13c realizza la connessione tra montante 2 e due travi di traverso 3 e il secondo tra lo stesso montante 2 e due travi longitudinali 4. In questo caso le travi di traverso 3 e le travi longitudinali 4 giaceranno su piani geometrici paralleli ma non più coincidenti. La perpendicolarità tra travi di traverso e longitudinali sarà realizzata attraverso una regolazione in fase di assemblaggio e necessiterà di un'opportuna attrezzatura di montaggio, ad esempio la dima di montaggio 19, in figura 2. Questa può essere realizzata in modo semplice con una trave tubolare tagliata a misura, analogamente a quel che si fa per le travi della struttura. Agli estremi della dima tubolare si posizionano i giunti 13d (figura 4), a T con una cava passante e una cieca ortogonale alla prima, e si infila la cava passante di uno dei due giunti in uno dei quattro montanti 2, ad esempio, il montante 2a in figura 2, e, regolando gli angoli montante-traverso e montante-trave longitudinale, si porta la posizione del montante 2c, quello opposto al 2a lungo la direzione diagonale, a coincidere con il centro della cava passante del secondo giunto 13d. Poiché la lunghezza della dima, calcolata come la distanza tra i centri delle cave passanti dei giunti 13d opposti, è esattamente la lunghezza della diagonale geometrica del telaio rettangolare che si vuole realizzare, quando il montante 2c è infilato nella sede passante del giunto 13d, la rettangolarità del quadrilatero è assicurata. Thanks to the particular geometry of the joint 13, the reciprocal orthogonality between the transverse beam 3 and the longitudinal beam 4 is achieved by fixing it to the joint without the need for further adjustments. The joint 13 can be replaced by two three-way cross joints 13c (Figure 4), two of which are co-axial and one orthogonal with a through slot. The first of the two joints 13c creates the connection between the upright 2 and two cross beams 3 and the second between the same upright 2 and two longitudinal beams 4. In this case the cross beams 3 and the longitudinal beams 4 will lie on parallel geometric planes but no longer coincident. The perpendicularity between the transverse and longitudinal beams will be achieved through an adjustment during the assembly phase and will require appropriate assembly equipment, for example the assembly template 19, in figure 2. This can be achieved in a simple way with a tubular beam cut to size, similarly to what is done for the beams of the structure. At the ends of the tubular template are positioned the joints 13d (figure 4), T-shaped with a through slot and a blind slot orthogonal to the first, and the through slot of one of the two joints is inserted in one of the four uprights 2, for example, the upright 2a in figure 2, and, by adjusting the upright-transom and upright-longitudinal beam angles, the position of the upright 2c, the one opposite to 2a along the diagonal direction, is brought to coincide with the center of the through groove of the second joint 13d. Since the length of the template, calculated as the distance between the centers of the through slots of the opposite joints 13d, is exactly the length of the geometric diagonal of the rectangular frame to be made, when the upright 2c is inserted into the through seat of the joint 13d, the rectangularity of the quadrilateral is ensured.

Quando gli estremi della trave di traverso 3 coincidono con i nodi di giunzione montante-traverso, ovvero nei casi in cui la trave di traverso non è prolungata oltre detto nodo, il giunto 13 può essere efficacemente sostituito dal giunto 13a (figura 4), ossia un giunto a T a quattro vie con cava passante e 3 cave coplanari. Analogamente a quanto visto nel caso della sostituzione del giunto 13 con due giunti 13c, anche il giunto 13a può essere rimpiazzato da due giunti, ad esempio i giunti 13c e 13d. In quest'ultimo caso il giunto 13c realizza il fissaggio tra due travi longitudinali 4 consecutive e il montante 2 e il giunto 13d realizza la giunzione tra montante 2 e trave di traverso 3. Infine quando il modulo di struttura metallica si trova in posizione terminale, come mostrato in figura 3, non essendo richiesta la giunzione tra due travi longitudinali consecutive, al posto del giunto 13 in figura può essere utilizzato il giunto 13a o, alternativamente, i due giunti 13c e 13d. Nel caso in cui non siano presenti neanche i prolungamenti delle travi di traverso, si può impiegare il giunto 13b, un giunto angolare a 90° a tre vie con cava passante, o, alternativamente, due giunti 13d. When the ends of the transverse beam 3 coincide with the upright-transverse junction nodes, i.e. in cases where the transverse beam is not extended beyond said node, the joint 13 can be effectively replaced by the joint 13a (figure 4), i.e. a four-way T joint with through slot and 3 coplanar slots. Similarly to what has been seen in the case of the replacement of the joint 13 with two joints 13c, also the joint 13a can be replaced by two joints, for example the joints 13c and 13d. In the latter case, the joint 13c creates the fastening between two consecutive longitudinal beams 4 and the upright 2 and the joint 13d creates the junction between the upright 2 and the cross beam 3. Finally, when the metal structure module is in the terminal position, as shown in Figure 3, since the joint between two consecutive longitudinal beams is not required, the joint 13a or, alternatively, the two joints 13c and 13d can be used instead of the joint 13 in the figure. If there are not even the extensions of the beams crosswise, the joint 13b can be used, a three-way corner joint at 90 ° with a through slot, or, alternatively, two joints 13d.

Indipendentemente da quale variante tra quelle sopra descritte verrà adottata nella giunzione tra i montanti e le travi di traverso e longitudinali, è preferibile che nel montante, in appoggio al bordo inferiore dei suddetti giunti, venga fissato un anello 14, in ghisa malleabile e fissaggio a grano. La funzione dell'anello 14 è quella di impedire che i giunti soprastanti possano scorrere lungo il montante a causa di un serraggio insufficiente del grano di fissaggio. L'anello può anche essere utilizzato come elemento di riferimento e regolazione per il posizionamento dei giunti soprastanti lungo la direzione verticale (ossia lungo il montante). Regardless of which variant among those described above will be adopted in the junction between the uprights and the transverse and longitudinal beams, it is preferable that in the upright, resting on the lower edge of the aforementioned joints, a ring 14 is fixed, in malleable cast iron and fastening to grain. The function of the ring 14 is to prevent the joints above from sliding along the upright due to insufficient tightening of the fixing dowel. The ring can also be used as a reference and adjustment element for positioning the joints above along the vertical direction (i.e. along the upright).

Le dimensioni del modulo di struttura di supporto sono definite dalla lunghezza delle distanze tra: A) i due montanti adiacenti nella direzione della trave di traverso, B) l'estremità del prolungamento della trave di traverso e il montante ad esso adiacente nella direzione della stessa trave di traverso, C) i montanti adiacenti nella direzione della trave longitudinale e D) l'asse della trave di sommità e il piano definito dalle travi di traverso. The dimensions of the support structure module are defined by the length of the distances between: A) the two adjacent uprights in the direction of the cross beam, B) the end of the extension of the cross beam and the upright adjacent to it in the direction of the beam cross beam, C) the adjacent uprights in the direction of the longitudinal beam and D) the axis of the top beam and the plane defined by the cross beams.

Le lunghezze minime e massime delle suddette distanze sono: 1-6 metri per la distanza A), 0-4 metri per la distanza B), 3-6 metri per la distanza C) e 1-6 metri per la distanza D). Una volta fissate le suddette distanze, le lunghezze delle altre travi risultano determinate. I tubi della struttura hanno preferibilmente lunghezza uguale o inferiore a 6 metri poiché questa è la lunghezza standard dei profilati in acciaio. Quando le travi tubolari della struttura sono più lunghe di 6 metri, si rende necessaria la giunzione lineare tra due tubi, che viene realizzata preferibilmente con giunti a frizione 18 (figura 7) in acciaio stampato a freddo. A parità di diametro, spessore e materiale dei tubi, la resistenza meccanica della struttura diminuisce all'aumentare delle sopra elencate distanze caratteristiche. Quando le deformazioni delle travi, principalmente dovute alle spinte statiche, derivanti dal peso dei riflettori, e a quelle dinamiche dovute alla pressione del vento sulla superficie dei riflettori stessi, eccedono i limiti di progetto e, comunque, quando le sollecitazioni meccaniche sulla struttura si avvicinano ai carichi di rottura, la struttura può essere rinforzata con l'aggiunta di ulteriori elementi tubolari diagonali, analogamente a quanto avviene nelle strutture reticolari. Nella presente invenzione, anche per gli elementi diagonali si impiegano profilati a sezione circolare con stesso diametro, spessore e materiale delle travi della struttura. Il numero e il posizionamento degli elementi diagonali dipende dalle specifiche esigenze strutturali del modulo di struttura di supporto, oggetto della presente invenzione. The minimum and maximum lengths of the aforementioned distances are: 1-6 meters for distance A), 0-4 meters for distance B), 3-6 meters for distance C) and 1-6 meters for distance D). Once the aforementioned distances have been established, the lengths of the other beams are determined. The pipes of the structure are preferably 6 meters or less in length as this is the standard length of the steel profiles. When the tubular beams of the structure are longer than 6 meters, the linear joint between two pipes is necessary, which is preferably made with friction joints 18 (figure 7) in cold-pressed steel. With the same diameter, thickness and material of the pipes, the mechanical resistance of the structure decreases as the above-listed characteristic distances increase. When the deformations of the beams, mainly due to the static thrusts, deriving from the weight of the reflectors, and to the dynamic ones due to the wind pressure on the surface of the reflectors themselves, exceed the design limits and, in any case, when the mechanical stresses on the structure approach the breaking loads, the structure can be reinforced with the addition of further diagonal tubular elements, similarly to what happens in reticular structures. In the present invention, circular section profiles with the same diameter, thickness and material as the beams of the structure are also used for the diagonal elements. The number and positioning of the diagonal elements depends on the specific structural requirements of the support structure module, object of the present invention.

Ad esempio, la flessione delle travi di traverso è limitata dall'uso di due travi tubolari diagonali 7 le cui estremità sono fissate una alla base del montante 2, appena sopra il giunto 12, o il giunto ad esso alternativo, e l'altra alla trave di traverso 3 in prossimità del suo centro, ovvero vicino al punto di massima flessione. La trave diagonale 7 è soggetta prevalentemente a sforzi assiali applicati nei punti di nodo. In questo modo le travi diagonali 7 sostenendo la flessione della trave di traverso sono sollecitate a compressione (o a trazione se la flessione avviene in direzione opposta al peso, per esempio nel caso la trave di traverso sia soggetta a forze di ribaltamento dovute all'azione del vento). L'insieme strutturale montante-trave di traverso e travi diagonali richiama lo schema di una struttura reticolare in cui i montanti e le diagonali sono gli elementi interni di irrigidimento scarsamente deformabili e soggetti a sforzi prevalentemente assiali e la trave di traverso è il corrente superiore (o briglia), mentre in questo schema è assente il corrente inferiore. For example, the bending of the beams crosswise is limited by the use of two diagonal tubular beams 7 whose ends are fixed one to the base of the upright 2, just above the joint 12, or the alternative joint to it, and the other to the cross beam 3 near its center, i.e. near the point of maximum bending. The diagonal beam 7 is mainly subjected to axial forces applied at the joint points. In this way the diagonal beams 7 supporting the bending of the beam crosswise are stressed by compression (or by traction if the bending occurs in the opposite direction to the weight, for example if the beam is subject to overturning forces due to the action of the wind). The structural set of upright-cross beam and diagonal beams recalls the scheme of a reticular structure in which the uprights and diagonals are the internal stiffening elements that are scarcely deformable and subject to mainly axial stresses and the cross beam is the upper chord ( or bridle), while in this scheme the lower rail is absent.

Le travi diagonali 7 sono fissate nei nodi sopraindicati con due giunti 15 combinati, uno con cava cieca e l'altro con cava passante, uniti con un perno a formare una cerniera, come meglio mostrato in figura 6. The diagonal beams 7 are fixed in the nodes indicated above with two combined joints 15, one with a blind slot and the other with a through slot, joined with a pin to form a hinge, as better shown in figure 6.

Come anticipato sopra, la struttura comprende ulteriori tubi diagonali di rinforzo che agiscono meccanicamente in modo analogo alle travi diagonali 7, e, come questo, sono collegati alla struttura con i giunti a cerniera 15. As anticipated above, the structure includes further diagonal reinforcement tubes which act mechanically in a similar way to the diagonal beams 7, and, like this, are connected to the structure with the hinged joints 15.

Il telaio tubolare rettangolare sin qui descritto, sostiene una struttura tubolare a capriata in cui i nodi delle due travi superiori 5 sono fissati uno al montante 2 e l'altro alla trave di sommità 6. Il collegamento tra il montante 2 e la trave superiore 5 è realizzato o con un giunto a T ad angolo variabile 16 (figura 6) o con il giunto a cerniera 15 già descritto in precedenza. Con il giunto 16, l'angolo in corrispondenza del nodo trave superiore-traverso può variare da un minimo di 30° ad un massimo di 60° gradi, mentre il giunto a cerniera 15 permette di realizzare qualsiasi angolo di giunzione. The rectangular tubular frame described up to now supports a tubular truss structure in which the nodes of the two upper beams 5 are fixed one to the upright 2 and the other to the top beam 6. The connection between the upright 2 and the upper beam 5 it is made either with a variable angle T joint 16 (Figure 6) or with the hinge joint 15 already described above. With the joint 16, the angle at the upper beam-cross beam node can vary from a minimum of 30 ° to a maximum of 60 °, while the hinge joint 15 allows any joint angle to be made.

Il collegamento tra le due travi superiori 5 e la trave di sommità 6 è realizzato con il due giunti accoppiati a T 17 e ribassati per formare uno snodo, in cui ciascun giunto è simile al giunto 13d ma, a differenza di quest'ultimo la cava passante è modificata in modo che le due cave cieche possano risultare coplanari e contemporaneamente perpendicolari alla direzione dell'asse delle due cave passanti. Prendendo come riferimento gli assi delle due cave cieche, lo snodo 17 forma un angolo che può variare da un valore minimo pari a circa 46° ad uno massimo pari a circa 314° (ossia: 360° meno 46°). The connection between the two upper beams 5 and the top beam 6 is made with the two coupled T joints 17 and lowered to form a joint, in which each joint is similar to the joint 13d but, unlike the latter, the hollow through is modified so that the two blind slots can be coplanar and at the same time perpendicular to the direction of the axis of the two through slots. Taking the axes of the two blind slots as reference, the joint 17 forms an angle that can vary from a minimum value of approximately 46 ° to a maximum of approximately 314 ° (ie: 360 ° minus 46 °).

Le travi di sommità 6 sono giuntate tra di loro senza soluzione di continuità lungo l'intera lunghezza della struttura metallica di supporto. Detti giunti 18 possono essere interni al modulo 1 o essere posizionati nel nodo di giunzione dei moduli lungo la trave di sommità. A differenza di tutte le altre giunzioni tubo-tubo in ghisa malleabile con fissaggio a grano sin qui descritte, per il giunto 18 si preferisce utilizzare un giunto a frizione in acciaio stampato a freddo e fissaggio a bullone, analogo ai giunti da ponteggio e/o impalcatura tubolare. Alternativamente può essere usato un giunto 18a a forma di manicotto esterno, in ghisa malleabile ma tale giunto non garantisce le stesse prestazioni meccaniche del giunto 18. The top beams 6 are joined together seamlessly along the entire length of the metal support structure. Said joints 18 can be internal to the module 1 or be positioned in the joint node of the modules along the top beam. Unlike all the other tube-to-tube joints in malleable cast iron with screw fixing described up to now, for the joint 18 it is preferred to use a friction joint in cold pressed steel and bolt fastening, similar to the scaffolding and / or scaffolding joints. tubular scaffold. Alternatively, a malleable cast iron joint 18a in the form of an outer sleeve can be used but this joint does not guarantee the same mechanical performance as joint 18.

La trave superiore 5 è preferibilmente costituita da un unico tubo continuo ma sia (a) quando esso ha una lunghezza superiore a 6 metri, ovvero la lunghezza standard del profilato tubolare di partenza (cioè non ancora tagliato a misura), sia (b) quando si rende necessario apportare una variazione di direzione all'interno del collegamento tra montante 2 e trave di sommità 6, la trave superiore 5 deve essere composta da due travi tubolari giuntate. Nel caso (a), la giunzione coassiale è preferibilmente realizzata con il giunto 18 o 18a utilizzato anche per la giunzione delle travi di sommità. Nel caso (b) si utilizza il giunto a gomito ad angolo variabile 18b, che può unire gli spezzoni di trave superiore 5 formando angoli che variano da min 120° a max 165° (l'angolo 180° gradi corrisponde alla giunzione coassiale tubo-tubo). The upper beam 5 is preferably made up of a single continuous tube but both (a) when it has a length greater than 6 meters, i.e. the standard length of the starting tubular section (i.e. not yet cut to size), and (b) when it is necessary to make a change in direction inside the connection between the upright 2 and the top beam 6, the upper beam 5 must be composed of two jointed tubular beams. In case (a), the coaxial joint is preferably made with the joint 18 or 18a also used for the joint of the top beams. In case (b) the variable angle elbow joint 18b is used, which can join the sections of the upper beam 5 forming angles ranging from min 120 ° to max 165 ° (the 180 ° degree angle corresponds to the coaxial pipe joint tube).

Quando i concentratori di Fresnel sono formati da numerose file di riflettori, in numero tale da non poter essere tutte alloggiate nello spazio della trave di traverso 3 interno ai montanti, è possibile prolungare simmetricamente detta trave con l'aggiunta di due ulteriori travi tubolari 8, coassiali con la trave di traverso e ad essa collegati rigidamente preferibilmente con i giunti 13 o con combinazione dei giunti 13a e/o 13c come già descritto in precedenza. Un ulteriore trave diagonale 9 che collega la trave di prolungamento 8 al montante 2 ad essa adiacente permette alla trave di prolungamento di scaricare gli sforzi su un secondo nodo di incastro. Per il fissaggio della trave tubolare 9 si utilizzano i giunti a cerniera 15. When the Fresnel concentrators are formed by numerous rows of reflectors, in such a number that they cannot all be housed in the space of the beam 3 inside the uprights, it is possible to extend said beam symmetrically by adding two further tubular beams 8, coaxial with the beam crosswise and rigidly connected thereto, preferably with the joints 13 or with a combination of the joints 13a and / or 13c as already described previously. A further diagonal beam 9 which connects the extension beam 8 to the upright 2 adjacent to it allows the extension beam to discharge the stresses on a second interlocking node. Hinge joints 15 are used to fix the tubular beam 9.

La struttura può comprendere ulteriori elementi diagonali di rinforzo e irrigidimento. In figura 1 sono state riportate a titolo esemplificativo, le travi di rinforzo 10 e 11. Come per gli altri elementi diagonali di rinforzo 7 e 9, presentati precedentemente, si utilizzano i giunti a cerniera 15. The structure may comprise further diagonal reinforcing and stiffening elements. Figure 1 shows, by way of example, the reinforcement beams 10 and 11. As for the other diagonal reinforcement elements 7 and 9, presented previously, the hinge joints 15 are used.

I moduli di struttura di supporto esterni 20, figura 3, ossia posti all'inizio e alla fine del concentratore lineare a specchi di Fresnel, presentano alcune differenze rispetto ai moduli interni. Infatti è presente un tubo verticale 21, che fissa la trave di sommità al piano di appoggio e di ancoraggio della struttura. Lo scopo di questo ulteriore elemento tubolare è il contenimento delle deformazioni generate dagli sforzi orientati lungo la direzione della trave di sommità 6. Se il tubo verticale è posizionato in direzione ortogonale al piano di appoggio (e quindi risulta anche perpendicolare alla trave di sommità), per l'ancoraggio al piano di appoggio può essere utilizzato lo stesso giunto 12 usato per i montanti 2 o le sue varianti 12a e 12b. Per quel che riguarda il giunto che fissa il tubo verticale 21 alla chiave di volta 6 possono essere adottate diverse soluzioni, quale ad esempio il giunto a croce a braci sovrapposti 22, o i giunti a gomito a 90°, 22a o il giunto a T 13d. Tuttavia il posizionamento preferito per il tubo 21 è diagonale, in modo che la trave sia sollecitata principalmente a compressione e a trazione. In questo caso il fissaggio con la trave di sommità 6 può essere preferibilmente realizzato con il giunto 15 a cerniera mentre l'ancoraggio a terra può essere realizzato con un giunto a cerniera 23 (figura 8) simile al giunto 15, in cui una delle due parti di cui si compone il giunto a cerniera è una flangia forata, atta per l'ancoraggio al piano d'appoggio con tasselli, tasselli chimici o viti e bulloni. The external support structure modules 20, figure 3, i.e. placed at the beginning and at the end of the linear Fresnel mirror concentrator, have some differences with respect to the internal modules. In fact there is a vertical tube 21, which fixes the top beam to the support and anchoring surface of the structure. The purpose of this additional tubular element is to contain the deformations generated by the stresses oriented along the direction of the top beam 6. If the vertical tube is positioned in a direction orthogonal to the support plane (and therefore is also perpendicular to the top beam), for anchoring to the support surface the same joint 12 used for the uprights 2 or its variants 12a and 12b can be used. As regards the joint that fixes the vertical tube 21 to the keystone 6, different solutions can be adopted, such as the cross joint with overlapping embers 22, or the 90 ° elbow joints, 22a or the T joint 13d . However, the preferred positioning for the tube 21 is diagonal, so that the beam is mainly stressed by compression and traction. In this case, the fixing with the top beam 6 can preferably be carried out with the hinged joint 15 while the anchoring to the ground can be carried out with a hinged joint 23 (figure 8) similar to the joint 15, in which one of the two parts of which the hinge joint is composed is a perforated flange, suitable for anchoring to the support surface with dowels, chemical anchors or screws and bolts.

Claims

CLAIMS 1. Concentrating solar plant comprising: a) a conversion apparatus (110) in which a heat transfer fluid flows in a conduit and absorbs thermal energy radiated on said conduit; b) a concentrating structure (120) adapted to receive solar radiations and to convey them on said conversion apparatus (110), so as to supply said thermal energy; wherein said concentration structure (120) comprises: c) a plurality of reflective panels (130); d) a modular support structure (140) for said reflective panels (130), in which each module (1) of said modular structure (140) comprises: the. a first and a second frame (1a, 1b), each comprising: a pair of uprights (2); a crosspiece (3); a pair of upper beams (5), each extending from one end of said crosspiece (3) so as to join, at the opposite end, to the other upper beam, so as to form with said crosspiece (3) a substantially triangular structure ; ii. a pair of longitudinal beams (4), each longitudinal beam (4) connecting corresponding ends of said crosspieces (3), so that said pair of longitudinal beams (4) forms with said crosspieces a substantially rectangular structure, iii. a top beam (6) supported by the upper ends of said top beams (5), in which each of said uprights (2), crosspieces (3), upper beams (5), longitudinal beams (4), top beam (6) is made as a metal tube with a circular section cut to size.

2. Plant according to claim 1 in which each of said uprights (2), crosspieces (3), upper beams (5), longitudinal beams (4), top beam (6) substantially has the same internal diameter and the same external diameter.

3. Plant according to claim 1 or 2 in each of said pipes (2, 3, 4, 5, 6) is connected with one or more of the remaining pipes through one or more malleable steel cast iron joints or with a friction joint in cold pressed steel.

4. Plant according to any one of the preceding claims, in which one or more of said modules comprises one or more reinforcement beams (10) each having a first end fixed to the crosspiece (3) and a second end fixed to one of the upper beams (5 ) of said module, said one or more reinforcement beams (10) being tubes made of metal material with circular section cut to size.

5. System according to any one of the preceding claims, in which one or more of said modules comprises one or more diagonal beams (7), each having a first end fixed to an upright (2) and a second end fixed to the crosspiece (3) of said module, said one or more diagonal beams (7) being tubes made of metal material with circular section cut to size.

6. Plant according to any one of the preceding claims, in which one or more of said modules comprises at least one extension beam (8) for axially extending said beam (3) in correspondence with a respective upright (2), said at least one extension beam (8) being a pipe made of circular section metal material cut to size.

7. Plant according to claim 6 wherein said module comprises at least one further reinforcement beam (9), having a first end fixed to said extension beam (8) and a second end fixed to the respective upright (2) said at least one further reinforcement beam (9) being a pipe made of metal material with circular section cut to size.

8. Plant according to any one of the preceding claims, wherein said plant comprises a plurality of modules (1), mutually approached according to the direction defined by the axial development of said longitudinal beams (4).

Plant according to any one of the preceding claims wherein said conversion apparatus (110) is supported by said top beam (6).

10. System according to any one of the preceding claims, in which at least one of said uprights (2) is equipped with a ring (14) to keep in position one or more joints mounted along said at least one upright (2), said ring (14) being preferably made of malleable cast iron and having a grain fixing.