IT201800004039A1 - Struttura di sostegno di un impianto solare termodinamico a concentrazione lineare dotato di riflettori fresnel - Google Patents

Description

STRUTTURA DI SOSTEGNO DI UN IMPIANTO SOLARE TERMODINAMICO A CONCENTRAZIONE LINEARE DOTATO DI RIFLETTORI FRESNEL

CAMPO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione si riferisce ad una struttura di sostegno di un impianto solare termodinamico, in particolare a concentrazione lineare dotato di riflettori Fresnel.

STATO DELL’ARTE

Sono noti impianti a concentrazione solare che impiegano riflettori di Fresnel.

In tali impianti, la radiazione solare diretta viene raccolta dai riflettori primari e quindi concentrata sulla superficie di un tubo ricevitore posizionato nella linea del fuoco ed al cui interno scorre un fluido termovettore.

Nella tecnica nota è prevista una struttura metallica che ha il compito di sostenere il tubo assorbitore ed il sistema dei riflettori primari.

Una struttura nota di questo tipo è costruita assemblando una serie di elementi diversi fra loro mediante elementi di fissaggio e connessione.

Tuttavia, l’impiego di differenti tipologie di elementi porta a costi elevati per la realizzazione della struttura di sostegno.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE

Uno scopo della presente invenzione è di ottenere una struttura di sostegno per un impianto solare termodinamico a concentrazione lineare con riflettori Fresnel che consenta un sensibile abbattimento dei costi di produzione e installazione. Questo ed altri scopi sono raggiunti, in particolare, da una struttura di sostegno per un impianto solare termodinamico a concentrazione lineare con riflettori Fresnel, in cui detta struttura di sostegno comprende una prima porzione configurata per sostenere un gruppo di pannelli riflettori ed una seconda porzione configurata per mantenere un tubo ricevitore in una posizione prefissata superiormente a detto gruppo di pannelli riflettori, in cui la prima e la seconda porzione della struttura di sostegno sono entrambe realizzate mediante profilati aventi sezione a forma C assemblati fra loro.

Un vantaggio di questa soluzione è che si consente una sensibile riduzione del numero dei componenti della struttura grazie all’utilizzo di un'unica tipologia di profilato per la realizzazione dell’intera struttura, semplificandone la costruzione con importante diminuzione dei costi. In particolare, il costo della struttura innovativa qui descritta può anche essere pari alla metà del costo di una struttura secondo la tecnica nota precedentemente descritta.

Viene inoltre sensibilmente limitato l’utilizzo di elementi di giunzione, ad esempio di staffe di connessione, per connettere i profilati fra loro.

Intatti, preferibilmente, tutti i profilati con sezione a forma di C sono direttamente fissati fra loro mediante, ad esempio, viti e bulloni. Le viti possono vantaggiosamente essere inserite in fori di cui sono provvisti i profilati.

Preferibilmente, la struttura di sostegno comprende solo profilati con sezione a forma di C. Facoltativamente, possono essere previsti anche dei tiranti che connettono la prima porzione di struttura alla seconda porzione di struttura.

Si noti che sebbene i suddetti profilati possano avere, opzionalmente, la stessa forma di sezione a C, i profilati possono avere dimensioni diverse fra loro oppure possono avere le stesse dimensioni.

L’invenzione comprende anche un impianto solare termodinamico, in particolare a concentrazione lineare dotato di riflettori Fresnel, comprendete la suddetta struttura di sostegno.

Le rivendicazioni dipendenti descrivono forme di realizzazione particolari dell’invenzione.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno evidenti dalla lettura della descrizione seguente fornita a titolo esemplificativo e non limitativo, con l’ausilio delle figure illustrate nelle tavole allegate, in cui:

- la figura 1 illustra una prima vista assonometrica di un impianto solare termodinamico a concentrazione lineare dotato di riflettori Fresnel, realizzato utilizzando una struttura di sostegno secondo la presente invenzione;

- la figura 2 illustra una seconda vista assonometrica dell’impianto solare della figura 1;

- la figura 3 illustra una vista laterale della struttura di sostegno della figura 1;

- la figura 4 illustra una vista frontale di una struttura di sostegno secondo l’invenzione;

- la figura 5 illustra una vista dall’alto della struttura di sostegno della figura 1;

- la figura 6 illustra una vista assonometrica della struttura di sostegno della figura 4;

- la figura 7 illustra il dettaglio A della figura 6;

- la figura 8 illustra il dettaglio B della figura 6;

- la figura 9 illustra il dettaglio C della figura 6;

- la figura 10 illustra un dettaglio ingrandito della figura 9.

Gli stessi elementi, o gli elementi funzionalmente equivalenti, sono indicati con lo stesso numero di riferimento.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DI ALCUNE FORME DI REALIZZAZIONE DELLA PRESENTE INVENZIONE

L’invenzione verrà ora descritta con iniziale riferimento alle figure 1 e 2.

In dette figure è illustrata una struttura di sostegno, globalmente indicata con il riferimento numerico 100, per un impianto solare termodinamico a concentrazione lineare dotato di riflettori Fresnel.

La struttura di sostegno 100 comprende una prima porzione 10 configurata per sostenere un gruppo di pannelli riflettori 90 ed almeno una seconda porzione 20 connessa alla prima porzione 10 e configurata per mantenere un tubo ricevitore 80 in una posizione prefissata superiormente a detto gruppo di pannelli riflettori 90. La struttura 100, ed in particolare la prima porzione 10 e la seconda porzione 20 della struttura di sostegno 100, sono entrambe realizzate componendo, ossia fissando fra loro, profilati aventi sezione a forma di C. Opzionalmente, i profilati hanno la medesima forma di sezione a C. I profilati possono avere dimensioni diverse fra loro oppure possono avere le stesse dimensioni.

Con “sezione a forma di C” o “sezione a C” si intende preferibilmente una sezione comprendente due tratti paralleli o sostanzialmente paralleli fra loro, raccordati da un tratto di estremità perpendicolare o sostanzialmente perpendicolare a detti tratti paralleli fra loro.

Preferibilmente, ogni profilato è realizzato mediante la lavorazione di una lamina di acciaio zincato mediante piegatura, taglio e foratura, preferibilmente in unica fase di lavoro.

Si nota dunque che la stessa tipologia di profilato viene utilizzata come supporto sia per le superfici specchiate che come appoggio del tubo ricevitore.

In particolare, la parte inferiore (o prima porzione 10) della struttura 100 sostiene i pannelli riflettenti 90, mentre il tubo ricevitore 80 è montato sulla parte superiore (o seconda porzione 20) sostenuta da profilati verticali 35 (figure 6, 8 e 9).

La prima porzione 10 della struttura di sostegno 100 prevede un gruppo di profilati 15 aventi sezione a C ed organizzati secondo una struttura rettangolare piana che sorregge un gruppo di pannelli riflettori 90 (si veda ad esempio anche la figura 5). La prima porzione 10 della struttura di sostegno 100 comprende anche una pluralità di piedini 17, anch’essi realizzabili con i medesimi profilati a C di cui sopra (figure 6 e 7).

La seconda porzione 20 della struttura di sostegno 100 prevede preferibilmente almeno una coppia di profilati verticali 35 atti a sostenere un profilato trasversale 30. Tra i profilati verticali 35 ed il profilato trasversale 30 è prevista una sede 25, ad esempio una sede di appoggio, per il tubo ricevitore 80 (figure 4 e 9).

Con particolare riferimento alle figure 4, 6 e 9, la sede 25, o porzione di supporto, per il tubo ricevitore 80 è formata preferibilmente da un primo profilato 32, connesso ad una sua estremità, ad uno dei profilati verticali 35 e sporgente da esso in direzione orizzontale, e da un secondo profilato 33, connesso ad una sua estremità, al profilato trasversale 30. Il primo profilato 32 e il secondo profilato 33 sono tra loro connessi, alle loro estremità opposte, mediante una coppia di profilati verticali 31, 31’ fra loro paralleli (figura 9). Il fissaggio tra i profilati si ottiene mediante mezzi di fissaggio, come ad esempio viti e bulloni.

Questa particolare configurazione della sede di appoggio 25 per il tubo ricevitore 80 consente anche a quest’ultimo di scorrere in direzione longitudinale come su una guida per il movimento generato dalla dilatazione termica.

La seconda porzione 20, in particolare la sede 25, può essere realizzata in modo diverso, come ad esempio illustrato nelle figure 1 e 2.

Alternativamente, in una diversa soluzione implementativa, la sede di appoggio 25 per il tubo ricevitore 80 può essere formata da una prima coppia di profilati connessi ad una delle loro estremità ad uno dei profilati verticali 35 e sporgenti da esso in direzione orizzontale e da una seconda coppia di profilati connessa ad una delle loro estremità al profilato trasversale 30, ove detta prima e seconda coppia di profilati possono essere tra loro connessi, alle loro estremità opposte, mediante un profilato verticale.

Facoltativamente, la prima e la seconda porzione 10, 20 della struttura di sostegno 100 sono connesse tra loro da un gruppo di tiranti 40.

Con riferimento alla figura 10, viene descritto un esempio non limitativo di profilato 30 con sezione a forma di C.

In particolare, la sezione trasversale del profilato 30 comprende due tratti dritti 51, 52 distanziati e paralleli fra loro. I tratti 51, 52 sono uniti da un tratto dritto 53 perpendicolare ai tratti dritti 51, 52. Il tratto dritto 53 è, in particolare, un tratto di estremità.

Tra il tratto dritto 51 e il tratto dritto 53 è previsto un tratto curvo 54, concavo verso l’interno del profilato 30. In altri termini, il tratto dritto 51 e il tratto dritto 53 sono raccordati dal tratto curvo 54.

Analogamente, tra il tratto dritto 52 e il tratto dritto 53 è previsto un tratto curvo 55, concavo verso l’interno del profilato 30. In altri termini, il tratto dritto 52 e il tratto dritto 53 sono raccordati dal tratto curvo 55.

Preferibilmente, il profilato 30 comprende anche due ulteriori tratti dritti 56, 57. In particolare, il tratto dritto 56 si estende dall’estremità del tratto dritto 51 opposta all’estremità del tratto dritto 51 da cui si estende il tratto dritto 53. Tra il tratto dritto 51 e il tratto dritto 56 è previsto un tratto curvo 58, concavo verso l’interno del profilato 30. In altri termini, il tratto dritto 51 e il tratto dritto 56 sono raccordati dal tratto curvo 58.

Il tratto dritto 57 si estende dall’estremità del tratto dritto 52 opposta all’estremità del tratto dritto 52 da cui si estende il tratto dritto 53. Tra il tratto dritto 52 e il tratto dritto 57 è previsto un tratto curvo 59, concavo verso l’interno del profilato 30. In altri termini, il tratto dritto 51 e il tratto dritto 56 sono raccordati dal tratto curvo 58. I tratti dritti 56, 57 sono preferibilmente paralleli al tratto dritto 53. I tratti dritti 56, 57 sono complanari fra loro. Tra i tratti dritti 56, 57 è previsto uno spazio vuoto. In altri termini, i due tratti dritti 56, 57 sono distanziati fra loro di una distanza indicata con il riferimento “d” in figura 10. Preferibilmente, tale distanza d ha un valore compreso tra 40 e 120 mm.

E’ evidente che a ciascun tratto dritto corrisponde una superficie o porzione piana del profilato 30, e che a ciascun tratto curvo corrisponde una superficie o porzione curva del profilato 30.

In una o più superfici laterali, ad esempio in una o più superfici piane, di ciascun profilato con sezione a forma di C sono ricavati uno o più fori passanti. Ad esempio, in figura 10 sono visibili dei fori passanti 61 ricavati nelle superfici piane fra loro parallele del profilato 33.

Vantaggiosamente, tali fori passanti 61 sono utilizzati per connettere fra loro i profilati a forma di C mediante mezzi di fissaggio, come ad esempio viti e bulloni. Preferibilmente, il fissaggio tra i profilati con sezione a forma di C avviene esclusivamente mediante mezzi di fissaggio quali ad esempio viti e bulloni o simili mezzi di fissaggio. Vantaggiosamente, in questo modo per la realizzazione della struttura di sostegno non sono necessarie staffe di collegamento o altri elementi analoghi.

In particolare, i profilati possono essere connessi fra loro in modo che una porzione di un profilato sia direttamente a contatto con una porzione di un altro profilato.

Preferibilmente, lo spessore di parete del profilato 30, ossia lo spessore di ciascuna parete del profilato 30, ha un valore compreso tra 2 e 6 mm.

Preferibilmente, i tratti curvi 54, 55, 58, 59 hanno uguale raggio di curvatura fra loro. Preferibilmente, il raggio di curvatura interno di ciascun tratto curvo 54, 55, 58, 59 è compreso tra 2 e 4 mm, ad esempio pari o circa pari a 2 mm. Preferibilmente, il raggio di curvatura esterno di ciascun tratto curvo 54, 55, 58, 59 è compreso tra 5 e 7 mm, ad esempio pari o circa pari a 6 mm.

Preferibilmente, la distanza minima tra il tratto dritto 51 e il tratto dritto 52 ha un valore compreso tra 70 e 180 mm.

Preferibilmente, la distanza minima tra il tratto dritto 56, o equivalentemente il tratto dritto 57, e il tratto dritto 53 ha un valore compreso tra 50 e 80 mm.

Preferibilmente, tutti i profilati che formano la prima struttura 10, e preferibilmente anche la seconda struttura 20, hanno una conformazione come appena descritto per il profilato 30.

All'invenzione cosi come descritta potranno essere apportate modifiche o migliorie dettate da motivazioni contingenti o particolari, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione come sotto rivendicata.

L’invenzione comprende anche un impianto solare termodinamico, in particolare a concentrazione lineare dotato di riflettori Fresnel, comprendete la struttura di sostegno come sopra descritto.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Struttura di sostegno (100) di un impianto solare termodinamico, in particolare a concentrazione lineare dotato di riflettori Fresnel, in cui detta struttura di sostegno (100) comprende una prima porzione (10) configurata per sostenere un gruppo di pannelli riflettori (90) ed una seconda porzione (20) connessa alla prima porzione (10) e configurata per sostenere un tubo ricevitore (80) in una posizione prefissata superiormente a detto gruppo di pannelli riflettori(90), in cui la prima porzione (10) e la seconda porzione (20) della struttura di sostegno (100) sono entrambe realizzate mediante profilati (15, 30, 31, 31’, 32, 33, 35) aventi sezione a forma di C assemblati fra loro.
2. 2. Struttura di sostegno (100) secondo la rivendicazione 1, in cui detta sezione a forma di C comprende - un primo tratto dritto (51); - un secondo tratto dritto (52), sostanzialmente parallelo al primo tratto dritto (51); - e un terzo tratto dritto (53), sostanzialmente perpendicolare al primo tratto dritto (51), che si estende tra il primo tratto dritto (51) e il secondo tratto dritto (52).
3. 3. Struttura di sostegno (100) secondo la rivendicazione 2, in cui il primo tratto dritto (51) e il terzo tratto dritto (53) sono raccordati fra loro mediante un primo tratto curvo (54), e in cui il secondo tratto dritto (52) e il terzo tratto dritto (53) sono raccordati fra loro mediante un secondo tratto curvo (55).
4. 4. Struttura di sostegno (100) secondo la rivendicazione 3, in cui detta sezione a forma di C comprende un quarto tratto dritto (56) e un quinto tratto dritto (57), paralleli al terzo tratto dritto (53); e in cui il quarto tratto dritto (56) è raccordato al primo tratto dritto (51) mediante un terzo tratto curvo (58), e il quinto tratto dritto (57) è raccordato al secondo tratto dritto (52) mediante un quarto tratto curvo (59).
5. 5. Struttura di sostegno (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ogni profilato è realizzato in acciaio zincato, preferibilmente ottenuto mediante lavorazione di una lamina di acciaio zincato mediante piegatura, taglio e foratura, preferibilmente in unica fase di lavoro.
6. 6. Struttura di sostegno (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima porzione (10) della struttura di sostegno (100) prevede un gruppo di profilati (15) aventi sezione a C ed organizzati secondo una struttura rettangolare che sorregge un gruppo di pannelli riflettori (90).
7. 7. Struttura di sostegno (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la seconda porzione (20) della struttura di sostegno (100) prevede almeno una coppia di profilati verticali (35) a cui è fissato un profilato trasversale (30); in cui tra i profilati verticali (35) ed il profilato trasversale (30) è prevista una sede di appoggio (25) per il tubo ricevitore (80).
8. 8. Struttura di sostegno (100) secondo la rivendicazione 7, in cui la sede di appoggio (25) per il tubo ricevitore (80) è formata da almeno un primo profilato (32), connesso ad una sua estremità ad uno dei profilati verticali (35) e sporgente da esso in direzione orizzontale e da almeno un secondo profilato (33), connesso ad una sua estremità, al profilato trasversale (30); in cui detto primo e secondo profilato (32,33) sono tra loro connessi, alle loro estremità opposte, mediante uno o più profilati verticali (31,31’).
9. 9. Struttura di sostegno (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui prima porzione (10) e la seconda porzione (20) della struttura di sostegno (100) sono collegate tra loro da un gruppo di tiranti (40).
10. 10. Impianto solare termodinamico, in particolare a concentrazione lineare dotato di riflettori Fresnel, comprendete la struttura di sostegno (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.