WO2012020146A1 - Concentrador solar con sistema de soporte y seguimiento solar - Google Patents

Concentrador solar con sistema de soporte y seguimiento solar Download PDF

Info

Publication number
WO2012020146A1
WO2012020146A1 PCT/ES2010/070543 ES2010070543W WO2012020146A1 WO 2012020146 A1 WO2012020146 A1 WO 2012020146A1 ES 2010070543 W ES2010070543 W ES 2010070543W WO 2012020146 A1 WO2012020146 A1 WO 2012020146A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lens
sensor
axis
solar concentrator
longitudinal axis
Prior art date
Application number
PCT/ES2010/070543
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gonzalo Bernabé PERIS DOMINGO
Sergio Ehlis Pirretas
Jordi Mulet Mas
Joan Ignasi Rosell Urrutia
Daniel Chemisana Villegas
Original Assignee
Compañia Valenciana De Energias Renovables, S.A.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Compañia Valenciana De Energias Renovables, S.A. filed Critical Compañia Valenciana De Energias Renovables, S.A.
Priority to PCT/ES2010/070543 priority Critical patent/WO2012020146A1/es
Priority to AU2010358879A priority patent/AU2010358879B2/en
Priority to BR112013003015-1A priority patent/BR112013003015B1/pt
Priority to ES10760736.8T priority patent/ES2541600T3/es
Priority to EP20100760736 priority patent/EP2604950B1/en
Priority to US13/816,434 priority patent/US9239172B2/en
Priority to CN201080068458.0A priority patent/CN103140725B/zh
Publication of WO2012020146A1 publication Critical patent/WO2012020146A1/es

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S50/00—Arrangements for controlling solar heat collectors
    • F24S50/20—Arrangements for controlling solar heat collectors for tracking
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/30—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses
    • F24S23/31—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses having discontinuous faces, e.g. Fresnel lenses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S30/40—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
    • F24S30/42—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with only one rotation axis
    • F24S30/425—Horizontal axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/20—Solar heat collectors for receiving concentrated solar energy, e.g. receivers for solar power plants
    • F24S2020/23—Solar heat collectors for receiving concentrated solar energy, e.g. receivers for solar power plants movable or adjustable
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S2030/10—Special components
    • F24S2030/13—Transmissions
    • F24S2030/131—Transmissions in the form of articulated bars
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S2030/10—Special components
    • F24S2030/18—Load balancing means, e.g. use of counter-weights
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47—Mountings or tracking

Definitions

  • the present invention is applied to solar collection systems by refraction. More specifically, it refers to a system capable of tracking the sun's rays both according to the hours of the day and the season of the year.
  • One type of existing concentrator is the one that uses linear Fresnel lenses to concentrate the sun's rays on the fluid.
  • the systems are basically formed by the lens, a sensor where concentrated radiation is collected and the structure and support mechanisms.
  • a common problem in existing systems is that if only the sun's rays are tracked to an axis on an east-west path as the day progresses or north-south for different times of the year, it leads to a loss of system performance by lose concentration in the catchment line.
  • WO2007 / 087343 describes a system that allows movement both in the east-west and north-south axis, to optimize the use of energy for any angle of incidence.
  • the system however is based on spheres that revolve around two axes and concentrate the rays on time, which prevents optimizing the performance in linear concentrators.
  • the object of the invention is to solve the technical problems mentioned in the previous section.
  • a solar concentrator provided with at least one linear concentration lens, and at least one collector, and provided with a support and monitoring system, where the system comprises at least two clamping structures adapted to rotate around a first longitudinal axis, and at least two joining structures of the solar collector (s) and the lens (s), fixed by two points to each clamping structure, and capable of rotating with respect to a second transverse axis that passes through these two points and is perpendicular to the first, so that the plane defined by the joint structure is inclined with respect to the plane of the clamping structure, and where the joint structure is adapted in a way that allows the displacement of the lens (s) and the sensor (s) in opposite directions and the variation of their relative distance.
  • Particular embodiments are defined in the dependent claims.
  • Figure 1 .- is a schematic representation of the principle of the invention.
  • Figure 2.- shows a first embodiment of the invention.
  • Figure 3.- shows a second embodiment of the invention.
  • Figure 4.- is a front and cross-sectional view of the Fresnel lens and the collector when the sun's rays perpendicular to the system.
  • Figure 5. It is a frontal and transverse view when the rays strike obliquely.
  • Figure 6.- shows several systems mounted contiguously for installation in a solar thermal plant.
  • Figure 7.- shows several alternative embodiments of the joint structure.
  • Figure 8.- shows an alternative form of the joining and clamping structures.
  • Figures 9A, 9B and 9C. - are other particular examples of embodiment adapted for the use of several lenses and sensors in parallel.
  • FIG. 2-3 systems according to the invention can be seen, comprising at least two joining structures (2) of the solar collector (4) and the lens (3) and at least two fastening structures (1).
  • the longitudinal axis of the set is defined as that which is parallel to the lens and its longer edges.
  • the clamping structure allows the rotation around the longitudinal axis.
  • Figure 2 a first embodiment can be seen where the clamping structure (1) and the sensor (4) are integral, the longitudinal axis coincides with the axis of the sensor and the joint structure is provided with a counterweight (8 ).
  • the system of the invention can be seen in the configuration with an arc-shaped junction structure.
  • the counterweight is not necessary, since the axis of rotation of the clamping structure is located above the sensor.
  • a zipper system could be used (without the invention being limited to this example).
  • the transverse axis is defined as the one that passes through the two anchor points between the clamping structure and the joining structure.
  • the joint structure can rotate with respect to two points of the clamping structure for any position of the latter, so that the plane defined by the joint structure is inclined with respect to the plane of the clamping structure, allowing the longitudinal displacement of the lens and sensor in the opposite direction, also varying its relative distance.
  • the lens-sensor connection structure preferably has a circumferential arc shape, concentric to the clamping structure and fixed thereto with the possibility of turning around the transverse axis, located approximately in the center of gravity between lens and sensor, so The turn is balanced.
  • This structure can also present V-shape with straight profiles that join the edges of the lens with the sensor, square or U-shaped (figure 7).
  • the lens will preferably be of the Fresnel type, due to its lower weight and cost. In addition, it has been proven that the curved Fresnel lens offers better performance. Alternatively, the lens can be spherical.
  • the lens can incorporate a frame around its edges to give it rigidity and facilitate connection with the joint structure.
  • a characteristic of linear concentration lenses is, as mentioned, that if the angle of incidence is not normal to the surface, the focal length (see figures 4 and 5, ref. F 1 and f2) measured perpendicular to the surface of the lens varies. Therefore, if you want to make the most of the radiation that reaches the lens, there is no other option but to vary the distance between the lens and the sensor, so that the lens is located at all times in the area of maximum concentration of rays. This is achieved thanks to the rotation of the joint structure with respect to the clamping structure by means of joints that allow a displacement of up to 75 degrees (friction bearings or bearings, for example), since the sensor and the lens are connected to the structure of union also by means of articulations (5) that allow that the position of both elements stays parallel.
  • the lens and the sensor are joined by an articulated structure both at the junction with the lens or its frame and at the junction with the sensor.
  • the distance between the joints is fixed and these joints will allow when the joint structure rotates, it occurs a longitudinal displacement of the sensor and the lens. Said rotation also causes a variation of the distance between lens and sensor.
  • the combination of movements of the two structures allows the lens an infinite number of positions with inclination to the east / west or north / south, and positions of the lens closer or further away from the axis of rotation of the joint structure.
  • the angle of incidence of the sun's rays is always perpendicular to the transverse axis.
  • the distance between the lens and the sensor is achieved at the point of maximum concentration of the sun's rays.
  • the lens will always move in the opposite direction to the sensor, varying its longitudinal relative position and its distance in the normal direction, but never its relative transverse position.
  • FIG 8 An alternative embodiment is shown in Figure 8, in which both the joint structure (2) and the clamping structure (1) are V-shaped.
  • the clamping structure (1) can rotate around a longitudinal axis, which in This case goes through its vertex.
  • the rotation of the joint structure and the relative movement of the lens and the sensor occur in a manner analogous to the previous examples.
  • telescopic supports (6) which, when varying in length, cause the structure of the support to lean towards one side or the other around the longitudinal axis.
  • These telescopic systems can be hydraulic, or electric, or operate by means of a rack or "auger" system.
  • the joint structure would have the shape of a saw or boat, so that it can house several sensors and several lenses in parallel.
  • This system has the advantage that the proportions are flatter, that is, the height of the set is smaller with respect to the width, gaining in stability.
  • two different types of support structure are contemplated: the first (Fig. 9A) is the one described above (Fig. 3) and the second (Fig. 9B and 9C) is boat-shaped, that is, composed of a horizontal profile in the resting position or base to place the collectors and two vertical or inclined profiles at the ends. This structure therefore has two vertices (9).
  • the longitudinal axis is located between the vertex of one side and the axis of symmetry when the assembly rotates towards that side or between the vertex of the other side and the axis of symmetry when the assembly rotates towards that other side.
  • the base structure of this last example is a platform or base, preferably reinforced concrete.
  • the system of Figure 9C is a particular case of 9B where the longitudinal axis is always fixed in the axis of symmetry.
  • the rotation of the clamping structure will preferably be done by telescopic supports which, when varying in length, cause the clamping structure to tilt to one side or the other around a longitudinal axis.
  • telescopic systems can be hydraulic, or electric and can be operated by means of a rack or "auger" system.
  • Another form of drive is by means of a motor with a fixed reducer acting on the axis of rotation.
  • steel for the clamping and joining structures which can also be made of aluminum or thermoplastic and reinforced concrete and metal for the base structure.
  • the collection systems can be mounted continuously in the north-south direction, to form modules.
  • Each module is defined as a set of systems that share drive (figure 6).
  • the east-west movement, for the preferred example, of the clamping structure, occurs around an imaginary axis parallel to the lens (axis longitudinal) and located approximately in the center of gravity of the assembly, so that it is a balanced turn.
  • a loop will consist of a set of modules connected in series to achieve a certain temperature jump.
  • the system consists of a Fresnel lens that can be formed by several parts, a sensor and two sets of base structure, clamping structure and joint structure. By joining several successive systems, each two systems share a set of base, support and joint structures ( Figure 6).
  • the union between the base structure (7) and the clamping structure can be mainly of two types: a circular guide, by means of rollers that allow the movement between structure and guide, keeping the axis of the structure circle (longitudinal axis) always in the same position, and with rollers or stops that do not allow another movement or the separation of the structure from the guide, or a horizontal flat guide, moving the clamping structure as a wheel on the surface.
  • the base (7) is preferably composed of concrete pieces fixed to the ground by means of shoes. These pieces would have a parallelepiped shape with a recess in the form of a circular sector on the upper face for the first case explained above, and a parallelepiped with continuous faces in the second case.
  • the concrete pieces would be completed with the necessary guides and elements, which only allow the movement of rotation, preventing lateral displacements and lifting.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

La invención propone un concentrador solar que comprende una o varias lentes y uno o varios captadores y al menos dos estructuras de unión (2) del captador solar y la lente y al menos dos estructuras de sujeción (1) que permiten una rotación según un eje longitudinal. La estructura de unión puede girarse o desplazarse, permitiendo el desplazamiento de la lente (3) y el captador (4) en sentidos contrarios y la variación de su distancia relativa, lo que resuelve el problema de la variación de la distancia focal para cada ángulo de incidencia puntual de la radiación.

Description

CONCENTRADOR SOLAR CON SISTEMA DE SOPORTE Y
SEGUIMIENTO SOLAR
D E S C R I P C I Ó N
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se aplica a sistemas de captación solar por refracción. Más en concreto, se refiere a un sistema capaz de realizar un seguimiento de los rayos solares tanto en función de las horas del día como de la estación del año.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Existen muchos tipos de sistemas para captación de energía solar así como para la concentración de los rayos de forma lineal para calentar un fluido a alta temperatura, que es utilizado generalmente para producir electricidad. Un tipo de concentrador existente es el que utiliza lentes Fresnel lineales para concentrar los rayos solares sobre el fluido. Los sistemas están formados básicamente por la lente, un captador donde se recoge la radiación concentrada y la estructura y mecanismos de soporte. Un problema común en los sistemas existentes es que si solo se hace el seguimiento de los rayos solares a un eje en una trayectoria este-oeste según avanza el día o norte-sur para diferentes épocas del año, conlleva una pérdida de rendimiento del sistema al perder concentración en la línea de captación. Esto es debido al uso de lentes de concentración lineal, ya que el punto focal de máxima concentración varía en función del ángulo de incidencia de la radiación, afectando al rendimiento de la instalación. Este problema técnico solo ha sido resuelto hasta el momento, mediante sistemas de movimiento a dos ejes perpendiculares entre sí que permiten el seguimiento del sol en todas sus posiciones con lo que el ángulo de incidencia de los rayos solares sobre la lente es siempre perpendicular respecto a ambos ejes, manteniendo el punto de máxima concentración invariable, es decir la distancia focal entre lente y captador constante. Para conseguir saltos de temperatura altos se deben conectar captadores en serie, y la manera de maximizar el rendimiento es poniendo dichos captadores formando líneas rectas de gran longitud, y esto no permite el sistema a dos ejes descrito anteriormente.
La patente WO2007/087343 describe un sistema que permite el movimiento tanto en el eje este-oeste como en el norte-sur, para optimizar el uso de la energía para cualquier ángulo de incidencia. El sistema sin embargo se basa en unas esferas que giran en torno a dos ejes y concentran los rayos puntualmente, lo que impide optimizar el rendimiento en concentradores lineales.
OBJETO DE LA INVENCIÓN La invención tiene por objeto resolver los problemas técnicos citados en el apartado anterior. Para ello, propone un concentrador solar provisto de al menos una lente de concentración lineal, y al menos un captador, y provisto de un sistema de soporte y seguimiento, donde el sistema comprende al menos dos estructuras de sujeción adaptadas para rotar alrededor de un primer eje longitudinal, y al menos dos estructuras de unión del(de los) captador(es) solar(es) y la(s) lente(s), fijadas por dos puntos a cada estructura de sujeción, y capaces de girar respecto a un segundo eje transversal que pasa por estos dos puntos y es perpendicular al primero, de manera que el plano definido por la estructura de unión se incline respecto al plano de la estructura de sujeción, y donde la estructura de unión está adaptada de manera que permite el desplazamiento de la(s) lente(s) y el/los captador(es) en sentidos opuestos y la variación de su distancia relativa. Ejemplos de realización particulares se definen en las reivindicaciones dependientes.
Gracias al sistema de la invención, es posible por lo tanto variar la distancia entre lente y captador, de manera que el último esté en el punto de máxima concentración solar.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña la siguiente descripción de un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo se ha representado lo siguiente:
Figura 1 .- es una representación esquemática del principio de la invención.
Figura 2.- muestra un primer ejemplo de realización de la invención.
Figura 3.- muestra un segundo ejemplo de realización de la invención.
Figura 4.- es una vista frontal y transversal de la lente Fresnel y el captador cuando los rayos solares inciden de manera perpendicular al sistema.
Figura 5.- es una vista frontal y transversal cuando los rayos inciden de manera oblicua.
Figura 6.- muestra varios sistemas montados de forma contigua para su instalación en una planta termosolar.
Figura 7.- muestra varias realizaciones alternativas de la estructura de unión.
Figura 8.- muestra una forma alternativa de las estructuras de unión y sujeción.
Figuras 9A, 9B y 9C. - son otros ejemplos particulares de realización adaptados para el uso de varias lentes y captadores en paralelo. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
En las figuras 2-3 se pueden apreciar sistemas según la invención, que comprende al menos dos estructuras de unión (2) del captador solar (4) y la lente (3) y al menos dos estructuras de sujeción (1 ). El eje longitudinal del conjunto se define como aquel que es paralelo a la lente y a sus aristas de mayor longitud. La estructura de sujeción permite el giro alrededor del eje longitudinal.
En la figura 2 se puede apreciar un primer ejemplo de realización donde la estructura de sujeción (1 ) y el captador (4) son solidarios, el eje longitudinal coincide con el eje del captador y la estructura de unión está provista de un contrapeso (8).
En la figura 3 se puede apreciar el sistema de la invención en la configuración con estructura de unión en forma de arco de circunferencia. En este ejemplo particular no es necesario el contrapeso, ya que el eje de giro de la estructura de sujeción se sitúa por encima del captador. Para conseguir el giro de la estructura de sujeción podría usarse (sin que la invención se limite a este ejemplo) un sistema de cremallera. El eje transversal se define como aquel que pasa por los dos puntos de anclaje entre la estructura de sujeción y la estructura de unión. La estructura de unión puede girar respecto a dos puntos de la estructura de sujeción para cualquier posición de esta última, de manera que el plano definido por la estructura de unión se incline respecto al plano de la estructura de sujeción, permitiendo el desplazamiento longitudinal de la lente y el captador en sentido contrario, variando además su distancia relativa.
La estructura de unión lente-captador presenta preferentemente una forma de arco de circunferencia, concéntrica a la estructura de sujeción y fijada a esta con posibilidad de giro en torno al eje transversal, situado aproximadamente en el centro de gravedad entre lente y captador, de manera que el giro sea equilibrado. Esta estructura también puede presentar forma de V con perfiles rectos que unan las aristas de la lente con el captador, forma cuadrada o de U (figura 7).
La lente será preferentemente del tipo Fresnel, por su menor peso y coste. Además, se ha comprobado que la lente Fresnel de tipo curvo ofrece mejores prestaciones. Alternativamente, la lente puede ser de tipo esférico.
La lente puede incorporar un marco en torno a sus aristas para darle rigidez y facilitar la conexión con la estructura de unión.
Una característica de las lentes de concentración lineal es, como se ha mencionado, que si el ángulo de incidencia no es normal a la superficie, la distancia focal (ver figuras 4 y 5, ref. f 1 y f2) medida perpendicularmente a la superficie de la lente varía. Por tanto si se quiere aprovechar al máximo la radiación que llega a la lente, no queda más opción que variar la distancia entre lente y captador, para que éste se sitúe en cada momento en la zona de máxima concentración de rayos. Esto se consigue gracias al giro de la estructura de unión respecto a la estructura de sujeción mediante articulaciones que permiten un desplazamiento de hasta 75 grados (rodamientos o cojinetes de fricción, por ejemplo), y a que el captador y la lente están conectados a la estructura de unión también mediante articulaciones (5) que permiten que la posición de ambos elementos se mantenga paralela.
Cuando el ángulo de incidencia de los rayos sobre la lente no es perpendicular respecto al eje longitudinal, también se produce un desplazamiento de la mancha solar (zona donde se concentra la radiación) hacia un extremo (figuras 1 y 5) en sentido longitudinal. Gracias a la invención se compensa este efecto con el desplazamiento de la lente respecto al captador, consiguiendo que toda la mancha solar proyectada por la lente incida en el captador.
La lente y el captador, como se ha mencionado, están unidos mediante una estructura articulada tanto en la unión con la lente o su marco como en la unión con el captador. La distancia entre las articulaciones es fija y dichas articulaciones permitirán que cuando la estructura de unión gire, se produzca un desplazamiento longitudinal del captador y la lente. Dicho giro provoca así mismo una variación de la distancia entre lente y captador.
La combinación de movimientos de las dos estructuras permite a la lente una infinidad de posiciones con inclinación a este/oeste o norte/sur, y posiciones de la lente más cercanas o alejadas al eje de giro de la estructura de unión.
Mediante el giro sobre el eje longitudinal que realiza la estructura de sujeción se consigue que el ángulo de incidencia de los rayos solares sea siempre perpendicular al eje transversal. Mediante el giro sobre el eje transversal que realiza la estructura de unión se consigue que la distancia entre lente y captador se sitúe en el punto de máxima concentración de los rayos solares.
De esta manera la lente se moverá siempre en sentido opuesto al captador, variando su posición relativa longitudinal y su distancia en dirección normal, pero nunca su posición relativa transversal.
Una realización alternativa se muestra en la figura 8, en la que tanto la estructura de unión (2) como la de sujeción (1 ) tienen forma de V. La estructura de sujeción (1 ) puede girar entorno a un eje longitudinal, que en este caso pasa por su vértice. El giro de la estructura de unión y el movimiento relativo de la lente y el captador se producen de manera análoga a los ejemplos anteriores. Para asegurar la estabilidad del sistema, éste está provisto de soportes telescópicos (6) que al variar de longitud hacen que la estructura de la sujeción se incline hacia un lado u otro alrededor del eje longitudinal. Estos sistemas telescópicos pueden ser hidráulicos, o eléctricos o funcionar mediante un sistema de cremallera o "sinfín".
En otros ejemplos particulares, que pueden apreciarse en las figuras 9A, 9B y 9C, la estructura de unión tendría forma de sierra o barca, de manera que pueda albergar varios captadores y varias lentes en paralelo. Este sistema presenta la ventaja de que las proporciones son más planas, es decir, la altura del conjunto es menor respecto a la anchura, ganando en estabilidad. Para este ejemplo se contemplan dos tipos de estructura de sujeción distintos: el primero (Fig. 9A) es el descrito anteriormente (Fig.3) y el segundo (Fig. 9B y 9C) es en forma de barca, es decir, compuesto por un perfil horizontal en la posición de reposo o base para situar los captadores y dos perfiles verticales o inclinados en los extremos. Dicha estructura posee por lo tanto dos vértices (9). Para el caso de la figura 9B, el eje longitudinal se sitúa entre el vértice de un lado y el eje de simetría cuando el conjunto gira hacia ese lado o entre el vértice del otro lado y el eje de simetría cuando el conjunto gira hacia ese otro lado. La estructura de base de este último ejemplo es una plataforma o peana, preferentemente de hormigón armado. El sistema de la figura 9C es un caso particular del 9B donde el eje longitudinal se mantiene siempre fijo en el eje de simetría.
El accionamiento del giro de la estructura de sujeción, para los casos descritos en las figuras 9B y 9C, se hará preferentemente mediante soportes telescópicos que al variar de longitud hacen que la estructura de sujeción se incline hacia un lado u otro alrededor de un eje longitudinal. Estos sistemas telescópicos pueden ser hidráulicos, o eléctricos y funcionar mediante un sistema de cremallera o "sinfín". Otra forma de accionamiento es mediante un motor con un reductor fijo actuando en el eje de giro.
Ejemplos de materiales para los distintos elementos del sistema de soporte son: acero para las estructuras de sujeción y unión, pudiendo ser también de aluminio o termoplástico y hormigón armado y metal para la estructura de base.
EJEMPLO PREFERENTE DE REALIZACIÓN En un ejemplo preferente, los sistemas de captación pueden ir montados de forma continua en la dirección norte-sur, para formar módulos. Cada módulo se define como un conjunto de sistemas que comparten accionamiento (figura 6).
El movimiento este-oeste, para el ejemplo preferente, de la estructura de sujeción, se produce alrededor de un eje imaginario paralelo a la lente (eje longitudinal) y situado aproximadamente en el centro de gravedad del conjunto, de manera que sea un giro equilibrado.
Un lazo estará formado por un conjunto de módulos unidos en serie para conseguir un salto de temperatura determinado. El sistema se compone de una lente de Fresnel que puede estar formada por varias partes, un captador y dos conjuntos de estructura de base, estructura de sujeción y estructura de unión. Al unir varios sistemas sucesivos, cada dos sistemas comparten un conjunto de estructuras de base, sujeción y unión (figura 6).
La unión entre la estructura de base (7) y la de sujeción puede ser principalmente de dos tipos: una guía circular, mediante rodillos que permitan el desplazamiento entre estructura y guía, manteniendo el eje del circulo de la estructura (eje longitudinal) siempre en la misma posición, y con rodillos o topes que no permitan otro movimiento ni la separación de la estructura respecto a la guía, o una guía plana horizontal, desplazándose la estructura de sujeción a modo de rueda sobre la superficie.
En ambos casos la base (7) está compuesta preferentemente de piezas de hormigón fijadas al suelo mediante zapatas. Dichas piezas presentarían forma de paralepípedo con un rebaje en forma de sector circular en la cara superior para el primer caso explicado anteriormente, y de paralepípedo con caras continuas en el segundo caso.
Las piezas de hormigón se completarían con las guías y elementos necesarios, que solo permiten el movimiento de giro, impidiendo desplazamientos laterales y levantamientos.

Claims

REIVINDICACIONES
1 . Concentrador solar provisto de al menos una lente de concentración lineal (3), y al menos un captador (4), y un sistema de soporte y seguimiento, donde el sistema comprende al menos dos estructuras de sujeción (1 ) adaptadas para rotar alrededor de un primer eje longitudinal, caracterizado porque comprende además al menos dos estructuras de unión (2) del captador o captadores solares (4) y la lente o lentes (3), fijadas por dos puntos a cada estructura de sujeción y capaces de girar respecto a un segundo eje transversal que pasa por estos dos puntos y es perpendicular al primero, de manera que el plano definido por la estructura de unión se incline respecto al plano de la estructura de sujeción, y donde la estructura de unión está adaptada de manera que permite el desplazamiento de la lente o lentes y el captador o captadores en sentidos opuestos y la variación de su distancia relativa.
2. Concentrador solar según la reivindicación 1 donde cada estructura de unión (2) posee articulaciones en los puntos de unión con el captador o captadores, la lente o lentes y la estructura de sujeción (1 ).
3. Concentrador solar según la reivindicación 2 que incorpora un marco para dar soporte a la lente o lentes y unirlas a la estructura de unión a través de las articulaciones.
4. Concentrador solar según la reivindicación 1 , provisto de un solo captador y una sola lente y donde la estructura de sujeción (1 ) y el captador (4) son solidarios, el eje longitudinal coincide con el eje del captador y la estructura de unión está provista de un contrapeso (8).
5. Sistema de soporte según cualquiera de las reivindicaciones 1 -3 donde la estructura de unión y la de sujeción tienen forma de arco de circunferencia y el eje longitudinal es paralelo al eje del captador (4).
6. Concentrador solar según cualquiera de las reivindicaciones 1 -3 donde la estructura de unión tiene forma rectangular, de V o de U, la de sujeción tiene forma de arco de circunferencia y el eje longitudinal es paralelo al eje del captador (4).
7. Concentrador solar según cualquiera de las reivindicaciones 1 -3 donde las estructuras de sujeción (1 ) y unión (2) tienen forma de V y el eje longitudinal pasa por el vértice de la estructura de sujeción.
8. Concentrador solar según cualquiera de las reivindicaciones 1 -3 que comprende al menos 2 lentes y 2 captadores y donde la estructura de unión tiene forma de barca o sierra.
9. Concentrador solar según la reivindicación 8 donde la estructura de sujeción tiene forma de barca, y donde el eje longitudinal está entre un vértice (9) y el eje de simetría del concentrador.
10. Concentrador solar según la reivindicación 8 donde la estructura de sujeción tiene forma de barca, y donde el eje longitudinal de giro coincide con el eje de simetría del concentrador.
1 1 . Concentrador solar según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la lente es de tipo Fresnel lineal o esférica.
PCT/ES2010/070543 2010-08-09 2010-08-09 Concentrador solar con sistema de soporte y seguimiento solar WO2012020146A1 (es)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/ES2010/070543 WO2012020146A1 (es) 2010-08-09 2010-08-09 Concentrador solar con sistema de soporte y seguimiento solar
AU2010358879A AU2010358879B2 (en) 2010-08-09 2010-08-09 Solar concentrator with support system and solar tracking
BR112013003015-1A BR112013003015B1 (pt) 2010-08-09 2010-08-09 Concentrador solar com sistema de suporte e rastreamento solar
ES10760736.8T ES2541600T3 (es) 2010-08-09 2010-08-09 Concentrador solar con sistema de soporte y seguimiento solar
EP20100760736 EP2604950B1 (en) 2010-08-09 2010-08-09 Solar concentrator with support system and solar tracking
US13/816,434 US9239172B2 (en) 2010-08-09 2010-08-09 Solar concentrator with support system and solar tracking
CN201080068458.0A CN103140725B (zh) 2010-08-09 2010-08-09 具有支撑与追日系统的太阳能聚光器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/ES2010/070543 WO2012020146A1 (es) 2010-08-09 2010-08-09 Concentrador solar con sistema de soporte y seguimiento solar

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012020146A1 true WO2012020146A1 (es) 2012-02-16

Family

ID=43881010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/ES2010/070543 WO2012020146A1 (es) 2010-08-09 2010-08-09 Concentrador solar con sistema de soporte y seguimiento solar

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9239172B2 (es)
EP (1) EP2604950B1 (es)
CN (1) CN103140725B (es)
AU (1) AU2010358879B2 (es)
BR (1) BR112013003015B1 (es)
ES (1) ES2541600T3 (es)
WO (1) WO2012020146A1 (es)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013117790A1 (es) * 2012-02-08 2013-08-15 Compañía Valenciana De Energías Renovables, S. A. Seguidor solar de concentración por refracción
WO2016192588A1 (zh) * 2015-06-01 2016-12-08 博立码杰通讯(深圳)有限公司 多功能太阳能系统

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9273672B2 (en) 2014-05-19 2016-03-01 Fernando Ramon Martin-Lopez Solar energy collector with XY or XYZ sun tracking table
US10784391B2 (en) * 2016-12-08 2020-09-22 University Of Rochester Multiple layer optics for light collecting and emitting apparatus
US11525604B1 (en) 2021-10-21 2022-12-13 Nextracker Llc Articulation joints for terrain following solar tracker

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3868823A (en) * 1972-04-06 1975-03-04 Gulf Oil Corp Concentrator, method, and system for utilizing radiant energy
GB1590841A (en) * 1976-07-09 1981-06-10 Stark V Apparatus for converting concentrated solar energy into heat energy
WO2007087343A2 (en) 2006-01-25 2007-08-02 Intematix Corporation Solar modules with tracking and concentrating features
US20080295825A1 (en) * 2007-06-01 2008-12-04 Jurgen Kleinwachter Focal width correcting lens system for concentrating sunlight
DE202007017351U1 (de) * 2007-12-11 2009-04-16 Kark Ag Dacheindeckung aus Sonnenschutzelementen
CH700099A2 (de) * 2008-12-11 2010-06-15 Felix Wirz Solarkollektor mit Fresnellinse.

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201069278Y (zh) * 2007-04-13 2008-06-04 丁建东 高能阳光收集导向器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3868823A (en) * 1972-04-06 1975-03-04 Gulf Oil Corp Concentrator, method, and system for utilizing radiant energy
GB1590841A (en) * 1976-07-09 1981-06-10 Stark V Apparatus for converting concentrated solar energy into heat energy
WO2007087343A2 (en) 2006-01-25 2007-08-02 Intematix Corporation Solar modules with tracking and concentrating features
US20080295825A1 (en) * 2007-06-01 2008-12-04 Jurgen Kleinwachter Focal width correcting lens system for concentrating sunlight
DE202007017351U1 (de) * 2007-12-11 2009-04-16 Kark Ag Dacheindeckung aus Sonnenschutzelementen
CH700099A2 (de) * 2008-12-11 2010-06-15 Felix Wirz Solarkollektor mit Fresnellinse.

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013117790A1 (es) * 2012-02-08 2013-08-15 Compañía Valenciana De Energías Renovables, S. A. Seguidor solar de concentración por refracción
US9391558B2 (en) 2012-02-08 2016-07-12 Compañia Valenciana de Energias Renovables, s. A. Solar tracker with refraction-based concentration
AU2013217894B2 (en) * 2012-02-08 2017-08-31 Compania Valenciana De Energias Renovables, S.A. Solar tracker with refraction-based concentration
WO2016192588A1 (zh) * 2015-06-01 2016-12-08 博立码杰通讯(深圳)有限公司 多功能太阳能系统
RU2671254C1 (ru) * 2015-06-01 2018-10-30 Боли Медиа Коммуникейшнз (Шэньчжэнь) Ко., Лтд. Многофункциональная солнечная энергетическая система
AU2016271919B2 (en) * 2015-06-01 2019-01-17 Boly Media Communications (Shenzhen) Co., Ltd. Multifunctional solar energy system
US10277166B2 (en) 2015-06-01 2019-04-30 Boly Media Communications (Shenzhen) Co., Ltd. Multifunctional solar energy system

Also Published As

Publication number Publication date
CN103140725A (zh) 2013-06-05
BR112013003015B1 (pt) 2021-09-28
EP2604950A1 (en) 2013-06-19
BR112013003015A2 (pt) 2016-06-14
US9239172B2 (en) 2016-01-19
CN103140725B (zh) 2016-08-03
AU2010358879A1 (en) 2013-03-28
US20130139805A1 (en) 2013-06-06
EP2604950B1 (en) 2015-05-06
AU2010358879B2 (en) 2016-11-17
ES2541600T3 (es) 2015-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2344311T3 (es) Sistemas de colector solar parabolico con medios de seguimiento giratorio.
ES2541600T3 (es) Concentrador solar con sistema de soporte y seguimiento solar
ES2745116T3 (es) Sistema colector de energía solar
ES2372827A1 (es) Estructura mejorada aplicable a colectores de energía solar cilindro-parabólicos.
WO2008096029A1 (es) Seguidor solar hidráulico de dos ejes
JP5876873B2 (ja) 柱状集光装置が具備された太陽光発電装置
ES2330143T3 (es) Sistema de campo de colectores solares hiperbolicos.
ES2492697T3 (es) Instalación con una estructura de alojamiento regulable en un eje alrededor de un eje horizontal para el alojamiento de uno o varios paneles solares o módulos fotovoltaicos o similares
ES2715612T3 (es) Elemento de captación y concentración de la radiación solar directa
WO2011144773A1 (es) Dispositivo de concentración de la radiación solar, con espejos y receptor longitudinales
ES1162359U (es) Concentrador de energía solar con espejos móviles para su utilización en captadores solares térmicos planos o en módulos fotovoltaicos estáticos.
ES2398330B1 (es) Campo vertical de heliostatos.
ES2803101B2 (es) Colector cilindro-parabolico bifuncional e instalacion que comprende dicho colector
WO2015139152A1 (es) Concentrador solar con espejos planos orientados de norte-sur y espejo secundario cilindro-parabólico con absorbedor centrado
ES2537607B2 (es) Dispositivo rotatorio horizontal de concentración de la radiación solar
ES1074545U (es) Armadura para multiples heliostatos o paneles fotovoltaicos con ajuste independiente y arrastre automatico.
ES2575743B1 (es) Equipo captador solar
ES1264624U (es) Planta solar que comprende una torre central y un campo de heliostatos, y heliostato de uso en dicha planta solar
ES2512190B2 (es) Sistema de soporte y giro de espejos longitudinales mediante combinación de apoyos fijos y apoyos rotativos
ES2439805B1 (es) Armadura para multiples heliostatos o paneles fotovoltaicos con ajuste independiente y arrastre automatico
ES2368544A1 (es) Seguidor solar a dos ejes.
ES2362912A1 (es) Concentrador solar por reflexión.
ES2325110B1 (es) Colector solar cilindro-parabolico con tubo absorbedor fijo colgante.
WO2012025643A1 (es) Sistema de soporte para colectores solares de concentración parabólicos
ES2372688A1 (es) Seguidor solar para tejados de edificios.

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080068458.0

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10760736

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2013000375

Country of ref document: CL

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 000222-2013

Country of ref document: PE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: MX/A/2013/001560

Country of ref document: MX

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13816434

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010760736

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2010358879

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20100809

Kind code of ref document: A

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112013003015

Country of ref document: BR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112013003015

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20130207