PT2245384E - Sistema de controlo de orientação com autoaprendizagem para coletor solar - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO

"SISTEMA DE CONTROLO DE ORIENTAÇÃO COM AUTOAPRENDIZAGEM PARA COLETOR SOLAR" A invenção refere-se a um processo para o controlo de orientação de um coletor solar e/ou de múltiplos coletores ligados em série, particularmente coletores solares parabólicos em forma de caleira, tendo cada um deles um elemento de recolha de calor colocado na linha focal, em que a temperatura e/ou a quantidade de calor recolhida pelo meio portador do calor, que atravessa o elemento de recolha de calor, na zona de cada um desses coletores solares a que se liga, é medida e os valores da temperatura e/ou as quantidades de calor determinados, são enviados para uma unidade de controlo, destinada a gerir a orientação de cada um dos coletores solares, a qual controla então cada dos coletores solares no quadro de um parâmetro estabelecido de orientação, particularmente uma zona de orientação e/ou um curso de orientação, que seguem o Sol. A invenção refere-se ainda a um tal processo, no qual diversos coletores solares colocados em série atuam em cooperação.

As instalações de produção de energia térmica solar utilizam a energia do Sol, capturada por um dispositivo de absorção e liberta por um meio portador do calor, o qual corre pelo interior do dispositivo de absorção. 0 calor fornecido pelo Sol é assim utilizado como fonte de energia primária. Com isso apresenta-se o conceito de a produção de energia solar térmica se encontrar ligada à radiação direta e da radiação direta do Sol estar ligada a refletores que a fazem incidir sobre um dispositivo de absorção da radiação solar. Essas instalações de produção de energia utilizam 2 superfícies refletoras de concentração, a fim de fazer incidir a luz solar sobre o dispositivo de absorção. Os refletores e o dispositivo de absorção são orientados para o Sol. 0 campo coletor de uma quinta de uma instalação de produção de energia solar é, para isso, geralmente constituído por diversos coletores parabólicos em forma de caleira, ligados em paralelo e/ou em série. Os coletores parabólicos em forma de caleira são constituídos por espelhos abaulados, os quais fazem incidir a luz solar sobre um tubo de absorção, que corre ao longo da linha focal. 0 comprimento de tais coletores situa-se, de acordo com o tipo de construção, entre 20 e 200 Μ. A radiação solar concentrada sobre os tubos de absorção é transformada em calor e é transmitida a um meio circulante portador do calor. Por razões económicas a maioria das caleiras parabólicas apenas está orientada para o Sol por uma das faces. São por isso colocadas segundo uma orientação norte-sul e são orientadas para o Sol, ao longo do dia, de este para oeste. Essa orientação pode ser executada por meio de controlo temporal, mas também por meio de controlo com um sensor solar. As unidades coletoras que apresentam um comprimento de até 200 M são constituídas por diversos segmentos, colocados uns a seguir aos outros de acordo com uma técnica de passagem de corrente. Cada um dos coletores possui um motor de acionamento para a orientação, um medidor de temperatura, um dispositivo para a determinação da posição do Sol e um detetor de orientação. Os coletores são orientados para o Sol no decurso do dia. Isso efetua-se, ou por meio de um sensor sensível à luz, o qual fornece informações sobre a posição do coletor em relação à posição do Sol, ou por meio de um algoritmo, o qual calcula a posição do Sol e de um sensor de posição, que fornece a posição do coletor. A orientação de um coletor solar é 3 portanto ótima, quando a quantidade de calor recebida pelo meio portador do calor é máxima em toda sua extensão.

Existem, no entanto, problemas para se formularem os coletores solares de forma ótima em relação à orientação e ao direcionamento. Devido às dimensões da construção e às cargas mecânicas a isso ligadas, é difícil, na deslocação dos coletores, direcioná-los corretamente uns em relação aos outros. 0 direcionamento ótimo não é geometricamente alcançável, porque em regra os elementos de espelho de um coletor solar não se encontram todos dirigidos com precisão para a linha focal e os diferentes segmentos de um coletor não se encontram orientados de forma ótima em relação uns aos outros. 0 direcionamento relativo dos sensores, tanto dos sensores solares como dos sensores de posição (angulares) pode ainda deslocar-se em relação ao coletor solar em que cada um se encontra instalado. 0 seu direcionamento inicial e de partida também não é sempre ótimo em todos os casos. Finalmente, com os comprimentos relativamente grandes, os segmentos isolados de um coletor, com a sua orientação num eixo único à volta do eixo longitudinal, exercem um peso considerável, de modo que, com o movimento de orientação, surge uma torção e com ela uma deformação espiral de um segmento em volta do seu eixo longitudinal, pelo que o posicionamento relativo de cada um dos espelhos em relação à linha focal e ao dispositivo de absorção nela colocado é modificado.

Estes problemas e desvantagens levam a que os coletores solares isolados ligados em série, de uma cadeia ou elemento de circuito, não fiquem todos dirigidos de forma ótima para o Sol e não sejam orientados para o Sol no decorrer do dia. A avaliação de cada um dos sinais obtidos 4 pelos sensores e o cálculo da posição de orientação não fornecem o posicionamento ótimo de cada um dos coletores solares do conjunto. Na prática, a determinação geométrica da posição ótima dos coletores solares apenas é possível por aproximação.

Da WO 2005/116534 A2 é conhecido um processo para o controlo da orientação de coletores solares, cada um deles com elementos de recolha de calor instalados na linha focal, em que a temperatura do meio portador do calor, que corre através do elemento de recolha do calor é medida na zona de cada um desses coletores solares e os valores das temperaturas e/ou os valores da quantidade de calor determinados, são enviados para uma unidade de controlo, que controla a orientação de cada um dos coletores solares, e que orienta então para o Sol cada um dos coletores solares, no quadro de um parâmetro de orientação estabelecido. 0 direcionamento dos coletores é aqui determinado por meio de células solares. No caso de um afastamento do valor de referência, a orientação dos coletores é correspondentemente adaptada por meio de motores de posicionamento, sendo memorizada a nova posição.

Em contrapartida, a invenção tem por objeto fundamental, criar uma solução, que permite uma orientação melhorada de um coletor solar.

Com um processo do tipo referido, esse objeto é atingido, de acordo com a invenção, por o processo compreender os seguintes passos: a) Determinação da quantidade de calor recolhida em cada um dos coletores solares; 5 b) Modificação de um parâmetro de orientação de qualquer um dos coletores solares, a fim de estabelecer um aumento na direção do movimento do Sol, ou uma diminuição no sentido contrário; c) Comparação da quantidade calor recolhida no passo a) com a quantidade de calor recolhida em cada coletor solar, depois da execução do passo b) e d) Com a quantidade de calor determinada no passo c) em relação ao passo a) , determinar a quantidade de calor mais elevada e fixá-la na memória da unidade de controlo, a fim de estabelecer, como novo valor de referência, o aumento ou a diminuição modificadas do parâmetro de orientação de cada um dos coletores solares.

Este objeto é também ainda solucionado com um processo do tipo referido, no qual diversos coletores solares ligados em série atuam em cooperação, compreendendo esse processo os seguintes passos: al) Determinação de um valor médio variável de uma primeira diferença de temperaturas do meio portador de calor de um primeiro coletor solar instalado, entre um primeiro e um segundo pontos de medição da temperatura; a2) Determinação de um valor médio variável de uma segunda diferença de temperaturas do meio portador de calor de um segundo coletor solar instalado, entre dois pontos de medição da temperatura, dos quais pelo menos um é diferente do primeiro e/ou do segundo pontos de medição da temperatura; 6 bl) Modificação do parâmetro de controlo da orientação, particularmente da zona de orientação e/ou do curso de orientação, do primeiro coletor solar, a fim de obter um aumento na direção do movimento do Sol, ou uma diminuição no sentido contrário; cl) Comparação dos valores médios condutores das primeira e segunda diferenças de temperatura e dl) Com o valor médio variável da segunda diferença de temperaturas mais elevado em relação ao valor médio variável da primeira diferença de temperaturas, memorizar na unidade de controlo, como novo valor de referência, o parâmetro de orientação modificado para o aumento ou a diminuição, particularmente nas zonas de orientação e/ou do curso de orientação, para o controlo da orientação.

Formas de realização e aperfeiçoamentos da invenção podem ser retiradas das reivindicações subordinadas.

Com o processo de acordo com a invenção é possível executar uma medição da potência relativa durante o funcionamento de cada um dos coletores solares ou dos coletores solares ligados em série, de uma corrente de coletores solares ou de um circuito de elementos e determinar valores de correção específicos dos coletores, ou seja, de cada um dos coletores isolados de entre eventualmente múltiplos coletores solares, para o controlo da orientação e dessa maneira orientar cada um dos coletores solares, unitariamente, da forma mais otmizada possível. Por intermédio da variação do parâmetro de controlo de orientação, especialmente da zona de orientação e/ou do 7 curso de orientação, um (e cada) coletor solar, em condições de funcionamento que, sob outros aspetos, são constantes e por meio de comparação das modificações que se estabelecem nas quantidades de calor recolhidas em cada coletor, especialmente da comparação das modificações de um valor médio variável de um diferença de temperaturas ou de diversas diferenças de temperaturas em relação umas às outras, são otimizados os parâmetros de orientação. Com isto, no caso de o valor comparativo da modificação da quantidade de calor se elevar, o parâmetro de controlo de orientação é memorizado na unidade de controlo como novo valor de referência. Se a comparação das modificações produzir um valor comparativo inferior em relação ao valor de partida, o parâmetro de controlo de orientação é então deslocado, aumentado ou diminuído em relação à posição de partida, no mesmo sentido ou em sentido contrário, isto é, em sentido contrário ao da posição já modificada, a fim deslocar dois aumentos ou duas diminuições na direção contrária. Se não se verificar então, com a comparação, qualquer modificação em relação ao valor de partida da quantidade de calor ou do valor médio variável de uma diferença de temperaturas, o parâmetro de orientação ou os parâmetros de orientação são de novo colocados nos valores de partida. Deste modo é garantida uma ordenação e uma sucessão de passos de regulação, o que leva a que cada um dos coletores solares ou, numa pluralidade de coletores solares ligados em série, cada um deles seja orientado otimamente para o Sol e siga o seu curso ao longo do dia. Com múltiplos coletores solares ligados em série, verifica-se este processo de otimização por comparação entre um coletor solar, cujo parâmetro de orientação se mantém sem modificações e um coletor solar, cujo parâmetro de orientação é modificado. Quando diversos coletores solares 8 são reunidos em série a um elemento de circuito em série, o processo de otimização é seguidamente repetido para cada dos coletores solares individuais do elemento de circuito. Cada um dos parâmetros de controlo de orientação otimizados é assumido pelo controlo dos coletores, isto é, é aí armazenado e tratado por meio de um microprocessador e/ou de uma lógica tentativa (Fuzzy-Logik). 0 controlo de orientação inicia cada um dos ciclos de otimização, seja controlado temporalmente, seja controlado por meio do sensor solar. Logo que tenha decorrido o período de tempo estabelecido, ou que o sensor solar estabeleça a existência de mais um movimento do Sol ao longo do seu percurso diurno, o controlo de orientação varia cada um dos parâmetros do controlo de orientação , isto é, particularmente a zona de orientação e/ou o curso de orientação de cada um dos coletores solares ligados. São particularmente modificados, o curso da orientação e a posição média do coletor solar e a unidade de controlo determina, a partir da modificação do fluxo de calor ou da quantidade de calor, que se estabelece, a estratégia atual de orientação, no sentido da forma de procedimento anteriormente descrita, que é então ótima para cada um dos coletores solares e para cada uma das condições atuais de incidência da radiação. Desta maneira é criado um controlo de orientação com capacidade de autoaprendizagem. Devido à execução destes ciclos de controlo, repetidamente efetuada ao longo do dia, cada um dos coletores solares é também otimamente dirigido para o Sol ao longo do dia. A invenção é seguidamente descrita em pormenor com a ajuda de um desenho e de um exemplo de forma de realização. Este mostra nas 9

Fig. 1 uma representação esquemática de um coletor solar,

Fig. 2 numa representação esquemática, a orientação de um coletor solar, que segue o curso do Sol de Oriente para Ocidente,

Fig. 3 numa representação esquemática, um elemento de circuito, constituído por quatro coletores solares com quatro locais de medição de temperaturas e na

Fig. 4 um elemento de circuito, constituído por quatro coletores solares, com cinco posições de medição das temperaturas. 0 coletor solar representado nas Figuras 1 e 2 e indicado no seu conjunto por 1 é constituído por dois segmentos 2, 3 que, por sua vez, compreendem, cada um deles, seis elementos refletores 4 com vinte e oito espelhos cada. No seu conjunto o coletor 1 apresenta portanto doze elementos refletores 4. Cada um destes encontra-se solidamente fixado a uma estrutura 5 resistente à torção. Cada um dos segmentos 2, 3 está colocado sobre um suporte. Para isso os suportes exteriores constituem suportes terminais 6a, 6b e o suporte do meio constitui um suporte de acionamento 7. 0 suporte de acionamento 7 apresenta uma unidade de acionamento, que compreende uma unidade hidráulica, a qual orienta articuladamente todo o coletor 1 para o Sol 9, à volta de um eixo único em torno do seu eixo longitudinal 8, ao longo do seu percurso diário de oriente para ocidente, conforme se encontra representado esquematicamente na Figura 2. Na linha focal de todos os elementos refletores 4 10 dirigidos o mais uniformemente possível em relação uns aos outros, encontra-se um dispositivo de absorção 10, construído e instalado como um elemento de recolha de calor. O dispositivo de absorção ou o elemento de recolha de calor 10 são atravessados por uma corrente de um meio portador do calor e orientados de tal maneira para o Sol, no decurso do dia, na direção da seta 11, que a incidência da radiação solar se verifica sempre o mais diretamente possível, conforme se encontra esquematicamente representado na Figura 2 pela incidência da radiação solar 12 e assim a qualquer momento do dia é transferida, por meio da incidência direta da radiação solar, a maior quantidade possível de calor para o meio portador de calor, que corre através do dispositivo de absorção/elemento de recolha de calor 10. A orientação dá-se com a ajuda de um controlo de orientação. Esse controlo de orientação recebe sinais de sensores solares, sensores de posicionamento angular e sensores de temperatura, que se encontram colocados em cada um dos coletores solares 1. Cada um dos sensores solares e cada um dos sensores de posicionamento angular encontra-se instalado na unidade de acionamento e em geral no suporte de accionamento 7. Encontra-se também colocado aí, em cada coletor 1, um ponto de medição das temperaturas. Conforme se pode ver pelo exemplo de forma de realização da Figura 4 é, no entanto, também possível, preverem-se sensores de temperatura, à frente ou por trás de cada coletor solar 1, quando estes se encontrem instalados ou ligados sob a forma de um elemento de circuito em série.

Um sensor solar simples é constituído, por exemplo, por duas células fotovoltáicas instaladas uma ao lado da outra, 11 as quais são colocadas de tal modo no respetivo coletor solar 1, que o dispositivo de absorção 10, com a radiação solar, projeta uma sombra sobre as duas células fotovoltáicas. Para isso o sensor solar é apenas idealmente dirigido e orientado - juntamente com os segmentos 2, 3 e os elementos refletores 4 - para o percurso do Sol, de tal modo que a projeção das sombras se divide uniformemente sobre ambas as células fotovoltáicas, pelo que se regista uma diferença de tensão minima entre as duas unidades de células fotovoltáicas/solares do coletor solar. Logo que então o Sol continuar o seu movimento e a diferença de tensão se modificar, sendo atingido um determinado valor, é executado um ciclo de orientação a partir da unidade de controlo instalada em cada um dos coletores solares 1. A unidade de controlo recebe e trabalha os sinais emitidos pelo sensor de posicionamento angular, com os quais a posição angular dos segmentos 2, 3 e com eles de cada um dos coletores solares 1, é determinada em relação ao eixo longitudinal vertical dos suportes 6a, 6b e 7. Para isso a posição, na qual as superfícies espelhadas côncavas se encontram completamente viradas para oriente, denomina-se Posição 0o, a posição oposta, completamente virada para ocidente, Posição 180° e a posição intermédia, aproximadamente horizontal dos elementos refletores 4, a Posição 90°.

Em cada uma das Figuras 3 e 4 encontra-se representado um elemento de circuito 13, constituído por quatro coletores Ki, K2, K3 e K4, de uma instalação de produção de energia térmica solar. Como meio portador do calor corre, através do dispositivo de absorção/elemento de recolha de calor 10 do elemento de circuito 13, por exemplo óleo térmico vindo de um distribuidor frio 14 para um dispositivo de recolha 12 aquecido 15. Numa instalação de produção de energia térmica solar ou numa fábrica alimentada a energia térmica solar múltiplos desses elementos de circuito 13 encontram-se ligados em paralelo a um distribuidor frio 14 e ao dispositivo aquecido de recolha 15. Os coletores solares de qualquer um desses elementos de circuito 13 possuem sempre, cada um deles, a sua própria massa de passagem de fluxo.

Nos exemplos de formas de realização de acordo com as Figuras 3 e 4 encontra-se, em cada uma delas, representado o elemento de circuito 13, que é constituído por quatro coletores solares Ki, K2, K3 e K4. A diferença essencial é constituída pelo facto de, no exemplo de forma de realização de acordo com a Figura 3, estarem previstos os sensores de temperatura Ti, T2, T3 e T4, que se encontram cada um deles colocado no meio de cada um dos coletores K4, K2, K3 e K4f entre cada um dos dois segmentos 2 e 3 e determinam aí a temperatura do meio portador do calor, enquanto que no exemplo de forma de realização de acordo com a Figura 4, os pontos de medição das temperaturas T'i, T'2, T'3, T'4 e T'5 se encontram, pelo contrário, cada um deles antes e/ou depois de um coletor solar K4, K2, K3 e K4.

Dado que o Sol se movimenta continuamente ao longo do dia, o sinal enviado pelo sensor solar para a unidade de controlo modifica-se continuamente com a imobilidade do coletor solar. Esse sinal e com ele a posição relativa de cada um dos coletores solares em relação ao Sol pode ser fornecido por uma graduação, uma tensão de sinal ou então também por meio de um período de tempo. De qualquer destes que tenha sido escolhido ou também de diversos desses valores escolhidos pode então ser deduzido o parâmetro de orientação para cada um dos coletores solares. Para isso 13 não se efetua uma orientação com cada modificação do sinal, mas antes apenas quando o sinal entra ou sai de uma "janela de orientação". No quadro da otimização a seguir descrita, ou do controlo com autoaprendizagem da orientação cada uma dessas "janelas de orientação" é deslocada ou empurrada num aumento ou numa diminuição, pelo que no exemplo de forma de realização um passo isolado ou um aumento/diminuição significa uma deslocação de cerca de 0,5 grau. A sequência de otimização do ciclo de controlo da orientação só é então executada quando o campo solar, isto é o elemento de circuito 13, se encontra num intervalo de tempo de posição quase estacionária. É esse o caso, quando a radiação incidente do Sol e a massa da corrente, em cada um dos coletores orientados Klr K2, K3 ou K4 são suficientemente constantes, o que é verificado por meio de uma estação meteorológica da instalação de produção de energia solar e do controlo do campo solar. Em tal caso cada um dos sensores solares instalados nos coletores solares K4, K2, K3 e K4 apresenta uma diferença de tensão, que se situa na "janela de orientação". As temperaturas e as diferenças de temperatura medidas pelos sensores de temperatura Τ2-Τχ, T3-T2 e T4-T3 são determinadas continuamente como valor médio variável.

Com a iniciaçao do ciclo de otimização da orientação é então deslocada a posição intermédia da "janela de orientação", neste caso do primeiro coletor solar K4, por exemplo cerca de 0,5 grau em direção a oeste. Devido a isso é, neste caso o primeiro coletor Κχ, assim apontado na direção ocidental com um aumento de cerca de 0,5 grau em relação à sua orientação anterior, isto é, é orientado por mais um passo de 0,5 grau em direção a ocidente. 14

Quando então o valor médio variável da diferença de temperaturas T2-Ti, de novo medido, se elevar em relação a um e/ou a ambos os valores médios variáveis, também medidos, das diferenças de temperatura T3-T2 e T4-T3, isso significa portanto que do meio portador de calor presente no coletor K4 é recolhida uma maior quantidade de calor e por conseguinte a radiação solar incidente é melhor utilizada. Isso é interpretado pela unidade de controlo como posição ótima e a deslocação de 0,5 grau para oeste da "janela de orientação" é guardada em memória como um novo valor de referência para o coletor solar Ki.

No caso de com estas medidas o valor médio variável da diferença de temperaturas T2-T1 apresentar pelo contrário uma diminuição em relação aos valores médios variáveis das diferenças de temperaturas T3-T2 e/ou T4-T3, a janela de orientação é empurrada na direção contrária e de facto com duas reduções, isto é dois passos de 0,5 grau e em suma, um grau para oriente. Ou seja, a janela de orientação fica então numa posição desviada para oriente cerca de 0,5 grau em relação à posição de partida. Os valores médios variáveis das diferenças de temperaturas T2-Ti, T3-T2 e T4-T3 são de novo comparados. Se com esta disposição se verificar que o valor médio variável da diferença de temperaturas T2-Ti se eleva em relação ao valor médio variável das diferenças de temperaturas T3-T2 e/ou T4-T3, essa posição desviada para oriente da "janela de orientação" é guardada em memória, no dispositivo de controlo de orientação, como novo valor de referência para o coletor solar Κχ.

Se, com esta segunda disposição, se verificar que de novo não resulta nenhum aumento do valor médio variável das diferenças de temperaturas T2-Ti em relação ao valor médio 15 variável das diferenças de temperaturas T3-T2 e/ou T4-T3, não é então executada qualquer nova orientação da posição da "janela de orientação", isto é, mantém-se o valor de referência, originalmente armazenado na memória do dispositivo de controlo da orientação, para o controlo da orientação.

Com os procedimentos anteriormente descritos a zona de orientação do coletor solar Ki é deslocada ou otimizada. Toda a "janela de orientação" é deslocada. Para isso o curso de orientação ou a largura da "janela de orientação", isto é o ângulo em que o Sol se movimenta, mantêm-se sem alterações até que se recoloque o coletor solar, o que corresponde a uma mudança da "largura da janela". Esse ângulo corresponde também a um intervalo de tempo ou uma intensidade de sinal do sensor solar.

Também relacionada com isso é executada uma otimização da forma de procedimento anteriormente descrita. Para a otimização do curso de orientação é também aumentada a janela de orientação para o curso de orientação com uma posição quase estacionária do coletor solar K3 como primeiro coletor solar em cerca de, por exemplo, 0,75 de grau. Se com este procedimento, não se verificar na relação dos valores médios variáveis das diferenças de temperatura de T3-T2 e/ou T4-T3 com o valor médio variável da diferença de temperaturas Τ2-Τχ, qualquer elevação relativa do valor médio variável da diferença de temperaturas Τ2-Τχ, o curso próximo da posição média é reduzido cerca de 0,75 de grau. Se mesmo então nenhuma elevação relativa do valor médio variável da diferença de temperaturas Τ2-Τχ determinada para o coletor solar K3 puder ser estabelecida fixamente, o valor de referência antigo é mantido na unidade de controlo 16 para controlo do curso da orientação. Se no entanto, num dos dois passos, se verificar uma elevação da diferença de temperaturas determinada para o coletor solar Κι, o valor do curso de orientação determinado por essa diferença de temperaturas é armazenado em memória na unidade de controlo da orientação como novo valor de referência para o coletor solar Ki.

Depois de terem sido executados o e/ou os processos de otimização anteriormente descritos para o coletor solar Ki, tais ciclos de otimização do controlo de orientação são seguidamente executados para os outros coletores solares K2, K3 e K4, sendo então cada um destes tratado, de acordo com o objeto da invenção, como o primeiro coletor solar ou tratados e dispostos em conjunto com ele.

Na otimização do elemento de circuito 13, de acordo com o exemplo de forma de realização conforme a figura 3, procede-se, de preferência, como segue:

Com o coletor solar Ki como primeiro coletor solar é deduzida a variação relativa do valor médio variável da diferença de temperaturas T2-Ti, com o valor de comparação da diferença de temperaturas T4-T3.

Com o coletor solar K2 como primeiro coletor solar, é também deduzida a variação relativa do valor médio variável da diferença de temperaturas T2-Ti em comparação com a diferença de temperaturas T4-T3.

No caso do coletor solar K3 como primeiro coletor solar, é deduzida a variação do valor médio variável da diferença de temperaturas T4-T3 em comparação com a diferença de 17 temperaturas T2-Ti e, no caso do coletor solar K4 como primeiro coletor solar é deduzida a variação do valor médio variável da diferença de temperaturas T4-T3, em comparação com a diferença de temperaturas T2-Ti. A sensibilidade e a precisão do processo podem ser elevadas se forem colocados detetores de temperatura ou sensores de temperatura adicionais entre cada dois coletores, pelo que no elemento de circuito 13 é colocado mais um sensor de temperatura. Isso está representado no exemplo de forma de realização da Figura 4. Aqui, o elemento de circuito 13 apresenta os detetores de temperatura e as posições de medição da temperatura T'i, T'2, T'3, T'4 e T'5. Neste caso são deduzidas, com o coletor solar K4 como primeiro coletor solar, a variação do valor médio variável da diferença de temperaturas T,2-T,i, com o coletor solar K2 como primeiro coletor solar a variação do valor médio variável da diferença de temperaturas T'3-T'2, no caso do coletor solar K3 como primeiro coletor solar a variação do valor médio variável da diferença de temperaturas T'4-T'3 e no caso do coletor solar K4 como primeiro coletor solar a variação do valor médio variável da diferença de temperaturas T'5-T'4, em relação a pelo menos uma de cada uma das outras diferenças de temperatura e são avaliadas no ciclo de otimização do controlo da orientação.

Por intermédio da invenção consegue-se que seja determinado cada valor médio ótimo da orientação de cada um dos coletores, K4 ou de todos os coletores K4 a K4 em relação ao Sol, mesmo quando cada conjunto de doze segmentos 2, 3 dos quatro coletores solares K4 a K4 está deslocado ou girado em relação aos outros ou sobre si mesmo. Com a ajuda do processo de controlo de orientação com capacidade de autoaprendizagem são compensadas colocações não exatamente 18 ajustadas dos diferentes sensores, particularmente dos sensores solares, em relação a cada um dos coletores ou a todos os coletores. 0 valor médio ótimo da orientação dos coletores ou de cada um dos coletores em relação ao Sol é portanto também controlado, quando os segmentos, no controlo da orientação ou seguimento da orientação, se desviam relativamente uns aos outros. Em suma, por meio do processo da invenção é elevado o grau de eficácia de um coletor solar, sendo atingido, com processos de acordo com o exemplo de forma de realização, um aumento de 5-10%. A fim de se executar a orientação ou o controlo de orientação com capacidade de autoaprendizagem, a unidade de controlo de orientação está munida de um microprocessador e/ou de uma unidade de lógica tentativa onde, por um lado se encontram inseridas as regras de otimização referentes ao processo e que por outro lado se encontram ligados de tal modo, que os sinais recebidos dos sensores são correspondentemente trabalhados.

Alternativamente os passos de deslocação aumentativos ou diminutivos de cada um dos parâmetros de orientação, com o estabelecimento fixo de uma quantidade calor ou de uma diferença de temperaturas aumentada, podem ser também continuamente prosseguidos e repetidos numa direção, até que a quantidade de calor ou a diferença de temperaturas volte a cair, isto é, até que o máximo seja ultrapassado. O último valor de cada um dos parâmetros de orientação, antes de voltarem a descer, é portanto guardado em memória como novo valor de referência.

Lisboa, 26 de Janeiro de 2012

Claims (13)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Processo para o controlo da orientação de um coletor solar (Κι, K2, K3, K4) e/ou de múltiplos coletores solares ligados em série (Klf K2, K3, K4) , particularmente coletores parabólicos em forma de caleira, cada um deles com elementos de recolha de calor (10) instalados na linha focal, em que a temperatura e/ou a quantidade de calor recolhida pelo meio portador do calor, que corre através do elemento de recolha de calor (10) na zona de cada um dos coletores solares (K4, K2, K3, K4) em que aquele se encontra colocado, é medida e o valor da temperatura determinado (T4, T2, T3, T4; T'i, T'2, T'3, T'4, T's) e/ou o valor da quantidade de calor é enviado para uma unidade de controlo, que gere a orientação de cada um dos coletores solares (K4, K2, K3, K4) e que orienta então cada um dos coletores solares (Κχ, K2, K3, K4) no quadro de parâmetros de orientação estabelecidos de seguimento do Sol, particularmente de uma zona de orientação e/ou de um curso de orientação, caracterizado por o processo compreender os seguintes passos: a) Determinar a quantidade calor recolhida por cada um dos coletores solares (K4, K2, K3, K4) ; b) Modificar um parâmetro de orientação de cada um dos coletores solares por meio de um aumento na direção do movimento do Sol ou uma diminuição no sentido contrário; c) Comparar a quantidade de calor recolhida no passo a) com a quantidade calor recolhida em cada um dos coletores após a execução do passo b) e d) Com a quantidade de calor determinada no passo c) estabelecida como mais elevada relativamente ao 2 passo a) , armazená-la na memória da unidade de controlo, como novo valor de referência, para o controlo da orientação de cada um dos coletores solares, por meio de um aumento ou de uma diminuição dos parâmetros de orientação

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, no caso do estabelecimento de uma menor quantidade de calor em comparação com o passo c) o parâmetro de orientação ser deslocado cerca de dois graus de diminuição ou dois graus de aumento para a posição situada no sentido contrário.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por, no caso do estabelecimento de uma quantidade de calor não alterada, em comparação com o passo c) o parâmetro de orientação ser de novo colocado no seu valor de partida, antes da execução do passo b).

4. Processo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o total das quantidades de calor ser determinado por meio de um valor médio variável de uma diferença de temperaturas do meio portador de calor para cada um dos coletores solares (Ki, K2, K3, K4) .

5. Processo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por, como parâmetro de orientação serem utilizados a zona de orientação e/ou o curso da orientação.

6. Processo para o controlo da orientação de um coletor solar (Ki, K2, K3, K4) e/ou de múltiplos coletores solares (Ki, K2, K3f K4) ligados em série, particularmente coletores 3 solares parabólicos em forma de caleira, cada um deles com elementos coletores de calor (10) instalados na linha focal, em que a temperatura e/ou a totalidade do calor recolhido pelo meio portador do calor, que corre através do elemento de recolha de calor (10) na zona de cada um dos coletores solares (Κι, K2, K3, K4) , é medida e os valores da temperatura determinados (Τι, T2, T3, T4; T'i, T'2, T'3, T'4, Tf 5) e/ou valores da quantidade de calor de cada um dos coletores solares (K4, K2, K3, K4) são enviados para uma unidade de controlo que gere a orientação de cada um dos coletores solares (K4, K2, K3f K4) no quadro de uma zona de orientação e/ou de um curso de orientação, que segue o Sol, em que múltiplos coletores solares (K4, K2, K3f K4) ligados em série atuam em cooperação, caracterizado por o processo compreender os seguintes passos: al) Determinar um valor médio variável de uma primeira diferença de temperaturas do meio portador de calor de um primeiro coletor solar, entre um primeiro e um segundo pontos de medição das temperaturas; a2) Determinar um valor médio variável de uma segunda diferença de temperaturas do meio portador de calor de um outro coletor solar, entre dois pontos de medição das temperaturas, dos quais pelo menos um é diferente do primeiro e/ou do segundo pontos de medição das temperaturas; bl) Modificar os parâmetros de orientação, particularmente da zona de orientação e/ou do curso de orientação, do primeiro coletor solar, por um aumento na direção do movimento do Sol ou uma diminuição no sentido contrário; 4 cl) Comparar os valores médios que assim se estabeleceram a partir das primeira e segunda diferenças de temperatura e dl) Com o valor médio variável da primeira diferença de temperaturas mais elevado em relação ao valor médio variável da segunda diferença de temperaturas, armazená-lo em memória na unidade de controlo, como novo valor de referência para os parâmetros de orientação, para o aumento ou a diminuição dos parâmetros de orientação modificados, particularmente da zona de orientação e/ou do curso da orientação, destinados ao controlo da orientação do primeiro coletor solar.

7. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por, no caso do estabelecimento de um valor médio variável do segundo coletor solar menor do que o valor médio variável da primeira diferença de temperaturas, na comparação do passo cl), o parâmetro de orientação, particularmente a zona de orientação e/ou o curso da orientação do primeiro coletor solar, ser deslocado em cerca de dois graus de diminuição ou dois graus de aumento na direção contrária.

8. Processo de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado por, no caso do estabelecimento de um valor médio variável da primeira diferença das temperaturas relativamente ao valor médio variável do segundo coletor solar, na comparaçao do passo cl) o parâmetro de orientação, particularmente a zona de orientação e/ou o curso da orientação do primeiro coletor solar ser de novo 5 colocado no seu valor de partida anterior à execução do passo bl).

9. Processo de acordo com uma das reivindicações 6-8, caracterizado por, com mais do que dois coletores solares a seguir uns aos outros, cada um dos coletores solares ser ligado pelo menos uma vez como primeiro coletor solar e o valor médio variável de cada uma das diferenças de temperatura ser comparado com a diferença de temperaturas de pelo menos um outro coletor solar.

10. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 6, caracterizado por com o estabelecimento de uma quantidade de calor mais elevada no passo c) ou com o estabelecimento de uma diferença de temperaturas mais elevada no passo cl), desde que uma deslocação única ou múltipla, em aumento ou em diminuição de cada um dos parâmetros de orientação, se dê na mesma direção até que se estabeleça de novo um abaixamento da quantidade calor ou a diferença de temperaturas seja fixamente estabelecida, em que então cada um dos últimos valores dos parâmetros de orientação, antes de voltar a haver o abaixamento da quantidade de calor ou da diferença de temperaturas, ser guardado na memória da unidade de controlo como novo valor de referência para o controlo da orientação de cada um dos coletores solares (Ki, K2, K3, K4) .

11. Processo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por cada um dos passos do processo ser executado a partir da unidade de controlo que, vantajosamente, compreende um microprocessador e/ou de uma unidade de lógica tentativa instalada num controlo de 6 orientação com capacidade de autoaprendizagem, de preferência de construção automatizada.

12. Processo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por cada uma das posições articuladas relativas de cada um desses coletores solares serem determinadas em relação ao seu eixo longitudinal (8) por meio de um sensor de posicionamento angular.

13. Processo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por cada posição, de cada um dos coletores solares, em relação ao Sol, ser determinada por meio de sensores solares. Lisboa, 26 de Janeiro de 2012