ITMI20111946A1 - Impianto a concentrazione dei raggi luminosi per la conversione di energia solare almeno in energia termica - Google Patents
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Description
“Impianto a concentrazione dei raggi luminosi per la conversione di energia solare almeno in energia termicaâ€
CAMPO DELL’INVENZIONE
La presente invenzione riguarda un impianto a concentrazione dei raggi luminosi per la conversione di energia solare almeno in energia termica, del tipo comprendente almeno un riflettore lineare di Fresnel a concentrazione, in cui una pluralità di specchi primari, disposti in file parallele, sono conformati per riflettere la luce solare verso un collettore tubolare, entro cui à ̈ contenuto un fluido termo†vettore.
TECNICA ANTERIORE NOTA
È noto alla tecnica realizzare impianti a concentrazione dei raggi luminosi (CSP – Concentrated Solar Power) per convertire l’energia solare in energia termica, e generalmente quest’ultima in energia elettrica, tramite l’impiego di un insieme di specchi piani disposti in file parallele, i quali sono orientati in modo tale da riflettere la luce solare incidente verso un collettore, o serbatoio, tubolare, che a sua volta contiene un fluido termo†vettore, quale acqua, oli minerali, gas, sali fusi ecc.. Tale insieme di specchi piani così conformati e disposti prende il nome di riflettore lineare di Fresnel.
Il collettore tubolare à ̈ solitamente collegato ad un circuito fluidico in cui, a causa della differente densità assunta dal fluido termo†vettore provocata dal calore assorbito e quindi dalla relativa temperatura indotta, o grazie all’impiego di una o più pompe
elettromeccaniche, tale fluido termo†vettore circola tra lo stesso collettore e dei mezzi noti alla tecnica (ad esempio una turbina collegata ad un alternatore, eventualmente alimentata da un circuito fluidico secondario del tipo a vapore) atti a sfruttare direttamente o indirettamente l’energia cinetica o termica posseduta da tale fluido termo†vettore. Allo scopo di massimizzare la radiazione incidente sul collettore tubolare dell’impianto a concentrazione dei raggi luminosi con riflettore lineare di Fresnel à ̈ tecnica nota realizzare uno specchio secondario che, posto al di sopra del collettore tubolare in modo da circondarlo parzialmente, ha lo scopo di indirizzare su quest’ultimo eventuali raggi luminosi riflessi dai suddetti specchi primari e non indirizzati efficacemente sullo stesso collettore tubolare.
Tali specchi secondari, solitamente realizzati mediante piegatura di una lamina metallica dotata di almeno una superficie altamente riflettente, hanno generalmente profilo allungato, con asse di sviluppo longitudinale parallelo all’asse secondo cui si sviluppa il relativo collettore tubolare, e sezione concava, ad esempio a doppia parabola composta (CPC – Concentratore Parabolico Composito), con il relativo fuoco disposto sullo stesso collettore tubolare.
Ad esempio, la domanda di brevetto internazionale WO 2010/100293 a nome ABENGOA SOLAR NEW TECHNOLOGY SA, illustra alcune possibile forme di realizzazione di tali specchi secondari in un impianto a concentrazione dei raggi solari tramite riflettore lineare di Fresnel. WO 2010/100293 non descrive tuttavia la struttura di supporto di tali specchi secondari al collettore tubolare, che invece si rivela essere un elemento critico di qualsiasi impianto CSP del tipo comprendente un riflettore lineare di Fresnel. Infatti, come à ̈ chiaro ad un esperto del ramo, la conformazione e la disposizione assunta dallo specchio secondario rispetto al relativo collettore durante l’utilizzo dell’impianto à ̈
fondamentale per aumentare l’efficienza dell’impianto stesso, riflettendo verso il collettore la maggior parte di quei fasci luminosi che, indirizzati verso tale specchio secondario dagli specchi primari del riflettore lineare di Fresnel, andrebbero altrimenti dispersi.
Si noti quindi che scostamenti anche di piccola entità rispetto alla forma e alla disposizione ottimale che lo specchio secondario dovrebbe possedere, rispetto al collettore, si traducono in elevate perdite di efficienza dell’impianto.
Tuttavia, la conformazione e la disposizione ottimale dello specchio secondario possono facilmente venire meno a causa di un possibile errato montaggio dello specchio secondario stesso, quando accoppiato al relativo collettore, e altresì a causa di deformazioni e/o rammollimenti di tale specchio secondario dovuti alle altissime temperature (fino a 400°C e più) che esso raggiunge in esercizio.
La domanda di brevetto WO 99/42765 a nome SURIA HOLDINGS, si riferisce ad un impianto solare a concentrazione dotato di un riflettore lineare di Fresnel in cui lo specchio secondario, che circonda parzialmente il collettore tubolare del fluido termo†vettore, à ̈ montato in accoppiamento al suddetto collettore tramite un insieme di incastellature fissate alla superficie inferiore di un profilato di supporto, il quale à ̈ collocato superiormente al collettore e si estende longitudinalmente in modo parallelo all’asse dello stesso collettore. Ciascuna incastellatura à ̈ costituita da una traversa da cui sporgono due montanti di estremità , i quali circondano esternamente lo specchio secondario, e sono fissati alla superficie laterale esterna di quest’ultimo, contribuendo sia ad agevolare il montaggio dello specchio secondario, sia ad impedire eventuali deformazioni trasversali dello stesso specchio secondario durante l’uso dell’impianto.
Tale struttura di supporto per lo specchio secondario descritta in WO 99/42765, pur facilitando il montaggio dello specchio secondario e impedendo macroscopiche deformazioni trasversali di quest’ultimo, non impedisce che deformazioni e allungamenti,
soprattutto in direzione longitudinale, ma con effetti anche sulla forma della sezione trasversale dello specchio secondario, anche di modesta entità , dovuti al calore e alle temperature raggiunte dallo specchio secondario e dalla relativa struttura di supporto, affliggano tale specchio secondario, provocando drastiche riduzioni nella efficienza dell’impianto.
È pertanto scopo della presente invenzione quello di realizzare un impianto a concentrazione dei raggi luminosi per la conversione di energia solare almeno in energia termica, del tipo comprendente almeno un riflettore lineare di Fresnel a concentrazione, che non presenti gli inconvenienti sopra lamentati e che sia quindi dotato di una struttura di supporto per lo specchio secondario che consenta un ottimale montaggio dello stesso specchio secondario e che impedisca, almeno in parte, l’insorgere di indebite deformazioni di quest’ultimo durante il funzionamento dell’impianto.
È quindi scopo della presente invenzione quello di fornire un impianto a concentrazione dei raggi luminosi, del tipo comprendente un riflettore lineare di Fresnel, che possieda una elevata efficienza, anche a fronte delle elevate temperature raggiunte dallo specchio secondario e dalla relativa struttura di supporto.
RIASSUNTO DELL’INVENZIONE
Questi ed altri scopi sono raggiunti dall’impianto a concentrazione dei raggi luminosi per la conversione di energia solare almeno in energia termica, del tipo comprendente almeno un riflettore lineare di Fresnel a concentrazione, secondo la prima rivendicazione indipendente e le ulteriori rivendicazioni dipendenti.
L’impianto a concentrazione dei raggi luminosi per la conversione di energia solare almeno in energia termica, secondo la presente invenzione, comprende almeno un riflettore lineare di Fresnel a concentrazione avente una pluralità di specchi primari, almeno un collettore, sostanzialmente tubolare, per un fluido termo†vettore, verso cui i raggi riflessi dal riflettore
lineare di Fresnel sono sostanzialmente indirizzati, almeno uno specchio secondario concavo, con asse di sviluppo prevalentemente longitudinale e parallelo all’asse di sviluppo del collettore, il quale à ̈ accoppiato a quest’ultimo in modo tale da indirizzare sostanzialmente verso il collettore almeno parte di quei raggi luminosi riflessi dagli specchi primari che non colpiscono direttamente il collettore stesso, nonché un telaio di supporto per lo specchio secondario. Vantaggiosamente, lo specchio secondario à ̈ vincolato al telaio di supporto in modo libero di traslare, e/o di dilatarsi, rispetto allo stesso telaio di supporto, almeno lungo una direzione parallela al suo asse di sviluppo prevalentemente longitudinale. Tale soluzione, come sarà chiaro all’esperto del ramo, consente allo specchio secondario di dilatarsi, e allungarsi, senza alcun impedimento che potrebbe generare deformazioni nel suo profilo trasversale, lungo la sua prevalente direzione di sviluppo longitudinale, quando le alte temperature raggiunte dallo stesso specchio secondario in esercizio provocano in esso sensibili dilatazioni.
Secondo un aspetto preferito della presente invenzione, il vincolo tra lo specchio secondario e il relativo telaio di supporto à ̈ di tipo “pattino†, ovvero, preferibilmente, tale vincolo prevede che il telaio di supporto sia costituito da almeno due guide lineari, aventi sviluppo longitudinale, con cui si impegnano le estremità libere dello specchio secondario, in modo tale che quest’ultimo risulti libero di traslare lungo una direzione parallela al suo asse di sviluppo prevalentemente longitudinale.
Secondo un altro aspetto della presente invenzione, l’impianto qui rivendicato comprende una o più centine di contenimento per lo specchio secondario, le quali sono accoppiate trasversalmente a quest’ultimo e sono vincolate, preferibilmente tramite fissaggio solidale, al suddetto telaio di supporto per lo specchio secondario. Le centine, di preferenza, hanno profilo di accoppiamento con lo specchio secondario che à ̈ sostanzialmente complementare al profilo esterno della sezione trasversale dello stesso specchio secondario
L’impiego di tali centine, preferibilmente solidali al telaio di supporto per lo specchio secondario, consente di ridurre, e talora addirittura impedire, eventuali dilatazioni e deformazioni trasversali dello stesso specchio secondario, oltre a costituire un pratico invito per il montaggio dello specchio secondario entro il relativo telaio di supporto. In una ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione, l’impianto sopra descritto comprende altresì una cassa di protezione a cui il telaio di supporto per lo specchio secondario à ̈ vincolato in modo libero di traslare, e/o di dilatarsi, rispetto a tale cassa di supporto, almeno lungo una direzione parallela al suddetto asse di sviluppo prevalentemente longitudinale dello stesso specchio secondario. BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione di una fra le diverse forme d’implementazione della presente invenzione fornita in seguito, fatta con riferimento ai disegni schematici allegati a titolo illustrativo e non limitativo, in cui:
la figura 1 à ̈ un’immagine descrittiva di un impianto CSP (Concentrated Solar Power), con tecnologia Fresnel, con evidenziato un dettaglio del gruppo ricevitore, comprendente almeno un collettore tubolare ed un relativo specchio secondario;
la figura 2 à ̈ un’immagine schematica in sezione trasversale dello specchio secondario dell’impianto di figura 1;
la figura 3 à ̈ un’immagine schematica in sezione trasversale dello specchio secondario di figura 1 e 2, circondato da una cassa di contenimento, con una centina di contenimento non visibile, in tratteggio;
la figura 4 à ̈ una immagine schematica in sezione trasversale dello specchio secondario delle figure precedenti, circondato dalla cassa di contenimento di figura 3, colta in una sezione in cui à ̈ presente una centina di contenimento;
la figura 5 à ̈ un’immagine schematica in prospettiva dello specchio secondario delle figure precedenti con un relativo telaio di supporto; e la figura 6 à ̈ una vista prospettica dello specchio secondario con il relativo telaio di supporto e le centine di contenimento. DESCRIZIONE DETTAGLIATA DI UNA FORMA DI REALIZZAZIONE PREFERITA DELLA PRESENTE INVENZIONE Con riferimento dapprima alla figura 1, secondo una particolare forma di realizzazione della presente invenzione, viene qui rappresentato un impianto 100 a concentrazione dei raggi luminosi solari (ovvero di tipo CSP – Concentrated Solar Power) per la conversione dell’energia solare almeno in energia termica, comprendente almeno un riflettore lineare di Fresnel 10 a concentrazione, capace di riflettere i raggi luminosi provenienti dal sole verso un gruppo ricevitore 20 comprendente almeno un collettore tubolare 1, o tubo assorbitore, contenente un fluido termo†vettore e preferibilmente collegato ad un circuito per lo scorrimento di tale fluido, che a sua volta à ̈ collegato a mezzi noti per sfruttare direttamente o indirettamente l’energia cinetica posseduta da tale fluido. Il riflettore lineare di Fresnel 10, come noto alla tecnica, comprende una pluralità di specchi primari 9 sostanzialmente piani, disposti in file parallele, e supportati da una apposita intelaiatura preferibilmente mobile, ovvero capace di essere azionata in modo da inseguire la posizione del sole durante il giorno. L’inclinazione e la reciproca disposizione di tali specchi primari piani 9 à ̈ tale da riflettere gran parte della radiazione solare incidente verso il collettore tubolare 1, il quale nella realizzazione qui mostrata si sviluppa lungo un asse prevalentemente longitudinale rettilineo ed à ̈ sostenuto, in tale conformazione, da una relativa incastellatura 12 che lo trattiene stabilmente al di sopra di tali specchi primari 9. Tuttavia, dato che a causa di inevitabili imprecisioni geometriche e costruttive non tutta la radiazione solare riflessa dal riflettore lineare di Fresnel 10 raggiunge con estrema
precisione il collettore 1, il gruppo ricevitore 20 dell’impianto qui illustrato comprende altresì uno specchio secondario concavo 2, accoppiato superiormente al collettore tubolare 1, e conformato per riflettere verso lo stesso collettore 1 i raggi riflessi dagli specchi primari 9 che, pur indirizzati in prossimità del collettore 1, non raggiungono quest’ultimo.
Con riferimento anche alle figure da 2 a 6, lo specchio secondario concavo 2, preferibilmente ottenuto tramite lavorazioni di deformazione plastica di una lamiera dotata di almeno una superficie riflettente, à ̈ sostanzialmente costituito da un profilo sottile che si sviluppa secondo un asse rettilineo prevalentemente longitudinale e parallelo all’asse secondo cui si estende il collettore tubolare 1, e può ad esempio avere sezione trasversale sagomata a doppia parabola concava composta (ovvero essere del tipo cosiddetto CPC†Concentratore Parabolico Composito), come raffigurato nelle figure da 2 a 6.
Si noti che, indipendentemente dalla forma qui raffigurata, tale specchio secondario concavo 2 à ̈ più in generale sagomato per focalizzare i raggi incidenti sulla propria superficie interna lungo un asse longitudinale rettilineo a cui corrisponde, una volta posto in opera tale specchio secondario 2, l’asse del collettore tubolare 1.
L’impianto 100 qui descritto prevede quindi che lo specchio secondario 2 sia posto in opera grazie ad un relativo telaio di supporto 3, il quale, preferibilmente vincolato a terra direttamente o indirettamente per mezzo degli stessi montanti dell’incastellatura 12 che sostengono il collettore tubolare 1, à ̈ conformato per consentire la corretta disposizione dello specchio secondario 2 relativamente al collettore tubolare 1.
Tale telaio di supporto 3, secondo un aspetto preferito della presente invenzione, può essere realizzato in acciaio e comprende due guide lineari 5, rettilinee, conformate per consentire l’impegno, diretto o indiretto, delle estremità libere dello specchio secondario concavo 2, così da costituire per esse almeno un vincolo di appoggio.
Le guide lineari 5 si sviluppano pertanto lungo un asse prevalentemente longitudinale
rettilineo, parallelo agli assi secondo cui si sviluppano rispettivamente il collettore tubolare 1 e lo specchio secondario 2, quando posti in opera.
In particolare, le guide 5, nella realizzazione qui illustrata, possono essere direttamente o indirettamente vincolate all’incastellatura 12, la quale a tale scopo presenta, in corrispondenza delle estremità superiori dei relativi montanti, delle teste sagomate a “V†, il cui vertice sporge superiormente dai suddetti montanti e le cui estremità libere possono definire delle superfici di vincolo, anche in modo indiretto tramite l’interposizione di una cassa di protezione 7, per le stesse guide 5 che si estendono lungo una direzione parallela a quella lungo cui si estende il collettore tubolare 1.
Si osservi che, pur se sono qui rappresentati dei montanti appartenenti alla suddetta incastellatura 12 dotati di teste sagomate a “V†, qualsiasi altra conformazione di tali montanti dell’incastellatura 12 che permette alle guide 5 di essere vincolate, direttamente o indirettamente, alle estremità superiori libere dei detti montanti, rientra comunque nell’ambito di protezione qui richiesto.
Lo specchio secondario 2, secondo un aspetto preferito della presente invenzione, viene così sostenuto dal telaio di supporto 3, grazie al semplice appoggio delle sue estremità libere entro delle rispettive scanalature di cui le guide 5 sono dotate.
Si noti che tali scanalature delle guide 5, non essendo dotate di riscontri di arresto per impedire spostamenti o deformazioni longitudinali dello specchio secondario 2, permettono a quest’ultimo di impegnarsi con il relativo telaio 3 in modo tale che lo stesso specchio secondario 2 risulti libero almeno di traslare, e/o di dilatarsi, lungo una direzione parallela al suo asse di sviluppo longitudinale, ovvero lungo un asse parallelo a quello delle guide lineari 5.
Si osservi che, pur se si à ̈ qui descritto un vincolo di appoggio tra lo specchio secondario 2 e il relativo telaio di supporto 3 con almeno un grado di libertà , qualsiasi altro vincolo noto
nella tecnica che permetta allo stesso specchio secondario 2 di potere almeno spostarsi e/o dilatarsi lungo il proprio asse di sviluppo longitudinale, quale ad esempio un vincolo che preveda ruote girevoli accoppiate in rotazione a guide lineari, può essere parimenti utilizzato.
In ogni caso, secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, il vincolo tra specchio secondario 2 e relative guide lineari 5 del telaio di supporto 3 à ̈ di preferenza costituito da un vincolo di tipo “pattino†, ovvero da un vincolo che consenta un grado di libertà in traslazione allo specchio secondario 2 rispetto al telaio di supporto 3. La soluzione sopra descritta, secondo un aspetto della presente invenzione, à ̈ particolarmente vantaggiosa, in quanto trova una soluzione al problema noto alla tecnica del possibile insorgere di deformazioni nel profilo dello specchio secondario 2, dovute a possibili dilatazioni termiche, date dalle alte temperature che possono essere raggiunte dallo stesso specchio secondario 2 quando à ̈ in esercizio.
La presente invenzione, secondo un ulteriore suo aspetto, si propone di risolvere, o mitigare, altresì il problema delle deformazioni (dilatazioni) termiche del profilo trasversale dello specchio secondario 2, le quali possono far sì che tale specchio secondario 2 si infletta meccanicamente sotto l’azione del suo stesso peso e dei rammollimenti che può subire, quando viene appunto riscaldato dai raggi del sole provenienti dagli specchi primari 9. Al fine di risolvere, o mitigare, questo problema, e altresì fornire un pratico invito per il montaggio dello specchio secondario 2 entro il relativo telaio di supporto 3, secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, l’impianto qui illustrato comprende una o più centine di contenimento 6 accoppiate trasversalmente allo specchio secondario 2 e vincolate al telaio di supporto 3 dello specchio secondario 2.
Le centine di contenimento 6 qui mostrate sono preferibilmente costituite da lastre in acciaio di spessore opportuno, le quali vengono tagliate tramite laser con elevata
precisione così da presentare un profilo di accoppiamento con il profilo esterno dello specchio secondario 2 che risulti essere sostanzialmente complementare a tale profilo esterno della sezione trasversale dello specchio secondario 2.
Il taglio al laser delle centine 6 permette di ottenere un profilo di accoppiamento con lo specchio secondario 2 estremamente preciso, tale per cui, una volta effettuato l’accoppiamento tra ciascuna centina di contenimento 6 e lo specchio secondario 2, risulta al più esserci un gioco minimo, e costante lungo tutto lo sviluppo geometrico del profilo, tra centina e profilo esterno dello specchio secondario 2.
Si noti che, in una forma di realizzazione possibile della presente invenzione, qui non specificamente illustrata, le centine di contenimento 6 possono avere, e preferibilmente hanno, la funzione di costringere lo specchio secondario 2 a disporsi e quindi a conformarsi perfettamente secondo il profilo di accoppiamento delle stesse centine di contenimento 6. In questo caso, lo specchio secondario 2 può presentare forma anche lievemente irregolare e le centine di contenimento 6, il cui profilo di accoppiamento à ̈ tagliato con estrema precisione secondo il disegno teorico che lo specchio secondario 2 deve assumere una volta in opera, sono disposte in numero adeguato lungo tutta l’estensione dello specchio secondario 2, così da imporre allo stesso specchio secondario 2 la corretta forma desiderata, ricavata appunto nel loro profilo di accoppiamento.
Tale funzione viene ovviamente svolta dalle centine 6 anche nel caso in cui eventuali dilatazioni termiche a cui lo specchio secondario 2 può essere soggetto determinano deformazioni del profilo trasversale dello stesso specchio secondario 2.
Secondo un aspetto preferito della presente invenzione, come visibile in particolare in figura 6, l’impianto comprende tre o più centine 6 equi†distanziate tra loro, in modo tale da esercitare una omogenea azione di contenimento nei confronti di eventuali dilatazioni trasversali termiche dello specchio secondario 2.
In una forma preferita di realizzazione della presente invenzione, le centine di contenimento 6 possono essere fissate solidamente al telaio di supporto 3 dello specchio secondario 2, ad esempio tramite imbullonatura o saldatura, in modo ortogonale alla direzione di sviluppo delle stesse guide lineari 5, così che tali guide lineari 5, appartenenti al telaio 3, risultino essere aggettanti internamente al profilo di accoppiamento delle centine 6 con lo specchio secondario 2 (si vedano le figure 2 e 5) .
Secondo tale soluzione, le centine 6, oltre ad assolvere la succitata azione di contenimento nei confronti di eventuali dilatazioni termiche trasversali dello specchio secondario 2, fungono anche da elementi distanziali di irrigidimento per il telaio 3, al fine di mantenere le guide lineari 5 tra loro perfettamente e costantemente distanziate, secondo quanto previsto in fase di progetto dell’impianto.
Per proteggere infine l’impianto nel miglior modo possibile da agenti atmosferici esterni, secondo la forma di realizzazione preferita della presente invenzione qui illustrata, l’impianto comprende almeno una cassa esterna 7 (si veda la figura 3) di protezione per il gruppo ricevitore 20 e in particolare per lo specchio secondario 2 e per il collettore tubolare 1.
Tale cassa di protezione 7, avente forma scatolare con sviluppo lungo un asse longitudinale rettilineo e realizzata ad esempio in lamiera metallica, comprende una apertura passante assiale 15, entro la quale trova alloggiamento lo specchio secondario 2, il relativo telaio di supporto 3 e le centine 6, nonché il collettore tubolare 1. La cassa di protezione 7, come si nota in figura 3, presenta altresì un foro longitudinale inferiore 4, per permettere ai raggi solari riflessi dagli specchi primari 9 di raggiungere il collettore tubolare 1 e lo specchio secondario 2.
Nella particolare forma di realizzazione della presente invenzione qui descritta, la cassa di protezione 7 à ̈ vincolata rigidamente, ovvero fissata, alle estremità superiori dei montanti
dell’incastellatura 12 e reca, entro la suddetta apertura assiale 15, dei mezzi 11 per vincolare ad essa il telaio di supporto 3, e quindi lo specchio secondario 2 e le relative centine 6 in modo libero di traslare e/o dilatarsi almeno lungo una direzione parallela all’asse di sviluppo prevalentemente longitudinale dello specchio secondario 2.
Più in dettaglio, come visibile in figura 3, la cassa di protezione 7 à ̈ realizzata, ad esempio tramite piegatura di una lamiera metallica, a guisa di profilo sottile cavo ad asse longitudinale con sezione trasversale conformata a trapezio, e dotata della suddetta apertura inferiore 4 che collega l’ambiente esterno con la sua cavità assiale 15, entro cui vengono alloggiati lo specchio secondario 2, con il relativo telaio 3 e le centine 6, e il collettore tubolare 1. La cassa di protezione 7, che si sviluppa parallelamente all’asse dello specchio secondario 2 così da proteggerlo lungo tutta la sua estensione, à ̈ in particolare dotata di una parete superiore 16, due pareti parallele 13, rastremate verso l’alto, ovvero verso la parete superiore 16, e due pareti 14 inferiori, tra loro separate dalla suddetta apertura inferiore 4, le quali, nella particolare forma di realizzazione dell’invenzione qui rappresentata, fungono da appoggio per il telaio 3 e per le centine 6 e quindi anche per lo specchio secondario 2. Al fine di contenere eventuali dilatazioni trasversali dell’insieme costituito dal telaio 3 e dallo specchio secondario 2, oltre che per agevolare il montaggio di quest’ultimo insieme, sulle pareti inferiori 14, estesi entro la cavità assiale 15 della cassa di protezione 7, sono montati degli angolari 11 (ovvero delle squadrette metalliche, generalmente dotate di asole di accoppiamento), eventualmente fissabili in posizione regolabile su tali pareti 14, i quali consentono di montare e mantenere in posizione corretta le guide 5 del telaio 3 entro la stessa cassa di protezione 7.
Gli angolari 11 costituiscono così i suddetti mezzi per vincolare alla cassa 7 il telaio di supporto 3, con le relative centine 6 nella realizzazione qui mostrata, in modo tale che tale
telaio 3 risulti libero di traslare e/o dilatarsi lungo una direzione parallela all’asse di sviluppo prevalentemente longitudinale dello specchio secondario 2, e quindi del collettore tubolare 1. Come visibile nelle figure 3 e 4, inoltre, tali angolari 11 possono essere disposti in posizioni più o meno ravvicinate tra loro, o più o meno vicine all’apertura 4 della cassa 7, sulle pareti inferiori interne 14 di quest’ultima, in modo tale da accomodare con precisione sia le guide lineari 5, sia le centine 6 entro la cavità 15 della stessa cassa di protezione 7. L’utilizzo di angolari 11, saldati o imbullonati alle pareti 14, garantisce il corretto posizionamento durante la fase di montaggio delle due guide longitudinali 5, e delle centine 6, laddove presenti, e quindi di conseguenza dello specchio secondario 2 rispetto al collettore tubolare 1, nonché il mantenimento di tale corretta posizione dello specchio secondario 2 rispetto al collettore 1, quando l’impianto 100 à ̈ in esercizio.
Inoltre, in questo modo, il telaio di supporto 3 ha la possibilità di dilatarsi e scorrere in direzione longitudinale, ovvero parallela all’asse dello specchio secondario 2, senza alcun ostacolo, in quanto semplicemente appoggiato entro la cassa esterna di protezione 7 sulle pareti 14.
Si osservi che, seppure si à ̈ qui descritto un vincolo di appoggio tra il telaio di supporto 3 dello specchio secondario 2 e la relativa cassa di protezione 7, qualsiasi altro vincolo, ad esempio di tipo “pattino†, che consenta al telaio di supporto 3, e quindi allo specchio secondario 2, di dilatarsi e/o scorrere nella direzione di sviluppo della stessa cassa di protezione, ovvero in una direzione longitudinale parallela a quella di estensione dello specchio secondario 2, può essere parimenti implementato.
Come sarà chiaro ad un esperto del ramo, il montaggio dei vari componenti del gruppo ricevitore 20 della radiazione solare riflessa dagli specchi primari 9 del riflettore lineare a concentrazione di Fresnel 10 dell’impianto 100 qui raffigurato può prevedere dapprima
l’assemblaggio dell’incastellatura 12 con il relativo collettore tubolare 1, al di sopra degli specchi primari 9, quindi il separato montaggio dello specchio secondario 2 entro le guide 5 del telaio di supporto 3, preferibilmente dotato delle centine di contenimento 6. Si noti che tali centine 6 agiscono anche da invito per lo specchio secondario 2, così da consentire facilmente il corretto posizionamento dello specchio secondario 2 entro il telaio di supporto 3 durante il relativo montaggio. Tale montaggio dello specchio secondario 2 sul telaio 3, come si à ̈ detto, avviene in modo tale che lo stesso specchio secondario 2 risulti libero di scorrere e/o di dilatarsi rispetto al telaio 3 lungo una direzione longitudinale, parallela al suo asse di sviluppo geometrico, data dalle guide longitudinali 5 del telaio 3, ma nel contempo risulti ostacolato a spostarsi e/o dilatarsi in direzione trasversale rispetto allo stesso telaio 3 dalle suddette centine di contenimento 6.
Quindi, l’insieme costituito dal telaio 3, con le centine 6, e lo specchio secondario 2, può essere montato, grazie anche agli angolari 11, entro la cavità longitudinale 15 della cassa di protezione 7, la quale a sua volta viene fissata all’incastellatura 12.
Il montaggio del telaio 3, con le centine 6 e lo specchio secondario 2, entro la cassa di protezione 7, avviene mediante appoggio delle guide 5 del telaio 3 sulle pareti 14 della cassa 7, in modo tale che anche il telaio 3, con le centine 6 e lo specchio secondario 2, sia libero di traslare e/o dilatarsi in direzione longitudinale, ovvero parallela all’asse di sviluppo dello stesso specchio secondario 2, pur se eventuali traslazioni e/o dilatazioni trasversali del telaio 3, con le relative centine 6, rispetto alla cassa 7 vengono ostacolate dai suddetti angolari 11.
Come sarà chiaro, pertanto, la soluzione sopra descritta permette sia eventuali traslazioni e/o dilatazioni longitudinali dello specchio secondario 2 rispetto al telaio di supporto 3, sia eventuali traslazioni e/o dilatazioni longitudinali del telaio di supporto 3 rispetto alla
relativa cassa di protezione 7, solidale all’incastellatura 12 dell’impianto. Tale soluzione, che nel contempo ostacola eventuali traslazioni e/o deformazioni trasversali dello specchio secondario 2 e del telaio di supporto 3 grazie, rispettivamente, alle centine di contenimento 6 e agli angolari 11, riduce le deformazioni dello specchio secondario 2 dovute alle alte temperature a cui à ̈ soggetto l’intero gruppo ricevente dell’impianto solare qui descritto, mantenendo quindi elevata l’efficienza dell’impianto stesso.
In particolare, à ̈ vantaggioso il fatto che i gradi di libertà con cui sono accoppiati rispettivamente lo specchio secondario 2 al telaio di supporto 3 e quest’ultimo alla cassa di protezione 7, consentono di ridurre le spinte a cui può essere soggetto lo specchio secondario 2, con conseguenti indesiderate deformazioni di quest’ultimo, generate dalle dilatazioni termiche differenti dovute alle differenti geometrie e materiali dei vari componenti del gruppo ricevente.
Inoltre, anche il montaggio di tale gruppo ricevente, costituito dal collettore tubolare 1, dallo specchio secondario 2, dal relativo telaio di supporto 3 con le centine 6, nonché dalla cassa di protezione 7, risulta essere semplificato.
Claims (12)
- RIVENDICAZIONI 1. Impianto (100) a concentrazione dei raggi luminosi per la conversione di energia solare almeno in energia termica, del tipo comprendente almeno un riflettore lineare di Fresnel (10) a concentrazione comprendente una pluralità di specchi primari (9), almeno un collettore (1), sostanzialmente tubolare, per un fluido termovettore verso cui i raggi riflessi da detto almeno un riflettore lineare di Fresnel (10) sono generalmente indirizzati, almeno uno specchio secondario concavo (2) accoppiato a detto almeno un collettore (1), per indirizzare sostanzialmente verso quest’ultimo almeno parte dei raggi luminosi riflessi da detti specchi primari (9), detto almeno uno specchio secondario concavo (2) avente asse di sviluppo prevalentemente longitudinale parallelo all’asse di detto almeno un collettore (1), nonché un telaio di supporto (3) di detto almeno uno specchio secondario (2), caratterizzato dal fatto che detto almeno uno specchio secondario (2) à ̈ vincolato a detto telaio di supporto (3) in modo libero di traslare, e/o di dilatarsi, almeno lungo una direzione parallela al suo detto asse di sviluppo prevalentemente longitudinale.
- 2. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il vincolo tra detto almeno uno specchio secondario (2) e detto telaio di supporto (3) à ̈ di tipo “pattino†.
- 3. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto telaio di supporto (3) comprende almeno due guide lineari (5), con asse sostanzialmente parallelo a detto asse di sviluppo prevalentemente longitudinale di detto almeno uno specchio secondario (2), in cui si impegnano le estremità libere di detto almeno uno specchio secondario (2) in modo libero di traslare lungo una direzione parallela a detto asse di sviluppo prevalentemente longitudinale.
- 4. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una o più centine (6) di contenimento di detto almeno uno specchio secondario (2), accoppiate a quest’ultimo e vincolate a detto telaio di supporto (3) di detto almeno uno specchio secondario (2).
- 5. Impianto secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che dette una o più centine (6) sono fissate solidalmente a detto telaio di supporto (3) di detto almeno uno specchio secondario (2).
- 6. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4 o 5, caratterizzato dal fatto di comprendere tre o più centine (6) equi†distanziate tra loro.
- 7. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 6, caratterizzato dal fatto che dette una o più centine (6) hanno profilo di accoppiamento con detto almeno uno specchio secondario (2) che à ̈ sostanzialmente complementare al profilo esterno della sezione trasversale di detto almeno uno specchio secondario (2).
- 8. Impianto secondo le rivendicazioni 4 e 7, caratterizzato dal fatto che dette almeno due guide lineari (5) sono aggettanti internamente a detto profilo di accoppiamento di dette una o più centine (6).
- 9. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una cassa esterna (7) di protezione per detto almeno uno specchio secondario (2), detta almeno una cassa esterna (7) essendo vincolata a detto telaio di supporto (3) di detto almeno uno specchio secondario (2).
- 10. Impianto secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detto telaio di supporto (3) di detto almeno uno specchio secondario (2) Ã ̈ vincolato a detta almeno una cassa esterna (7) di protezione in modo libero di traslare e/o di dilatarsi almeno lungo una direzione parallela a detto asse di sviluppo prevalentemente longitudinale di detto almeno uno specchio secondario (2).
- 11. Impianto secondo la rivendicazione 9 o 10, caratterizzato dal fatto che detto telaio di supporto (3) di detto almeno uno specchio secondario (2) Ã ̈ vincolato in appoggio a detta almeno una cassa esterna (7) di protezione.
- 12. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto almeno uno specchio secondario (2) Ã ̈ un concentratore parabolico composito (CPC).
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