WO2009007484A1 - Concentrador de energía solar y proceso de montaje - Google Patents

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light
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Definitions

  • the present invention refers to a solar energy concentrator and assembly process.
  • photovoltaic cells the generation of electricity from photovoltaic cells is based on the property of semiconductor materials that make them up to generate electrons when light strikes their surface. Light photons cause electrons to leave their orbit creating a difference in power and an electric current by joining poles of different voltage. Such photovoltaic cells are placed in series or in parallel if what is intended to be more voltage or more current.
  • the voltage produced by the cells is continuous so that to achieve alternating current an electronic circuit that converts the current will be applied Continuous in alternating current.
  • the level of voltage or electric current is also determined by the amount of light that affects the cell, so that the more light more electron current and therefore more electrical energy.
  • the power response of the cells is different to different spectra or colors. Depending on the material or structure of the cells, they behave differently in front of the different color ranges, so that the ideal cell would have the same and linear response to the entire light spectrum, from infrared to the ultraviolet
  • NASA has carried out tests by making a vault composed of small prisms that decompose light into colors and that affects small solar cells optimized for the different wavelengths aligned vertically below the vault.
  • This design requires a lot of space and volume while the prisms do not break down 100% of the light that is reflected on their faces, thus generating performance losses.
  • the prisms need high levels of light to decompose the light into colors, so if the day is cloudy or there is little light, the prism or prisms behave as if it were an opaque surface and therefore practically could not get power .
  • a photovoltaic solar plant is Composed of solar cells and mechanisms that help direct the plates to where the sun is, making the same path that the sun does throughout a day.
  • sensors and circuits are used that determine the position of the sun and by means of motors or servo motors the plates are moved to direct them towards the desired point.
  • the motors require strong, expensive and heavy structures, as well as complex installation, which has a decisive impact on the installation execution times of a photovoltaic solar plant consisting of thousands of modules.
  • the invention proposes a solar energy concentrator characterized in that it comprises at least one closed module filled with water or other liquid as a deposit, with at least one upper curved transparent laminar portion that concentrates sunlight, there being within that module a light receiving element that hangs from a vertical rod connected by one end to a fixed point of rotation, connecting to the opposite end of the rod the light receiving element. Means are also included to place the said light receiver at any time in the relevant position depending on the situation and orientation of the sun with the help of a light photosensor or timer. Another feature of the invention is that the means for moving and positioning the light receiving element according to the position of the sun comprise the following elements.
  • a float connected to the light receiving element by means of a strap tending to pull the light receiving element in a radial direction with respect to the fixed turning point.
  • the means for moving and placing the light receiving element in the relevant position comprise two servomotors associated with two opposing struts connected at their free ends to the light receiving element by two opposite points, said servomotors being activated by two light photosensors.
  • the means for moving and positioning the light receiving element according to the position of the sun comprise a fluid with a low boiling point, so that when it is transformed into gas or dilated due to a temperature rise, the element Light receiver moves in a direction of rotation and when it turns into a liquid it contracts due to a temperature drop, the rotation is then in the opposite direction.
  • Another feature of the invention is that the means for moving and placing the light receiving element in the relevant position comprising the following elements.
  • a float element that moves the light receiver in a direction of rotation through a thread or brace.
  • the means for moving and placing the light receiver in the relevant position comprise the following elements.
  • a hollow body opened at the bottom and connected to the vertical rod by means of a strap, said body being located on one side of the rod.
  • thermometer structure with a spiral upper coil located on the other side of the rod in the same plane.
  • Said thermometer communicates with the hollow body through an intermediate conduit, that thermometer structure being connected at its lowest part with the lower end of the rod with interposition of a small metallic body, whose variation and temperature dilates or contracts a located material in the thermometer structure, such as mercury, alcohol or the like, thus managing to place the light receiving element where appropriate.
  • a located material in the thermometer structure such as mercury, alcohol or the like
  • the means for moving and placing the light receiving element in the relevant position comprise the following elements.
  • a float element that moves the light receiving element in a direction of rotation through a thread or brace.
  • a hollow body opened at the bottom and connected to the vertical rod by means of a tie rod, said body being located on the opposite side than the float element, although in the same plane.
  • the concentrator comprises a succession of modules formed from a transparent elongated laminar body and by successive parallel folds of that laminar body that make up the different modules, float and stiffening elements being incorporated in the folding zones to be installed. the modules on the water-free surface of a swamp, pool or any other extension of water, the modules being closed at their sides.
  • each module of the concentrator comprises a box structure with a lid, where at least the curved configuration lid is transparent to allow sunlight to pass through concentrating the light radiation.
  • the lid incorporates a closed through hole with a small plug in its highest zone, a hole intended for filling transparent liquid and to release the air from possible upper air chambers that could hinder or lower the efficiency of the concentrator.
  • the upper transparent laminar portions of the modules incorporate electric-acoustic transducers that emit sounds and / or ultrasound to prevent insects or other elements that prevent or reduce the ability of sunlight to pass through these transparent laminar portions. These electrical-acoustic transducers are fixed on the outer face of the transparent laminar portions.
  • the light receiving elements may comprise photoelectric cells or comprise independent assemblies, each of which would be formed by a collimator, a diffractor and a cell optimized to different light spectra.
  • one of the electrical poles of the photocell will be in direct contact with the water that acts as a conductor of electricity while a second conductor cable is brought into contact with the surface of the water to direct the electrical current to the outside of the swamp, pool or water tank.
  • the assembly process of the solar energy concentrator is characterized in that it is mounted from a transparent laminar body located in a boat and which is extended by the rear part of the boat forming the different modules and incorporating the intermediate float elements located in the separation folds of each module, also closing the side portions of each module, also incorporating the rest of the elements.
  • the transparent sheet will be arranged in the boat in the form of a roll, facilitating its extension and assembly.
  • Figure 1 Shows a view of a solar energy concentrator object of the invention. It basically comprises a simple concentrator determined by a closed module as a tank filled with water with a transparent and curved top cover that lets light into the interior where, among other elements, a light receiver is located, as well as means to place real time said light receiver according to the position of the sun.
  • Figure 2. Shows another view similar to the previous one with some variations.
  • Figure 3. Shows a view where particular means are shown for placing the light receiver where two gearmotors participate.
  • Figure 4.- Shows another embodiment of the means for positioning the light receiver with the required orientation.
  • Figures 5 to 7. They show other means to place the light receiver with the required orientation, light receiver that is always housed within the water of the corresponding module or reservoir.
  • Figure 8.- Shows a view of a sequence of simple modules.
  • FIGS 9 and 10, - Show another embodiment of the invention comprising several successive modules with light receivers.
  • the assembly process is also shown from a continuous transparent sheet in the form of a roll that is in a boat as well as the rest of the necessary elements.
  • the solar energy concentrator is determined from one of several closed modules 1 as deposits that in principle comprise a bottom and side walls, as well as a transparent top cover 2 of configuration curved, so that this lid 2 together with the volume of water that occupies the entire interior space of each module 1, acts as a lens to concentrate the light towards a light receiver 3 also located inside the tank, whose walls Side and bottom will also be preferably transparent.
  • This light receiver 3 hangs from the lower end of a vertical rod 4 connected by its opposite upper end to a fixed turning point 5. Means are also included to place that light receiver 3 at any time in the relevant position depending on the situation. and orientation of the sun with the help of a light photosensor 6 or timer not shown in the figures.
  • the means for moving and positioning the light receiving element 3 according to the position of the sun comprise a float 7 connected to the light receiving element 3 by means of a strap 8 tending to be pulled of the light receiving element 3 in a direction of rotation with respect to the fixed point of rotation 5.
  • Said means further comprise a wire 9 associated with the light receiving element 3 and a servomotor 10, which may also be linked to the solar light photosensor 6, servo motor 10 which when activated by said photosensor 6 pulls the light receiving element 3 against of the resistance of the float 7 until the Light receiving element 3 with the relevant orientation depending on the position of the sun.
  • the means for moving and placing the light receiving element 3 in the relevant position comprise two servomotors 11 associated with two opposing struts 12 connected at their free ends to the light receiving element 3 by two points opposite, said servomotors 11 being activated by means of two light photosensors 6.
  • the means for moving and positioning the light receiver according to the position of the sun comprise a fluid with a low boiling point 13 , so that when it is transformed into gas or dilated due to a temperature rise, the light receiver 3 moves in a direction of rotation and when it becomes a liquid or contracts due to a temperature drop, the rotation is then in the opposite direction.
  • the low boiling fluid is located in an angular duct 14 with a central chamber and two end chambers.
  • the means for moving and placing the light receiving element 3 in the relevant position comprises a float element 7 that moves the light receiving element 3 in a direction of rotation through a thread, rod or tie rod 4.
  • These means further comprise an arcuate and bimetallic sheet 15 with different expansion coefficients, whose curvoconcave upper face is traversed by a small metal body 16 that contacts it and is associated with the light receiving element 3 and this associated to mirrors 17 light receptors, producing a tiny minute on the contact of the small metal body 16 and upper face of the metal sheet 15 elevation 23 due to the temperature rise that pushes light receiving element 3 in one direction.
  • the means for moving and placing the light receiving element 3 in the relevant position comprise a hollow body 18 opened at the bottom and connected to the vertical rod 4 by means of a strap 8 ', hollow body 18 located on one side of the rod 4.
  • These means further include a thermometer structure 19 with a spiral upper coil 20 located on the other side of the rod 4 in the same plane, which communicates with the hollow body 18 through a conduit 22, that thermometer structure 19 being connected at its lower part to the lower end of the rod 4 with interposition of a small metallic body 16 'whose temperature variation dilates or contracts a material located in the thermometer structure 19, such as mercury, alcohol or the like, thus managing to place the light receiving element 3 where appropriate.
  • a small metallic body 16 ' which temperature variation dilates or contracts a material located in the thermometer structure 19, such as mercury, alcohol or the like, thus managing to place the light receiving element 3 where appropriate.
  • This will be associated with rod 4, while mirrors are included
  • the means for moving and placing the light receiving element in the relevant position comprise a float element 7 that displaces the light receiver 3 in a direction of rotation through a wire or tie 8.
  • Such means further include a hollow body open 18 from the bottom and connected to the vertical rod 4 by means of a strap 8 ', said hollow body 18 being located on the opposite side than the float element 7, although in the same plane.
  • Said means also include a lower chamber 21 associated with a small metal body 16 '' linked to the rod 4 and whose temperature variation dilates or contracts the air of that lower chamber 21 that communicates with the hollow body 18 through a conduit 24, varying the position of the light receiving element 3 connected to the rod 4, there are mirrors 17 linked to said rod 4 and light receiving element 3.
  • FIG. 9 Another form of application of the solar concentrator according to figures 9 and 10, consists of a succession of modules 1 'forming from a transparent elongated laminar body 25 and by successive parallel folds of that laminar body 25, thus forming the different modules with 2 'transparent curved portions.
  • floating and stiffening elements 26 are incorporated to install the modules on the water-free surface of a swamp, pool or any other water extension, such modules being 1 'closed by their lateral.
  • the float elements can be associated by lower braces
  • This light concentrator formed from a transparent sheet 25 is mounted from a transparent laminar body located in a vessel 27 and which is extended by the rear of said vessel 27 forming the different modules I 1 and incorporating the intermediate float elements 26 located in the separation folds of each module 1 ', also closing the side portions of each module 1', also incorporating the rest of the elements. Too it should be noted that the sheet will be arranged in the boat preferably in the form of roll 28.
  • each module can be formed from a box structure with lid 2, where at least the curved configuration lid is transparent to let sunlight pass by concentrating the light radiation.
  • the cover 2 incorporates in its highest zone a closed through hole with a small plug 29, hole intended for filling the transparent liquid and to release the air from possible upper air chambers.
  • the aforementioned transparent laminar portions of the modules incorporate electric-acoustic transducers that emit sounds and / or ultrasound to prevent insects or other elements that impede or reduce the ability of sunlight to pass through these transparent laminar portions.
  • Such electrical-acoustic transducers are fixed on the outer face of the transparent laminar portions.
  • Light receptors 3 can comprise photoelectric cells and also independent assemblies. Each of these sets will consist of a collimator, a diffractor and a cell optimized to different light spectra.

Abstract

Está destinado para obtener energía eléctrica mediante la luz solar que recibe al menos un elemento receptor de luz. Se caracteriza porque comprende al menos un módulo cerrado (1, 1') lleno de agua u otro líquido, con al menos una porción laminar transparente curvada superior (2, 2') que concentra la luz solar, existiendo dentro de ese módulo un elemento receptor de luz (3) que pende de una varilla vertical (4) conectada por un extremo a un punto fijo de giro (5). Se conecta al extremo opuesto de la varilla el elemento receptor de luz (3), incluyéndose medios para situar el mismo en cada momento en la posición pertinente dependiendo de la situación y orientación del sol con ayuda de un fotosensor de luz (6) o temporizador.

Description

CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR Y PROCESO DE MONTAJE
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención, según se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un concentrador de energía solar y proceso de montaje.
Está destinado a obtener energía eléctrica mediante al menos un elemento receptor de luz ubicado dentro de un fluido líquido, tal como agua, que deja pasar la luz, de manera que este fluido está contenido dentro de un espacio cerrado con al menos una porción transparente superior con una característica curvatura que concentra la luz hacia el elemento receptor de luz ubicado dentro de ese fluido líquido. Esta concentración de energía se consigue en principio gracias al efecto lupa que realiza la porción transparente laminar y el agua que está en contacto con la cara interna de esa porción laminar transparente curvada . ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En la actualidad la generación de electricidad a partir de células fotovoltáicas se basa en la propiedad de los materiales semiconductores que las componen de generar electrones cuando incide la luz en su superficie. Los fotones de luz provocan que los electrones abandonen su órbita creando de este modo una diferencia de potencia y una corriente eléctrica al unir polos de diferente tensión. Tales células fotovoltáicas se colocan en serie o en paralelo si lo que se pretende conseguir es más tensión o más corriente.
La tensión producida por las células es continua de manera que para conseguir corriente alterna se aplicará un circuito electrónico que convierta la corriente continua en corriente alterna. El nivel de tensión o de corriente eléctrica está también determinado por la cantidad de luz que incide en la célula, de manera que cuanta más luz más corriente de electrones y por tanto más energía eléctrica.
Por otra parte se están investigando células de materiales distintos a los semiconductores, cuyo valor de tensión permanece constante, independientemente de la cantidad de luz incidente. Esto supone un gran avance, puesto que en días de poca luz o nublados, el valor de tensión permanece constante.
Otro parámetro que influye en el nivel de potencia eléctrica generada por las células es el espectro o color de luz incidente. La respuesta de potencia de las células es distinta a diferentes espectros o colores. En función del material o la estructura de las células se comportan de manera distinta frente a los diferentes rangos de colores, de manera que la célula ideal sería la que tuviera una respuesta igual y lineal frente a todo el espectro de luz, desde el infrarrojo hasta el ultravioleta.
No obstante en la práctica esto es difícil de conseguir, de manera que de un haz de luz blanca, que contiene toda la gama de colores, una célula solo aprovecha una porción que corresponde a la frecuencia de luz a la que la célula es más sensible.
Lo que en la actualidad se hace para conseguir un mayor rendimiento es colocar finas láminas fotovoltáicas de distintas respuestas al espectro de luz y que en conjunto cubren todo el espectro, estando pegadas unas sobre otras para conseguir una mayor eficiencia. El inconveniente de este método es que las mismas láminas obstruyen parcialmente el paso de luz. Se ha experimentado por otro lado la descomposición de la luz con un filtro holográfico para hacer incidir la luz de los distintos colores con la correspondiente célula optimizada para ese color. El inconveniente de esta técnica es que la distancia o punto de foco entre el filtro y el punto de incidencia de la luz es muy alto, siendo necesario mucho espacio y volumen para el montaje de un módulo compuesto de filtro holográfico y células solares. También estos filtros generan dos haces a partir de la luz que los atraviesa: el haz principal que sigue siendo de luz blanca y el secundario, compuesto este por la gama de colores del espectro de luz . Además este segundo se aprovecha pero el principal no. Otra técnica para la descomposición de la luz en colores es la ya conocida por la óptica que se basa en la utilización de unos o varios prismas.
Con respecto a esta técnica se sabe que la NASA ha realizado ensayos confeccionando una bóveda compuesta de pequeños prismas que descomponen la luz en colores y que incide en pequeñas células solares optimizadas para las distintas longitudes de onda alineadas verticalmente debajo de la bóveda.
Este diseño requiere mucho espacio y volumen a la vez que los prismas no descomponen el 100% de la luz que se refleja en sus caras, generando por tanto pérdidas de rendimiento. Además los prismas necesitan altos niveles de luz para descomponer la luz en colores, de manera que si el día está nublado o hay poca luz, el prisma o prismas se comportan como si se tratara de una superficie opaca y por lo tanto prácticamente no se podría obtener energía .
Por otra parte una planta solar fotovoltáica está compuesta de células solares y de mecanismos que ayudan a dirigir las placas hacia donde se encuentra el sol, realizando el mismo recorrido que hace el sol a lo largo de una jornada. Para conseguir esto fundamentalmente se utilizan sensores y circuitos que determinan la posición del sol y mediante motores o servomotores se mueven las placas para dirigirlas hacia el punto deseado.
Los motores requieren estructuras fuertes, caras y pesadas, a la vez que de compleja instalación, lo que repercute de manera decisiva en los tiempos de ejecución de instalación de una planta solar fotovoltáica compuesta por miles de módulos.
Otros sistemas conocidos que se están empleando en la realización de plantas solares es el uso de concentradores solares de espejo o de lentes Fresnel, de menor coste que las células fotovoltáicas para conseguir focalizar la luz del sol sobre las células respectivas. De este modo se emplean menos células para una misma superficie de terreno.
No obstante este sistema presenta el inconveniente de que al concentrar la luz, concentramos también el calor y las células solares reducen su rendimiento de forma notable con el aumento de la temperatura. En resumen pues se puede decir que en la actualidad las plantas solares conocidas son caras, complejas, de difícil instalación y también de difícil ejecución. Todo esto hace que la energía fotovoltáica no sea una alternativa factible y real, teniendo en cuenta que además dependen de las condiciones meteorológicas.
Así pues, para que una planta solar sea factible y que la energía fotovoltáica sea una buena alternativa a considerar en el campo de la generación eléctrica para uso doméstico, debe ser de bajo coste y de fácil y rápida instalación, a la vez que debe soportar ser eficiente a las condiciones meteorológicas adversas .
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Con el fin de alcanzar los objetivos y evitar los inconvenientes mencionados en los apartados anteriores, la invención propone un concentrador de energía solar que se caracteriza porque comprende al menos un módulo cerrado lleno de agua u otro líquido a modo de depósito, con al menos una porción laminar transparente curvada superior que concentra la luz solar, existiendo dentro de ese módulo un elemento receptor de luz que pende de una varilla vertical conectada por un extremo a un punto fijo de giro, conectándose al extremo opuesto de la varilla el elemento receptor de luz. Se incluyen además medios para situar el citado receptor de luz en cada momento en la posición pertinente dependiendo de la situación y orientación del sol con ayuda de un fotosensor de luz o temporizador. Otra característica de la invención es que los medios para mover y situar el elemento receptor de luz según la posición del sol comprenden los siguientes elementos .
Un flotador conectado al elemento receptor de luz mediante un tirante tendente a traccionar del elemento receptor de luz en una dirección radial con respecto al punto fijo de giro.
Un hilo asociado al elemento receptor de luz y a un servomotor que está vinculado a un fotosensor de la luz solar, servomotor que cuando se activa mediante el fotosensor tracciona del elemento receptor de luz en contra de la resistencia del flotador hasta situar al elemento receptor de luz con la orientación pertinente dependiendo de la posición del sol .
Otra característica de la invención es que los medios para mover y situar el elemento receptor de luz en la posición pertinente comprenden dos servomotores asociados a dos tirantes en oposición conectados por sus extremos libres al elemento receptor de luz por dos puntos opuestos, activándose dichos servomotores mediante sendos fotosensores de luz . Otra característica es que los medios para mover y situar el elemento receptor de luz según la posición del sol comprenden un fluido con un bajo punto de ebullición, de forma que cuando se transforma en gas o se dilata debido a una subida de temperatura, el elemento receptor de luz se desplaza en un sentido de giro y cuando se transforma en líquido se contrae debido a una bajada de temperatura, el giro es entonces en sentido contrario.
Otra característica de la invención es que los medios para mover y situar el elemento receptor de luz en la posición pertinente que comprende los siguientes elementos .
Un elemento flotador que desplaza el receptor de luz en un sentido de giro a través de un hilo o tirante.
Una lámina arqueada y metálica con diferentes coeficientes de dilatación, cuya cara superior curvocóncava es recorrida por un pequeño cuerpo metálico que contacta con la misma y está asociado al elemento receptor de luz y éste asociado a unos espejos receptores de dicha luz . De esta forma se produce en el contacto del pequeño cuerpo metálico y cara superior de la lámina bimetálica una diminuta elevación debido a la elevación de la temperatura que empuja en un sentido al receptor de luz. En otra realización los medios para mover y situar el receptor de luz en la posición pertinente comprenden los siguientes elementos.
Un cuerpo hueco abierto por la parte inferior y conectado a la varilla vertical mediante un tirante, estando dicho cuerpo situado a un lado de la varilla.
Una estructura de termómetro con un serpentín superior en espiral ubicado al otro lado de la varilla en un mismo plano. Dicho termómetro comunica con el cuerpo hueco a través de una conducción intermedia, estando conectada esa estructura de termómetro por su parte más baja con el extremo inferior de la varilla con interposición de un pequeño cuerpo metálico, cuya variación y temperatura dilata o contrae un material ubicado en la estructura de termómetro, tal como mercurio, alcohol o similares, consiguiendo así situar el elemento receptor de luz donde corresponda. Éste está asociado a la varilla, a la vez que se incluyen espejos vinculados a la citada varilla y elemento receptor de luz.
En otra realización los medios para mover y situar el elemento receptor de luz en la posición pertinente, comprenden los siguientes elementos.
Un elemento flotador que desplaza el elemento receptor de luz en un sentido de giro a través de un hilo o tirante.
Un cuerpo hueco abierto por la parte inferior y conectado a la varilla vertical mediante un tirante, estando dicho cuerpo situado al lado contrario que el elemento flotador, aunque en un mismo plano.
Una cámara inferior asociada a un pequeño cuerpo metálico vinculado a la varilla y cuya variación de temperatura dilata o contrae el aire de esa cámara que comunica con el cuerpo hueco a través de un conducto, variando la posición del elemento receptor de luz conectado a la varilla, existiendo unos espejos vinculados a la varilla y elemento receptor de luz. En otra realización de la invención el concentrador comprende una sucesión de módulos formados a partir de un cuerpo laminar alargado transparente y mediante plegados sucesivos paralelos de ese cuerpo laminar que conforman los diferentes módulos, incorporándose en las zonas de plegado elementos flotadores y de rigidización para instalarse los módulos sobre la superficie libre del agua de un pantano, piscina o cualquier otra extensión de agua, estando los módulos cerrados por sus laterales.
Esta sucesión de módulos flotantes están anclados al fondo mediante un cable alargado, pudiendo girar ese conjunto de módulos alrededor de dicho cable para buscar la orientación más adecuada en tiempo real con respecto al sol. Este conjunto de módulos podría estar anclado a otro punto fijo. En otra realización de la invención cada módulo del concentrador comprende una estructura de caja con tapa, donde al menos la tapa de configuración curvada es transparente para dejar pasar la luz solar concentrando la radiación lumínica. En este caso la tapa incorpora en su zona más elevada un orificio pasante cerrado con un pequeño tapón, orificio destinado al llenado de líquido transparente y para liberar el aire de posibles cámaras superiores de aire que pudieran entorpecer o bajar el rendimiento del concentrador.
Otra característica de la invención es que las porciones laminares transparentes superiores de los módulos incorporan unos transductores eléctrico-acústicos que emiten sonidos y/o ultrasonidos para evitar que se posen insectos u otros elementos que impidan o mermen la capacidad del paso de la luz solar a través de esas porciones laminares transparentes . Estos transductores eléctrico-acústicos están fijados sobre la cara exterior de las porciones laminares transparentes.
Los elementos receptores de luz pueden comprender células - fotoeléctricas o comprender conjuntos independientes, cada uno de los cuales estaría formado por un colimador, un difractor y una célula optimizada a distintos espectros de luz.
Por otro lado uno de los polos eléctricos de la fotocélula estará en contacto directo con el agua que actúa como conductora de la electricidad mientras que un segundo cable conductor se pone en contacto con la superficie del agua para dirigir la corriente eléctrica al exterior del pantano, piscina o depósito del agua.
El proceso de montaje del concentrador de energía solar se caracteriza porque se monta a partir de un cuerpo laminar transparente ubicado en una embarcación y el cual se va extendiendo por la parte trasera de la embarcación conformando los diferentes módulos e incorporando los elementos flotadores intermedios ubicados en los pliegues de separación de cada módulo, cerrando también las porciones laterales de cada módulo, incorporando también el resto de elementos .
Por último con respecto al proceso de montaje cabe señalar también que la lámina transparente estará dispuesta en la embarcación en forma de rollo facilitándose su extensión y montaje.
A continuación para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma se acompañan unas figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Figura 1.- Muestra una vista de un concentrador de energía solar objeto de la invención. Comprende básicamente un concentrador simple determinado por un módulo cerrado a modo de depósito lleno de agua con una tapa superior transparente y curvada que deja pasar la luz al interior donde se encuentra, entre otros elementos, un receptor de luz, así como medios para situar en tiempo real dicho receptor de luz acorde con la posición del sol .
Figura 2.- Muestra otra vista similar a la anterior con algunas variaciones . Figura 3.- Muestra una vista donde se muestran unos particulares medios para situar el receptor de luz donde participan dos motorreductores .
Figura 4.- Muestra otra realización de los medios para situar el receptor de luz con la orientación requerida.
Figuras 5 a 7.- Muestran otros medios para situar el receptor de luz con la orientación requerida, receptor de luz que está alojado siempre dentro del agua del módulo o depósito correspondiente. Figura 8.- Muestra una vista de una sucesión de módulos simples.
Figuras 9 y 10,- Muestran otra realización de la invención que comprende varios módulos sucesivos con receptores de luz. También se muestra el proceso de montaje a partir de una lámina transparente continua en forma de rollo que se encuentra en una embarcación al igual que el resto de elementos necesarios .
DESCRIPCIÓN DE LA FORMA DE REALIZACIÓN PREFERIDA Considerando la numeración adoptada en las figuras 1 a 8, el concentrador de energía solar se determina a partir de uno varios módulos cerrados 1 a modo de depósitos que comprenden en principio un fondo y unas paredes laterales, así como una tapa superior transparente 2 de configuración curvada, de manera que esta tapa 2 junto con el volumen de agua que ocupa la totalidad del espacio interior de cada módulo 1, hacen la función de lente para concentrar así la luz hacia un receptor de luz 3 ubicado también dentro del depósito, cuyas paredes laterales y fondo serán también preferentemente transparentes .
Este receptor de luz 3 pende del extremo inferior de una varilla vertical 4 conectada por su extremo opuesto superior a un punto fijo de giro 5. Se incluyen además medios para situar ese receptor de luz 3 en cada momento en la posición pertinente dependiendo de la situación y orientación del sol con ayuda de un fotosensor de luz 6 o temporizador no representado en las figuras. En una realización mostrada en las figuras 1 y 2, por ejemplo, los medios para mover y situar el elemento receptor de luz 3 según la posición del sol, comprenden un flotador 7 conectado al elemento receptor de luz 3 mediante un tirante 8 tendente a traccionar del elemento receptor de luz 3 en un sentido de giro con respecto al punto fijo de giro 5.
Dichos medios comprenden además un hilo 9 asociado al elemento receptor de luz 3 y a un servomotor 10, que puede estar vinculado también al fotosensor de luz solar 6, servomotor 10 que cuando se activa mediante dicho fotosensor 6 tracciona del elemento receptor de luz 3 en contra de la resistencia del flotador 7 hasta situar al elemento receptor de luz 3 con la orientación pertinente dependiendo de la posición del sol .
En otra realización mostrada en la figura 3, los medios para mover y situar el elemento receptor de luz 3 en la posición pertinente comprenden dos servomotores 11 asociados a dos tirantes en oposición 12 conectados por sus extremos libres al elemento receptor de luz 3 por dos puntos opuestos, activándose dichos servomotores 11 mediante sendos fotosensores de luz 6. En otra realización de la invención mostrada en la figura 4, los medios para mover y situar el receptor de luz según la posición del sol comprenden un fluido con un bajo punto de ebullición 13, de forma que cuando se transforma en gas o se dilata debido a una subida de temperatura, el receptor de luz 3 se desplaza en un sentido de giro y cuando se transforma en líquido o se contrae debido a una bajada de temperatura, el giro es entonces en sentido contrario. El fluido con bajo punto de ebullición se encuentra ubicado en un conducto angular 14 con una cámara central y dos cámaras extremas.
En otra realización mostrada en la figura 5, los medios para mover y situar el elemento receptor de luz 3 en la posición pertinente, comprenden un elemento flotador 7 que desplaza el elemento receptor de luz 3 en un sentido de giro a través de un hilo, varilla o tirante 4. Estos medios comprenden además una lámina arqueada y bimetálica 15 con diferentes coeficientes de dilatación, cuya cara superior curvocóncava es recorrida por un pequeño cuerpo metálico 16 que contacta con la misma y está asociado al elemento receptor de luz 3 y éste asociado a unos espejos 17 receptores de luz, produciéndose en el contacto del pequeño cuerpo metálico 16 y cara superior de la lámina metálica 15 una diminuta elevación 23 debido a la elevación de la temperatura que empuja en un sentido al elemento receptor de luz 3.
En otra realización de la invención mostrada en la figura 6, los medios para mover y situar el elemento receptor de luz 3 en la posición pertinente, comprenden un cuerpo hueco 18 abierto por la parte inferior y conectado a la varilla vertical 4 mediante un tirante 8 ' , cuerpo hueco 18 situado a un lado de la varilla 4. Estos medios incluyen además una estructura de termómetro 19 con un serpentín superior en espiral 20 ubicado al otro lado de la varilla 4 en un mismo plano, que comunica con el cuerpo hueco 18 a través de una conducción 22, estando conectada esa estructura de termómetro 19 por su parte más baja al extremo inferior de la varilla 4 con interposición de un pequeño cuerpo metálico 16 ' cuya variación de temperatura dilata o contrae un material ubicado en la estructura de termómetro 19, tal como mercurio, alcohol o similares, consiguiendo así situar el elemento receptor de luz 3 donde corresponda. Éste estará asociado a la varilla 4, a la vez que se incluyen espejos
17 vinculados a la citada varilla 4 y. elemento receptor de luz 3.
En otra realización mostrada en la figura 7 los medios para mover y situar el elemento receptor de luz en la posición pertinente, comprenden un elemento flotador 7 que desplaza al receptor de luz 3 en un sentido de giro a través de un hilo o tirante 8. Tales medios incluyen además un cuerpo hueco abierto 18 por la parte inferior y conectado a la varilla vertical 4 mediante un tirante 8', estando dicho cuerpo hueco 18 situado al lado contrario que el elemento flotador 7, aunque en un mismo plano. Dichos medios incluyen también una cámara inferior 21 asociada a un pequeño cuerpo metálico 16' ' vinculado a la varilla 4 y cuya variación de temperatura dilata o contrae el aire de esa cámara inferior 21 que comunica con el cuerpo hueco 18 a través de un conducto 24, variando la posición del elemento receptor de luz 3 conectado a la varilla 4, existiendo unos espejos 17 vinculados a la citada varilla 4 y elemento receptor de luz 3.
Otra forma de aplicación del concentrador solar atendiendo a las figuras 9 y 10, consiste en una sucesión de módulos 1' conformándose a partir de un cuerpo laminar alargado transparente 25 y mediante plegados sucesivos paralelos de ese cuerpo laminar 25, conformándose así los diferentes módulos con porciones curvadas transparentes 2 ' . En las zonas de plegado que separan unos módulos 1 de otros se incorporan elementos flotadores 26 y de rigidización para instalarse los módulos sobre la superficie libre del agua de un pantano, piscina o cualquier otra extensión de agua, estando tales módulos 1' cerrados por sus laterales. Además, los elementos flotadores se pueden asociar mediante tirantes inferiores
30 para mantener con mayor seguridad el distanciamiento de los flotadores 26 y también para asegurar la conformación de la estructura del conjunto del conjunto del concentrador solar. Este concentrador de luz conformado a partir de una lámina transparente 25, se monta a partir de un cuerpo laminar transparente ubicado en una embarcación 27 y el cual se va extendiendo por la parte trasera de la citada embarcación 27 conformando los diferentes módulos I1 e incorporando los elementos flotadores intermedios 26 ubicados en los pliegues de separación de cada módulo 1', cerrando también las porciones laterales de cada módulo 1 ' , incorporando además el resto de elementos . También cabe señalar que la lámina estará dispuesta en la embarcación preferentemente en forma de rollo 28.
Por otro lado, cada módulo puede estar conformado a partir de una estructura de caja con tapa 2, donde al menos la tapa de configuración curvada es transparente para dejar pasar la luz solar concentrando la radiación lumínica.
La tapa 2 , incorpora en su zona más elevada un orificio pasante cerrado con un pequeño tapón 29, orificio destinado al llenado del líquido transparente y para liberar el aire de posibles cámaras superiores de aire .
Las porciones laminares transparentes citadas de los módulos incorporan unos transductores eléctrico-acústicos que emiten sonidos y/o ultrasonidos para evitar que se posen insectos u otros elementos que impidan o mermen la capacidad del paso de la luz solar a través de esas porciones laminares transparentes.
Tales transductores eléctrico-acústicos están fijados sobre la cara exterior de las porciones laminares transparentes .
Los receptores de luz 3 pueden comprender células fotoeléctricas y también conjuntos independientes. Cada uno de éstos conjuntos estará formado por un colimador, un difractor y una célula optimizada a distintos espectros de luz .

Claims

REIVINDICACIONES
1.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, que estando destinado para obtener energía eléctrica mediante la luz solar que recibe al menos un elemento receptor de luz, se caracteriza porque comprende al menos un módulo cerrado
(1, I1) lleno de agua u otro líquido, con al menos una porción laminar transparente curvada superior (2, 2') que concentra la luz solar, existiendo dentro de ese módulo el elemento receptor de luz (3) que pende de una varilla vertical (4) conectada por un extremo a un punto fijo de giro (5) , conectándose al extremo opuesto de la varilla el elemento receptor de luz (3) , incluyéndose medios para situar el mismo en cada momento en la posición pertinente dependiendo de la situación y orientación del sol con ayuda de un fotosensor de luz (6) o temporizador .
2.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios para mover y situar el elemento receptor de luz (3) según la posición del sol comprenden: - un flotador (7) conectado al elemento receptor de luz
(3) mediante un tirante (8) tendente a traccionar del elemento receptor de luz (3) en un sentido de giro con respecto al punto fijo de giro (5) ; un hilo (9) asociado al elemento receptor de luz (3) y a un servomotor (10) que está vinculado a un fotosensor (6) de la luz solar, servomotor (10) que cuando se activa mediante el fotosensor (6) tracciona del elemento receptor de luz (3) en contra de la resistencia del flotador (7) hasta situar al elemento receptor de luz (3) con la orientación pertinente dependiendo de la posición del sol.
3.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios para mover y situar el elemento receptor de luz (3) en la posición pertinente comprenden dos servomotores (11) asociados a dos tirantes en oposición conectados por sus extremos libres al elemento receptor de luz (3) por dos puntos opuestos, activándose dichos servomotores (11) mediante sendos fotosensores de luz (6) .
4.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios para mover y situar el elemento receptor de luz (3) según la posición del sol comprenden un fluido con un bajo punto de ebullición (13), de forma que cuando se transforma en gas o se dilata debido a una subida de temperatura, el elemento receptor de luz (3) se desplaza en un sentido de giro y cuando se transforma en líquido o se contrae debido a una bajada de temperatura el giro es en sentido contrario .
5.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios para mover y situar el elemento receptor de luz (3) en la posición pertinente comprenden: un elemento flotador (7) que desplaza el elemento receptor de luz (3) en un sentido de giro a través de un hilo o tirante (8) ; una lámina arqueada bimetálica (15) con diferentes coeficientes de dilatación, cuya cara superior curvocóncava es recorrida por un pequeño cuerpo metálico (16) que contacta con la misma y está asociado al elemento receptor de luz (3) y éste asociado a unos espejos (17) receptores de luz, produciéndose en el contacto del pequeño cuerpo metálico (16) y cara superior de la lámina bimetálica (15) una diminuta elevación (23) debido a la elevación de la temperatura que empuja en un sentido al elemento receptor de luz (3) .
6.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios para mover y situar el elemento receptor de luz (3) en la posición pertinente comprenden: un cuerpo hueco (18) abierto por la parte inferior y conectado a la varilla vertical (4) mediante un tirante (8 ' ) , cuerpo hueco (18) situado a un lado de la varilla citada (4) ; una estructura de termómetro (19) con un serpentín superior en espiral (20) ubicado al otro lado de la varilla (4) en un mismo plano, que comunica con el cuerpo hueco (18) a través de una conducción intermedia (22) , estando conectada esa estructura de termómetro (19) por su parte más baja al extremo inferior de la varilla (4) con interposición de un pequeño cuerpo metálico (161), cuya variación de temperatura dilata o contrae un material ubicado en la estructura de termómetro (19) , tal como mercurio, alcohol o similares, consiguiendo así situar el elemento receptor de luz (3) donde corresponda, estando éste asociado a la varilla (4) , a la vez que se incluyen espejos (17) vinculados a la citada varilla (4) y elemento receptor de luz (3) .
7.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios para mover y situar el elemento receptor de luz (3) en la posición pertinente comprenden: - un elemento flotador (7) que desplaza el elemento receptor de luz (3) en un sentido de giro a través de un hilo o tirante (8) ; - un cuerpo hueco (18) abierto por la parte inferior y estando dicho cuerpo hueco (18) situado al lado contrario que el elemento flotador (7) aunque en un mismo plano; - una cámara inferior (21) asociada a un pequeño cuerpo metálico (16' ') vinculado a la varilla (4) y cuya variación de temperatura dilata o contrae el aire de esa cámara inferior (21) que comunica con el cuerpo hueco (18) a través de un conducto (24) , variando la posición del elemento receptor de luz (3) conectado a la varilla (4) , existiendo unos espejos (17) vinculados a la varilla (4) y elemento receptor de luz
(3) .
8.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende una sucesión de módulos (I1) formados a partir de un cuerpo laminar alargado transparente (25) y mediante plegados sucesivos paralelos de ese cuerpo laminar (25) se conforman los diferentes módulos (I1)/ incorporándose en las zonas de plegado elementos flotadores y de rigidización (26) para instalarse los módulos (I1) sobre la superficie libre del agua de un pantano, piscina o cualquier otra extensión de agua, estando los módulos (I1) cerrados por sus laterales.
9.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 1, caracterizado porque cada módulo (1) comprende una estructura de caja con tapa, donde al menos la tapa (2) de configuración curvada es transparente para dejar pasar la luz solar concentrando la radiación lumínica.
10.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 9, caracterizado porque la tapa (2) incorpora en su zona más elevada un orificio pasante cerrado con un pequeño tapón (29) , orificio destinado al llenado de líquido transparente y para liberar el aire de posibles cámaras superiores de aire.
11.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las porciones laminares transparentes superiores (2, 2') de los módulos (1, 1') incorporan unos transductores eléctrico-acústicos que emiten sonidos y/o ultrasonidos para evitar que se posen insectos u otros elementos que impidan o mermen la capacidad del paso de la luz solar a través de esas porciones laminares transparentes (2, 2') .
12.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 11, caracterizado porque los transductores electro-acústicos están fijados sobre la cara exterior de las porciones laminares transparentes (2, 2') .
13.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los elementos receptores de luz (3) comprenden células fotoeléctricas.
14.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque los elementos receptores de luz (3) comprenden conjuntos independientes, formado cada uno de ellos por un colimador, un difractor y una célula optimizada a distintos espectros de luz.
15.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque uno de los polos eléctricos de la fotocélula (6) está en contacto directo con el agua que actúa como conductora de la electricidad y un segundo cable conductor se pone en contacto con la superficie del agua para dirigir la corriente eléctrica al exterior del pantano, piscina u otra extensión de agua.
16.- PROCESO DE MONTAJE DE UN CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 8, caracterizado porque el concentrador se monta a partir de un cuerpo laminar transparente (25) ubicado en una embarcación (27) y el cual se va extendiendo por la parte trasera de la embarcación (27) conformando los diferentes módulos (I1) e incorporando elementos flotadores intermedios (26) ubicados en los pliegues de separación de cada módulo (I1), cerrando también las porciones laterales de cada módulo (I1), incorporando también el resto de elementos.
17.- PROCESO DE MONTAJE DE UN CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 16, caracterizado porque la lámina transparente (25) está dispuesta en la embarcación (27) en forma de rollo (28) .
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