WO1996015411A1 - Nuevo condensador de energia solar - Google Patents

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WO1996015411A1
WO1996015411A1 PCT/ES1995/000125 ES9500125W WO9615411A1 WO 1996015411 A1 WO1996015411 A1 WO 1996015411A1 ES 9500125 W ES9500125 W ES 9500125W WO 9615411 A1 WO9615411 A1 WO 9615411A1
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solar energy
condenser
new solar
lenses
lens
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PCT/ES1995/000125
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Inventor
Roberto Santander Cerbell
Original Assignee
Roberto Santander Cerbell
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S23/77—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with flat reflective plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/30—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S30/40—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
    • F24S30/42—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with only one rotation axis
    • F24S30/422—Vertical axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S90/00—Solar heat systems not otherwise provided for
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47—Mountings or tracking

Definitions

  • the present specification refers to a new solar energy condenser, whose obvious purpose is to allow the condensation of solar energy to be used later in different applications, using as a power generating element a lens formed to from a lenticular container inside which the refracting liquid is housed, such as water or another liquid component, semi-liquid or refractant solidifiable material, obtaining a lens capable of concentrating solar energy in large quantities, being susceptible to be manufactured in large dimensions and without limitation of thicknesses, at the same time providing this lens of the particularity of allowing its construction at a significantly reduced cost, while allowing the large-scale use of the concentration of solar energy to be fully viable using this type of lenses
  • This invention has its application within the industry dedicated to the manufacture of tools, devices and devices intended to be used with the collaboration of solar energy.
  • the applicant has knowledge of the existence at present of a plurality of devices dedicated all of them to be used as collectors and subsequently transformers of solar energy, received directly on properly designed panels or receiving elements.
  • the aim pursued in a general way by the solar energy collectors is substantially in carrying out a transformation of the solar energy received, then making its change or transformation into electrical energy and storing it in different accumulators to later be Used in different applications.
  • these devices have a photovoltaic cell, which generates a transformation of sunlight into accumulated energy, which, according to a known stage of transformation, results in the availability of an energy source.
  • a solar energy condensing system which in general terms is configured as a system that uses one or more plates, in which the sun's rays reflect and are properly directed towards convergent lenticular plates, are subsequently directed to a central convergent lens, which feeds solar or photovoltaic panels, the convergent lenticular plate being constituted from the use of a conglomerate of materials, such as glass, plastic or similar and in the interior of them incorporates a suitable liquid that acts as a transforming element of the light received in collaboration with the support materials.
  • the concentration of the solar rays is sought to generate a significantly stronger flow than the directly received rays and consequently obtain a possibility of directing the received and multiplied flow to a point where photovoltaic cells are captured, equipped with greater or less assimilation and subsequent accumulation.
  • biconcave, biconvex, concave plane or convex plane is manufactured from means or elements, which significantly reduce the cost of lenses used until now, all of them made of glass, which as is known are of a very high cost.
  • the new solar energy condenser that the invention proposes constitutes in itself an obvious solution to the problem currently existing in this matter, since from it it is possible to have a fully channeled energy source in accordance with the use of the solar energy condenser that is recommended and the application of a lenticular lens manufactured in materials of significantly lower costs and that It allows an identical application to those achieved with glass lenses.
  • the new solar energy condenser object of the invention is constituted from the use of a structure that acts as a lens holder, the lens holder being constituted at the bottom as a fixed support, while in the upper one it is configured as a mobile support.
  • the structure has a reflection system, formed by the reflective plates, which have a completely flat front reflector plate and a rear parabolic configuration reflective plate.
  • the structure formed by the lens holder and the reflection system has a rotation system consisting of gears, motor and rotation synchronizer.
  • the pertinent electrical scheme is also planned, whose mission is to control the operation of the entire system from the energy of the batteries.
  • a lenticular lens is incorporated, made from a container made of plastic material, which may be constituted by an onopieza body or by two bodies joined together by conventional means, inside which a refractive liquid is incorporated, such as water or other liquid component, semi-liquid or solidifiable refractive material, obtaining a lens capable of concentrating solar energy in large quantities, being liable to be built in large dimensions and without limitation of thicknesses, at a very low cost, so that the large-scale use of the concentration of solar energy through lenses is completely viable.
  • a refractive liquid such as water or other liquid component, semi-liquid or solidifiable refractive material
  • the lenticular container can be constructed of different transparent materials that can be molded, such as glass sheets, plastic materials and the like.
  • Its plantar form can be circular, polygonal, elliptical, etc., etc. and will be based on the need for projection.
  • the construction will be made from the manufacture of the lenticular container, which may be configured in a single molded part, whose shape and dimensions will be based on the aforementioned, but nevertheless the container may be achieved by assembling and / or joining two or more elements that make up a container capable of accommodating an adequate volume of the refractive material to be used inside .
  • the color and texture of the lenticular container with any of the materials listed is not relevant in any way, provided that the materials used allow the concentration of solar energy with the greatest efficiency, and may even incorporate some anti-reflective material or device.
  • liquid lens thus conceived may have as many fasteners, tilting or turning elements as necessary, as mentioned above, regardless of whether the elements used are their own or added to facilitate their use. both static and dynamic.
  • the lenticular container may have one or more holes made in its surface in order to allow its free circulation in order to be cooled, supplemented or replaced if necessary, obviously for the treatment of the fluid incorporated therein.
  • the refractive fluid may have the appropriate composition to adapt to the external atmospheric and climatic conditions, being able in this sense to have antifreeze, coolants or any substance that provides the optimum conditions for its proper functioning.
  • the invention has the relevant internal circuit in which the turbine, the generator, the coil, a pump and a check valve, a distilled water recuperator provided are incorporated outside the thermal plate of a storage tank of recovered distilled water.
  • Figure 1. Shows a general scheme of operation of the new solar energy condenser object of the invention.
  • Figure 2. Corresponds to a very schematic representation of the lens that is used in the invention as an element of concentration of the sun's rays.
  • the new solar energy condenser that is recommended, is constituted from a mobile support structure (1), on which the lenses (30) are placed, counting in its upper part with the incorporation of the rotation synchronizer system (3), while in the lower one the situation of the thermal plates (8) has been foreseen.
  • the synchronization system of rotation is equipped with gears, motor and coupling control, also providing the structure with a reflection system (2).
  • the structure is constructed from metal profiles preferably made of iron or aluminum, as well as from a band that has the lenses fitted (30), while the incorporation of glass or similar material is provided in the opposite band to prevent heat loss
  • the mobile structure or mobile support (l) will move on another fixed lower structure describing a maximum angle of 180 o - and remaining in opposition to the sun from dawn until the king star is hidden and returning again to its initial position .
  • the rotation system (3) is composed as stated above by a stepper motor and a rotation synchronizer, so that the lenses (30) are at all times in the perpendicular to the sun, and the Turn synchronization system is composed of several photovoltaic cells, whose operation will be detailed later in the electrical diagrams.
  • the invention has a reflection system (2), equipped with two reflective plates, which provide additional reflected energy to the thermal plate (8).
  • the anterior reflective plate is flat and reflects the light on the lenses (30) that are responsible for concentrating on the thermal plate (8) and has an angular variation of os to approximately 502, while however the posterior reflective plate is paralyzed ⁇ lica in both dimensions, since it reflects the light directly on the back of the thermal plate (8).
  • the photovoltaic cell circuit supplies the motor (16) with the energy necessary for the condenser to turn during the day, while the second photovoltaic cell circuit provides the energy necessary for the motor to turn at double speed in the event that the system of the condenser is delayed with respect to the solar path.
  • the third circuit interrupts the operation of the system in the case of going ahead with respect to the solar paths and through the relay (17) receives the relevant energy.
  • the three circuits are interleaved with their receptive relays (17), to increase the power of the photovoltaic cells and to activate the electromagnets (18).
  • the electrical scheme has a device of return, which has the mission of interrupting the operation of the main circuit formed by a photovoltaic cell and an electromagnet, as well as with the energy of one of the capacitor cells that returns to its initial position.
  • the thickness which in case of being excessive would absorb a high amount of heat energy.
  • the manageability or weight The manageability or weight.
  • the lens (30) constituted as a liquid, circular, lenticular-convergent liquid lens in one embodiment may be formed by two pieces (31) and (31 *), joined together by a conventional connection nexus (32 ), which incorporates in its interior a liquid (33), which can be replaced by any other element that is considered appropriate, provided that it is qualified to fulfill the specific function for which the lens (30) is intended, having provided a hole (34) intended to allow the introduction or extraction of the fluid (33), or to effect cooling inside it, apart from allowing the incorporation together with the liquid or fluid (33) of a refrigerant or antifreeze or element deemed appropriate for the purpose pursued.
  • the container formed by the union of the pieces (31) and (31 1 ), with their union (32) can be of variable thickness according to the aforementioned in the description of the invention, and the fluid (33), always It will be a refractive fluid.
  • the internal circuit is formed or constituted by the thermal plate (8), in which the solar energy of the lenses (30) is concentrated in front, and of the rear reflective plate (15) behind, and in it the distilled water from the closed circuit that drives the turbine (9) and that moves the generator (10), then passing to the two coils (11) or heat exchangers where it condenses and through the action of the pump (12) returns to the thermal plate (8).
  • Each condenser unit object of the invention will be provided with as many thermal plates (8) as vertical rows of lenses (30) entails.
  • the distilled water recovery circuit (7) is incorporated in the invention in order to compensate for system losses.
  • the plate In the first coil or heat exchanger (11), to condense the steam that comes out of the turbine producing steam during the activity of the condenser, due to the reduced volume of water it has, since the water vapor just left the turbine (9) is still quite hot, and this steam will condense in the tank (14) of the distilled water recuperator (7), and during the hours of inactivity of the condenser object of the invention, the plate will be compensated thermal (8) of water losses experienced mainly in the turbine (9).
  • the check valve (13), prevents water from the thermal plate (8) from entering the tank (14) during the operation of the condenser due to the internal pressure
  • the invention has the possibility of being used to desalinate salt water, and in this application several of the elements described above will disappear, such as the turbine, the generator, the pump, some circuit and the water recuperator distilled (7).
  • a mixed system can be used, so that one sector desalinates the water, while the other provides the energy necessary for the operation of the condenser and other uses and even do both functions simultaneously.
  • the invention can act on both the crystalline and liquid photovoltaic cell, achieving that the greater the amount of light energy received by a photovoltaic cell, the greater its electrical production, whereby the current system of photovoltaic panels could be significantly improved by applying this capacitor.
  • liquid photovoltaic battery it could be the use of both light energy, and the heat energy of sunlight.
  • Heating plates, evaporation and the upper duct that joins the three plates, is intended to balance the pressure and ensure that water can circulate.
  • different lenses (30) can be used, depending on the temperature that is desired to be reached in each of them, the boiling point of the water being significantly higher than 100s due to the effect of internal pressure.

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Abstract

Nuevo Condensador de Energia Solar, consiste en el uso de una lente de cristal o recipiente de superficie esférica fabricado en materiales apropiados (30) incorporada sobre una estructura metálica inferior fija, acoplándose ambas estructuras para que la superior se deslice concéntricamente sobre la inferior y montándose el resto de los componentes, disponiendo de placas reflectantes y un sistema de limpieza automática de las lentes (30) y placas reflectantes (15), así como con una pluralidad de elementos auxiliares incluyéndose bomba y circuito eléctrico, pudiendo la lente (30) estar formada por un recipiente lenticular formado por dos láminas (31 y 31'), o bien por un solo cuerpo, estando unidas las láminas de material transparente moldeable de cualquier tipo (31 y 31') por una línea de unión convencional (32), incorporando en su interior un fluido (33), constituido por agua u otro componente líquido, semilíquido o materia solidificable refractante, contando el recipiente lenticular (30) al menos con una perforación u orificio (34) para la entrada y salida del líquido (33) ó para su aireación.

Description

NUEVO CONDENSADOR DE ENERGÍA SOLAR
D E S C R I P C I Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente memoria descriptiva se refiere a un nuevo condensador de energía solar, cuya evidente finali¬ dad estriba en la de permitir la condensación de la energía solar para posteriormente ser utilizada en distintas aplicaciones, utilizando como elemento genera¬ dor de energía una lente formada a partir de un recipien¬ te lenticular en cuyo interior se aloja el líquido refractante, tal y como puede ser agua u otro componente líquido, semilíquido o materia solidificable refractante, obteniéndose una lente capaz de concentrar la energía solar en grandes cantidades, al ser susceptible de fabricarse en grandes dimensiones y sin limitación de espesores, disponiendo al mismo tiempo esta lente de la particularidad de permitir su construcción a un costo sensiblemente reducido, permitiendo al mismo tiempo ser totalmente viable el aprovechamiento a gran escala de la concentración de la energía solar utilizando este tipo de lentes.
CAMPO DE LA INVENCIÓN
Esta invención tiene su aplicación dentro de la industria dedicada a la fabricación de útiles, aparatos y dispositivos destinado a ser utilizados con la colabo¬ ración de la energía solar.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Por parte del solicitante se tiene conocimiento de la existencia en la actualidad de una pluralidad de aparatos dedicados todos ellos a ser utilizados como elementos captadores y posteriormente transformadores de la energía solar, recibida de forma directa sobre panta- lias o elementos receptores debidamente diseñados.
El fin perseguido de forma general por los aparatos captadores de energía solar, estriba sustancial- ente en realizar una transformación de la energía solar recibida, realizando a continuación su cambio o transfor¬ mación en energía eléctrica y almacenando la misma en diferentes acumuladores para posteriormente ser utilizada en distintas aplicaciones.
En general estos aparatos cuentan con una célula fotovoltaica, que genera una transformación de la luz solar en energía acumulada, la cual a tenor de una etapa conocida de transformación, da como resultado el hecho de disponer de una fuente energética.
Por la patente de invención Española número 9101791/2 se conoce un sistema condensador de energía solar, que en líneas generales se configura como un sistema que utiliza una o varias placas, en las cuales los rayos del sol reflexionan y siendo dirigidos adecua¬ damente hacia unas placas lenticulares convergentes, son posteriormente dirigidos a una lente convergente central, que alimenta paneles solares o fotovoltaicos, estando constituida la placa lenticular convergente a partir de la utilización de un conglomerado de materiales, tal y como pueden ser cristal, plástico o similar y en el interior de los mismos se incorpora un líquido adecuado que actúa de elemento transformador de la luz receptada en colaboración con los materiales de soporte. En resumen, se busca la concentración de los rayos solares para generar un flujo sensiblemente más fuerte que los rayos directamente recibidos y obtener consecuentemente una posibilidad de dirigir el flujo recibido y multiplicado hasta un punto en el cual se encuentran células fotovoltaicas captadoras, dotadas de mayor o menor asimilación y posterior acumulación.
Se han detectado en este tipo de lentes utili- zadas para configurar los sistemas, una serie de anoma¬ lías que al margen de su elevado precio, aconsejan a los potenciales usuarios de estos sistemas el no utilizarlos de momento hasta que no se obtengan mejores resultados.
Igualmente sería deseable contar con un tipo de lente, que al margen de su configuración externa, es decir bicóncava, biconvexa, plano cóncava o plano conve¬ xa, esté fabricada a partir de medios o elementos, que reduzcan de forma sensible el coste de las lentes utili- zadas hasta estos momentos, todas ellas fabricadas en vidrio, que como se sabe son de un coste elevadísimo.
En resumen hasta el momento teniendo conoci¬ miento de la posibilidad de utilizar los rayos del sol como fuente de obtención de energía eléctrica, existen notables inconvenientes que no permiten de forma total la utilización del sol para su aplicación como fuente energética debido a los elevados costes que implica una instalación de este tipo.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El nuevo condensador de energía solar que la invención propone, constituye por si solo una evidente solución a la problemática existente en la actualidad en esta materia, ya que a partir del mismo se logra disponer de una fuente energética totalmente canalizada a tenor de la utilización del condensador de energía solar que se preconiza y la aplicación de una lente lenticular fabri- cada en materiales de costos sensiblemente más reducido y que permite una aplicación idéntica a las conseguidas con lentes de vidrio.
De forma más concreta, el nuevo condensador de energía solar objeto de la invención, está constituido a partir de la utilización de una estructura que actúa como soporte de las lentes, estando el soporte de las lentes constituido en la parte inferior como un soporte fijo, mientras que en la superior se configura como un soporte móvil.
La estructura dispone de un sistema de refle¬ xión, formado por las placas reflectantes, que cuentan con una placa reflectante anterior totalmente plana y una placa reflectante posterior de configuración parabólica.
La estructura formada por el soporte de las lentes y el sistema de reflexión, cuenta con un sistema de giro constituido por engranajes, motor y sincronizador de giro.
También se ha previsto del pertinente esquema eléctrico que tiene como misión controlar el funciona¬ miento de todo el sistema a partir de la energía de las baterías.
En la invención se incorpora una lente lenticu¬ lar, fabricada a partir de un recipiente fabricado en material plástico, que puede estar constituido por un cuerpo onopieza o por dos cuerpos unidos entre sí por medios convencionales, en el interior del cual se incor¬ pora un líquido refractante, tal y como puede ser agua u otro componente líquido, semilíquido o materia solidifi- cable refractante, obteniéndose una lente capaz de concentrar la energía solar en grandes cantidades, al ser susceptible de construirse en grandes dimensiones y sin limitación de espesores, a un coste muy reducido, por lo que se hace totalmente viable el aprovechamiento a gran escala de la concentración de la energía solar mediante lentes.
El recipiente lenticular puede construirse con diferentes materiales transparentes, susceptibles de moldear, tal y como pueden ser láminas de vidrio, mate- ríales plásticos y similares.
El espesor de estas láminas ha de ser el apropiado, en función de la presión que tenga que sopor¬ tar y de las características resistentes del material empleado.
Sus superficies curvas, alabeadas, planas o mixtas, esféricas o cilindricas, vendrán dadas en función de las características del foco que se pretenda obtener, es decir circular, elíptico, longitudinal, etc., etc. y tendrán el radio de curvatura adecuado en función de la distancia focal que se proyecte obtener.
Su forma plantar puede ser circular, poligonal, elíptica, etc., etc. y estará en función a las necesida¬ des de proyección.
La construcción se realizará a partir de la fabricación del recipiente lenticular, el cual podrá estar configurado en una sola pieza moldeada, cuya forma y dimensiones irán en función a lo anteriormente citado, pero no obstante el recipiente podrá conseguirse mediante el ensamble y/o unión de dos ó más elementos que configu¬ ren un recipiente capaz de alojar en su interior un volumen adecuado de la materia refractante a utilizar.
Las uniones que fuesen necesario efectuar, se ejecutarán mediante el empleo de materiales adhesivos o soldables, que proporcionen la estanqueidad y durabilidad suficientes, sin que en ningún momento se contemple la imposibilidad de poder utilizar uniones elásticas, rígidas o semirrígidas, que permitan conformar el reci¬ piente diseñado para el fin perseguido.
El color y la textura del recipiente lenticular con cualquiera de los materiales enumerados no es rele¬ vante en ningún modo, a condición de que los materiales que se utilicen permitan la concentración de la energía solar con la mayor eficacia, pudiendo incluso incorporar- se algún material o dispositivo antirreflectante.
Igualmente la lente líquida así concebida podrá disponer de cuantos elementos de sujeción, basculación o giro les sean necesarios, tal y como se ha dicho ante- riormente, con independencia de que los elementos utili¬ zados sean propios o añadidos para facilitar su utiliza¬ ción tanto estática como dinámica.
El recipiente lenticular podrá disponer de uno o varios orificios practicados en su superficie con objeto de permitir su libre circulación con la finalidad de refrigerarse, suplementarse o sustituirse en caso necesario, obviamente para el tratamiento del fluido incorporado en su interior. El fluido refractante podrá tener la composi¬ ción adecuada a la adaptación de las condiciones atmosfé¬ ricas y climáticas externas, pudiendo en este sentido disponer de anticongelantes, refrigerantes o cualquier sustancia que aporte las condiciones óptimas para su buen funcionamiento.
Por último, la invención cuenta con el perti¬ nente circuito interior en el que se incorporan al margen de la placa térmica, la turbina, el generador, el serpen¬ tín, una bomba y una válvula de retención, un recuperador de agua destilada provisto de un depósito de almacena¬ miento de agua destilada recuperada.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, dos hojas de planos en las cuales con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente :
La figura 1.- Muestra un esquema general de funcionamiento del nuevo condensador de energía solar objeto de la invención.
La figura 2.- Corresponde a una representación muy esquemática de la lente que se utiliza en la inven¬ ción como elemento de concentración de los rayos del sol.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
Tal y como se ha dicho en la descripción de la invención, el nuevo condensador de energía solar que se preconiza, está constituido a partir de una estructura de soporte móvil (1) , sobre la que van colocadas las lentes (30) , contando en su parte superior con la incorporación del sistema sincronizador de giro (3) , mientras que en la inferior se ha previsto la situación de las placas térmicas (8) .
El sistema sincronizador de giro está dotado de engranajes, motor y control de acoplamiento, disponiendo igualmente la estructura con un sistema de reflexión (2) .
La estructura está construida a partir de perfiles metálicos fabricados preferentemente en hierro o el aluminio, así como de una banda que lleva encajadas las lentes (30) , mientras que en la banda opuesta se ha previsto la incorporación de cristal o material similar para evitar la pérdida de calor.
La estructura móvil o soporte móvil (l) , se desplazará sobre otra estructura inferior fija descri¬ biendo un ángulo máximo de 180o- y permaneciendo en oposición al sol desde que amanece hasta que el astro rey se oculta y regresando nuevamente a su posición inicial.
El sistema de giro (3) está compuesto tal y como se ha dicho anteriormente por un motor paso a paso y un sincronizador de giro, con objeto de que las lentes (30) se encuentren en todo momento en la perpendicular al sol, y el sistema de sincronización de giro, está com¬ puesto por varias células fotovoltaicas, cuyo funciona¬ miento se detallará más adelante en los esquemas eléctri¬ cos.
La invención cuenta con un sistema de reflexión (2) , dotado de dos placas reflectantes, que aportan energía reflejada adicional a la placa térmica (8) .
La placa reflectante anterior, es plana y refleja la luz sobre las lentes (30) que se encargan de concentrarse sobre la placa térmica (8) y tiene una variación angular de os a 502 aproximadamente, mientras que sin embargo al placa reflectante posterior es parabó¬ lica en ambas dimensiones, ya que refleja la luz direc- tamente sobre la parte posterior de la placa térmica (8) .
Sobre el esquema eléctrico debemos indicar que éste controla el funcionamiento de todo el sistema, tal y como se ha dicho anteriormente, a partir de la energía de las baterías.
El circuito de células fotovoltaicas suministra al motor (16) la energía necesaria para el giro del condensador durante el día, mientras que el segundo circuito de células fotovoltaicas aporta la energía necesaria para que el motor gire a doble velocidad en el caso de que el sistema del condensador vaya con retraso respecto a la trayectoria solar.
Por último, el tercer circuito interrumpe el funcionamiento del sistema en el caso de ir adelantado respecto a las trayectorias solares y a través del relé (17) recibe la pertinente energía.
Los tres circuitos llevan intercalados sus receptivos relés (17) , para incrementar la potencia de las células fotovoltaicas y poder activar los electroima¬ nes (18) .
El esquema eléctrico cuenta con un dispositivo de retorno, que tiene la misión de interrumpir el funcio¬ namiento del circuito principal formado por un célula fotovoltaica y un electroimán, así como con la energía de una de las células del condensador que retorna a su posición inicial.
Respecto a las lentes, debemos indicar que pueden usarse diferentes tipos de lentes (30) , según las necesidades de concentración calorífica.
Para su diseño y construcción se han de tener en cuenta varios factores. A saber :
El grosor, que en caso de ser excesivo absorbería una elevada cantidad de energía calorífica.
El espesor de sus caras, ya que una lente de 60 centímetros de altura necesita un espesor de al menos 4 milímetros, dependiendo de la resistencia del material empleado concretamente en este caso del vidrio, debido a la presión que ejerce el agua que contiene.
La manejabilidad o el peso.
- La distorsión óptica que origina el tipo de curvatura.
La distancia focal el función de su curvatura.
La forma de construcción,
Consecuentemente por lo que su estructura, dimensiones y curvatura han de variar de acuerdo al tipo de unidad que se desee construir. De las pruebas realizadas, se deduce que la lente más eficaz debido a la escasa distorsión óptica que sufre, es la que tiene la superficie esférica.
Sus dimensiones óptimas para pequeñas unidades son de aproximadamente de 50 a 70 centímetros y su forma de construcción opcionalmente puede ser de una sola pieza, pero indiscutiblemente puede configurarse a partir de dos piezas de material moldeable unidas por cualquier medio que se considere oportuno.
En síntesis la lente (30) constituida como una lente líquida tipo circular, lenticular-convergente, en una realización puede estar formada por dos piezas (31) y (31*), unidas entre sí por un nexo de unión convencio¬ nal (32) , que incorpora en su interior un líquido (33) , el cual puede ser sustituido por cualquier otro elemento que se considere oportuno, siempre que éste se encuentre capacitado para cumplir la función específica para la cual está destinada la lente (30) , habiéndose previsto un orificio (34) destinado a permitir la introducción o extracción del fluido (33) , ó bien para efectuar refrige¬ ración en el interior del mismo, al margen de permitir la incorporación junto con el líquido o fluido (33) de un refrigerante o anticongelante o elemento que se considere oportuno para el fin perseguido.
Obviamente el número de orificios o perforacio¬ nes (34) estará acorde con las características de la lente construida.
El recipiente formado por la unión de las piezas (31) y (311), con su unión (32) puede ser de espesor variable a tenor de lo anteriormente citado en la descripción de la invención, y el fluido (33) , siempre será un fluido refractante.
El circuito interno está formado o constituido por la placa térmica (8) , en la cual se concentra la energía solar de las lentes (30) por delante, y de la placa reflectante posterior (15) por detrás, y en ella se evapora el agua destilada del circuito cerrado que impulsa la turbina (9) y que mueve el generador (10) , pasando a continuación a los dos serpentines (11) o intercambiadores de calor donde se condensa y mediante la acción de la bomba (12) regresa a la placa térmica (8) .
Cada unidad condensadores objeto de la inven¬ ción estará dotada de tantas placas térmicas (8) , como hileras verticales de lentes (30) conlleve.
El circuito recuperador del agua destilada (7) se incorpora en la invención con objeto de compensar las pérdidas del sistema.
En el primer serpentín o intercambiador de calor (11) , para condensar el vapor de agua que sale de la turbina produciéndose vapor durante la actividad del condensador, debido al reducido volumen de agua que tiene, ya que el vapor de agua recién salido de la turbina (9) todavía está bastante caliente, y este vapor se irá condensando en el depósito (14) del recuperador de agua destilada (7) , y durante las horas de inactividad del condensador objeto de la invención, pasará a compen- sar la placa térmica (8) de las pérdidas de agua experi¬ mentadas principalmente en la turbina (9) .
La válvula de retención (13) , impide que durante el funcionamiento del condensador el agua de la placa térmica (8) pase al depósito (14) por efecto de la presión interna.
La invención cuenta con la posibilidad de ser utilizada para desalinizar el agua salada, y en esta aplicación desaparecerán varios de los elementos ante¬ riormente descritos, tal y como puede ser la turbina, el generador, la bomba, algún circuito y el recuperador de agua destilada (7) .
Puede naturalmente utilizarse un sistema mixto, de tal modo que un sector desalinice el agua, mientras que el otro proporciona la energía necesaria para el funcionamiento del condensador y otros usos e incluso hacer ambas funciones de forma simultánea.
La invención puede actuar sobre la pila foto- voltaica tanto cristalina, como líquida, consiguiendo que cuanto mayor sea la cantidad de energía lumínica recibida por una pila fotovoltaica, tanto mayor es su producción eléctrica, por lo cual el actual sistema de paneles fotovoltaicos, podría resultar sensiblemente mejorado aplicando este condensador.
Con la pila fotovoltaica líquida, podría ser la utilización tanto de energía lumínica, como la energía calorífica de la luz solar.
Debe indicarse que en el eje de giro fijo, existe un punto excéntrico y exterior a la estructura tal que, uniendo a él las placas reflectantes (15) con un tensor fijo, cumplirá la condición de moverlas vertical- mente con el grado de amplitud necesario para que la energía que reflejan incida sobre la placa térmica (8) .
Las placas de calentamiento, de evaporización y el conducto superior que une las tres placas, está destinado a equilibrar la presión y lograr que el agua pueda circular.
Para cada una de las placas, pueden utilizarse lentes (30) diferentes, según la temperatura que se desea alcanzar en cada una de ellas, siendo el punto de ebulli¬ ción del agua sensiblemente superior a los 100s por efecto de la presión interna.
La variación de la concentración del foco lumínico de la placa térmica (8) , variará según el ángulo de inclinación de los rayos solares y la lente biconvexa
(30) , estará dotada de una cara esférica y la otra de una sola curvatura en una realización opcional.
Respecto a la estructura fija debemos indicar que estaría constituida por una semiesfera o cumula construida íntegramente con lentes (30) , la cual tendría la ventaja de no tener que utilizar estructura móvil aunque debería hacerse girar las placas laterales, mientras que la estructura móvil, dispondría de varias posibilidades a tenor de la potencia a instalar.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
lβ.- Nuevo condensador de energía solar, caracterizado por estar constituido a partir de una lente de cristal o recipiente lenticular de superficie apropia¬ da (30) , de curvaturas adecuadas, la cual se colocará sobre una estructura metálica superior móvil ajustada a las medidas de las lentes (30) a la distancia focal de la lente básica y al peso total de las lentes (30) , mientras que en el parte inferior se incorporará una estructura metálica fija (1) , acoplada al peso y movilidad de la estructura superior, contando con un acoplamiento de ambas estructuras para que la superior se deslice concén¬ tricamente sobre la inferior, montándose a continuación las lentes (30) , las placas térmicas (8) con reflectantes laterales, los serpentines (11), el depósito de agua destilada y sus conducciones, el sistema de giro de avance y retroceso, los esquemas eléctricos (4) , motor (16) y control de giro, así como una turbina (9) y un depósito de vapor (20) , una bomba y válvulas de retención (13) , disponiendo de aislamiento e impermeabilización, existiendo en la invención placas reflectantes, sistemas de limpieza automática de las lentes (30) y las placas reflectantes (15) , contando con la posibilidad de aco- piarse a una planta desalinizadora y a una placa fotovol¬ taica incluso líquida.
28.- Nuevo condensador de energía solar, según la primera reivindicación, caracterizado porque en la estructura de soporte móvil, se colocan las lentes (30) , y en la parte superior dispone de un sistema sincroniza¬ dor de giro, y en la parte interior de las placas térmi¬ cas (8) , estando construida preferentemente en perfiles metálicos de hierro o aluminio y en una banda puede llevar encajadas las lentes (30) y en la opuesta cristal o material similar para evitar la pérdida de calor, desplazándose la estructura móvil sobre otra estructura inferior fija describiendo un ángulo máximo de 180o- y permaneciendo en oposición al sol, desde que amanece hasta que se oculta y regresando nuevamente a la posición inicial.
3a.- Nuevo condensador de energía solar, según la primera reivindicación, caracterizado porque el sistema de giro está compuesto por un motor paso a paso y un sincronizador de giro para que las lentes (30) se encuentren en todo momento en la perpendicular al sol, mientras que el sistema de sincronización de giro está compuesto de varias células fotovoltaicas.
4β.- Nuevo condensador de energía solar, según la primera reivindicación, caracterizado por disponer de un sistema de reflexión, constituido por dos capas reflectantes (15) que aportan energía reflejada adicional a la placa térmica (8) , siendo una de las placas reflec¬ tantes (15) , concretamente la anterior plana, y reflejan¬ do la luz sobre las lentes (30) que se encargan de concentrarla sobre la placa térmica (8) , disponiendo de una variación angular que oscila entre 02 a 502, aproxi- madamente, mientras que la segunda placa reflectante (15) , concretamente la posterior es parabólica en ambas direcciones, ya que reflejará la luz directamente sobre la parte posterior de la placa térmica (8) .
53.- Nuevo condensador de energía solar, según la primera reivindicación, caracterizado porque dispone de un esquema eléctrico que controla el funcionamiento de todo el sistema a partir de la energía de las baterías, contando con un circuito que suministra el motor (16) la energía necesaria para el giro del condensador durante el día , y un segundo circuito que aporta la energía necesa¬ ria para que el motor gire a doble velocidad en caso de que el sistema se retrase, respecto a la trayectoria solar, existiendo un tercer circuito que interrumpirá el funcionamiento del sistema en caso de ir adelantado respecto a la trayectoria solar a través de un relé (17) por el cual recibe la energía.
6a.- Nuevo condensador de energía solar, según la primera y quinta reivindicación, caracterizado porque los tres circuitos que actúan en el esquema eléctrico llevan intercalados sus respectivos relés (17) . para incrementar al potencia y poder activar los electroimanes (18) , disponiendo en el esquema eléctrico un dispositivo de retorno que logra que se interrumpa el funcionamiento del circuito principal y con la energía restante el condensador retornará a su posición inicial.
7a.- Nuevo condensador de energía solar, según la primera reivindicación, caracterizado porque pueden usarse diferentes tipos de lentes (30) , según las necesi¬ dades de concentración calorífica, preferentemente lentes de una sola pieza.
82.- Nuevo condensador de energía solar, según la primera reivindicación, caracterizado porque el circuito interno dispone de la placa térmica (8) , donde se concentra la energía solar de las lentes (30) , por delante y de la placa reflectantes posterior (15) por detrás, y en ella se evapora el agua destilada del circuito cerrado que impulsa la turbina (9) que nueve el generador (10) pasando a continuación a los serpentines (13) , o intercambiadores de calor donde se condense y mediante la acción de la bomba (12) , regresa a la placa térmica (8) , contando cada unidad de condensador con tantas placas térmica como hileras verticales de lentes (30).
92.- Nuevo condensador de energía solar, según la primera y octava reivindicación, caracterizado por disponer de un circuito recuperador del agua destilada (7) , que compensa las pérdidas del sistema, y en el primer serpentín o intercambiador de calor permite condensar el vapor de agua que sale de la turbina, produciéndose vapor durante la actividad del condensador, debido al reducido volumen de agua que tiene, condensán¬ dose posteriormente el vapor caliente en el depósito (14) y durante las horas de actividad del condensador pasará a compensar la placa térmica (8) de las pérdidas de agua experimentadas principalmente en la turbina (9) , dispo¬ niendo de una válvula de retención (13) que impide que durante el funcionamiento del condensador, el agua de la placa térmica (8) , pase al depósito (14) por efecto de la presión interna.
loa.- Nuevo condensador de energía solar, según la primera reivindicación, caracterizado porque opcional- mente el condensador puede ser utilizado para desalinizar el agua salada, no requiriendo del empleo de la turbina, el generador, la bomba, un circuito y la válvula de retención, modificándose notablemente la placa térmica y pudiendo utilizarse un sistema mixto de tal forma que opcionalmente un sector desalinice el agua, mientras que el otro proporciona la energía necesaria para el funcio- namiento del condensador, pudiendo hacerse las funciones de forma simultanea.
lia.- Nuevo condensador de energía solar, según la primera reivindicación, caracterizado porque cuanto mayor sea la cantidad de energía lumínica recibida por una pila fotovoltaica, tanto mayor es su producción eléctrica, pudiendo opcionalmente incorporarse este condensador en paneles fotovoltaicos y en la pila foto- voltaica líquida permitiendo su utilización tanto con energía lumínica como con energía calorífica de la luz solar.
128.- Nuevo condensador de energía solar, según la primera reivindicación, caracterizado porque en el eje de giro fijo, existe un punto concéntrico y exterior a la estructura, que uniendo a él las placas reflectantes (8) con un tensor fijo, cumple la condición de moverlas verticalmente con el grado de amplitud necesario para que la energía que reflejan incida sobre la placa térmica (8).
138.- Nuevo condensador de energía solar, según la primera reivindicación, caracterizado porque la placa térmica puede llevar adosado algún depósito lateral de agua para compensar las pérdidas, pudiendo las placas de calentamiento, la de vaporación y el conductor superior que une las tres equilibrar la presión y el agua pueda circular, utilizándose para cada una de las lentes diferentes (30) según la temperatura que se desea alcan- zar en las mismas, siendo el punto de ebullición del agua superior a los 1002C por efecto de la presión interna.
148.- Nuevo condensador de energía solar, según la primera reivindicación, caracterizado por estar capacitado para permitir la variación de la concentración del foco lumínico sobre la placa térmica (8) , según el grado de inclinación de los rayos solares, y poder utilizar una lente biconvexa (30) con una cara esférica y la otra de una sola curvatura y el tipo de foco que origina. 15β.- Nuevo condensador de energía solar, según la primera reivindicación, caracterizado porque opcional- mente la estructura fija puede estar constituida por una semiesfera o cúpula, construida íntegramente por lentes, debiéndose girar las placas laterales.
168.- Nuevo condensador de energía solar, según la primera reivindicación, caracterizado porque opcional- mente al margen de incorporar una lente de cristal puede incorporar una lente líquida (30) , tipo circular lenticu- lar-convergente, que se incorpora como elemento refrac¬ tante sustentado por cualquier medio que se considere oportuno, situado sobre la lente (30) o como un elemento auxiliar, estando fabricada la lente (30) a partir de láminas (31) y (31') de material plástico transparente de diferentes grosores o espesor variable, formando un recipiente lenticular que puede presentar la forma bicóncava, biconvexa, cóncavo convexa, plano cóncavo o plano convexa, estando formada por dos láminas (31) y (31'), unidas por una línea de soldadura (32) o similar incorporando en su interior un fluido refractante (33) y disponiendo de al menos un orificio (34) para entrada y salida del fluido (33) .
178.- Nuevo condensador de energía solar, según la primera y la decimosexta reivindicación, caracterizado porque la lente o recipiente lenticular (30) puede estar fabricada opcionalmente en una sola pieza moldeada y puede presentar cualquier forma plantar que se considere oportuna.
188.- Nuevo condensador de energía solar, según la primera y la decimosexta y decimoséptima reivindi¬ cación, caracterizado porque el recipiente lenticular o lente (30) al margen de estar fabricado en material plástico puede estar constituido a partir de láminas de vidrio o materiales transparentes susceptibles de mol¬ dear.
198.- Nuevo condensador de energía solar, según la primera, decimosexta, decimoséptima y decimoctava reivindicación, caracterizado porque el líquido refrac¬ tante (33) , puede estar constituido como agua u otro componente líquido, semilíquido o materia solidificable refractante.
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