MXPA05013899A

MXPA05013899A - Soporte para un elemento reflector de energia solar.

Info

Publication number: MXPA05013899A
Application number: MXPA05013899A
Authority: MX
Inventors: Peter Le Lievre
Original assignee: Solar Heat And Power Pty Ltd
Priority date: 2003-07-01
Filing date: 2004-07-01
Publication date: 2006-05-25
Also published as: AU2004254283A1; CN102012124B; US7950386B2; CN102012124A; AU2003903341A0; WO2005003647A1; BRPI0412267A; AU2009251196B2; CN1813160B; EG26432A; EP1644670A1; EP1644670A4; AU2004254283B2; CN1813160A; AU2009251196A1; US20060157050A1

Abstract

Se describe una estructura de soporte de un elemento reflector para uso en un sistema reflector de energia solar. La estructura comprende un elemento reflector (11), una plataforma corrugada (12) la cual soporta al elemento reflector y una estructura de armazon esqueletica (13) la cual soporta a la plataforma. La estructura de soporte comprende miembros terminales tipo anillo (14) que estan soportados por rodillos (18) y los rodillos acomodan el giro de la estructura de soporte en torno de un eje de rotacion que esta colocado substancialmente coincidente con un eje longitudinal del elemento reflector (11). La combinacion de la plataforma corrugada (12), la estructura de soporte (13) y los miembros terminales tipo anillo (14) de la estructura de soporte proveen a la estructura de soporte una estabilidad de torsion que permite la aplicacion de un movimiento de giro desde un extremo de la estructura.

Description

For iwO'icucr odcs and ihcr abbr vtattnns. >efcr ta ihe "Guicl* anee. Nales on Cades and Abbie'.viations" nppwing ni thc begin-nt'ng of rh regular issue of thc PCí Ga:ei¡e. 1 SOPORTE PARA UN ELEMENTO REFLECTOR DE ENERGIA SOLAR CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con un soporte para un elemento reflector, para uso en un sistema reflector de energía solar de un tipo que es empleado para reflejar radiación incidente a un sistema colector de energía solar. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Varios sistemas reflectores-colectores de energía solar se han desarrollado para uso en el control de la radiación solar que incide sobre áreas que podrían variar en tamaño desde 5 x 101 m2 hasta 25 x 106 m2. En este contexto se hace referencia a sistemas colectores que han sido descritos en las Patentes Australianas 694335 y 724486 fechadas el 28 de marzo de 1996 y el 19 de diciembre de 1997, respectivamente.

Lo más relevante de los primeros sistemas reflectores-colectores conocidos, incluyendo aquellos descritos en las patentes referenciadas , emplean un campo de reflectores los cuales son dirigidos para seguir el movimiento del sol (en relación con la Tierra) y los cuales son orientados para reflejar la radiación incidente hacia sistemas colectores elevados y distantes . Los reflectores individuales son montados para este propósito sobre soportes pivotantes, pero en el pasado se ha puesto poca atención a la fabricación económicamente atractiva de tales soportes o, en el caso de Ref.: 169017 2 reflectores de escala relativamente grande, a la construcción de soportes pivotantes que tienen la función de proporcionar rigidez de torsión a un nivel para resistir la deflexión de los soportes y de los elementos del reflector soportados. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención busca minimizar las inadecuaciones anteriores proporcionando una estructura de soporte para un elemento reflector, para uso en un sistema reflector de energía solar, y el cual comprende una plataforma que está dispuesta para soportar el elemento reflector y la cual está formada con elementos que proporcionan rigidez, una estructura de armazón que soporta la plataforma, y medios de montaje que soportan la estructura de armazón en una forma que acomoda el giro de la estructura de soporte en torno de un eje de rotación que se ubica substancialmente coincidente con un eje longitudinal del elemento reflector cuando está montado a la plataforma. CARACTERÍSTICAS OPCIONALES DE LA INVENCIÓN La estructura de soporte puede, en una modalidad de la invención, estar soportada por los medios de montaje en una forma que acomoda la rotación unidireccional de la estructura de soporte en torno del eje de rotación que es substancialmente coincidente con el eje longitudinal del elemento reflector. Por "substancialmente coincidente" se entiende que es un eje de rotación que se localiza 3 coincidente con o adyacente al eje longitudinal del elemento reflector . Un sistema de motriz que incorpora un motor eléctrico puede, de conformidad con una modalidad de la invención, proveerse para impartir movimiento de giro unidireccional a la estructura de soporte. Con la provisión de tal sistema, en el cual se imparte movimiento unidireccional a la estructura de soporte, se evita el requerimiento tradicional de un motor reversible o un mecanismo pivotante, con sacudidas concomitantes y otros problemas. Asimismo, al emplear tal sistema de motriz, la estructura de soporte puede detenerse en una posición angular elegida con el elemento reflector orientado hacia abajo, para protegerlo de condiciones ambiente adversas, durante el proceso de giro (es decir, rotación) de la estructura de soporte a través de 360 grados durante cada periodo de 24 horas. Además, la estructura de soporte puede en cualquier momento en cada periodo de 24 horas girarse temporalmente hasta una posición angular seleccionada con el elemento reflector orientado en una dirección alejado de las condiciones climáticas potencialmente dañinas . La plataforma para el elemento reflector puede, en una modalidad de la invención, comprender un panel metálico acanalado o corrugado, con los canales o corrugaciones formando los elementos de la plataforma que proporcionan 4 rigidez. En tal caso, el elemento reflector se soportará sobre las crestas de los canales o corrugaciones. Además, a pesar de que los canales o corrugaciones pueden extenderse en una dirección que interseca el eje longitudinal del elemento reflector, los canales o corrugaciones están orientados deseablemente para extenderse en una dirección paralela al eje longitudinal del elemento reflector. Asimismo, a pesar de que la plataforma puede formarse con una superficie plana o de tal manera que las crestas de los canales o corrugaciones se localicen en una superficie plana, la plataforma deseablemente está curvada de manera cóncava en una dirección ortogonal al eje longitudinal del elemento reflector. La estructura del armazón de la estructura de soporte puede comprender una estructura de armazón esquelética con miembros terminales tipo anillo que se extienden en torno del eje de rotación de la estructura de soporte y entre los cuales se extiende la plataforma. En esta modalidad opcional de la invención, los miembros terminales pueden estar soportados para girar sobre los medios de montaje mencionados para la estructura de soporte. Los medios de montaje para soportar la estructura de soporte o, en la modalidad opcional de la invención, para cada uno de los miembros terminales tipo anillo, pueden comprender rodillos de soporte espaciados. Tales rodillos 5 deseablemente están dimensionados y dispuestos de otra manera para desplazarse dentro de una región de canal del miembro terminal asociado. El sistema motriz para impartir movimiento unidireccional a la estructura de soporte puede, de conformidad con una modalidad de la invención, acoplarse a al menos uno de los miembros terminales tipo anillo y deseablemente incorpora una cadena de eslabones que se extiende alrededor y está fijada a uno de los miembros terminales para formar, en efecto, una rueda de engranaje. En éste último caso se proveerá un piñón para que enganche con la cadena de eslabones y para impartir movimiento al miembro terminal del motor eléctrico. Con tal arreglo motriz, puede emplearse un motor eléctrico relativamente económico y, con miembros terminales apropiadamente dimensionados de la estructura de soporte, se puede obtener una alta reducción en la velocidad de movimiento y un incremento conmensurado en transmisión de torque. El elemento reflector puede comprender un espejo sencillo de vidrio en forma de panel o un panel metálico reflexivo, pero deseablemente comprende una pluralidad de espejos de vidrio cuadrados o rectangulares que se montan en una relación de empalme por los bordes sobre la plataforma de soporte. En este caso, las caras plateadas posteriores de los espejos pueden protegerse contra condiciones ambientales 6 adversas sellando los intersticios circundantes y los espacios con un sellador de silicona u otro adecuado. Cuando, como se mencionó anteriormente, la plataforma para el elemento reflector está curvado de forma cóncava, el elemento reflector se asegurará a la plataforma de una manera tal que la concavidad se transferirá a la superficie reflexiva del elemento reflector. La estructura de soporte de la invención puede configurarse en varios arreglos, uno de los cuales se describirá ahora, a manera de ejemplo, con referencia a las figuras anexas . La estructura de soporte se describe en el contexto de un sistema reflector completo. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS En las figuras: La figura 1 muestra una vista en perspectiva del sistema reflector con una estructura de soporte del sistema girado hasta una posición angular en la cual un elemento reflector está orientado para reflejar en una dirección hacia arriba, la figura 2 muestra una vista en perspectiva del mismo sistema reflector pero con la estructura de soporte girada a través de aproximadamente 180 grados para exponer el lado inferior de una plataforma y la estructura del armazón esquelético para el elemento reflector, la figura 3 muestra, en una escala amplificada, una porción de un miembro terminal y un sistema motriz del 7 sistema reflector, y la figura 4 muestra, también en una escala amplificada, una porción del miembro terminal y un arreglo de montaje asociado para el sistema reflector. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Tal como se ilustra, el sistema reflector en su modalidad ejemplificada comprende una estructura de soporte 10 a la cual se monta el elemento reflector 11. La estructura de soporte comprende por sí misma una plataforma alargada tipo panel 12 la cual está soportada por medio de una estructura de armazón esquelético 13. La estructura de armazón incluye dos miembros terminales tipo anillo 14. Los miembros 14 están centrados y se extienden en torno de un eje de rotación que es aproximadamente coincidente con un eje central que se extiende longitudinalmente del elemento reflector. El eje de rotación no necesita ser exactamente coincidente con el eje longitudinal del elemento reflector pero los dos ejes están deseablemente al menos adyacentes uno del otro . En términos de dimensiones globales del sistema reflector, la plataforma 12 es de aproximadamente doce metros de largo y los miembros terminales 14 son de aproximadamente dos metros de diámetro. La plataforma 12 comprende un panel metálico corrugado y el elemento reflector 11 está soportado sobre las crestas de 8 las corrugaciones . Las corrugaciones se extienden paralelas a la dirección del eje longitudinal del elemento reflector 11, y la plataforma 12 está soportada por seis miembros de armazón transversales 15 de la estructura de armazón esquelético 13. Los miembros de armazón transversales 15 de los extremos comprenden efectivamente miembros diametrales, de miembros terminales tipo anillo 1 . Los miembros de armazón transversales 15 comprenden miembros de acero de sección hueca rectangular y cada uno de ellos está formado con una curva de tal manera que, cuando la plataforma 12 se asegura a los miembros de soporte 15, se provoca que la plataforma se curve de manera cóncava (como se observa desde arriba en la figura 1) en una dirección ortogonal al eje longitudinal del elemento reflector 11. La misma curvatura es impartida al elemento reflector 11 cuando se asegura a la plataforma 12. El radio de curvatura de los miembros de armazón transversales 15 está en el intervalo de veinte a cincuenta metros y preferentemente del orden de treinta y ocho metros . El armazón esquelético 13 de la estructura de soporte 10 comprende también un miembro espinal de acero de sección hueca rectangular 16 el cual interconecta los miembros terminales 14, y un armazón tridimensional el cual es fabricado a partir de riostras de acero tubulares 17 conecta regiones terminales opuestas de cada uno de los miembros de 9 armazón transversales 15 al miembro espinal 16. Este arreglo de armazón esquelético, junto con la estructura corrugada de la plataforma 12 proporciona la estructura de soporte compuesta 11 con un alto grado de rigidez de torsión. Los miembros terminales tipo anillo 14 se forman de una sección de canal de acero, de tal manera que cada miembro terminal está provisto con una porción circunferencial en forma de U y, como se muestra en la figura 4, cada uno de los miembros 14 está soportado para girar sobre un arreglo de montaje que comprende dos rodillos espaciados 18. Los rodillos 18 están colocados para desplazarse en la sección de canal de los respectivos miembros terminales 14, y los rodillos 18 proporcionan el giro (es decir, la rotación) de la estructura de soporte 10 en torno del eje de rotación que es aproximadamente coincidente con el eje longitudinal del elemento reflector 11. Como también se muestra en la figura 4 , un rodillo de retención 18a se localiza adyacente a los rodillos de soporte 18 y está colocado en el miembro terminal asociado 14 para evitar el levantamiento del sistema reflector bajo condiciones climáticas adversas. Un sistema motriz, tal como se muestra en la figura 3, se provee para impartir movimiento unidireccional a la estructura de soporte 10 y, por lo tanto, al elemento reflector 11. El sistema motriz comprende un motor con 10 devanados en corto circuito u otro similar tal como un motor eléctrico no reversible 19 que tiene un eje de motor acoplado a un piñón 20 a manera de engranaje de reducción 21. El piñón 20 engrana con una cadena de eslabones 22 a través de la cual se transmite el movimiento a la estructura de soporte 10. La cadena de eslabones 22 se extiende alrededor y está fijada a la periferia de la pared externa 23 de la sección de canal de uno de los miembros terminales 14. Es decir, la cadena de eslabones 22 fijada al miembro terminal forma efectivamente un tipo de rueda de engranaje con la cual se engancha el piñón 20. Con el miembro terminal 14 que tiene un diámetro del orden de 2.00 m y el piñón 20 que tiene un diámetro de círculo primitivo de 0.05 m, puede obtenerse un engranaje de reducción y una amplificación del torque del orden de (40.r):l, en donde r es la reducción obtenida a través del engranaje en la salida del motor eléctrico 19. El elemento reflector 11 está formado por cinco espejos empalmados entre sí, cada uno de los cuales tiene las dimensiones de 1.8 m y 2.4 m. Se emplea un sellador de silicona para sellar intersticios alrededor y entre los espejos y para minimizar la posibilidad de daño atmosférico a las caras plateadas posteriores de los espejos, y los espejos son asegurados a las crestas de la plataforma 12 mediante un 11 adhesivo de uretano. Los espejos tienen un espesor de 0.003 m y, por lo tanto, pueden curvarse con facilidad in situ para coincidir con la curvatura de la plataforma de soporte 12. Dependiendo de los requerimientos, pueden colocarse dos o más de los sistemas reflectores descritos arriba linealmente en una hilera y conectarse uno con otro a manera de miembros terminales tipo anillo adyacentes 14. En tal arreglo puede emplearse un solo sistema motriz para impartir movimiento unidireccional a la hilera completa de sistemas de reflectores .

Pueden realizarse variaciones y modificaciones con respecto a la estructura de soporte como se describió anteriormente a manera de ejemplo sin alejarse del alcance de las reivindicaciones anexas. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

12 REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Una estructura de soporte para un elemento reflector, para uso en un sistema reflector de energía solar, caracterizada porque comprende: una plataforma la cual se dispone para soportar al elemento reflector y la cual está formada con elementos que proporcionan rigidez, una estructura de armazón que soporta la plataforma, y medios de montaje que soportan la estructura de armazón en una forma que acomoda el giro de la estructura de soporte en torno de un eje de rotación que se coloca substancialmente coincidente con el eje longitudinal del elemento reflector cuando se monta a la plataforma. 2. La estructura de soporte de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la plataforma comprende un panel metálico corrugado, con las corrugaciones formando elementos que proporcionan rigidez, y en donde el elemento reflector está soportado sobre las crestas de las corrugaciones . 3. La estructura de soporte de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la plataforma 13 comprende una plataforma tipo panel, en donde los elementos que proporcionan rigidez están formados como canales en la plataforma y en donde el elemento reflector está soportado sobre las crestas de los canales . 4. La estructura de soporte de conformidad con la reivindicación 2 ó con la reivindicación 3 , caracterizada porque los elementos que proporcionan rigidez están orientados para extenderse en una dirección paralela al eje de rotación. 5. La estructura de soporte de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la plataforma está curvada de manera cóncava en una dirección ortogonal al eje de rotación. 6. La estructura de soporte de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque la plataforma está curvada con un radio de curvatura en el rango de 20 a 50 metros . 7. La estructura de soporte de conformidad con la reivindicación 5 ó con la reivindicación 6, caracterizada porque el elemento reflector esta asegurado a la plataforma en una forma tal que la curvatura de la plataforma es impartida al elemento reflector. 8. La estructura de soporte de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el elemento reflector está montado a la plataforma y 14 comprende un espejo de vidrio en forma de panel. 9. La estructura de soporte de conformidad con cualquiera de las reivindicación 1 a 7, caracterizada porque el elemento reflector está montado a la plataforma y comprende una pluralidad de espejos de vidrio de bordes empalmados . 10. La estructura de soporte de conformidad con cualquiera de las reivindicación 7 a 9, caracterizada porque el elemento reflector está adherido a la plataforma. 11. La estructura de soporte de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la estructura de armazón comprende miembros terminales tipo anillo que se extienden en torno del eje de rotación de la estructura de soporte y en donde la plataforma se extiende en la dirección longitudinal entre los miembros terminales 12. La estructura de soporte de conformidad con la reivindicación 11, caracterizada porque los miembros terminales están soportados para girar sobre los medios de monta e . 13. La estructura de soporte de conformidad con la reivindicación 11 ó con la reivindicación 12, caracterizada porque cada uno de los miembros terminales en forma de anillo tiene una porción circunferencial de sección en canal y un miembro que se extiende diametralmente que está constituido por un miembro de estructura transversal de la plataforma. 15 14. La estructura de soporte de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque los medios de montaje comprenden rodillos de soporte espaciados los cuales se desplazan dentro de la porción circunferencia de los miembros terminales asociados. 15. La estructura de soporte de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizada porque adicionalmente comprende un sistema motriz para impartir movimiento de giro unidireccional a la estructura de soporte por medio de al menos uno de los miembros terminales . 16. La estructura de soporte de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada porque el sistema motriz comprende : a) una cadena de eslabones que se extiende alrededor y que está fijada al miembro terminal para formar, en efecto, una rueda de engranaje, b) un motor eléctrico, y c) un piñón para transferir movimiento desde el motor a la cadena de eslabones . 17. Una estructura de soporte caracterizada porque es substancialmente como se muestra en las figuras anexas y substancialmente como se describe con referencia a las mismas .