MXPA97000491A - Colectores solares mejorados - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una antena de recolección de energía solar que comprende un plato reflector que tiene una abertura grande, el plato se monta en un bastidor de soporte de plato, el bastidor de soporte de plato se monta para rotación alrededor de un primer eje que es transversal al plato y un segundo eje que es ortogonal al primer eje;un reflector secundario o un receptor de energía solar montado en medios de soporte auxiliares fijos al plato o al bastidor de soporte del plato, el reflector secundario o receptor se localiza en una zona en la cual, cuando el plato estáen uso y recibe energía solar, la energía solar reflejada desde el plato se concentra;la combinación del plato, el bastidor de soporte del plato, los medios de soporte auxiliares y el reflector secundario o el receptor tiene un centro de combinación de masa, caracterizado por;(a) la distancia del centro de combinación de masa sobre el borde inferior del plato es pequeña en relación con las dimensiones lineales del plato;(b) el primer eje se intersecta sustancialmente con el segundo eje;(c) el centro de combinación de masa se encuentra sustancialmente sobre el primer eje;y (d) la forma de la abertura es tal que, cuando el recolector solar estáen uso, la carga debida al viento en el plato abajo del primer eje es sustancialmente igual a la carga debida al viento del plato que se encuentra arriba del primer eje.

Description

COLECTORES SOLARES MEJORADOS Campo Técnico Esta invención se refiere a colectores solares que utilizan un plato esférico o parabólico para concentrar la radiación solar a una zona individual, en donde usualmente está montado un receptor solar. Más particularmente, esta invención se refiere a una disposición de colector de energía solar mejorado que involucra un colector principal y un pequeño reflector asociado, el cual se usa para dirigir la energía solar concentrada a una ubicación de receptor. La presente invención puede usarse con un receptor cerca del colector principal o, puede usarse en un elióstato, en el cual un número de colectores dirigen cada uno la energía solar concentrada a un receptor de energía remoto, individual.

Antecedentes de la invención El trabajo reciente en relación con la utilización de energía solar ha conducido al desarrollo de colectores de concentración solar con capacidad mejorada, contenido y utilidad. Por ejemplo, una instalación de colector solar que usa colectores de conducto parabólico para proporcionar calor a turbogeneradores de vapor se está usando actualmente para suministrar 354 megawatts de energía eléctrica a la zona de California (E.U.A.).

Se han desarrollado también los concentradores de receptor central mejorados aunque, hasta ahora, ninguna instalación comercial que use tal tecnología está en operación. Los reflectores de concentración de solar que tienen superficie reflectora parabólica u otra (por ejemplo, un reflector esférico), los cuales se llaman frecuentemente "platos" debido a la forma de plato del reflector, tienen potencialmente la eficiencia más alta de conversión de calor solar y pueden alcanzar las temperaturas útiles más altas. El trabajo de desarrollo con tales paltos se ha llevado a cabo durante unos 20 años. Durante años se han construido muchas versiones diferentes de colectores de plato de concentración solar. Uno de los diseños más recientes está caracterizado en las Figuras 1 y 2 de la especificación de la solicitud de patente internacional No PCT/AU93/00588 del solicitante de la presente, el número de publicación WIPO de la cual es W094/11918, cuya especificación debe considerarse completamente incorporada a la presente mediante esta referencia a la misma. Aunque ha sido difícil lograr la efectividad de costo real, en comparación con el calor producido por las fuentes de energía tradicionales, utilizando platos reflectores, ya que ellos pueden colectar más energía solar que otras formas de colector solar (debido a que ellos están frente al sol todo el día), se continua con su desarrollo en varios centros de investigación. El diseño de plato caracterizado en la Publicación WIPO No. WO 94/11918 antes mencionada es un ejemplo de los llamados platos grandes (es decir colectores con aberturas de más de 200 m ) los cuales se han construido recientemente Esos platos grandes son adecuados para proporcionar el calor de alta calidad más económico para temperaturas por arriba de los 200°C Debido a la temperatura de inactividad que se obtiene con colectores de energía solar grandes puede, mediante el diseño adecuado, ser mayor de 2000°C, esos colectores tienen una multiplicidad de usos potenciales que requieren procesar calor en la escala de 200°C hasta 1500°C Los usos típicos incluyen la generación de electricidad a un costo efectivo mediante la trayectoria térmica solar y la energización de muchos procedimientos termoquímicos y químicos de fotón (incluyendo la conversión termoquímica de la energía solar de combustible fósil de hidrocarburo y materiales de biomasa, la producción de combustibles líquidos y gaseosos de contaminación reducida o muy baja contaminación y, la producción de una variedad de productos químicos y otros productos ricos en energía) Cuando se usa, el palto de este tipo de colector solar debe estar en alineación para enfrentar al sol todo el día a fin de enfocar la energía solar incidente hacia un receptor (un absorbedor de energía solar) el cual está colocado en el foco del plato Los requerimientos de alineación son tales que cualquier material (sólido, líquido o gaseoso) el cual es para introducirse al receptor en la región focal puede ser transportado a lo largo de una trayectoria de movimiento, para el receptor que está sobre el eje del plato, el cual se mueve como una consecuencia de la alineación solar Es necesario, por lo tanto, para uniones flexibles o giratorias que se incluyen en la línea de suministro hacia el receptor Cuando se transportan fluidos a alta temperatura/alta presión en la línea de suministro, tales uniones son difíciles de producir y, más allá de ciertas temperaturas y presiones, cuando están disponibles son costosos y disminuyen la economía de los procedimientos que se van a energizar mediante la energía solar colectada Otro problemas con los platos colectores solares actuales (incluyendo el plato ilustrado en la Publicación WIPO No 94/11918 antes mencionada) es el adecuado aislamiento de la línea de transmisión de fluido que transporta materiales en base a tierra hacia y desde el receptor solar Dicha línea o trayectoria puede ser de longitud considerable y la sanción en cuanto a costo asociada con su aislamiento y con las uniones giratorias o flexibles en esta linea, la cual frecuentemente tiene que entrelazarse a través de una estructura de alguna complejidad a fin de alcanzar el receptor, es una proporción significativa del costo del sistema colector completo Además, puede requerirse la energía de bombeo significativa para transportar los materiales hacia el receptor, el cual no es fácilmente accesible mientras se mueve y la instrumentación para el sistema de transporte de fluido también tiene problemas Otro factor que afecta la efectividad de costo de los platos colectores solares de alineación es el accionamiento del colector para estar frente al sol Esto requiere equipo solido, el cual es capaz de manejarse con vientos fuertes y que es accesible para la inspección y montaje. Los colectores que tienen aberturas usuales (por ejmplo, circulares, hexagonales, etc.) y que emplean alineación de altitud-azimut y, al mismo tiempo, tienen sus estructuras reflejantes balanceadas alrededor del eje horizontal para reducir el esfuerzo de accionamiento, experimentan altas cargas de viento en todo momento y el mecanismo de accionamiento y su equipo mecánico asociado requiere medios espaciales para alcanzar algunos componentes cuando requieren atención, agregándose al costo y la inconveniencia del mantenimiento de rutina. El accionamiento ecuatorial polar resulta también en estructuras que están relativamente altas desde el suelo. La construcción de la superficie reflejante parabólica (o esférica u otra) de un plato grande, la cual asegura que los rayos del sol son reflejados siempre sobre el receptor (absorbedor) es también una práctica costosa. Esta superficie se acerca algunas veces a una serie de espejos de superficie de número suficiente y de un tamaño tal que se obtiene la relación de concentración necesaria. Tales espejos necesitan ser sostenidos en un bastidor que permite que cada segmento del espejo enfoque sobre el receptor (es decir, el bastidor en sí debe ser de una forma correcta para obtener la concentración necesaria de la energía solar). Excepto en el caso de receptores de temperatura muy baja, el número de segmentos de espejo de plano debe ser grande y más frecuentemente se usan espejos curvos. Cuando se emplean los diversos segmentos de espejo de plano o espejos curvos, se incurre en una fracción significativa del costo del plato mediante el establecimiento de la superficie reflejante y se ha realizado un considerable esfuerzo de desarrollo en la producción de superficies más efectivas en cuanto a costo durante los años recientes.

Descripción de la presente invención La presente invención busca proporcionar una disposición de plato de concentración de energía la cual evita, o reduce, los costos significativos y otras desventajas, anotadas antes, asociadas con los colectores solares de palto grande. En una forma amplia, la presente invención proporciona un dispositivo de concentración de energía, que comprende: un plato colector principal para recibir y reflejar la energía radiante; un medio reflector complementario, montado sobre el eje focal del plato colector principal, para recibir dicha energía reflejada desde el mencionado plato colector principal y refleja nuevamente la energía radiante; y un receptor colocado substancialmente en el punto focal del reflector complementario, para recibir la energía radiante reflejada desde el reflector complementario. Preferiblemente, el receptor está provisto en una posición fija, tal como sobre el terreno o en una ubicación relativamente distante.

Preferiblemente también, el plato colector principal está comprendido de una pluralidad de paneles reflectores planos o curvos. En una forma preferida, el palto colector principal es parabólico, esférico o de otra forma y de la abertura, tal como triangular, parcialmente circular o parcialmente hexagonal, por lo cual se establece un centro inferior de masa. Preferiblemente, el plato colector principal tiene un eje focal desalineado. Preferiblemente también, el medio reflector complementario comprende uno o más paneles planos o curvos. En una modalidad preferida, el plato colector principal está provisto con un bastidor de espacio o armazón , tal como un ensamble de armazón tetraédrico o incluye una pluralidad de ensambles de armazón tetraédricos. En una forma preferida, el plato colector principal está provisto con un bastidor como se describe en PCT/AU93/00588 (W094/11918). Quizás más preferiblemente, el dispositivo es utilizado para concentrar la energía solar. En una modalidad preferida el receptor comprende un absorbedor de energía solar. Preferiblemente, el absorbedor de energía solar comprende medios para introducir cualquier material (sólido, líquido o gaseoso) hacia el absorbedor, caracterizado en que las uniones flexibles o giratorias no son necesarias.

Preferiblemente, el dispositivo se usa como helióstatos para iluminar un receptor central. En una modalidad preferida el plato principal es alineado utilizando el accionamiento de altitud/azimut, accionamiento ecuatorial polar u otro accionamiento. En una forma modificada y alternativamente preferida, el reflector complementario no se usa y, el receptor está provisto en su lugar, montado sobre el eje focal del plato colector principal. La remoción del sistema reflector secundario permite también que el reflector principal, con longitud focal aumentada, sea utilizado como helióstato. Estas y otras características de la presente invención serán explicadas a continuación en la descripción siguiente de las modalidades de la presente invención, la cual se proporciona a manera de ejemplo solamente. En la descripción siguiente se hará referencia al dibujo que la acompaña.

Breve descripción de los dibujos La Figura 1 muestra la posición de la zona o punto al cual se dirige la energía incidente sobre el reflector complementario (pequeño) de la presente invención con referencia a los parámetros de rotación del plato para el accionamiento de altitud/azimut del plato colector principal.

La Figura 2 muestra la posición de la misma zona o punto con referencia a los parámetros de rotación del plato para el accionamiento ecuatorial polar del plato principal La Figura 3 ilustra una disposición de plato reflector simétrico, de conformidad con la presente invención. La figura 4 ilustra una disposición de plato desalineación de conformidad con la presente invención, con el palto reflector principal que tiene una abertura triangular. La Figura 5 ¡lustra una vista en perspectiva de una modalidad preferida de un dispositivo colector de conformidad con la presente invención, comprendido de una pluralidad de paneles reflectores de forma triangular La Figura 6 muestra diferentes formas de abertura que pueden usarse, en particular, la figura 6(a) que ilustra un plato alargado, la figura 6(b) que ¡lustra un plato triangular truncado y, la figura 6(c) que ilustra un plato triangular La figura 7 ilustra una vista en elevación de un colector de conformidad con la presente invención con la disposición de bastidor de armazón tetraédpca con un centro inferior de masa La figura 8 muestra una modalidad preferida de una forma modificada en el foco del reflector principal Descripción detallada de la invención Cuando se adopta la presente invención para un plato reflector solar que tiene una longitud focal corta, el receptor de la energía solar está montado preferiblemente sobre o cerca del suelo Tales receptores pueden ser fácilmente aislados Los materiales pueden ser suministrados al (y retirados desde) el receptor fácilmente y sin la necesidad de uniones giratorias o flexibles El receptor puede tener una construcción más fuerte que un receptor destinado a ser montado en el extremo de una viga de soporte, en el punto focal de un palto reflejante de abertura grande convencional El receptor en dicha disposición tiene que estar colocado de manera que el centro (o cerca del centro) del receptor esté sobre el punto central para rotación de todos los ejes de movimiento del palto principal En el caso del accionamiento de altitud/azimut del palto principal, este punto es fijo y debe estar sobre la línea del eje horizontal (por ejemplo, en el punto de dirección de este eje entre los montajes de eje) y también sobre la línea del eje vertical cerca del suelo Este punto se muestra como el punto P en la figura 1 Existe alguna latitud posible en la selección de la ubicación de P (es decir, mediante la colocación de los ejes de rotación) En el caso de los montajes ecuatoriales polares del plato principal, debe establecerse el mismo punto fijo para la ubicación del receptor local El eje polar de rotación del plato esta alrededor de este punto, en tanto que el eje polar mismo pivotea hacia arriba y hacia abajo alrededor de este punto, el cual se muestra como punto P en la figura 2. Se usan consideraciones similares cuando se decide donde debe colocarse el receptor en el caso de platos reflectores solares que son alineados utilizando otros conceptos de accionamiento. El factor importante es que el punto de pivote de cualquiera otra disposición de accionamiento, la cual es el centro nominal del receptor, este fijo con relación al suelo. En cada modalidad de la presente invención, los rayos solares son enfocados hacia el punto P mediante un espejo pequeño (SR) parabólico o esférico (con relación al plato principal) de longitud focal apropiada. El área de abertura, curvatura y longitud focal del reflector complementario se fijan medíante el grado de concentración requerido y, mediante las propiedades del concentrador del plato principal, el cual se describe a continuación. Generalmente, la abertura o área del reflector pequeño será de menos de 5% de la abertura del reflector principal y, típicamente será de aproximadamente 2% si el espejo principal está diseñado para concentrar por un factor de alrededor de 50. Sin embargo, la presente invención no está limitada a ningún tamaño de abertura específico del reflector pequeño. El reflector pequeño SR puede colocarse para girar sobre su soporte, de manera que puede moverse para detener la energía solar que alcanza el receptor cuando es necesario para proteger el receptor.

El reflector principal (MR) es el colector de energía solar dominante y el concentrador parcial de la energía solar. Sin embargo, se prefiere que, en vez de usar paneles curvos, el reflector principal esté configurado a partir de paneles de espejo planos de tamaño apropiado (típicamente unos cuantos metros cuadrados de área o más grandes). Los espejos planos pequeños están montados de manera que su forma total está en aproximación a una parabólica o esférica. Este método de construcción del plato principal asegura que los paneles de espejo puedan ser producidos a un bajo costo y con buena precisión. La forma del reflector sobre el cual están montados los espejos puede lograrse en una cualquiera de varias formas (por ejemplo, usando armazones de espacio y bastidores de espacio). El reflector pequeño SR, está montado sobre el reflector principal MR, de una manare tal que la posición de línea central ocupada por SR está a lo largo del eje focal de MR, asegurando por lo tanto que el reflector principal suministra sus rayos concentrados sobre el SR. Esta combinación de reflectores principales y pequeños es montada después sobre el bastidor de soporte que asegura que el punto focal de SR coincide con P y esta correspondencia se mantiene mediante los mecanismos de accionamiento para todas las orientaciones de MR (especialmente cuando MR está frente al sol para colectar la energía solar). De esta manera, los rayos solares son enfocados hacia P en todo momento cuando el plato principal (reflector principal) está alineado con el sol. Cualquier receptor adecuado, fijado al suelo en P, recibirá toda la energía enfocada La misma operación básica se aplica para las disposiciones de alineación de altitud/azimut, polar/ecuatorial u otra a condición de que los rayos solares estén enfocados en P Los concentradores solares de relación de concentración especificada o diseñada pueden producirse mediante el ajuste del número y tamaño de paneles de espejo planos, tanto en el espejo de concentración principal como en el secundario Utilizando paneles curvos se permite aún que las relaciones de concentración designadas específicas se produzcan mediante el ajuste de las posiciones de espacio de los puntos de unión de panel de espejo sobre la estructura y proporcionando la curvatura adecuada Proporcionando el ajuste de cada panel de espejo (sobre los espejos de concentración principal y/o secundarios), las características de las regiones focales pueden fijarse hasta una amplia gama de intensidades, a partir de las propiedades casi constantes hasta otras más complejas, pueden producirse también varios focos en los planos focales La presente invención puede implementarse con la abertura del concentrador principal que tiene cualquier forma adecuada Sin embargo, existen ventajas en la selección de una forma de abertura de reflector principal que tiene beneficios particulares y hay ganancias en la producción de un sistema colector que tiene un perfil bajo cuando está en la posición "estacionada", ya que esto alivia las fuerzas experimentadas en vientos fuertes (y por tanto reduce el costo de ensamble del plato principal y su bastidor de soporte) Típicamente, la coraza del espejo debe ser de una forma parabólica, esférica u otra, aunque de forma de abertura seleccionada, y está colocada en el espacio para estar frente al sol, recolectando energía de este modo todo el día. En tanto que las características anteriores pueden ser aplicadas a los platos de cualquier forma de construcción, se conducen al uso de los conceptos que emplean bastidores tetraédpcos, etc., tal como se describió en la publicación W094/11918 antes mencionada La figura 3 ilustra una disposición de colector simétrico de la presente invención que requiere que el colector de plato sea colocado sobre el suelo mediante una cantidad al menos igual al radio del plato. Esta disposición no es la implementación más preferida de la presente invención, para este tipo de concentrador experimentará grandes cargas en vientos fuertes Desalineando el reflector pequeño SR hacia el borde del plato principal, como resultado del eje focal que se está desalineando de este modo, como se muestra en la Fig. 4(A), el plato principal puede colocarse más cerca del suelo, en donde experimentará cargas de viento mas pequeñas y en donde también será de fácil acceso para la inspección, ajuste y reparación El plato principal puede ser aún esencialmente balanceado alrededor del eje horizontal mediante la selección apropiada del punto P El método de indicación a la suma puede seleccionarse también a partir de muchas posibilidades, aunque un método preferido es que permita que las estructuras móviles se asienten cerca del suelo cuando se colocan en una posición de "subsistencia" (cuando la velocidad del viento es muy alta), produciendo por tanto una estructura de que es más económica ya que no tiene que soportar tales fuerzas de viento fuerte. Por ejemplo, la forma usual de alineación de tales colectores requiere que el eje horizontal de la unidad sea colocado por encima del suelo por lo menos la mitad del diámetro del plato por encima del suelo, en el caso del accionamiento de altitud/azimut y, también por encima del suelo para el accionamiento ecuatorial polar. La característica de carga de viento reducida puede ser asistida mediante el establecimiento de una forma de abertura para el reflector principal que es triangular (como se ilustra en la Figura 4(b)) o que es alargada, rectangular o de otra forma apropiada que desciende y desvía el centro de la masa hacia el borde inferior del MR Tal disposición coloca una amplía sección del plato principal cerca del punto P asegurando de esta manera que la distribución de peso principal es desviada más cerca hacia P sobre la línea de base Es decir, cuando el plato principal pivotea sobre su eje horizontal y enfrenta horizontalmente el reflector complementario pequeño está muy cerca del suelo. Esto asegura que las fuerzas de impulsión para colocar el plato son pequeñas, teniendo que sobreponerse solamente a fuerzas de viento no balanceadas relativamente ligeras, en el caso de la impulsión del eje horizontal La disposición de eje focal desalineado antes descrita, la cual se aplica más fácilmente a la alineación de altitud/azimut, aparte de presentar un perfil bajo hacia el viento cuando el plato principal está estacionado verticalmente hacia arriba para permitir que soporte vientos muy fuertes, posee también las siguientes ventajas (a) el sombreado de otros colectores solares que pueden estar colocados en una disposición este-oeste está reducido por el perfil triangular, permitiendo por tanto una colección de energía más efectiva mediante la disposición al amanecer y al atardecer, (b) el eje horizontal puede ser balanceado con respecto a la masa y por lo tanto se requerirá menos energía para impulsar el plato principal en alineación con el sol; (c) todos los mecanismos de accionamiento, el reflector pequeño SR y el receptor de energía solar son fácilmente accesibles desde el nivel del suelo, y (d) la instrumentación, monitoreo y control de los procedimientos en curso en el receptor son más accesibles, particularmente cuando los fluidos son transportados para procesamiento, tal como en el caso de sistemas de vapor en donde un grado significativo de sobrecalentamiento puede perderse en las líneas entre el receptor y el suelo En la Figura 5 se ilustra una disposición preferida de un colector receptor fijo en el que el eje horizontal de rotación coincide con el eje horizontal de centro de masa Ambos ejes intersectan el eje vertical de rotación en el foco nominal del sistema colector, en donde está colocado el receptor fijo En la figura 6 se muestran diferentes aberturas de plato de diferentes formas con posiciones de eje horizontal correspondientes. Esas formas no son exclusivas de otras, que pueden ser circular, hexagonal, cuadrada u otras. Sin embargo, las formas triangulares/en base a tetraedro, poseen algunas ventajas que provoca que sean preferidas Esas formas son las más preferidas cuando el borde "inferior" está alrededor de la parte más amplia del plato, y existe una alineación hacia la parte superior, ya que esto facilita la colocación del eje horizontal más cerca hacia el borde inferior y permite que el plato se asiente con el perfil inferior hacia el suelo cuando enfrenta verticalmente hacia arriba en la posición de subsistencia Por tanto, los medios círculos, medios hexágonos o "medios" cuadrados, etc , producen más fácilmente los ejes de plato horizontales balanceados que permiten que el plato presente un perfil inferior En la figura 7 se muestra una vista lateral de la figura 5, que ilustra (con la figura 5), una disposición de armazón tetraédrico con un centro inferior de masa, y mostrando también las disposiciones ópticas En la figura 8 se muestra una disposición sin el concentrador secundario (o reflector) en el que un receptor está colocado en la región focal del concentrador principal (reflector) Esto produce aún un sistema de plato de perfil bajo del eje horizontal balanceado Sin receptor fijo, no existe necesidad de obligar a que se intersecten los ejes horizontal y vertical La figura 8 ilustra una disposición en donde los dos ejes no se intersectan La figura 8 podría representar también una disposición de un hehóstato para iluminar un receptor central distante, en este caso la longitud focal del reflector principal no sería comparada con aquella empleada en la figura 8 para iluminar un receptor montado en plato Con relación a las Figuras 5 a 7, los números de referencia que podrían utilizarse para identificar las características son como sigue 1 Bastidor frontal del plato, que sostiene los paneles de espejo reflector 2 Bastidor posterior del plato, 3 Miembros de conexión que forman bastidores tetraedpcos con los bastidores frontal y posterior, 4 Posición de foco nominal, 5 Eje horizontal de rotación del plato En el caso del accionamiento de altitud/azimut, el eje es transportado sobre el bastidor de base del colector que a su vez gira alrededor de un eje vertical En el caso de una configuración de receptor fijo, este eje vertical pasa a través del foco, como se define en las Figuras 1 a 4, como lo hace el eje horizontal 6 Centro de masa horizontal del plato, incluyendo todos los miembros y estructuras que se mueven con el plato, por ejemplo, el concentrador secundario y sus medios de soporte sobre el disco (torre, mástil con cables de reten, etc ) este eje debe coincidir de manera ideal con el eje horizontal de rotación, o estar cerca de él para producir un sistema balanceado que requiere fuerza de accionamiento y energía reducidas, con relación a la no coincidencia de esos ejes Asegurando que el eje horizontal de rotación está tan cerca como sea practicable hacia el borde "inferior" del plato ("inferior" se entiende para referir a un palto que enfrenta hopzontalmente, ver figura 5 por ejemplo), y que este eje está tan cerca como sea practicable hacia el suelo sin provocar que el borde "inferior" del plato toque el suelo, el plato y el colector general se fijan muy cerca hacia el suelo cuando se coloca en la posición de enfrentamiento vertical (subsistencia, presentando un perfil de viento bajo Los ejes 5, 6 pueden estar colocados para ser desviados hacia el borde "inferior" del plato mediante la selección de la abertura de plato, tomando en cuenta el concentrador secundario (8) y su soporte o el receptor en el caso de sistemas en los cuales no se usa un receptor fijo (por ejemplo Figura 8) 7 Eje vertical de rotación En el caso de la opción de receptor fijo, este coincide con el centro de rotación del bastidor de base Esta reducción no es necesaria para los receptores transportados sobre el plato, como por ejemplo, la figura 8 en la que los ejes horizontal y vertical no se intersectan 8 El soporte de concentrador secundario produce un foco en el Punto P (10) 9 La abertura en la superficie reflejante del concentrador principal permite que los rayos concentrados de la energía solar alcancen el receptor fijo 10 El Punto P, el foco nominal del sistema colector (como se definió mediante las Figuras 1 a 4 inclusive 11 Bastidor de base giratorio que transporta el eje horizontal del plato 12 El soporte de concentrador secundario (o soporte para un receptor montado en disco como en la figura 8) Este soporte puede tomar varias formas, por ejemplo, una torre con montaje desalineado, como se ilustra en las Figuras 5 y 7, un trípode o similar (como se muestra en la Solicitud PCT/AU9 /00588), un mástil con cale de reten, como se ilustra en la Figura 7, u otros 13 La pluralidad de paneles de espejo reflector unida al bastidor de cada plato Esos paneles pueden ser triangulares (o de otra forma en el caso de otras formas geométricas de plato), los triángulos a su vez pueden estar compuestos de una o más losas de espejo que a su vez pueden ser planas o curvas para adaptarse al perfil de superficie de plato requerido, parabólico, esférico, etc Con las losas planas (lisas), se obtiene el perfil deseado mediante la estructura de soporte, las losas planas que se acercan, al grado requerido, a la superficie reflejante 13a La pluralidad de paneles de espejo reflejante para el concentrador secundario como para 13 14. El receptor montado sobre el plato en el caso de la Figura 8. 15. Cables de retén que estabilizan el receptor. 16. Mástil de soporte en la Figura 8, un medio alternativo para el montaje del receptor (Ver 12 como una opción adicional). 17. Centro de masa del reflector de plato/secundario y estructura de soporte. 18. El receptor montado sobre el suelo. Las figuras 5 a 7 emplean paneles triangulares y formas tetraédricas. Esas son las configuraciones preferidas debido a la rigidez, ligereza y facilidad de manufactura y ensamble y consecuentemente económicas, sin embargo, son posibles otras formas de paneles de espejo y otros medios para la construcción de estructuras que producen esta invención, utilizando diferente tecnología. Como se identificó en las Figuras, la invención proporciona varias características novedosas, incluyendo el eje horizontal descentrado aunque balanceado, (para reducir la energía de accionamiento); una unidad de lanzamiento inferior que tiene menor carga de viento ya que está más cerca del suelo cuando se coloca en la posición de subsistencia (enfrentamiento vertical), resultando en menor costo de material, la capacidad de acceso a todos los componentes desde el suelo sin dispositivos de elevación (un factor importante cuando se acerca el mantenimiento y el ajuste); una abertura que provoca menor sombreado (amanecer y atardecer cuando el sol está bajo) sobre los otros colectores hacia el oeste y el este (debido a la forma); un colector que tiene una relación de concentración específica (cambiando el tamaño y la forma y/o curvatura de los paneles de espejo sobre el reflector principal y/o el reflector complementario cuando se usa), permitiendo que los colectores sean diseñados para satisfacer una multitud de diferentes aplicaciones; un colector que usa procedimientos comerciales estándares para su fabricación. Para obtener el movimiento balanceado alrededor del eje horizontal, este eje está colocado cerca del centro horizontal de masa (idealmente, coincidente con el mismo). Para obtener, al mismo tiempo, un perfil bajo cuando está estacionado verticalmente enfrentando en la posición de subsistencia, el eje horizontal está colocado cerca del suelo y cerca del borde "inferior" del plato ("inferior" se entiende para aplicar cuando el plato está enfrentando horizontalmente). Para facilitar que el eje horizontal del centro de masa esté tan cerca como sea practicable del borde "inferior" del plato se selecciona una abertura de plato que tiene una dimensión amplia en la "parte inferior", ahusándose hacia una dimensión más estrecha en la "parte superior". Esto se obtiene fácilmente cuando se usan elementos tetraédricos para producir las configuraciones. Las figuras muestran varios ejemplo de tales aberturas; no son necesarios los contrapesos. Dicha abertura también reduce los efectos de sombreado sobre los colectores cercanos hacia el oeste y el este, respectivamente cerca del amanecer y el atardecer Aparte de los perfiles y aberturas antes indicadas como preferidas, varios otros perfiles y aberturas son practicables, no existen limitaciones fundamentales sobre los perfiles de plato y las aberturas desde el punto de vista de los sistemas de trabajo más que la economía y la conveniencia tecnológica que sugieren las opciones preferidas Los mismos conceptos generales indicados en esta invención en tanto que están dirigidos al plato balanceado/fuera de eje, con el receptor fijo colocado en o cerca del punto de intersección de los ejes de rotación, puede emplearse para producir los platos con los receptores colocados en el plano focal del reflector principal y para producir los heliostatos para iluminar un receptor fijo distante (el llamado concepto de "receptor central" en el que un numero de heliostatos ilumina un receptor fijo sobre una torre), En estos últimos casos, no existe requerimiento para emplear ejes con un punto de inserción común en el que está colocado el receptor, esta disposición retiene aún las ventajas del eje horizontal "fuera de centro" balanceado y el reflector de lanzamiento inferior, asi como la habilidad para usar paneles de espejo planos o curvos y la capacidad para designar la relación de concentración para la especificación Se apreciará por lo tanto que la disposición de colector de la presente invención es particularmente util con las estructuras de plato y las disposiciones de control hidráulico descritas en W094/11918, particularmente con respecto a la modularidad, el uso de una pluralidad de tetrahedros, el accionamiento (aunque existen otras formas de obtener el movimiento de los ejes) etc. Como tal, la combinación de la disposición de colector descrita en la presente en conjunción con las estructuras y sistemas descritos en WO94/11918 deben considerarse que están dentro del alcance de esta invención. Existe una desventaja menor con la presente invención, a saber, la pérdida de (típicamente) 4% aproximadamente de la energía debido a que se requieren los dos reflejos antes de que la energía alcance el receptor, en vez de el reflejo simple desde el plato de un reflector de energía solar convencional. (Las superficies reflejantes que se pueden obtener más recientemente tienen una reflexividad de aproximadamente 95 a 96%). Sin embargo, esta pérdida de energía puede ser fácilmente compensada mediante un incremento en el tamaño del colector principal de la presente invención. Esto acarrea solamente cargos de costo muy ligeros. Aquellos familiarizados con las disposiciones de recolección de energía solar apreciarán que (como se anotó antes), el presente concepto inventivo puede usarse también en helióstatos, siempre que el reflector pequeño tenga una longitud focal grande, para la presente invención permite que se establezca un plato principal de construcción fuerte y precisa, el cual asegurará que la energía solar recibida y colectada es transmitida a un receptor remoto, incluso si están presentes vientos fuertes (los cuales podrían de otra manera deteriorar el ensamble colector) Debe observarse también que una forma modificada de la presente invención puede ser útiles algunos casos. En esta forma modificada, en vez de colocar un reflector pequeño como se mostró y que tiene un receptor fijo sobre el suelo, el receptor está montado en la posición de SR como se muestra en la Figura 4(b)y se usan más paneles de espejo planos o paneles de espejo curvos para el plato principal Esta disposición, aunque no es preferida, es superior a un plato grande normal con su receptor de energía solar montado sobre un foco central debido a las ventajas de (i) menor sombreado entre las filas de colectores en una disposición y (n) el uso de un eje horizontal de perfil bajo, aunque balanceado así como (ni) tener todos los mecanismos de accionamiento y el receptor (cuando el plato se enfrenta horizontalmente) muy cerca del suelo Los helióstatos pueden ser producidos también sin el reflector secundario mediante el empleo de un reflector principal de longitud focal grande Se debe tener más cuidado cuando se use la presente invención con un montaje ecuatorial polar del plato principal de alineación y se use la disposición mostrada en la Figura 4(b) La forma de abertura del plato principal puede necesitar ser modificada para evitar que el plato entre en contacto con el suelo cuando el sol esté solamente justo arriba del horizonte Aunque se han descrito varias realizaciones específicas de la presente invención, se apreciará que pueden hacerse varias modificaciones a tales realizaciones sin apartarse del concepto inventivo de la presente.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES 1 Un dispositivo de concentración de energía, que comprende un plato colector principal para recibir y reflejar energía radiante, un medio reflector complementario, montado sobre el eje focal del plato colector principal, para recibir la energía reflejada desde el plato colector principal y reflejar de nuevo la energía radiante, y un receptor colocado substancialmente en el punto focal del reflector suplementario, para recibir la energía radiante reflejada desde el reflector complementario 2 Un dispositivo de concentración de energía como se reivindico en la reivindicación 1, en donde el receptor está provisto en una posición fija, tal como sobre el suelo o en una ubicación relativamente distante 3 Un dispositivo de concentración de energía como se reivindicó en las reivindicaciones 1 o2, en donde el colector principal está comprendido de una pluralidad de paneles reflectores planos o curvos 4 Un dispositivo de concentración de energía como se reivindico en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el plato colector principal es parabólico esférico o de otra forma y de forma de abertura tal como triangular o hexagonal por lo que se establece un centro de masa inferior 5 Un dispositivo de concentración de energía como se reivindicó en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el plato colector principal tiene un eje focal desalineado. 6 Un dispositivo de concentración de energía como se reivindicó en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el medio de reflector complementario comprende uno o más paneles planos o curvos 7 Un dispositivo de concentración de energía - como se reivindicó en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el plato colector principal está provisto con un bastidor de espacio o armazón de espacio, tal como un ensamble de armazón tetraedpco 8 Un dispositivo de concentración de energía como se reivindico en la reivindicación 7, en donde el plato colector principal está provisto con un bastidor como se describe en PCT/AU93/00588 (W094/11918) 9 Un dispositivo de concentración de energía como se reivindicó en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde el dispositivo es utilizado para concentrar la energía solar 10 Un dispositivo de concentración de energía como se reivindico en la reivindicación 9, en donde el receptor comprende un absorbedor de energía solar 11 Un dispositivo de concentración de energía como se reivindico en la reivindicación 10, en donde el absorbedor de energía solar comprende medios para introducir cualquier material (sólido líquido o gaseoso) a dicho absorbedor, caracterizado en que no son necesarias las uniones flexibles y/o giratorias. 12. Un dispositivo de concentración de energía como se reivindicó en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, cuando se usa como helióstatos para iluminar un receptor central. 13. Un dispositivo de concentración de energía como se reivindicó en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en donde el plato principal es alineado utilizando accionami »ento de altitud/azimut, accionamiento ecuatorial polar u otro accionamiento. 14. Un dispositivo de concentración de energía como se reivindicó en la reivindicación 1, en donde no se usa el reflector complementario y, el receptor está provisto en su lugar, montado sobre el eje focal del plato colector principal (en donde los ejes horizontal y vertical no necesitan interceptares). 15. Un dispositivo de concentración de energía. substancialmente como se describió en la presente con referencia los anexos. 16. Un método de concentración de energía radiante, substancialmente como se describió en la presente.