WO2009007485A2 - Concentrador de energía solar y proceso de montaje - Google Patents

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Definitions

  • the present invention refers to a solar energy concentrator and assembly process.
  • the orientation of the modules is automatic so that they are located in real time with the most appropriate position with respect to the position of the sun and thus achieve maximum light radiation and therefore a great use of solar energy.
  • Means for desalinating water and also for decontamination of dirty water are provided.
  • the voltage produced by the cells is continuous so that to achieve alternating current an electronic circuit will be applied that converts the direct current into 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.
  • Another parameter that influences the level of electrical power generated by the cells is the spectrum or color of incident light.
  • the power response of the cells is different to different spectra or colors.
  • the cells behave differently against the different ranges of colors, so that the ideal cell would be the one that had an equal and linear response to the entire spectrum of light, from infrared to the ultraviolet
  • the drawback of this technique is that the distance or focus point between the filter and the point of incidence of the light is very high, being much space and volume necessary for the assembly of a module composed of holographic filter and solar cells.
  • These filters also generate two beams from the light that passes through them: the main beam that remains white and the secondary beam, which is composed of the color spectrum of the light spectrum. In addition this second takes advantage but the main one does not.
  • 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.
  • prisms need high levels of light to decompose the light into colors, so that if the day is cloudy or there is little light, the prism or prisms behave as if it were an opaque surface and therefore virtually no energy could be obtained.
  • a photovoltaic solar plant is composed of solar cells and mechanisms that help direct the plates towards where the sun is, making the same path that the sun makes throughout a day.
  • thermo-voltaic energy is a good alternative to consider in the field of electricity generation for domestic use, it must be low cost and easy and quick to install, while supporting efficient weather conditions.
  • the invention proposes a solar energy concentrator that is determined from at least one module with a curved-concave mirror reflecting surface that concentrates the light radiation towards receiving devices to obtain electrical or other energy, also including means to orient that mirror surface according to the position of the sun.
  • each module comprises a light and thin arcuate laminar body incorporating the curved-concave mirror surface, said laminar body being associated with stiffening supports that stabilize and stiffen that arched structure to maintain this shape, which supports on a floor with interposition of guiding means by means of which the arched structure can be tilted and moved by rolling to one side or the other depending on a light sensor or timer that activates a device which positions each module in real time with the required orientation according to the position of the sun.
  • the set of each module has a rotation movement only.
  • the device for positioning in real time each module or set of modules comprises two lateral balancing tanks which, depending on the relative variation between the weights of the material contained in such deposits, the orientation of the respective module varies, passing the material of one to another deposit mechanically and / or electrically to balance and reach each position of the module depending on the light sensor or timer, transferring material from one tank to another and vice versa, according to the position of the sun.
  • the lateral tanks can hang in a tilting way on the highest part of the sides of each module along them.
  • the material contained in such tanks can be a liquid fluid that is transferred by closed circuit from one tank to the other through lower areas with the help of solenoid valves and a pump associated with the light sensor or timer.
  • the tanks are preferably closed hollow bodies of essentially tubular structure affected by tiny upper perforations to ensure the proper functioning of the system in the sense of preventing the formation of vacuum chambers that hinder the transfer of liquid from one side to the other side tank.
  • the connections for passing the liquid from one side tank to another will be located in a lower area of such tanks.
  • the device for positioning in real time each module or set of modules can comprise a linear motor element, such as a hydraulic or pneumatic cylinder, which acts on each module or set of modules to make them tilt to one side or the other, connecting the rod of the cylinder in correspondence with the upper edges of the respective module or set of modules.
  • each module or set of modules can also comprise at least one motor element, whose output rotation axis has a pulley where a belt or the like is coupled coupled to another crazy rotating element, a belt whose ends connect with the upper edges of each module or set of modules.
  • the guiding means are located in the lower part of each module incorporating guides that are complemented with other cross-sections of the ground or elevated guides with respect to said floor, to ensure an orderly tilting of the modules during their tilting movement of rolling in search of the most appropriate orientation according to the position of the sun.
  • Such module guides may be incorporated in the stiffening brackets.
  • the ground guides comprise rails as rails while the module guides comprise a stepped structure.
  • the ground guides comprise rail-like ribs while the guides of the respective module comprise a grooved structure. In another embodiment the ground guides comprise grooves while the guides of the respective module comprise ribs.
  • ground guides include toothed zippers that are complemented by teeth of the module guides.
  • Another feature of the invention that concerns us is the incorporation of a carriage with wheels associated with the curved supports of the modules and also with the corresponding ground guides or elevated guides with respect to said floor, thus ensuring a correct derailment as well as an effective wind system
  • the mentioned car also incorporates characteristic stops that can prevent deformation of the modules when it is very windy.
  • ground guides include steel cables or braces with sufficient tension to allow and ensure the guided mobility of the modules. These cables, fixed by means of pairs of end brackets, will be located above the ground, while they include ringed skates that ensure the connection between the guides of the modules and the steel cables.
  • the cables have a closed loop structure to avoid the curvature of the cables, the upper and lower branch of the cables joining by means of rigid pieces, thus maintaining the horizontality of the upper branch, on which the corresponding modules are guided.
  • each general conduit which interconnects the balancing tanks, is articulated connected at the ends of rockers that articulate centrally on vertical posts, the free ends of such rockers being associated by means of a tensioning cable. This ensures a horizontal direction of the two general pipes, preventing them from curving and thus achieving correct synchronization and optimal operation of the solar modules.
  • Another feature refers to centered reinforcements that are arranged in the modules when they are large to prevent deformation, reinforcements joined by a rod or cross cable.
  • characteristic cleaning means of the reflective surface of the laminar bodies means that are determined from a self-propelled vehicle with large brushes that are responsible for cleaning the reflective surface during the night that is when The solar concentrator does not work.
  • other characteristics of the invention aimed at obtaining a high efficiency for heating water or other fluids at elevated temperatures in combination with obtaining electrical energy and other energy resources, such as obtaining hydrogen and oxygen through photolysis or electrolysis or systems that need sunlight or heat for their generation and / or also for water purification and desalination of sea salt water .
  • the structures necessary to achieve the objectives described in the previous paragraph will be located in a strategic centered and longitudinal zone, in the highest part of the modules of the concentrators.
  • This strategic area will receive the projection of heat and luminosity emitted by the sun's radiation through the corresponding curved laminar mirror bodies of the modules.
  • water is circulated to heat it at elevated temperatures by means of the heat component of the solar radiation while also taking advantage of the luminosity component of that solar radiation to obtain electrical or other energy and also to obtain hydrogen and oxygen from the process of photolysis or electrolysis with previous heating of the water to be electrolyzed so that less electrical energy is necessary in the electrolysis process.
  • two longitudinal collectors are arranged to treat salted or contaminated water, obtaining salt and clean water by evaporation, circulating the water to be treated at less by the lower collector that will receive solar radiation through mirror laminar bodies of the modules, raising the temperature until the evaporation of the water that will pass in a gaseous state to the upper collector through narrow radial ducts communicating both collectors , condensing after the water vapor in a liquid state inside the upper collector, the precipitated salt and / or other waste being extracted by means of an extraction and cleaning mechanism located in the lower collector.
  • a second stage in which, according to the laser cross-linking, means for guiding, supporting and installing the different modules are arranged.
  • each module incorporates at least some collimating devices that collect the projection of the light radiation reflected by the mirror reflecting surface of the curved laminar body; incorporating also a diffractor devices receiving the light radiation concentrated in the collimating devices and cells optimized to different light spectra receiving the light radiation according to the frequency of the colors emitted by the diffractor devices.
  • the collimators can be placed intercalating them in through windows of the arched laminar body of the mirror interrupting the continuity of said laminar body, while diffractors and cells optimized to different light spectra are located behind that laminar body.
  • Each collimator, diffractor and cell optimized to different light spectra comprise an independent assembly that is fixed to the laminar body or module by means of the collimator in correspondence with the respective through window through tabs or the like.
  • the collimators can also be fixed superiorly on an elongated support that reaches the ends of each module.
  • the collimators can present an arched structure, whose curved-concave mirror face projects the light radiation to the diffractors and these to the cells optimized to different light spectra, the possibility also being provided that the collimators present a flat structure that projects the light radiation to the diffractors.
  • the face of the reflection of the light of the diffractors comprises a smooth mirror surface with tiny slits that project the reflection of the light in the whole range of colors towards the optimized cells to different light spectra. That smooth mirror surface with tiny grooves is similar or similar to that of a compact disc or other support with a similar surface with any other perimeter shape.
  • the modules incorporate at least one photoelectric cell receiving the light radiation located, for example, centered above the respective module.
  • Another way to harness the energy of the concentrator is by incorporating tubes, coils or similar, through which water or other fluid is circulated to raise its temperature with the heat generated by the light radiation emitted by each curved laminar body.
  • the assembly process of the solar energy concentrator comprises a first stage in which in a vehicle at least one flat laminar body is curved to obtain a curved structure, whose curved-concave face has a reflective mirror surface.
  • a stage is included in which two longitudinal tanks are mounted on the sides of the curved laminar bodies containing a material that can be transferred from one tank to another to vary the orientation according to the position of the sun with the help of a light sensor.
  • It also includes a stage in which the shaped curved structure is unloaded on the ground by the rear of the vehicle.
  • the light receptors could also comprise tubes, coils where water or other fluid would circulate to heat it with the solar radiation emitted by the curved laminar body.
  • the support surface of the concentrator of the invention will normally be supported on the floor itself, although its application as is evident can be to any other surface without it necessarily having to be horizontal, nor the floor itself, which can be a raised surface, for example.
  • the cells are connected in series and incorporate electronic circuits. These are in turn fed by a master signal of sinusoidal alternating current equal in frequency and form to the type of current for electrical consumption of each country, 60 or 50 Hz, to obtain with the set of cells an alternating current signal equal to the master signal but of higher voltage or high voltage.
  • the master signal can also be of modulated pulses and the circuits then convert this signal of modulated pulses into a sine wave.
  • the signal can be single-phase or multi-phase.
  • FIGS 2 and 3. Show perspective views of other solar energy concentrators.
  • Figure 4.- Shows a view of a solar concentrator with the incorporation of a Fresnel lens.
  • Figure 5. Shows a view of a coupling system of several solar concentrators, on the upper horizontal branch of a closed loop cable.
  • Figure 6. Shows a plan view of several solar concentrators with the incorporation of a hydraulic circuit to achieve the movement of the cylinders.
  • Figure 7.- It essentially shows a synchronization system of the movement of several solar concentrators.
  • Figure 8.- Represents a view showing a system of concentrating the rails.
  • Figure 10. Shows a solar concentrator with cleaning means thereof.
  • Figures 11 to 14. They show views of a concentrator with the incorporation of means to obtain hot water, electrical energy and also hydrogen or oxygen by photolysis.
  • Figure 15. It shows a front view of a concentrator with the incorporation of a structure for obtaining drinking water by incorporation and condensation from salt or contaminated water.
  • Figures 16 to 18. They show detailed views of the structure for obtaining drinking water.
  • FIG 19 to 26.- show different views of the stages of the assembly process that is also part of the object of the invention that concerns us. This process should also include what is described in Figure 18.
  • FIG. 27 Shows a plan view of a set of solar concentrators with solar energy receivers consisting of photovoltaic cells connected in series and associated with electronic circuits to directly achieve a high voltage in alternating current, thus avoiding large transformers.
  • Figure 28.- Shows a detailed view of each of the electronic circuits mentioned in the previous figure.
  • Figure 29.- Shows a front view of a solar concentrator.
  • Figure 30, - Shows another front view of another solar concentrator.
  • Figure 31, - shows a front view of a concentrator that includes a photoelectric cell receiving the light radiation.
  • Figure 32 It shows a front view of the concentrator comprising several modules associated with each other that move all simultaneously attending to the position of the sun at each moment.
  • Figure -33.- Represents a front view of the hub where means are shown to move the concentrator determined by linear elements, such as cylinders.
  • Figures 35 and 36, - They show simple and multiple concentrators where other motor means to mobilize the different modules stand out.
  • FIG. 37 Shows another view of the concentrator in which the modules are guided in high tensioned cables with respect to the ground.
  • Figures 38 and 39.- Show front views of other concentrators determined by a single module.
  • Figure 40 Shows a schematic view of an assembly process of the concentrator of the invention.
  • Figure 41 Shows a general plan view of a hub mounted and guided on tensioned cables.
  • FIGs 42 and 43.- They show views of the guide cables of the modules where the fixation of them on some posts or end supports stands out.
  • the solar concentrator comprises one or several modules 1, each of which includes at least one thin laminar body of arched structure 2, whose curved-concave face has a surface of reflective mirror, so that this laminar body 2 is fixed in principle to curved supports 3, which together with longitudinal bars 3 'and other transversal 3''stably stiffen the laminar body 2 while maintaining its reflective arched configuration that concentrates solar radiation 89 to project it towards devices to obtain electrical energy or to heat a fluid, which will be essentially water, although they could be other fluids.
  • Other energy resources such as hydrogen and oxygen can also be obtained through photolysis or other systems that need sunlight or heat for their generation and / or also for water purification or desalination.
  • Each module 1 rests on the floor 28 with interposition of guiding means by means of which the arched structure of the modules 1 turns an angular space towards one or the other side depending on a light sensor or timer, not shown in the figures, which activates a device that positions each module 1 in real time with the required orientation according to the position of the sun.
  • the guiding means are located at the bottom of each module 1 incorporating guides 4 that are complemented with other transverse 5, 5 ', 5' 'of the floor 28 to ensure an orderly tilt of the modules 1 during their movement Rolling swingarm in search of the most appropriate orientation according to the position of the sun.
  • Such guides 4 of the modules 1 may be incorporated in the stiffening brackets 3 themselves.
  • the floor guides comprise ribs in the manner of rails 5 while the guides 4 of the module 1 comprise a stepped structure.
  • the floor guides 28 comprise ribs in the manner of rails 5 while the guides 4 of the respective module 1 comprise a corrugated structure.
  • the floor guides 28 comprise grooves while the respective module guides comprise ribs.
  • the ground guides comprise 5 'toothed zippers that are complemented by teeth of the 4 guides of the modules. It is planned to incorporate a carriage 6 with wheels, upper 7 and lower 8, associated with the curved supports 3 of the modules 1 and also to the ground guides, thus ensuring a correct track, as well as an effective wind system.
  • the characteristic carriage 6 also incorporates lateral stops 9 that can prevent deformation of the modules 1 when it is very windy, in these cases contacting the arcuate supports 3 in such stops 9.
  • the ground guides 28 comprise 5 '' steel cables or straps with sufficient tension to allow and ensure the guided mobility of the modules 1.
  • These cables 5 '' can be located above the ground 28 and fixed at their ends on supports 10.
  • the cables 5 '' have a closed loop structure to avoid the catenary curvature of the cables 5 ", joining the upper and lower branches of these cables 5 1 1 by rigid pieces 11, thus maintaining the horizontality of the upper branch, on which the corresponding modules are guided.
  • the cables 5 '' are not closed loop, so that in this case, the guidance is secured by a ringed skid 90 that moves and guides along the cable 5 '' during the rolling movement and translation of the modules 1 that support at all times by gravity on the mentioned cables 5 ''.
  • Said ringed skate 90 hugs the cable 5 '' and also a widened portion 91 of the stiffening brackets 3.
  • the skid 90 ensures the connection between modules 1 and the cable 5 '' when strong winds and other unusual weather events occur.
  • the lateral tanks 12 can hang in a tilting manner on the highest part of the sides of each module 1 along them through short chains or braces 13, or the like.
  • the material contained in such tanks 1 can be a liquid fluid that is transferred by closed circuit from one tank to the other through lower areas with the help of hydraulic equipment 14 associated with the light sensor or timer, the latter elements that have not been represented in the figures.
  • This hydraulic equipment is conventional and incorporates, among other elements, a pump 15, solenoid valves 16 and other necessary elements known as an electronic circuit 17 and sensors 18.
  • each module or set of modules comprises at least one linear motor element, such as a hydraulic or pneumatic cylinder 93, which acts on each module or sets of modules 1 to make them tilt towards one or another side, connecting the rod of the respective cylinder 93 in correspondence with the upper edges of the respective module or set of modules 1.
  • a linear motor element such as a hydraulic or pneumatic cylinder 93
  • the device for positioning in real time each module or set of modules 1 comprises at least one rotating motor element 94, whose output shaft connects to a pulley 95 where a belt 97 or similar is coupled coupled to another crazy rotating element 96, belt 97 whose ends connect to the upper edges of each module or set of modules.
  • both the idle rotation element 96 and the rotating motor element 94 will be fixed statically.
  • the stiffening supports 3 essentially comprise a wrapping structure that externally embraces each module 1, at least at its ends, while having a transverse section 19 that runs the distance between the two longitudinal free edges of the curved laminar bodies 2 .
  • the lateral tanks 12 on one side of the modules 1 are interconnected by a general conduit 20 arranged on the front, while the tanks 12 on the other side will be interconnected by another similar conduit 20 'arranged in the rear front. In this way a perfect synchronization is achieved in the movement towards one or the other side of the modules 1 to be oriented according to the position of the sun.
  • Each of these general conduits 20, 20 'that interconnects the tilting tanks 12, is articulated connected at the ends of some rockers 21 that articulate centrally on vertical posts 22, the free ends of the rockers 21 being associated by means of a tensioning cable 23. This ensures a horizontal direction of the two general conduits 20, 20 'preventing them from curving (catenary) and thus achieving correct synchronization and optimal operation of the solar modules 1.
  • the modules have fixing and stability means that allow the rolling movement thereof, said means consisting of pulleys 98 fixed to the ground, in each of which a brace 99 is coupled, whose two branches are connected by their ends on opposite sides of stiffening brackets 3.
  • the solar modules 1 can follow the orientation of the sun, only with a rotary movement without rolling translation although mobility can also be carried out by means of that rotating and rolling translation combination as previously mentioned.
  • pairs of toothed pinions 24 and 25 are provided associated with other complementary teeth set in the stiffening supports 3 of the modules 1.
  • a second curved and lower stiffening brackets 26 that are attached to the first 3 and which guide the rotating path of the modules 1, such new lower brackets 26 being associated with inverted "U" shaped frames 27, by which branches are fixed to the ground 28.
  • lateral reinforcements 34 and a central reinforcement 35 are provided, all of them connected by means of a shoulder 36.
  • the central reinforcement 35 is optional and is arranged on a possible central collimator or other structure located in that area to receive solar radiation.
  • a cleaning system determined from a self-propelled vehicle 37 that runs through each module 1 through its lower part is provided, vehicle 37 incorporating two large cleaning brushes 38 into which some tubes 39 that supply a fluid with the relevant cleaning products, fluid housed in a tank 40 of the vehicle 37.
  • This incorporates a control circuit 41 and sensors 42, motor 43 and rechargeable battery 44 via a plug 45 that will be connected to a source supply 46 during a time that the vehicle 37 is not active. The cleaning process will be carried out during the night which is when there is no power generation, as is evident.
  • the structures necessary to achieve the objectives described in the previous paragraph will be located in a strategic zone centered and longitudinal in the highest part of the modules 1 of the concentrators. This strategic area will receive the projection of the heat and luminosity emitted by the sun's radiation through the curved laminar mirror bodies 2 of the modules 1.
  • a succession of two groups of tubes 48 are arranged in two planes perpendicular to the projection of the solar radiation (heat and luminosity) emitted by the curved laminar bodies of mirror 2, as well as the confluence of such two planes starts up and down a straight profile 49 to absorb the lower residual radiation.
  • the tubes 48 of each group of them are joined together forming the characteristic plane perpendicular to the emitted radiation.
  • a single trapezoidal tube 50 is provided in an inverted position, whose inclined faces receive perpendicularly the projection of the sun's radiation.
  • the diffractor is dispensed with, placing in close proximity and parallel to the inclined side faces of the trapezoidal tube 50 transparent photovoltaic cells 53 that directly collect the light radiation and instead allow the heat radiation to tube fluid 50.
  • a fourth embodiment shown in Figure 14 comprises in principle the same embodiment as in the second, with the difference that a photolysis cell 54 is provided in place of the photovoltaic cell of the second embodiment.
  • This photolysis cell 54 is intended to obtain hydrogen and oxygen separately as is known.
  • the structure of this fifth embodiment is determined from two cylindrical collectors, upper 55 and lower 56, the latter receiving solar radiation.
  • this lower manifold 56 circulates in principle the cooling salt water previously introduced by an inlet tube 57 which flows into a annular space 58 of the upper manifold 55 then passing to the lower manifold 56 through a curved tubular portion 59 where a passage and sealing solenoid valve 60 has been interleaved. From the lower manifold 56 a linear succession of narrow radial ducts 61 that flow into the longitudinal center of the upper manifold 55.
  • the resulting water accumulates in the center of the upper collector 55, while the waste (precipitated salt and other impurities) is extracted to the outside by means of a drag and cleaning mechanism 64 located in the lower part of the collector bottom 56, collecting such waste in a tank 65 through a conveyor belt 66.
  • the upper manifold 55 can incorporate several concentric annular chambers, through one of which 58 'the cooling salt water will circulate while in the other 69 the salt-free liquefied liquid will be obtained at different pressures in each chamber.
  • the energy receptors are photovoltaic cells 52 ( Figures 27 and 28), these are preferably connected in series, while they are associated with small electronic circuits 82 to directly achieve high voltage in alternating current, thus avoiding the large conventional transformers .
  • Each electronic circuit 82 has a known design clearly shown in Figure 28, highlighting in it the incorporation of a protection block 83 for the voltage cut.
  • the 5 '' steel cables are also used as electricity conductive cables when 1 photoelectric cells are incorporated in the modules. Thus, these cells are connected to the arcuate stiffening supports 3 and these being in contact with the cables 5 '' transmit the electric current.
  • the assembly process after having prepared the ground, in an initial phase extends a first inflatable rolled tape 70 with laser devices 71 located at regular distances and a second similar tape 70 in another perpendicular direction as if it were two axes of coordinates These rolls of tape 70 are transported in vehicles that travel the ground.
  • roller belts as well as perforations, concrete pouring and laying of the racks 27 are made by a robot vehicle 78 'as shown in figures 18 and 19.
  • This robot vehicle is remote control with GPS assistance
  • the inflatable elements 76 start from also inflatable annular pieces 88 that separately embrace each branch 73 of the frames 27.
  • the robot 78 carries all the other components, robot 78 which is responsible for assembling the set of all the elements of the structure of the different modules 1 automatically.
  • the inflatable belts 70 incorporate a succession of float devices 84 that include floats themselves 88 within a fluid contained in flexible containers 86 communicated with each other by a common conduit 85 in order to level the different float devices 84 and therefore the flexible belts 70 This ensures a plane horizontal in the cross-linking of laser beams 72, especially when the terrain 28 is irregular. Support feet 87 are also provided to level the unwound belt 70 when the irregularities of the terrain are more pronounced.
  • the assembly robot 78 after having been autoclaved in its precise position with the help of sensors, the arc structure of the respective module is formed by placing it on two consecutive frames in its exact position by means of sensors.
  • the robot 78 will place the energy receiver, synchronization block and wind system.
  • the reflective laminar bodies 2 can be integral with a honeycomb-shaped structure, through which it joins the curved supports 3 of the different modules 1.
  • each module can incorporate at least some collimating devices 100, 101 that collect the projection of the light radiation reflected by the mirror reflecting surface of the curved laminar body 2; incorporating in addition a diffractive devices 102 receivers of the light radiation concentrated in the collimating devices 100, 101 and cells 103 optimized to different light spectra receiving the light radiation according to the frequency of the colors emitted by the diffraction devices 102.
  • the collimators 100 can be placed intercalating them in through windows of the arched laminar body of the mirror interrupting the continuity of said laminar body 2, while the diffractors 102 and cells 103 optimized to different light spectra are located behind that laminar body 2 .
  • Each collimator 100, diffractor 102 and cell 103 optimized to different light spectra comprise an independent assembly that is fixed to the laminar body 2 or module 1 by means of collimator 100 in correspondence with the respective through window through tabs or the like, not shown in the figures.
  • the collimators 101 may also be fixed superiorly on an elongated support 104 that reaches the ends of each module 1.
  • the collimators can have an arched structure 101, whose curved-concave mirror face projects the light radiation to the diffractors 102 and these to the cells 103 optimized to different light spectra, the possibility also being provided that the collimators have a flat structure 100 that projects the light radiation to the diffractors 102.
  • the light reflection face of the diffractors 102 comprises a smooth mirror surface with tiny grooves that project the reflection of the light across the entire color range to the cells 103 optimized to different light spectra. That smooth mirror surface with tiny slits is similar or similar to the one It has a compact disc or other support with a similar surface or with any other perimeter shape.
  • the modules 1 incorporate at least one photoelectric cell 52 reflecting the light radiation located, for example, centered above the respective module 1.
  • the modules 1 incorporate at least one photoelectric cell 52 reflecting the light radiation located, for example, centered above the respective module 1.
  • mirror elements 105, 106 and 107 placed respectively above and below the photoelectric cells 52 for the use and feedback of the solar rays that could be lost, essentially on both sides of said photocells 52.
  • the upper mirror 106 is located in a vertical plane to avoid shadows, including one of its faces a multitude of tiny mirrors 108.
  • the assembly process of the solar energy concentrator comprises a first stage in which at least one flat laminar body is curved in a vehicle 109 to obtain a curved structure, whose curved-concave face has a mirror reflective surface.
  • a second stage in which stiffening brackets 3 are mounted on each curved sheet body 2 to ensure its curved structure.
  • a third stage in which independent light receiving assemblies are mounted on the curved laminar body.
  • a stage is included in which two longitudinal tanks 12 are mounted on the sides of the curved laminar bodies 2, which contain a material that can be transferred from one tank to another to vary the orientation according to the position of the sun with the aid of a sensor of light .
  • a stage is also included in which the shaped curved structure is discharged on the ground by the rear of the vehicle 109.
  • parallel guides 5, 5 ', 5' ' are mounted on the ground that will be complemented with other guides 4 of the curved laminar body.
  • each light receiver can comprise a photoelectric cell 52 or independent assemblies formed by a collimator 100, 101, diffractor 102 and cells optimized to different light spectra 103.
  • the light receptors could also comprise tubes, coils where water or other fluid would circulate to heat it with the radiation emitted by the curved laminar body 2.
  • the concentrator of the invention may be supported on the floor itself, although its application as it is evident can be to any other surface without it necessarily having to be horizontal, nor the ground itself, which can be an elevated surface.

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Abstract

Incluye al menos un módulo con una superficie curvo-cóncava reflectante de espejo que concentra la radiación lumínica hacia unos dispositivos para obtener después energía eléctrica o de otro tipo. También cuenta con medios para orientar esa superficie de espejo acorde con la posición del sol. Se caracteriza en principio porque cada módulo comprende un ligero y delgado cuerpo laminar de estructura arqueada que incorpora la superficie de espejo curvo-cóncava, estando este cuerpo laminar asociado a unos soportes de rigidización que estabilizan y rigidizan esa estructura arqueada para mantener esta forma, la cual apoya en un suelo con interposición de medios de guiado mediante los cuales la estructura arqueada al menos bascula hacia uno u otro lado dependiendo de un sensor de luz o temporizador que activa un dispositivo que posiciona cada módulo en tiempo real con la orientación requerida según la posición del sol.

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.
El concentrador solar está destinado para concentrar la radiación lumínica del sol con el fin de obtener energía eléctrica o energía en forma de calor para calentar fluidos, tal como agua. También está destinado para conseguir otros recursos energéticos, como el hidrógeno y el oxígeno mediante un proceso de fotolisis o sistemas que necesiten la luz o el calor del sol para su generación y/o también para depuración o desalación de agua . El concentrador comprende en general módulos de un elevado rendimiento que poseen una ligera y sencilla estructura, que requiere un bajo coste en su instalación, requiriendo además un bajo coste por cada módulo concreto. Además, el proceso de montaje es sustancialmente simple y rápido, pudiéndose instalar directamente en el suelo o con interposición de unas guías que permitan tanto el montaje de los módulos como una característica movilidad, dependiendo todo ello de la orientación y posición del sol.
Evidentemente la orientación de los módulos es automática para que los mismos se sitúen en tiempo real con la posición más adecuada con respecto a la posición del sol y así conseguir la máxima radiación lumínica y por tanto un gran aprovechamiento de la energía solar.
Otras características de la invención están destinadas para conseguir un mejor funcionamiento del concentrador solar con una mayor estabilidad, sobre todo cuando existen vientos huracanados y también vientos con menor intensidad, incorporándose distintos sistemas antiviento característicos.
Otras mejoras de la invención son las siguientes: - medios para evitar la catenaria de los cables para encarrilamiento de los distintos módulos.
- Medios para la sincronización de la posición de los tubos de equilibrado de los módulos.
- Medios automáticos de limpieza de la superficie reflectante de los distintos módulos.
- Medios para calentar agua a elevadas temperaturas .
Medios para desalar agua y también para descontaminación de aguas sucias.
- Sistema para conseguir alta tensión sin el uso de costosos transformadores convencionales.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En la actualidad existen distintos sistemas para generación energética por concentración solar, como por ejemplo un sistema de múltiples espejos motorizados que concentran el calor en un punto alto o torre para calentar un fluido y generar vapor para mover una turbina, concentradores parabólicos de Stirling, chimenea eólica solar, concentradores de espejo cilindrico parabólico, pero todos ellos son caros de complejas estructuras y requieren del orden de años para la instalación de una planta solar de tamaño medio. A esto hay que añadir que 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 potencial 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, 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 1.a 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 o sobre distintos sistemas que generan o almacenan energía a partir del calor.
En resumen pues sé 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 foto o termovoltáica 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.
Por otro lado, los sistemas de concentración solar actuales para la obtención de recursos energéticos son caros, de estructuras complejas y pesadas y su instalación lleva del orden de años para realizar plantas energéticas de medio o gran tamaño. Los sistemas de motores que se utilizan para dirigir los concentradores solares hacia el recorrido diario del sol, son caros y se estropean muy a menudo.
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 determina a partir de al menos un módulo con una superficie curvo-cóncava reflectante de espejo que concentra la radiación lumínica hacia unos dispositivos receptores para obtener después energía eléctrica o de otro tipo, incluyendo además medios para orientar esa superficie de espejo acorde con la posición del sol.
Se caracteriza porque cada módulo comprende un ligero y delgado cuerpo laminar de estructura arqueada que incorpora la superficie de espejo curvo-cóncava, estando dicho cuerpo laminar asociado a unos soportes de rigidización que estabilizan y rigidizan esa estructura arqueada para mantener esta forma, la cual apoya en un suelo con interposición de medios de guiado mediante los cuales la estructura arqueada puede bascular y trasladarse rodando hacia uno u otro lado dependiendo de un sensor de luz o temporizador que activa un dispositivo que posiciona cada módulo en tiempo real con la orientación requerida de acuerdo con la posición del sol . Otra posibilidad es que el conjunto de cada módulo tenga un movimiento solamente de rotación. En una realización el dispositivo para posicionar en tiempo real cada módulo o conjunto de módulos comprende dos depósitos laterales de equilibrio que en función de la variación relativa entre los pesos del material contenido en tales depósitos varía la orientación del módulo respectivo, pasando el material de uno a otro depósito mecánica y/o eléctricamente para equilibrar y alcanzar cada posición del módulo dependiendo del sensor de luz o temporizador, trasvasándose material de uno a otro depósito y viceversa, acorde con la posición del sol.
Los depósitos laterales pueden colgar de forma basculante en la parte más elevada de los laterales de cada módulo a lo largo de los mismos.
Por otro lado, el material contenido en tales depósitos puede ser un fluido líquido que se trasvasa mediante circuito cerrado de uno a otro depósito por zonas inferiores con ayuda de electroválvulas y una bomba asociada al sensor de luz o temporizador.
Los depósitos son preferentemente cuerpos huecos cerrados de estructura esencialmente tubular afectados de unas diminutas perforaciones superiores para asegurar el buen funcionamiento del sistema en el sentido de evitar que se formen cámaras de vacío que dificulten el trasvase de líquido de uno a otro depósito lateral parejo. A su vez, las conexiones para pasar el líquido de uno a otro depósito lateral estarán ubicadas en una zona inferior de tales depósitos. El dispositivo para posicionar en tiempo real cada módulo o conjunto de módulos, puede comprender un elemento motor lineal, tal como un cilindro hidráulico o neumático, que actúa sobre cada módulo o conjunto de módulos para hacerlos bascular hacia uno u otro lado, conectándose el vastago del cilindro en correspondencia con los bordes superiores del respectivo módulo o conjunto de módulos.
El dispositivo para posicionar en tiempo real cada módulo o conjunto de módulos puede comprender también al menos un elemento motor, cuyo eje de giro de salida cuenta con una polea donde se acopla una correa o similar acoplada en otro elemento giratorio loco, correa cuyos extremos conectan con los bordes superiores de cada módulo o conjunto de módulos.
Por otro lado, los medios de guiado están ubicados en la parte inferior de cada módulo incorporando unos guiados que se complementan con otros transversales del suelo o guiados elevados con respecto a dicho suelo, para asegurar una basculación ordenada de los módulos durante su movimiento basculante de rodadura en busca de la orientación más adecuada según la posición del sol. Tales guiados de los módulos pueden estar incorporados en los soportes de rigidización. A su vez, los guiados del suelo comprenden unas nervaduras a modo de raíles mientras que los guiados del módulo comprenden una estructura escalonada.
En otra realización los guiados del suelo comprenden unas nervaduras a modo de raíles mientras que los guiados del módulo respectivo comprenden una estructura acanalada. En otra realización los guiados del suelo comprenden unas acanaladuras mientras que los guiados del módulo respectivo comprenden unas nervaduras.
También cabe la posibilidad de que los guiados del suelo comprenden cremalleras dentadas que se complementan con dentados de los guiados de los módulos .
Otra característica de la invención que nos ocupa es la incorporación de un carro con ruedas asociadas a los soportes curvados de los módulos y también a los correspondientes guiados del suelo o guiados elevados con respecto a dicho suelo, asegurándose así un correcto encarrilamiento así como un efectivo sistema antiviento.
El citado carro incorpora además unos característicos topes que pueden evitar la deformación de los módulos cuando hace mucho viento.
Otra posibilidad es que los guiados del suelo comprendan unos cables o tirantes de acero con la suficiente tensión para permitir y asegurar la movilidad guiada de los módulos. Estos cables, fijados mediante pares de soportes extremos, estarán situados por encima del suelo, a la vez que incluyen unos patines anillados que aseguran la conexión entre los guiados de los módulos y los cables de acero.
Otra característica de la invención es que los cables presentan una estructura de bucle cerrado para evitar la curvatura de los cables, uniéndose para ello el ramal superior e inferior de los cables mediante unas piezas rígidas, manteniéndose así la horizontalidad del ramal superior, sobre el cual se guían los correspondientes módulos.
Por otra parte, los soportes de rigidización comprenden esencialmente una estructura envolvente que abraza cada módulo, al menos por sus extremos pudiendo seguir la curvatura de la cara exterior de los cuerpos laminares, la vez que cuenta con un tramo que recorre la distancia existente entre los dos bordes libres longitudinales de los cuerpos laminares curvados . Cuando existen al menos dos alineaciones de módulos en paralelo se ha previsto que los depósitos de un lado de los módulos estén interconectados mediante una conducción general dispuesta en el frontal anterior, mientras que los depósitos del otro lado parejo estarán interconectados mediante otra conducción dispuesta en el frontal posterior.
De esta forma se consigue una perfecta sincronización en el movimiento de rodadura y traslación hacia uno y otro lado de los módulos para orientarse según la posición del sol .
Otra característica de la invención es que cada conducción general, que interconecta los depósitos de equilibrado, está conectada articuladamente en los extremos de unos balancines que articulan centradamente en unos postes verticales, asociándose los extremos libres de tales balancines mediante un cable tensor. De esta forma se asegura una dirección horizontal de las dos conducciones generales, evitando que se curven y consiguiendo así una correcta sincronización y un funcionamiento óptimo de los módulos solares.
El concentrador cuenta también con medios de fijación y estabilidad de los módulos que permiten el movimiento de rodadura basculante de los mismos, consistiendo dichos medios en unas poleas fijadas al suelo, en cada una de las cuales se acopla un tirante, cuyas dos ramas se conectan por sus extremos en los laterales opuestos de los soportes de rigidización. Otra característica de la invención se refiere a la posibilidad de que los módulos se muevan siguiendo el sol, solamente con movimiento giratorio sin traslación por rodadura. En este caso se han previsto pares de piñones dentados asociados a otros dentados complementarios establecidos en los soportes de rigidización de los módulos.
Se ha previsto también como novedad distintos medios para contrarrestar la fuerza del viento, sobre todo cuando el mismo alcanza velocidades elevadas.
Estos medios tienen en común todos ellos unos orificios o perforaciones por donde se libera en todos los casos la fuerza del viento a partir de una cierta velocidad del mismo, situándose tales orificios en zonas longitudinales superiores de los cuerpos laminares de espejo en proximidad a la altura de los depósitos de equilibrio .
Otra característica se refiere a unos reforzamientos centrados que se disponen en los módulos cuando éstos son de grandes dimensiones para evitar su deformación, reforzamientos unidos mediante una varilla o cable transversal .
Otra novedad es la incorporación de unos característicos medios de limpieza de la superficie reflectante de los cuerpos laminares, medios que se determinan a partir de un vehículo autopropulsado con unas grandes escobillas que se encargan de la limpieza de la superficie reflectante durante la noche que es cuando el concentrador solar no funciona. Por otro lado, a continuación se describen otras características de la invención encaminadas a obtener un elevado rendimiento para calentar agua u otros fluidos a elevadas temperaturas en combinación con la obtención de energía eléctrica y otros recursos energéticos, como pueden ser la obtención de hidrógeno y oxígeno mediante fotolisis o electrólisis o sistemas que necesiten la luz o el calor del sol para su generación y/o también para la depuración de agua y desalación del agua salada del mar.
En estos casos, las estructuras necesarias para conseguir los objetivos descritos en el párrafo anterior se ubicarán en una zona estratégica centrada y longitudinal, en la parte más elevada de los módulos de los concentradores. Dicha zona estratégica recibirá la proyección del calor y luminosidad emitidos por la radiación del sol a través de los correspondientes cuerpos laminares curvados de espejo de los módulos.
En esa zona estratégica citada se hace circular agua por unos característicos conductos, incorporándose por encima de los mismos un tejado con superficie reflectante a dos aguas para conservar el calor y optimizar así la radiación entrante .
Así pues, en dichas realizaciones se hace circular agua para calentarla a temperaturas elevadas mediante la componente del calor de la radiación solar aprovechándose también simultáneamente la componente de la luminosidad de esa radiación solar para obtener energía eléctrica o de otro tipo y también para obtener hidrógeno y oxígeno a partir del proceso de fotolisis o electrólisis con previo calentamiento del agua a electrolizar para que sea necesaria menos energía eléctrica en el proceso de electrólisis.
En otra realización en la zona estratégica central y elevada de los módulos se disponen dos colectores longitudinales, superior e inferior, para tratar agua salada o contaminada, obteniéndose agua sin sal y limpia por evaporación, haciendo circular el agua a tratar al menos por el colector inferior que recibirá la radiación solar a través de cuerpos laminares de espejo de los módulos, elevando la temperatura hasta conseguir la evaporación del agua que pasará en estado gaseoso hasta el colector superior a través de unos estrechos conductos radiales que comunican ambos colectores, condensándose después del vapor de agua en estado líquido dentro del colector superior, extrayéndose la sal precipitada y/o otros residuos mediante un mecanismo de extracción y limpieza ubicado en el colector inferior.
También cabe señalar que cuando se vacía el colector inferior existe la posibilidad de crear un vacío de manera que mediante un émbolo ubicado en dicho colector inferior se podrá generar energía también. Las mejoras de la invención también afectan al proceso de montaje tal como se describe a continuación.
Así pues, el proceso de montaje está destinado para montar sobre un terreno un conjunto de concentradores solares asociados entre sí que se mueven automáticamente buscando siempre la orientación del sol de forma automática caracterizándose porque incluye las siguientes etapas :
- Una primera etapa en la que sobre un terreno se extienden perpendicularmente a modo de dos ejes de coordenadas dos cintas enrollables provistas de dispositivos láser a intervalos regulares de distancia que emiten un entrecruzado de rayos láser en un mismo plano horizontal .
Una segunda etapa en la que atendiendo al entrecruzado de rayos láser se disponen unos medios de guiado, apoyo e instalación de los distintos módulos.
Una tercera etapa en la que dos vehículos laterales transportan cuerpos laminares de espejo a la vez que arrastran a un robot central que transporta todos los demás componentes de los distintos módulos.
- Una cuarta etapa en la que se montan las distintas estructuras soporte de los módulos . - Una quinta etapa en la que se montan unos receptores de energía.
- Una sexta etapa en la que se montan los cuerpos laminares reflectores atornillándolos automáticamente sobre la estructura soporte de los módulos . - Una séptima etapa en la que se colocan los tubos de equi1ibrio .
Una octava etapa en la que se cierran los circuitos de agua y energía.
Se ha previsto la posibilidad de incorporar una lente Fresnel como una segunda opción para proyectar la radiación solar sobre el respectivo receptor de energía.
Otra forma de obtener la energía eléctrica requerida en una realización de la invención, cada módulo incorpora al menos unos dispositivos colimadores que recogen la proyección de la radiación lumínica reflejada por la superficie reflectante de espejo del cuerpo laminar curvado; incorporando además unos dispositivos difractores receptores de la radiación lumínica concentrada en los dispositivos colimadores y unas células optimizadas a distintos espectros de luz receptoras de la radiación lumínica según la frecuencia de los colores emitida por los dispositivos difractores.
Los colimadores se pueden situar intercalándolos en unas ventanas pasantes del cuerpo laminar arqueado del espejo interrumpiendo la continuidad de dicho cuerpo laminar, mientras que los difractores y células optimizadas a distintos espectros de luz se encuentran ubicados por detrás de ese cuerpo laminar. Cada colimador, difractor y célula optimizada a distintos espectros de luz comprenden un conjunto independiente que se fija al cuerpo laminar o módulo mediante el colimador en correspondencia con la respectiva ventana pasante a través de pestañas o similar.
Los colimadores pueden estar fijados también superiormente en un soporte alargado que alcanza los extremos de cada módulo. Los colimadores pueden presentar una estructura arqueada, cuya cara curvo-cóncava de espejo proyecta la radiación lumínica a los difractores y éstos a las células optimizadas a distintos espectros de luz, habiéndose previsto la posibilidad también de que los colimadores presenten una estructura plana que proyecte la radiación lumínica a los difractores .
La cara de la reflexión de la luz de los difractores comprende una superficie lisa de espejo con diminutas hendiduras que proyectan la reflexión de la luz en toda la gama de colores hacia las células optimizadas a distintos espectros de luz. Esa superficie lisa de espejo con diminutas hendiduras es similar o semejante a la que presenta un disco compacto u otro soporte con superficie similar con otra forma perimetral cualquiera. En otra realización más sencilla, aunque no menos efectiva, se ha previsto que los módulos incorporen al menos una célula fotoeléctrica receptora de la radiación lumínica situada, por ejemplo, centradamente por encima del respectivo módulo. Otra forma de aprovechar la energía del concentrador es incorporando tubos, serpentines o similar, por donde se hace circular agua u otro fluido para elevar su temperatura con el calor generado por la radiación lumínica emitida por cada cuerpo laminar curvado.
Cuando la energía se obtiene mediante los dispositivos colimadores, difractores y células optimizadas a distintos espectros de luz, el proceso de montaje del concentrador de energía solar comprende una primera etapa en la que en un vehículo se curva al menos un cuerpo laminar plano para obtener una estructura curvada, cuya cara curvo-cóncava presenta una superficie reflectante de espejo.
Una segunda etapa en la que se montan unos soportes de rigidización sobre cada cuerpo laminar curvado para asegurar su estructura curvada.
Una tercera etapa en la que se monta sobre el cuerpo laminar curvado conjuntos independientes de recepción de luz .
Se incluye una etapa en la que se monta en los laterales de los cuerpos laminares curvados dos depósitos longitudinales que contienen un material que se puede trasvasar de uno a otro depósito para variar la orientación según la posición del sol con ayuda de un sensor de luz .
También incluye una etapa en la que se descarga en el suelo por la parte trasera del vehículo la estructura curvada conformada .
En otra etapa intermedia se depositan en, el suelo unas guías paralelas que se complementarán con otras guías del cuerpo laminar curvado.
En otra etapa los cuerpos laminares curvados junto con el resto de sus elementos vinculados a los mismos, se fijan dichos cuerpos laminares curvados mediante unas poleas y unos tirantes, cuyos extremos se fijan a ambos laterales opuestos de los cuerpos laminares curvados. Por otro lado cabe señalar que el vehículo porta una lámina continua en forma de rollo a partir de la cual se obtienen los distintos cuerpos laminares de estructura curvada componentes de cada módulo. Cada receptor de luz puede comprender una célula fotoeléctrica o conjuntos independientes formados por un colimador, difractor y células optimizadas a distintos espectros de luz.
Los receptores de luz también podrían comprender tubos, serpentines por donde circularía agua u otro fluido para calentarlo con la radiación solar emitida por el cuerpo laminar curvado.
La superficie de apoyo del concentrador de la invención normalmente estará apoyado sobre el suelo propiamente dicho, aunque su aplicación como es evidente puede ser a cualquier otra superficie sin que ésta tenga que ser necesariamente horizontal, ni tampoco el suelo propiamente dicho, el cual puede ser una superficie elevada, por ejemplo. Para conseguir alta tensión sin la utilización de transformadores, las células están conectadas en serie e incorporan unos circuitos electrónicos . Estos están alimentados a su vez por una señal maestra de corriente alterna senoidal igual en frecuencia y forma al tipo de corriente para consumo eléctrico de cada país, 60 ó 50 Hz, para obtener con el conjunto de células una señal de corriente alterna igual a la señal maestra pero de mayor tensión o alta tensión. La señal maestra también puede ser de pulsos modulados y los circuitos convierten entonces esta señal de pulsos modulados en onda senoidal.
A su vez la señal puede ser monofásica o polifásica.
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 en perspectiva de un concentrador de energía solar, objeto de la invención.
Figuras 2 y 3. - Muestran vistas en perspectiva de otros concentradores de energía solar.
Figura 4.- Muestra una vista de un concentrador solar con la incorporación de una lente Fresnel .
Figura 5.- Muestra una vista de un sistema de acoplamiento de varios concentradores solares, sobre el ramal superior horizontal de un cable de bucle cerrado.
Figura 6.- Muestra una vista en planta de varios concentradores solares con la incorporación de un circuito hidráulico para conseguir el movimiento de los cilindros .
Figura 7.- Muestra esencialmente un sistema de sincronización del movimiento de varios concentradores solares.
Figura 8.- Representa una vista donde se muestra un sistema de encarrilamiento de los concentradores.
Figura 9. - Muestra una vista frontal de un concentrador acoplado sobre un soporte de guiado y apoyo solidarizado al suelo.
Figura 10. - Muestra un concentrador solar con unos medios de limpieza del mismo.
Figuras 11 a 14.- Muestran unas vistas de un concentrador con la incorporación de medios para obtener agua caliente, energía eléctrica y también hidrógeno u oxígeno por fotolisis. Figura 15.- Muestra una vista frontal de un concentrador con la incorporación de una estructura para la obtención de agua potable mediante la incorporación y condensación a partir de agua salada o contaminada. Figuras 16 a 18.- Muestran unas vistas detalladas de la estructura para la obtención de agua potable.
Figura 19 a 26.- Muestran distintas vistas de las etapas del proceso de montaje que también forma parte del objeto de la invención que nos ocupa. En este proceso también se debe incluir lo descrito en la figura 18.
Figura 27. - Muestra una vista en planta de un conjunto de concentradores solares con receptores de energía solar que consisten en células fotovoltáicas conectadas en serie y asociadas a circuitos electrónicos para conseguir directamente una elevada tensión en corriente alterna, evitándose así los grandes transformadores .
Figura 28.- Muestra una vista detallada de cada uno de los circuitos electrónicos citados en la figura anterior.
Figura 29.- Muestra una vista frontal de un concentrador solar.
Figura 30,- Muestra otra vista frontal de otro concentrador solar. Figura 31,- muestra una vista frontal de un concentrador que incluye una célula fotoeléctrica receptora de la radiación lumínica.
Figura 32.- Muestra una vista frontal del concentrador que comprende varios módulos asociados entre sí que se mueven todos simultáneamente atendiendo a la posición del sol en cada momento.
Figura -33.- Representa una vista frontal del concentrador donde se muestran unos medios para mover el concentrador determinados por unos elementos lineales, tales como cilindros.
Figura 34.- Muestra una vista similar a la anterior con la incorporación de elementos lineales para mover varios módulos simultáneamente.
Figuras 35 y 36,- Muestran unos concentradores simples y múltiples donde se destacan otros medios motores para movilizar los distintos módulos.
Figura 37.- Muestra otra vista del concentrador en el que los módulos se guían en unos cables tensados elevados con respecto al suelo.
Figuras 38 y 39.- Muestran unas vistas frontales de otros concentradores determinados por un único módulo.
Figura 40.- Muestra una vista esquemática de un proceso de montaje del concentrador de la invención.
Figura 41.- Muestra una vista general en planta de un concentrador montado y guiado sobre cables tensados .
Figuras 42 y 43.- Muestran vistas de los cables de guiado de los módulos donde se destaca la fijación de los mismos en unos postes o soportes extremos.
DESCRIPCIÓN DE LA FORMA DE REALIZACIÓN PREFERIDA Considerando la numeración adoptada en las figuras, el concentrador solar comprende uno o varios módulos 1, cada uno de los cuales incluye al menos un delgado cuerpo laminar de estructura arqueada 2, cuya cara curvo-cóncava presenta una superficie de espejo reflectante, de manera que este cuerpo laminar 2 está fijado en principio a unos soportes curvados 3, que junto con unas barras longitudinales 3 ' y otras transversales 3 ' ' rigidizan de forma estable el cuerpo laminar 2 manteniendo su configuración arqueada reflectante que concentra la radiación solar 89 para proyectarla hacia unos dispositivos para obtener después la energía eléctrica o para calentar un fluido, que será esencialmente agua, aunque podrían ser otros fluidos . También se pueden obtener otros recursos energéticos como el hidrógeno y el oxígeno mediante fotolisis u otros sistemas que necesiten la luz o el calor del sol para su generación y/o también para depuración o desalación de agua.
Cada módulo 1 apoya en el suelo 28 con interposición de unos medios de guiado mediante los cuales la estructura arqueada de los módulos 1 gira un espacio angular hacia uno u otro lado dependiendo de un sensor de luz o temporizador, no representados en las figuras, que activa un dispositivo que posiciona cada módulo 1 en tiempo real con la orientación requerida de acuerdo con la posición del sol . Así pues, los medios de guiado están ubicados en la parte inferior de cada módulo 1 incorporando unos guiados 4 que se complementan con otros transversales 5, 5', 5'' del suelo 28 para asegurar una basculación ordenada de los módulos 1 durante su movimiento basculante de rodadura en busca de la orientación más adecuada según la posición del sol . Tales guiados 4 de los módulos 1 pueden estar incorporados en los propios soportes de rigidización 3. A su vez, los guiados del suelo comprenden unas nervaduras a modo de raíles 5 mientras que los guiados 4 del módulo 1 comprenden una estructura escalonada.
En otra realización los guiados del suelo 28 comprenden unas nervaduras a modo de raíles 5 mientras que los guiados 4 del módulo respectivo 1 comprenden una estructura acanalada.
En otra realización los guiados del suelo 28 comprenden unas acanaladuras mientras que los guiados del módulo respectivos comprenden unas nervaduras. También cabe la posibilidad de que los guiados del suelo comprenden cremalleras dentadas 5 ' que se complementan con dentados de los guiados 4 de los módulos . Se ha previsto la incorporación de un carro 6 con ruedas, superiores 7 e inferiores 8, asociadas a los soportes curvados 3 de los módulos 1 y también a los guiados del suelo, asegurándose así un correcto encarrilamiento, así como un efectivo sistema antiviento. El característico carro 6 incorpora además unos topes laterales 9 que pueden evitar la deformación de los módulos 1 cuando hace mucho viento, contactando en estos casos los soportes arqueados 3 en tales topes 9.
Otra posibilidad es que los guiados del suelo 28 comprenden unos cables o tirantes de acero 5 ' ' con la suficiente tensión para permitir y asegurar la movilidad guiada de los módulos 1. Estos cables 5 ' ' pueden estar situados por encima del suelo 28 y fijados por sus extremos en unos soportes 10. En este caso, preferentemente los cables 5'' presentan una estructura de bucle cerrado para evitar la curvatura catenaria de los cables 5", uniéndose para ello los ramales, superior e inferior, de esos cables 51 1 mediante piezas rígidas 11, manteniéndose así la horizontalidad del ramal superior, sobre el cual se guían los módulos correspondientes .
Otra posibilidad es que los cables 5 ' ' no sean de bucle cerrado, de manera que en este caso, el guiado se asegura mediante un patín anillado 90 que se desplaza y guía a lo largo del cable 5' ' durante el movimiento de rodadura y traslación de los módulos 1 que apoyan en todo momento por gravedad sobre los citados cables 5 ' ' . Dicho patín anillado 90 abraza al cable 5 ' ' y también a una porción ensanchada 91 de los soportes de rigidización 3. El patín 90 asegura la vinculación entre los módulos 1 y el cable 5 ' ' cuando se producen fuertes vientos y otros fenómenos meteorológicos adversos fuera de lo normal . En este caso además cabe la posibilidad de incorporar unos cortos tirantes de tensado 92.
Por otro lado, en una primera realización, para posicionar en tiempo real cada módulo 1 o conjunto de módulos 1, se ha previsto un dispositivo que comprende dos depósitos laterales 12 que en función de la variación relativa entre los pesos del material contenido en tales depósitos 12 varia la orientación del módulo respectivo 1, pasando material de uno a otro depósito mecánica y/o eléctricamente para equilibrar y alcanzar cada posición del módulo 1 dependiendo del sensor de luz o temporizador, trasvasándose el material de uno a otro depósito y viceversa, acorde con la posición del sol.
Los depósitos laterales 12 pueden colgar de forma basculante en la parte más elevada de los laterales de cada módulo 1 a lo largo de los mismos a través de unas cortas cadenas o tirantes 13, o similares.
El material contenido en tales depósitos 1 puede ser un fluido líquido que se trasvasa mediante circuito cerrado de uno a otro depósito por zonas inferiores con ayuda de un equipo hidráulico 14 asociado al sensor de luz o temporizador, elementos estos últimos que no se han representado en las figuras. Ese equipo hidráulico es convencional e incorpora, entre otros elementos, una motobomba 15, electroválvulas 16 y demás elementos necesarios conocidos como un circuito electrónico 17 y unos sensores 18.
Los depósitos laterales de equilibrado 12 son preferentemente cuerpos huecos cerrados de estructura esencialmente tubular afectados de unas diminutas perforaciones superiores para asegurar el buen funcionamiento del sistema en el sentido de evitar que se formen cámaras de vacío que dificulten el trasvase de líquido de uno a otro depósito lateral parejo 12. A su vez, las conexiones para pasar el líquido de uno a otro depósito lateral 12 estarán ubicadas en una zona inferior de tales depósitos 12.
En otra realización el dispositivo para posicionar en tiempo real cada módulo o conjunto de módulos 1, comprende al menos un elemento motor lineal, tal como un cilindro hidráulico o neumático 93, que actúa sobre cada módulo o conjuntos de módulos 1 para hacerlos bascular hacia uno u otro lado, conectándose el vastago del cilindro respectivo 93 en correspondencia con los bordes superiores del respectivo módulo o conjunto de módulos 1.
En otra realización, el dispositivo para posicionar en tiempo real cada módulo o conjunto de módulos 1 comprende al menos un elemento motor giratorio 94, cuyo eje de salida conecta con una polea 95 donde se acopla una correa 97 o similar acoplada en otro elemento giratorio loco 96, correa 97 cuyos extremos conectan con los bordes superiores de cada módulo o conjunto de módulos . Evidentemente tanto el elemento de giro loco 96 como el elemento motor giratorio 94 estarán fijados de forma estática.
Los soportes de rigidización 3 comprenden esencialmente una estructura envolvente que abraza exteriormente cada módulo 1, al menos por sus extremos, a la vez que cuenta con un tramo transversal 19 que recorre la distancia existente entre los dos bordes libres longitudinales de los cuerpos laminares curvados 2. Cuando existen al menos dos alineaciones de módulos 1 en paralelo se ha previsto que los depósitos laterales 12 de un lado de los módulos 1 estén interconectados mediante una conducción general 20 dispuesta en el frontal anterior, mientras que los depósitos 12 del otro lado parejo estarán interconectados mediante otra conducción similar 20' dispuesta en el frontal posterior. De esta forma se consigue una perfecta sincronización en el movimiento hacia uno u otro lado de los módulos 1 para orientarse según la posición del sol.
Cada una de estas conducciones generales 20, 20' que interconecta los depósitos basculantes 12, está conectada articuladamente en los extremos de unos balancines 21 que articulan centradamente en unos postes verticales 22, asociándose los extremos libres de los balancines 21 mediante un cable tensor 23. De esta forma se asegura una dirección horizontal de las dos conducciones generales 20, 20' evitando que se curven (catenaria) y consiguiendo así una correcta sincronización y un funcionamiento óptimo de los módulos solares 1.
Los módulos cuentan con medios de fijación y estabilidad que permiten el movimiento de rodadura basculante de los mismos, consistiendo dichos medios en unas poleas 98 fijadas al suelo, en cada una de las cuales se acopla un tirante 99, cuyas dos ramas se conectan por sus extremos en los laterales opuestos de los soportes de rigidización 3.
Los módulos solares 1 pueden seguir la orientación del sol, solamente con un movimiento giratorio sin traslación por rodadura aunque también la movilidad se puede realizar mediante esa combinación giratoria y de traslación por rodadura tal como se ha referido anteriormente . Así pues, en el caso de que exista solamente movimiento por rotación de los módulos, se han previsto pares de piñones dentados 24 y 25 asociados a otros dentados complementarios establecidos en los soportes de rigidización 3 de los módulos 1. En este caso existe la posibilidad de incorporar unos segundos soportes de rigidización 26 curvados e inferiores que están unidos a los primeros 3 y los cuales guían el recorrido giratorio de los módulos 1, asociándose tales nuevos soportes inferiores 26 a unos bastidores en forma de "U" invertida 27, por cuyas ramas se fijan al suelo 28.
Se ha previsto también como novedad distintos medios para contrarrestar el viento, sobre todo cuando el mismo alcanza velocidades elevadas. Estos medios tienen en común todos ellos unos orificios o perforaciones 29, 30 y 31 por donde se libera la fuerza del viento en todos los casos a partir de una cierta velocidad del mismo, situándose tales orificios en zonas estratégicas longitudinales superiores de los cuerpos laminares de espejo 2 en proximidad a los depósitos laterales 12.
Una primera realización mostrada en la figura 1, presenta unas piezas imantadas 32 complementadas con una porción abatible 29' que forma parte del cuerpo laminar de espejo 2 y que en posición normal obtura el correspondiente orificio 29 de paso del aire, mientras que cuando hace viento, dicha porción abatible 29' cerrará el paso de aire 29 gracias a la pieza imantada 32. Así pues, cuando hace viento su presión sobre el conjunto de los módulos 1 se verá reducida ostensiblemente gracias a la liberación de los pasos de aire . En una segunda realización mostrada en la figura 2, se han previsto unos pasos de aire 30 asociados a unas piezas 33 con su cara frontal cubierta con material de espejo para no perder superficie reflectante. En una tercera realización se ha previsto una sucesión de orificios 31 realizados directamente sobre los cuerpos laminares de espejo 2.
Cuando los módulos 1 son de grandes dimensiones, se ha previsto la incorporación de unos reforzamientos laterales 34 y uno central 35 unidos todos ellos mediante un tirante 36. El reforzamiento central 35 es opcional y se dispone sobre un posible colimador central u otra estructura localizada en esa zona para recepcionar la radiación solar. , Tal como se muestra en la figura 10, se ha previsto un sistema de limpieza determinada a partir de un vehículo autopropulsado 37 que recorre cada módulo 1 por su parte más baja, vehículo 37 que incorpora dos grandes escobillas limpiadoras 38 en las que desembocan unos tubos 39 que suministran un fluido con los productos de limpieza pertinentes, fluido alojado en un depósito 40 del vehículo 37. Este incorpora un circuito de control 41 y sensores 42, motor 43 y batería recargable 44 mediante un enchufe 45 que se conectará en una fuente de alimentación 46 durante un tiempo que no esté activo el vehículo 37. El proceso de limpieza se realizará durante la noche que es cuando no existe generación de energía, como es evidente .
La invención está encaminada también a obtener un elevado rendimiento para calentar agua u otros fluidos a elevadas temperaturas en combinación con la obtención de energía eléctrica y otros recursos energéticos, como pueden ser la ' obtención de hidrógeno y oxígeno mediante fotolisis o sistemas que necesiten la luz o el calor del sol para su generación y/o también para la depuración de agua y desalación del agua salada del mar.
En estos casos, las estructuras necesarias para conseguir los objetivos descritos en el párrafo anterior se ubicarán en una zona estratégica centrada y longitudinal en la parte más elevada de los módulos 1 de los concentradores . Dicha zona estratégica recibirá la proyección del calor y luminosidad emitidos por la radiación del sol a través de los cuerpos laminares curvados de espejo 2 de los módulos 1.
En dicha zona estratégica se hace circular agua por unos característicos conductos, incorporándose por encima de los mismos un tejado de acero inoxidable a dos aguas 47 para conservar el calor y optimizar la radiación entrante .
En una primera realización mostrada en la figura 11 se dispone una sucesión de dos grupos de tubos 48 en dos planos perpendiculares a la proyección de la radiación solar (calor y luminosidad) emitida por los cuerpos laminares curvados de espejo 2, a la vez que de la confluencia de tales dos planos arranca inferiormente y hacia abajo un perfil recto 49 para absorber la radiación residual inferior. Los tubos 48 de cada grupo de ellos están unidos entre sí formando el característico plano perpendicular a la radiación emitida.
En una segunda realización mostrada en la figura 12 se ha previsto un único tubo de sección trapecial 50 en posición invertida, cuyas caras inclinadas reciben perpendiculármente la proyección de la radiación del sol.
En dichas caras inclinadas se dispone una lámina o filtro difractor 51 qμe refleja la luminosidad hacia una célula fotovoltáica inferior 52, mientras que la otra componente de la radiación, que es el calor, se trasmite al fluido que circula o contiene el tubo trapecial 50. La sección del tubo podría ser cualquier otra, aunque preferentemente tendrá al menos las dos caras inclinadas descritas para recibir perpendicularmente la radiación solar.
En una tercera realización mostrada en la figura 13, parecida a la anterior, se prescinde del difractor, colocándose en proximidad y paralelamente a las caras laterales inclinadas del tubo trapecial 50 células fotovoltáicas transparentes 53 que recogen directamente la radiación lumínica y dejan pasar en cambio la radiación calorífica hasta el fluido del tubo 50.
Una cuarta realización mostrada en la figura 14, comprende en principio la misma realización que en la segunda, con la diferencia de que se dispone una célula de fotolisis 54 en sustitución de la célula fotovoltáica de la segunda realización. Esta célula de fotolisis 54 está destinada para obtener hidrógeno y oxígeno por separado como es conocido.
En una quinta realización mostrada en las figuras 15, 16 y 17, la estructura situada en la zona estratégica de los módulos 1 está destinada para desalación y/o depuración del agua, existiendo también la posibilidad de obtener otro tipo de energía gracias al aprovechamiento de un vacío que se produce durante el proceso de desalación y/o depuración.
La estructura de esta quinta realización se determina a partir de dos colectores cilindricos, superior 55 e inferior 56, recibiendo este último la radiación solar. Por este colector inferior 56 circula en principio el agua salada de refrigeración introducida previamente por un tubo de entrada 57 que desemboca en un espacio anular 58 del colector superior 55 pasando después al colector inferior 56 a través de una porción tubular curvada 59 donde se ha intercalado una electroválvula de paso y obturación 60. Del colector inferior 56 arranca una sucesión lineal de estrechos conductos radiales 61 que desembocan en el centro longitudinal del colector superior 55. A su vez, en el colector inferior 56 existe un estrecho espacio anular 62 limitado entre la pared del propio colector 56 y un cuerpo tubular 63 abierto inferiormente, de manera que la pequeña porción de fluido que se encuentra en ese estrecho espacio anular 56 en cada momento recibe toda la intensidad de la radiación calorífica, con lo cual la evaporación será de un elevado rendimiento y la condensación de ese vapor en la desembocadura de los estrechos conductos 61 será también de un elevado rendimiento, a lo cual contribuye positivamente el agua salada o sin depurar que circula previamente por el estrecho espacio anular cerrado 58 del colector superior 55. El agua resultante se acumula en el centro del colector superior 55, mientras que los residuos (sal precipitada y otras impurezas) se extraen al exterior mediante un mecanismo 64 de arrastre y limpieza ubicado en la parte más baja del colector inferior 56, recogiéndose tales residuos en un depósito 65 a través de una cinta transportadora 66.
Otra posibilidad es que el espacio anular 62 del colector inferior 56 esté dividido en varios habitáculos separados por pequeños tabiques 62 ' , consiguiendo así la evaporación a distintas presiones, ascendiendo ese vapor por respectivos conductos radiales 61, 61'.
Por otro lado, cuando se vacía el colector inferior 56 se producé dentro del mismo un vacío que se puede aprovechar para mover con la presión atmosférica un émbolo 67, asociado a un generador de corriente 68 u otro dispositivo para generar energía, con interposición de un volante de inercia 68' o similar. El conducto 61 incorpora un estrechamiento cónico 114 que se complementa con un pequeño cuerpo esférico 113 que obtura dicho conducto 61 durante el vacío del colector inferior 56.
Otra posibilidad es que el colector superior 55 pueda incorporar varias cámaras anulares concéntricas, por una de las cuales 58 ' circulará el agua salada de refrigeración mientras que en las otras 69 se obtendrá el licuado del agua sin sal a distintas presiones en cada cámara .
Cuando los receptores de energía son células fotovoltáicas 52 (figuras 27 y 28) , éstas se conectan preferentemente en serie, a la vez que se asocian a pequeños circuitos electrónicos 82 para conseguir directamente una alta tensión en corriente alterna, evitándose así los grandes transformadores convencionales.
Así pues, las células están conectadas en serie e incorporan unos circuitos electrónicos, los cuales están alimentados por una señal maestra de corriente alterna senoidal igual en frecuencia y forma al tipo de corriente para consumo eléctrico de cada país, 60 ó 50 Hz, para obtener con el conjunto de células una señal de corriente alterna igual a la señal maestra pero de mayor tensión o alta tensión. La señal maestra también puede ser de pulsos modulados y los circuitos convierten esta señal de pulsos modulados en onda senoidal. Además la señal puede ser monofásica o polifásica.
Cada circuito electrónico 82 presenta un diseño conocido mostrado claramente en la figura 28, destacándose en el mismo la incorporación de un bloque de protección 83 para el corte de tensión.
Los cables de acero de encarri1amiento 5 ' ' se aprovechan también como cables conductores de la electricidad cuando se incorporan en los módulos 1 células fotoeléctricas. Así pues, estas células se conectan a los soportes arqueados de rigidización 3 y éstos al estar en contacto con los cables 5 ' ' transmiten la corriente eléctrica. El proceso de montaje, después de haber preparado el terreno, en una fase inicial se extiende una primera cinta enrollada inflable 70 con dispositivos láser 71 ubicados a distancias regulares y una segunda cinta similar 70 en otra dirección perpendicular como si se tratara de dos ejes de coordenadas. Estos rollos 70 de cinta se transportan en vehículos que van recorriendo el terreno .
A continuación se activan los dispositivos láser 71, con lo cual se genera un entrecruzado de rayos láser 72 para determinar con precisión los puntos de cruce donde se deberán disponer las ramas 73 de unos bastidores o soportes en forma de "U" invertida 27 para instalar los módulos solares 1. Previamente se realizan las perforaciones pertinentes 75 donde se ubicarán tales ramas de los bastidores 27. Después para asegurar su posicionamiento correcto, las ramas 73 de los bastidores 27 incorporan elementos inflables 76 a modo de patas inclinadas para mantener nivelados en posición correcta los soportes 27 durante el fraguado del hormigón 77 que se vierte en correspondencia con las perforaciones 75 donde se ubican las ramas 73 de los bastidores 27.
La instalación de las cintas enrollables, así como las perforaciones, vertido de hormigón y colocación de los bastidores 27 se realizan mediante un vehículo robot 78' tal como se muestra en las figuras 18 y 19. Este vehículo robot está teledirigido con ayuda de G. P. S.
Los elementos inflables 76 arrancan de unas piezas anulares también inflables 88 que abrazan por separado a cada rama 73 de los bastidores 27.
En una fase posterior se procede a instalar sobre los soportes o bastidores alineados 27 los distintos módulos solares 1. Para ello, se ha previsto un robot 78 soportado por dos vehículos motorizados laterales 79, de manera que considerando una alineación de bastidores 27, los vehículos 79 arrastrarán al robot central 78 que posee un amplio rebaje inferior 80 para salvar cada alineación de bastidores 27 a medida que avanza el par de vehículos 79. Estos dos vehículos 79 transportan las placas de espejo flexible 2 que se montarán después en la estructura arqueada 3 de los concentradores 1.
En cambio, el robot 78 transporta todos los demás componentes, robot 78 que se encarga de montar el conjunto de todos los elementos de la estructura de los distintos módulos 1 automáticamente.
Se ha previsto la posibilidad de incorporar una lente Fresnel 81 para proyectar la radiación solar sobre el respectivo receptor de energía. Esta lente se dispone en un plano superior de cada módulo solar 1.
Las cintas inflables 70 incorporan una sucesión de dispositivos flotadores 84 que incluyen flotadores propiamente dichos 88 dentro de un fluido contenido en recipientes flexibles 86 comunicados entre sí mediante un conducto común 85 para así poder nivelar los distintos dispositivos flotadores 84 y por tanto las cintas flexibles 70. De esta forma se asegura un plano horizontal en el entrecruzado de rayos láser 72, sobre todo cuando el terreno 28 es irregular. También se han previsto unos pies de soporte 87 para nivelar la cinta desenrollada 70 cuando las irregularidades del terreno son más pronunciadas .
El robot de montaje 78, después de haberse autocolocado en su posición precisa con ayuda de sensores, se conforma la estructura de arco del respectivo módulo colocándolo sobre dos bastidores consecutivos en su posición exacta mediante sensores.
En otra fase posterior, el robot 78 colocará el receptor de energía, bloque de sincronismo y sistema antiviento.
En otra fase se colocarán varias láminas reflectantes sobre los soportes arqueados de rigidización del respectivo módulo atornillándose automáticamente.
En otra fase siguiente se procede a la colocación de los tubos de equilibrio 12.
Por otro lado, cuando los módulos se colocan sobre cables de bucle cerrado 51 ' el recorrido del robot arrastrado por el par de vehículos discurrirá entre pares de alineaciones de esos cables de bucle cerrado 51 1.
Los cuerpos laminares reflectantes 2 pueden ser solidarios de una estructura en forma de nido de abeja, a través de la cual se une a los soportes curvados 3 de los distintos módulos 1.
Para obtener energía eléctrica se ha previsto también que cada módulo pueda incorporar al menos unos dispositivos colimadores 100, 101 que recogen la proyección de la radiación lumínica reflejada por la superficie reflectante de espejo del cuerpo laminar curvado 2; incorporando además unos dispositivos difractores 102 receptores de la radiación lumínica concentrada en los dispositivos colimadores 100, 101 y unas células 103 optimizadas a distintos espectros de luz receptoras de la radiación lumínica según la frecuencia de los colores emitida por los dispositivos difractores 102.
Los colimadores 100 se pueden situar intercalándolos en unas ventanas pasantes del cuerpo laminar arqueado del espejo interrumpiendo la continuidad de dicho cuerpo laminar 2, mientras que los difractores 102 y células 103 optimizadas a distintos espectros de luz se encuentran ubicados por detrás de ese cuerpo laminar 2.
Cada colimador 100, difractor 102 y célula 103 optimizada a distintos espectros de luz comprenden un conjunto independiente que se fija al cuerpo laminar 2 o módulo 1 mediante el colimador 100 en correspondencia con la respectiva ventana pasante a través de pestañas o similar, no representadas en las figuras.
Los colimadores 101 pueden estar fijados también superiormente en un soporte alargado 104 que alcanza los extremos de cada módulo 1.
Los colimadores pueden presentar una estructura arqueada 101, cuya cara curvo-cóncava de espejo proyecta la radiación lumínica a los difractores 102 y éstos a las células 103 optimizadas a distintos espectros de luz, habiéndose previsto la posibilidad también de que los colimadores presenten una estructura plana 100 que proyecte la radiación lumínica a los difractores 102.
La cara de la reflexión de la luz de los difractores 102 comprende una superficie lisa de espejo con diminutas hendiduras que proyectan la reflexión de la luz en toda la gama de colores hacia las células 103 optimizadas a distintos espectros de luz. Esa superficie lisa de espejo con diminutas hendiduras es similar o semejante a la que presenta un disco compacto u otro soporte con superficie similar o con otra forma perimetral cualquiera.
En otra realización más sencilla, aunque no menos efectiva, se ha previsto que los módulos 1 incorporen al menos una célula fotoeléctrica 52 reflectora de la radiación lumínica situada, por ejemplo, centradamente por encima del respectivo módulo 1. En este caso, cabe la posibilidad de incorporar unos elementos de espejo 105, 106 y 107 colocados respectivamente por encima y por debajo de las células fotoeléctricas 52 para el aprovechamiento y realimentación de los rayos solares que se pudieran perder, esencialmente por ambos lados de dichas fotocélulas 52. A su vez cabe señalar que el espejo superior 106 está situado en un plano vertical para evitar sombras, incluyendo una de sus caras una multitud de diminutos espejos 108.
Tal como se ha referido anteriormente, otra forma de aprovechar la energía del concentrador solar es incorporando tubos, serpentines o similar, por donde se hace circular agua u otro fluido para elevar su temperatura con el calor generador por la radiación lumínica emitida por cada cuerpo laminar curvado 2.
Cuando se incorporan los dispositivos colimadores 100, 101, difractores 102 y células optimizadas a distintos espectros de luz 52, el proceso de montaje del concentrador de energía solar comprende una primera etapa en la que en un vehículo 109 se curva al menos un cuerpo laminar plano para obtener una estructura curvada, cuya cara curvo-cóncava presenta una superficie reflectante de espejo.
Una segunda etapa en la que se montan unos soportes de rigidización 3 sobre cada cuerpo laminar curvado 2 para asegurar su estructura curvada. Una tercera etapa en la que se monta sobre el cuerpo laminar curvado conjuntos independientes de recepción de luz .
Se incluye una etapa en la que se monta en los laterales de los cuerpos laminares curvados 2, dos depósitos longitudinales 12 que contienen un material que se puede trasvasar de uno a otro depósito para variar la orientación según la posición del sol con ayuda de un sensor de luz . También se incluye una etapa en la que se descarga en el suelo por la parte trasera del vehículo 109 la estructura curvada conformada.
En otra etapa intermedia se montan en el suelo unas guías paralelas 5, 5', 5'' que se complementarán con otras guías 4 del cuerpo laminar curvado.
En otra etapa los cuerpos laminares curvados junto con el resto de sus elementos vinculados a los mismos, se fijan dichos cuerpos laminares curvados mediante unas poleas 110 y unos tirantes 111, cuyos extremos se fijan a ambos laterales opuestos de los módulos conformados 1.
Por otro lado, cabe señalar que el vehículo 109 porta una lámina continua en forma de rollo 112, a partir de la cual se obtienen los distintos cuerpos laminares de estructura curvada componentes de cada módulo 1. Cada receptor de luz puede comprender una célula fotoeléctrica 52 o conjuntos independientes formados por un colimador 100, 101, difractor 102 y células optimizadas a distintos espectros de luz 103.
Los receptores de luz también podrían comprender tubos, serpentines por donde circularía agua u otro fluido para calentarlo con la radiación emitida por el cuerpo laminar curvado 2.
El concentrador de la invención podrá estar apoyado sobre el suelo propiamente dicho, aunque su aplicación como es evidente puede ser a cualquier otra superficie sin que ésta tenga que ser necesariamente horizontal, ni tampoco el suelo propiamente dicho, el cual puede ser una superficie elevada.
Cuando el montaje de los módulos 1 se realiza mediante los cables 5 ' ' , primero se asocian estos módulos 1 a través de los patines anillados 90 enganchando los cables destensados 51' en los soportes extremos 10, para finalmente proceder al tensado de los cables 5 ' ' y así elevar el conjunto de los módulos 1 con respecto al suelo 28, consiguiendo con ello también el apoyo definitivo de los módulos 1 sobre los cables tensados 5 ' ' .

Claims

REIVINDICACIONES :
1.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, que incluyendo al menos un módulo con una superficie curvo-cóncava reflectante de espejos que concentra la radiación solar hacia unos dispositivos para obtener después distintos tipos de energía, e incluyendo además medios para orientar esa superficie de espejo acorde con la posición del sol, se caracteriza porque cada módulo (1) comprende un ligero y delgado cuerpo laminar de estructura arqueada (2) que incorpora la superficie de espejo curvo-cóncava, estando dicho cuerpo laminar (2) asociado a unos soportes de rigidización (3) que estabilizan y rigidizan esa estructura arqueada para mantener esta forma, la cual apoya en un suelo (28) con interposición de medios de guiado mediante los cuales la estructura arqueada al menos bascula hacia uno u otro lado dependiendo de un sensor de luz o temporizador que activa un dispositivo que posiciona cada módulo en tiempo real con la orientación requerida de acuerdo con la posición del sol .
2.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo para posicionar en tiempo real cada módulo o conjunto de módulos (1) comprende dos depósitos laterales (12) que en función de la variación relativa entre los pesos del material contenido en tales depósitos (12) varia la orientación del módulo respectivo (1) , pasando material de uno a otro depósito (12) mecánica y/o eléctricamente para equilibrar y alcanzar cada posición del módulo (1) dependiendo de un sensor de luz o ' temporizador, trasvasándose material de uno a otro depósito (12) y viceversa, acorde con la posición del sol.
3.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 2, caracterizado porque los depósitos laterales (12) cuelgan de forma basculante de la parte más elevada de los laterales de cada módulo (1) a lo largo de los mismos.
4.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque el material contenido en los depósitos (12) es un fluido líquido que se trasvasa mediante circuito cerrado de uno a otro depósito (12) por zonas inferiores con ayuda de una bomba asociada al sensor de luz o temporizador .
5. - CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque los depósitos (12) son cuerpos huecos cerrados de estructura esencialmente tubular afectados de unas diminutas perforaciones superiores.
6.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo para posicionar en tiempo real cada módulo o conjunto de módulos (1) comprende al menos un elemento motor lineal, tal como un cilindro hidráulico o neumático (93) que actúa sobre cada módulo o conjunto de módulos (1) para hacerlos bascular hacia uno u otro lado, conectándose el vastago del respectivo cilindro (93) en correspondencia con los bordes superiores del respectivo módulo o conjunto de módulos (1) .
7.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo para posicionar en tiempo real cada módulo o conjunto de módulos (1) comprende al menos un elemento motor giratorio (94) cuyo eje de giro de salida conecta con una polea (95) donde se acopla una correa (97) o similar acoplada en otro elemento giratorio loco (96) , correa
(97) cuyos extremos conectan con los bordes superiores de cada módulo o conjunto de módulos (1) .
8.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios de guiado están ubicados en la parte inferior de cada módulo (1) , incorporando unos guiados que se complementan con otros guiados transversales del - suelo (28) para asegurar una basculación ordenada de los módulos durante su movimiento basculante, en busca de la orientación más adecuada según la posición del sol.
9,- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 8, caracterizado porque los guiados (4) de los módulos están incorporados en los soportes de rigidización (3) .
10. - CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 8 ó 9, caracterizado porque los guiados (5) del suelo comprenden unas nervaduras a modo de raíles mientras que los guiados (4) del módulo comprenden una estructura escalonada.
11.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 8 ó 9, caracterizado porque los guiados del suelo comprenden unas nervaduras a modo de raíles (5) mientras que los guiados (4) del módulo respectivo comprenden una estructura acanalada.
12.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 8 ó 9, caracterizado porque los guiados (5) del suelo comprenden unas acanaladuras mientras que los guiados (4) del módulo respectivo comprenden unas nervaduras.
13.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 8 ó 9, caracterizado porque los guiados del suelo (28) comprenden cables transversales tensados (51 1) conectados por sus extremos en soportes (10) fijados al suelo, cables sobre los que apoyan respectivos perfiles de guiado de los módulos (1) que siguen la curvatura de los soportes de rigidización (3) .
14.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 13, caracterizado porque los guiados de los módulos a través de los cables tensados (51 1) y perfiles de guiado de los módulos, incorporan unos patines anillados (90) que abrazan a los cables (51 1) y también a unas porciones ensanchadas (91) de los perfiles de guiado de los módulos (1) , arrastrando el movimiento de los módulos a los patines anillados (90) a lo largo de los cables tensados (51 1).
15,- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 13 ó 14, caracterizado porque incorpora unos elementos tensores (92) conectados a los soportes extremos (10) y cables (51 1) para tensar los mismos.
16.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 8 ó 9, caracterizado porque los guiados del suelo comprenden cremalleras dentadas (5') que se complementan con dentados de los guiados (4) de los módulos.
17. - CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los soportes de rigidización (3) comprenden una estructura envolvente que abraza cada módulo (1) , al menos por sus extremos, a la vez que cuenta con un tramo transversal (19) que recorre la distancia existente entre los dos bordes libres longitudinales de los cuerpos laminares curvados (2) .
18.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 17, caracterizado porque cuando existen al menos dos alineaciones de módulos (1) en paralelo se ha previsto que los depósitos
(12) de un lado de los módulos (1) estén interconectados mediante una conducción general (20) dispuesta en el frontal anterior, mientras que los depósitos (12) del otro lado parejo están interconectados mediante otra conducción general (20 ') dispuesta en el frontal posterior; todo ello en orden a conseguir una perfecta sincronización al menos en el movimiento basculante hacia uno u otro lado de los módulos para orientarse según la posición del sol.
19.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque incluye medios de fijación y estabilidad de los módulos (1) que permiten al menos el movimiento de basculación de los mismos, consistiendo dichos medios en unas poleas (98) fijadas al suelo (28) en las cuales se acopla un tirante (99) , cuyas dos ramas se conectan por sus extremos en los laterales opuestos de los soportes de rigidización (3) .
20.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 8 ó 9, caracterizado porque los módulo curvados (1) se guían y apoyan en el ramal superior de unos cables de bucle cerrado (51 1) cuyos dos ramales, superior e inferior, están unidos mediante piezas rígidas (11) que mantienen la dirección horizontal de tales ramales superiores.
21.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 18 ó 19, caracterizado porque cuando existen al menos dos alineaciones de módulos (1) en paralelo, con sus depósitos (12) interconectados mediante un par de tuberías generales, anterior (20) y posterior (201), cada una de ellas conecta articuladamente en los extremos de unos balancines (21) que articulan centradamente en unos postes verticales fijos (22) , asociándose los extremos libres de los balancines (21) mediante un cable tensor (23).
22.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 1, caracterizado porque el guiado de los módulos (1) incorpora un carro de sujeción (6) con ruedas inferiores (8) y superiores (7) , éstas últimas que contactan con los soportes de rigidización (3) , mientras que las ruedas inferiores (8) contactan con el soporte o bastidor de guiado correspondiente.
23.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 22, caracterizado porque el carro de sujeción (6) incorpora unos topes laterales (9) próximos a la curvatura de los soportes de rigidización (3) que evitan la deformación de los módulos (1) cuando sopla el viento con fuerza.
24.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 1, caracterizado porque los módulos (1) se acoplan a los soportes de guiado mediante pares de piñones (24 y 25) acoplados en puntos fijos: unos piñones
(24) que contactan con una banda superior de los soportes curvados (3) de los módulos (1) y otros piñones (25) que contactan con una banda inferior de esos mismos soportes curvados (3) .
25.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque incorpora unos refuerzos laterales (34) unidos mediante un tirante o elemento similar para evitar deformaciones, incluyéndose un tercer refuerzo centrado (35) fijado en un soporte alargado (20) .
26.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque incorpora medios automáticos de limpieza que consisten en un vehículo autopropulsado (37) provisto de un par de escobillas laterales (38) y tubos de limpieza (39) , vehículo (37) que recorre los módulos (1) longitudinalmente por su parte más inferir, contando el vehículo además con un depósito de líquidos de limpieza (40) , circuitos de control (41) y sensores (42) , así como un enchufe de recarga (45) .
27.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada módulo incorpora al menos: unos dispositivos colimadores (100, 101) que recogen la proyección de la radiación lumínica reflejada por la superficie reflectante de espejo de cuerpo laminar curvado (2) ; unos dispositivos difractores (102) receptores de la radiación lumínica concentrada en los dispositivos colimadores (100, 101); - unas células (103) optimizadas a distintos espectros de luz receptoras de la radiación lumínica según la frecuencia de los colores emitida por los dispositivos difractores (102) .
28.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 27, caracterizado porque los colimadores
(17) se encuentran intercalados en unas ventanas pasantes del cuerpo laminar arqueado de espejo (2) interrumpiendo la continuidad de dicho cuerpo laminar (2) , mientras que los difractores (102) y células (103) optimizadas a distintos espectros de luz se encuentran ubicados por detrás de ese cuerpo laminar (2) .
29.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 28, caracterizado porque cada colimador (100) , difractor (102) y célula (103) optimizada a distintos espectros de luz comprende un conjunto independiente que se fija al cuerpo laminar (2) mediante el colimador (100) en correspondencia con la respectiva ventana pasante a través de pestañas o similar.
30.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 27, caracterizado porque los colimadores están fijados superiormente en el soporte alargado (104) que alcanza los extremos de cada módulo (1) .
31.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 30, caracterizado porque los colimadores presentan una estructura arqueada (101) , cuya cara curvo- cóncava de espejo proyecta la radiación lumínica a los difractores (102) y éstos a la célula (103) optimizada a distintos espectros de luz.
32.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 27 a 30, caracterizado porque los colimadores presentan una estructura plana
(100) que proyecta la radiación lumínica a los difractores (102) .
33.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 27 a 32, caracterizado porque la cara de la reflexión de la luz de los difractores (102) comprende una superficie lisa de espejo con diminutas hendiduras que proyectan la reflexión de la luz de toda la gama de colores hacia las células (103) optimizadas a distintos espectros de luz.
34.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque cada módulo (1) incorpora al menos una célula fotoeléctrica (52) receptora de la radiación lumínica situada centradamente por encima del respectivo módulo (1).
35.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación anterior, caracterizado porque incluye unos espejos (105, 106 y 107) por encima y por debajo de las células fotoeléctricas (52) , medios de aprovechamiento y realimentación de los rayos solares que se pudieran perder.
36.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 35, caracterizado porque el espejo superior (106) está situado en un plano vertical, una de cuyas caras incluye una multitud de diminutos espejos
(108) .
37.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque cada módulo (1) incorpora al menos un tubo, serpentín o similar, por donde circula agua u otro fluido para calentarlo con el calor generado por la radiación lumínica emitida por el cuerpo laminar curvado (2) .
38.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque en una zona estratégica centrada y elevada de los módulos (1) se disponen longitudinalmente dos grupos de tubos (48) en dos planos perpendiculares a la proyección de la radiación emitida por los cuerpos laminares curvados de espejos (2) , a la vez que de la confluencia de tales dos planos de tubos (48) convergentes inferiormente, arranca hacia abajo un perfil recto (49) para absorber la radiación residual inferior, incluyéndose además un tejado reflector a dos aguas superior (47) para conservar el calor y optimizar la radiación entrante.
39.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque en una zona estratégica central y elevada de los módulos (1) se dispone un único tubo longitudinal (50) con dos caras inclinadas convergentes hacia abajo que reciben perpendicularmente la proyección de la radiación solar a través de los cuerpos laminares de espejo (2) , disponiéndose en dichas caras inclinadas unas láminas o filtros difractores (51) que reflejan la luminosidad hacia una célula fotoeléctrica (52) , mientras que la otra componente de la radiación, que es el calor, se transmite al fluido que circula por el tubo (50) , incluyéndose además un tejado reflectante (47) a dos aguas para conservar el calor y optimizar la radiación entrante.
40.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque en una zona estratégica central y elevada de los módulos (1) se dispone un tubo longitudinal (50) con dos caras inclinadas convergentes hacia abajo y en proximidad a las cuales se disponen unas células fotovoltáicas transparentes (53) en planos paralelos a tales caras inclinadas, células fotovoltáicas transparentes (53) que recogen directamente la radiación lumínica y dejan pasar en cambio la radiación calorífica hasta el fluido del tubo longitudinal (50) para calentarlo, incluyéndose además un tejado reflectante a dos aguas superior (47) para conservar el calor y optimizar la radiación entrante.
41.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque en una zona estratégica central y elevada de los módulos (1) se dispone un único tubo longitudinal (50) con dos caras inclinadas convergentes hacia abajo que reciben perpendicularmente la proyección de la radiación solar a través de los cuerpos laminares de espejo (2) , disponiéndose en dichas caras inclinadas unas láminas o filtros difractores (51) que reflejan la luminosidad hacia una célula de fotolisis (54) , incluyéndose además un tejado reflectante a dos aguas superior (47) para conservar el calor y optimizar la radiación entrante.
42.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque en una zona estratégica central y elevada de los módulos (1) se disponen dos colectores longitudinales, superior (55) e inferior (56) para tratar agua salada o contaminada, obteniéndose agua residual o depurada por evaporación, haciendo circular el agua a tratar al menos por el colector inferior (56) que recibirá la radiación solar a través de los cuerpos laminares de espejo (2) de los módulos (1) , elevando la temperatura hasta conseguir la evaporación del agua que pasará a estado gaseoso hasta el colector superior (55) a través de unos estrechos conductos radiales (61) que comunican ambos colectores (55) y (56) , condensándose después el vapor de agua en estado líquido dentro del colector superior (55) , extrayéndose la sal precipitada y/o otros residuos mediante un mecanismo de extracción y limpieza (64) ubicado en el colector inferior (56) .
43.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 42, caracterizado porque el colector inferior (56) incorpora un estrecho espacio anular (62) limitado entre la pared exterior del propio colector inferior (56) y un cuerpo tubular (63) dispuesto concéntricamente y abierto por su parte inferior, calentándose la parte de fluido que circula por ese estrecho espacio anular (62) de forma rápida, consiguiéndose así también una evaporación más rápida, a la vez que de ese espacio anular (62) arrancan los estrechos conductos radiales (61) .
44.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 42, caracterizado porque el espacio anular (62) del colector inferior (56) está dividido en varios habitáculos separados por pequeños tabiques (621), consiguiendo la evaporación del fluido a distintas presiones, ascendiendo el vapor por respectivos conductos radiales (61, 61') .
45.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 42 a 44, caracterizado porque el colector superior (55) incorpora al menos una cámara anular concéntrica (58) por donde circula el agua a tratar antes de alcanzar el colector inferior (56) , ayudando el paso de ese agua sin tratar por la citada cámara anular (58) a producir de forma más rápida la condensación del vapor de agua, estando dicha cámara (58) limitada por la pared exterior del colector y un cuerpo tubular concéntrico interior que limita un espacio central donde desembocan los estrechos conductos (61) por donde circula el vapor.
46.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 45, caracterizado porque el colector superior (55) incorpora varias cámaras anulares concéntricas: una mayor de condensación (69) limitada exteriormente por la pared del colector, y una interior (58') por donde circula el agua sin tratar antes de pasar al colector inferior (56) , limitando dicha cámara anular interior (58 ' ) un espacio centrado donde también desembocan los estrechos conductos (61) para la condensación del agua a distinta presión que la cámara inferior (58' ).
47.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 45 ó 46, caracterizado porque el colector inferior (56) incorpora un émbolo (67) , de manera que cuando se vacía el citado colector inferior (56) del fluido contenido durante el proceso de evaporación se produce un vacío dentro del colector inferior (56) que desplazará al émbolo (67) retenido previamente durante el proceso de evaporación, liberándose su anclaje cuando se vacía el colector (56) , estando asociado dicho émbolo (67) con un generador eléctrico (68) u otro receptor generador de energía para producir la misma, a la vez que los conductos (61) incorporan un estrechamiento cónico (114) que se complementa con un pequeño cuerpo esférico (113) que obtura cada conducto (61) del colector inferior (56) cuando se produce el vacío en el citado colector (56) .
48.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 45 a 47, caracterizado porque el agua a tratar pasa del colector superior (55) al inferior (56) a través de un conducto curvado (59) donde se intercala una válvula de paso y obturación (60) que se cierra cuando se llena de fluido el colector inferior (56) .
49.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los módulos (1) incorporan una lente de Fresnel (81) dispuesta superiormente.
50.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los dispositivos receptores de la radiación del sol son células fotovoltáicas (52) conectadas en serie y asociadas a pequeños circuitos electrónicos (82) para obtener una corriente alterna con un elevado voltaje en el conjunto de las células, incorporando cada circuito electrónico (52) entre sus elementos, un bloque de protección de una tensión máxima y prevista o cortes de tensión imprevistos.
51.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 50, caracterizado porque los circuitos electrónicos (82) están conectados entre ellos para recibir una señal maestra común a esos circuitos (82) .
52. - CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 35, caracterizado porque la señal maestra es de corriente alterna senoidal igual en frecuencia y forma al tipo de corriente para consumo eléctrico, 60 ó 50 Hz, para obtener con el conjunto de células una señal de corriente alterna igual a la señal maestra pero de mayor tensión o alta tensión.
53.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 51, caracterizado porque la señal maestra puede ser de pulsos modulares, convirtiendo los circuitos electrónicos esta señal de pulsos modulares en onda senoidal .
54.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 51, caracterizado porque la señal maestra puede ser monofásica o polifásica.
55.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los cuerpos laminares reflectantes (2) son solidarios de una estructura en forma de nido de abeja, por mediación de la cual se une a los soportes curvados (3)
56,- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los cuerpos laminares de espejo (2) incorporan al menos en sus zonas laterales más elevadas de los módulos (1) pasos de aire, abiertos al menos cuando sopla el viento a partir de una cierta velocidad.
57. - CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 56, caracterizado porque los pasos de aire de los cuerpos laminares (2) comprenden orificios pasantes (31) .
58.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 56, caracterizado porque los pasos de aire comprenden unas aberturas (29) generadas como consecuencia de unos cortes que delimitan unas solapas abatibles (29 ') que se unen a unos elementos de imán (32) cuando no existe viento, liberando los pasos de aire (29) cuando sopla el viento a partir de una cierta velocidad.
59.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 56, caracterizado porque los pasos de aire (30) presentan una estructura radial asociada a unas piezas (33) con su cara frontal cubierta por un material de espejo.
60.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de guiado de los módulos permiten a la estructura arqueada bascular y trasladarse rodando hacia uno u otro lado dependiendo del sensor de luz o temporizado que activa el dispositivo que posiciona cada módulo en tiempo real con la orientación requerida y de acuerdo con la posición del sol .
61.- CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 13, 14, 15 ó 20, caracterizado porque los cables de encarrilamiento (5 ' ' ) se aprovechan como elementos conductores de la electricidad cuando se incorporan en los módulos (1) células fotoeléctricas, de manera que dichas células se conectan con los soportes arqueados de rigidización (3) y éstos al estar en contacto con los cables (51 1) transmiten la corriente eléctrica.
62.- PROCESO DE MONTAJE DE UN CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, que estando el proceso destinado para montar sobre un terreno un conjunto de módulos solares asociados entre si y que se mueven automáticamente buscando siempre la orientación del sol, se caracteriza porque comprende :
- Una primera etapa en la que sobre el terreno (28) se extienden perpendicularmente a modo de dos ejes de coordenadas y mediante un primer vehículo robot (781), dos cintas enrollables (70) provistas de dispositivos láser (71) a intervalos regulares de distancia que proyectan un entrecruzado de rayos láser (72) en un mismo plano horizontal; una segunda etapa en la que atendiendo al entrecruzado de rayos láser (72) se disponen, también mediante ese primer vehículo robot (781), unos medios de guiado, apoyo e instalación de los módulos solares (1) ; una tercera etapa en la que se monta una estructura soporte (3) de los distintos módulos (1); - una cuarta etapa en la que se montan unos receptores de energía;
- una quinta etapa en la que se montan los cuerpos laminares reflectores (2) atornillándolos automáticamente sobre la estructura soporte (3) de los módulos solares (1),
- una sexta etapa en la que se colocan los tubos de equilibrio laterales (12) ; una séptima etapa en la que se cierran los circuitos de agua y energía.
63.- PROCESO DE MONTAJE DE UN CONCENTRADOR DE
ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación anterior, caracterizado . porque los medios de guiado, apoyo e instalación de los módulos (1) , consisten en unos soportes en forma de "U" invertida (27) , que se colocan mediante el primer vehículo robot (78 ') .
64.- PROCESO DE MONTAJE DE UN CONCENTRADOR DE
ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 62, caracterizado porque los medios de guiado, apoyo e instalación de los módulos (1) consisten en unos cables de bucle cerrado
(51 1) acoplados en unos soportes extremos (10), acoplándose varios módulos (1) sobre los ramales superiores de cables de bucle cerrado (51 ') adyacentes.
65.- PROCESO DE MONTAJE DE UN CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 63, caracterizado porque las ramas (73) de los soportes en forma de "U" invertida se fijan en huecos (75) realizados previamente y con ayuda de hormigón (77) , ramas (73) que incorporan unos elementos inflables (76) a modo de patas inclinadas para asegurar el posicionamiento correcto durante el fraguado del hormigón (77) , arrancando cada uno de esos elementos inflables (76) de una pieza anular inflable
(88) que abraza cada rama (73) de los soportes (27) , realizándose los huecos (75) con ayuda del primer vehículo robot (78!), el cual también realiza el vertido de hormigón (77) , a la vez que coloca también los elementos inflables (76) .
66.- PROCESO DE MONTAJE DE UN CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 62, caracterizado porque en una etapa intermedia entre la tercera y cuarta etapa, al menos un vehículo lateral (79) con cuerpos laminares de espejo (2) arrastra un robot centrado (78) que transporta los componentes de los módulos solares, con excepción de los cuerpos laminares de espejo (2) .
67.- PROCESO DE MONTAJE DE UN CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 62, caracterizado porque se incluye un vehículo (109) en el que se curva al menos un cuerpo laminar plano para obtener una estructura curvada, cuya cara curvo-cóncava presenta una superficie de espej o .
68.- PROCESO DE MONTAJE DE UN CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 67, caracterizado porque incluye una etapa en la que se descarga en el propio suelo por la parte trasera del vehículo (109) cada estructura curvada conformada .
69.- PROCESO DE MONTAJE DE UN CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 62 ó 67, caracterizado porque incluye una etapa en la que se disponen en el suelo (28) unas guías paralelas que se complementan con otras guías del cuerpo laminar curvado .
70.- PROCESO DE MONTAJE DE UN CONCENTRADOR DE
ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 62, caracterizado porque las guías del suelo (28) comprenden unos cables
(51 ') que se conectan en principio destensados en unos soportes extremos (10) fijados al suelo, de manera que posicionando las guías (4) de los módulos (1) sobre los cables destensados (51 1), éstos se tensan después, elevándose entonces todos los módulos con respecto al suelo (28) , montándose además unos patines anillados (90) que asocian y aseguran los guiados (4) de los módulos (1) con los cables (51 1) evitando la separación de los módulos (1) con respecto a los cables (51 1) cuando existe viento o debido a otras fuerzas exteriores tendentes a dicha separación.
71.- PROCESO DE MONTAJE DE UN CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 62 a 70, caracterizado porque incluye una etapa en la que cuando existen al menos dos módulos en paralelo, los depósitos de un lado de los módulos se interconectan mediante una conducción general (20) dispuesta en el frontal anterior, mientras que los depósitos (12) del otro lado parejo se interconectan mediante otra conducción general (20') dispuesta en el frontal posterior.
72.- PROCESO DE MONTAJE DE UN CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según una cualquiera de las reivindicaciones 62 a 70, caracterizado porque incluye una etapa en la que los cuerpos curvados (2) junto con el resto de sus elementos vinculados a los mismos se fijan dichos cuerpos laminares curvados (2) mediante unas poleas (98) y unos tirantes (99) , cuyos extremos se fijan a ambos laterales opuestos de los cuerpos laminares curvados (2) .
73. - PROCESO DE MONTAJE DE UN CONCENTRADOR DE ENERGÍA SOLAR, según la reivindicación 67, caracterizado porque el vehículo (109) porta una lámina continua en forma de rollo (112) , a partir de la cual se obtienen los cuerpos laminares de estructura curvada (2) .
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