COLECTOR DE ENERGIA SOLAR.

Del tipo de los que incorporan una parábola (1) actuante como concentrador solar de la radiación sobre un captador (2) interior a dicha parábola,

centra sus características en el hecho de que el citado captador presenta una sección en "T", con su rama vertical muy estilizada, triangular y formando ángulos obtusos con las caras laterales o extremas de la rama más corta, mientras que la parábola (1) se aleja de la configuración geométrica que convencionalmente le da nombre, pasando a tener dos vértices entre los que se establece un remetimiento angular de caras exteriores curvo-convexas determinantes de una arista que se aproxima a la arista inferior del captador, en correspondencia con el tramo longitudinal del conjunto pasante por el eje de la parábola. De esta manera se consigue una sustancial mejora en la captación de energía, con mayor rendimiento del colector al permitir alcanzar además mayor temperatura en el líquido calo-portador que circula por el seno del captador (2)

Colector de energía solar.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un colector de energía solar, concretamente del tipo de los que cuentan con una parábola u otra superficie similar, receptora directa de la radiación solar, que la concentra sobre un captador, donde se produce un acusado incremento térmico de líquido calo-portador participante en la instalación de captación de energía solar.

El objeto de la invención es conseguir un colector solar que optimiza el aprovechamiento de esta energía, concretamente que permita trabajar en tramos de temperatura mas elevados.

La invención se sitúa pues en el ámbito de las energías renovables, concretamente de la industria destinada a la captación de energía solar.

Antecedentes de la invención

En el ámbito de la captación de energía solar se establecen tres grandes grupos de colectores, clasificados por las temperaturas a las que pueden trabajar, existiendo un rango de baja temperatura, cuyos colectores trabajan por debajo de los 80ºC. Un rango de media temperatura, en el que los colectores trabajan entre 80 y 200ºC, y un rango de alta temperatura, lógicamente por encima de la anterior.

Obviamente los colectores solares de alta temperatura son los que ofrecen un mayor poder de captación, pero sin embargo su costo de fabricación y mantenimiento es muy alto, lo que hace que no resulten rentables.

Este problema se minimiza con los colectores de media temperatura, que son funcionalmente mucho mejores que los de baja temperatura y que están en condiciones de ser rentables.

Estos colectores solares de media temperatura están constituidos mediante la combinación funcional de una parábola, con su correspondiente estructura soporte, y un tubo captador generalmente dispuesto en correspondencia con el eje de la citada parábola, y por el que circula el líquido calo-portador, que constituye el elemento captador térmico.

En este tipo de colectores solares se hace preciso un seguimiento del sol a lo largo del año, para lo que el soporte de la parábola ha de ser móvil, con un movimiento automático que siga fielmente los cambios de la dirección solar a lo largo del año, siendo precisamente los medios de movilización del citado soporte los que encarecen de forma muy considerable este producto.

Como consecuencia de lo que acaba de exponerse, sería muy deseable para potenciar la rentabilidad de un colector solar de temperatura media, poderlo mantener estable a lo largo del año, o con cambios de posición muy distanciados en el tiempo, y además conseguir un sustancial incremento del nivel máximo de temperatura alcanzable por el colector.

Descripción de la invención

Con el colector de energía solar que la invención propone se alcanzan estos objetivos citados en el párrafo anterior, es decir se consigue rentabilizar sustancialmente el sistema, al permitir utilizar un soporte con tan solo cuatro posiciones anuales, y que consecuentemente requiere de una estructura soporte mucho mas simple que la de los colectores convencionales de este tipo, y permitiendo además un sustancial incremento en la temperatura del fluido calo-portador, que puede llegar a alcanzar perfectamente los 200ºC.

Para ello el colector que se preconiza, partiendo de la estructuración básica de este tipo de colectores, es decir de la existencia de una parábola de concentración de la radiación solar y de un captador que recibe dicha radiación y por el que circula el fluido calo-portador, presenta unas características de novedad de las que se derivan los efectos anteriormente citados, un sustancial incremento de la temperatura máxima que puede alcanzarse en el captador, y un drástico descenso en la movilidad requerida por el captador en su conjunto.

Una de estas mejoras afecta al captador por el que circula el fluido calo-portador, captador que en contra de la configuración tubular cilíndrica o elíptica convencional, adopta una sección aproximadamente en "T", con su rama vertical creando una línea estilizada, y con su rama horizontal de sección trapecial-isoscélica.

De forma mas concreta al altura del captador es aproximadamente el triple de su anchura, las caras laterales de la rama vertical forman un ángulo comprendido entre 2º y 5º, mientras que cada una de las caras laterales de la citada rama vertical forma con la cara lateral correspondiente de la rama transversal un ángulo comprendido entre 130º y 150º.

Esta especial configuración del captador hace que este reciba doblemente la radiación solar, tanto la que accede directamente al mismo, como la que llega tras su reflexión sobre la parábola.

La otra característica novedosa de la invención afecta a la citada parábola, de manera que ésta en lugar de tener un vértice único, como una parábola matemática, tiene dos vértices, simétricos con respecto al eje de la parábola, y relacionados entre sí mediante un acusado entrante de configuración angular y de lados exteriormente curvo-convexos, cuya arista se sitúa en las proximidades del borde inferior y libre de la rama vertical del captador, consiguiéndose de esta manera un mayor nivel de concentración de la radiación sobre éste último y, en consecuencia, un mayor aprovechamiento energético y el incremento de la temperatura máxima que puede alcanzar el líquido calo-portador.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.- Muestra un detalle en sección transversal del captador propiamente dicho que participa en el colector de energía solar objeto de la presente invención.

La figura 2.- Muestra, una representación esquemática en perspectiva, donde se observa el colector en su conjunto, es decir el captador propiamente dicho de la figura anterior en correspondencia con la complementaria parábola.

Realización preferente de la invención

A la vista de las figuras reseñadas puede observarse como el colector solar que la invención propone está constituido, como cualquier colector solar de este tipo, mediante la combinación funcional de una parábola (1) y un captador tubular (2) por el que circula el fluido calo-portador, entendiéndose que la denominación "parábola" deja de tener un carácter geométrico puesto que, como se observa en la figura 2 y como anteriormente se ha dicho, se aleja sustancialmente de una parábola geométrica, presentando dos vértices (3-3'), simétricos con respecto al eje de la imaginaria y teórica parábola, situándose entre estos dos vértices (3-3') un rehundido angular (4) de lados exteriormente curvo-convexos, cuya arista (5) coincide con el eje teórico de la parábola y se sitúa en las proximidades del captador (2).

Por su parte dicho captador (2) y como se observa particularmente en la figura 1, se materializa en un cuerpo tubular de sección acusadamente en "T", cuya rama vertical (6) es desproporcionadamente mas larga que su rama horizontal (7), adoptando aquella una configuración triangular, muy estilizada, mientras que ésta adopta una configuración trapecial isoscélica invertida.

De forma mas concreta, la longitud de la rama vertical (6) es algo mayor que tres veces la de su rama horizontal (7), las caras laterales de la rama vertical forman un ángulo comprendido entre 2º y 5º, y dichas caras laterales de la rama mas larga (6) configuran con las caras laterales de la rama mas corta (7) ángulos a su vez comprendidos entre 130º y 150º, lo que determina superficies de captación óptimas.

El colector en su conjunto deberá presentar una orientación este-oeste, en lo que a su eje se refiere, evitando tener que realizar un seguimiento solar a lo largo del día, ya que la simetría del concentrador es paralela al plano del movimiento solar a lo largo de un día, de manera que la variación en altura solar solo influye en la línea del desplazamiento focal del condensador o parábola. Por otro lado basta tan solo con cuatro posiciones de inclinación del captador para barrer todo el intervalo angular de altura solar, desde 27º en diciembre hasta el 73º en junio, es decir que con cuatro cambios anuales de posición del colector es suficiente para conseguir unos resultados óptimos.

1. Colector de energía solar, del tipo de los constituidos mediante la combinación funcional de un captador tubular por el que circula un líquido calo-portador, y una parábola actuante como concentradora de la energía solar sobre el citado captador, caracterizado porque el captador presenta una sección en "T" de rama vertical triangular y muy estilizada, y rama transversal de configuración trapecial invertida, mientras que la parábola concentradora se basa en una parábola matemática presentando dos vértices dispuestos simétricamente con respecto al imaginario eje de la misma, entre los que incorpora un rehundido angular determinante de una arista interior que se sitúa en las proximidades de la arista inferior y libre de la rama vertical del captador en "T".

2. Colector de energía solar, según reivindicación 1ª, caracterizado porque la rama vertical del captador, de configuración triangular, configura un diedro cuya angulación está comprendida entre 2º y 5º, a la vez que dichas caras laterales de la rama vertical configuran con las caras laterales de la rama transversal diedros obtusos con una amplitud comprendida entre 130º y 150º, y siendo la longitud de la rama vertical ligeramente superior a tres veces la longitud de su rama transversal.