Concentrador solar.

1. Concentrador solar (1) para convertir energía solar en energía térmica de un fluido termovector, que comprende:

- un reflector

(4) que tiene un eje focal (X1), siendo el reflector (4) apto para reflejar los rayos solares, para concentrarlos en correspondencia con el eje focal (X1), y

- una caldera solar (10) soportada en correspondencia con el eje focal (X1), comprendiendo la caldera solar (10) una cámara de circulación (16) para el fluido termovector;

caracterizado porque dicha caldera (10) comprende una cámara de recepción (12 a 15) que incluye:

- una cavidad de recepción (15),

- una ventana de ingreso (14) operativamente asomada al reflector (4) para permitir el ingreso de dichos rayos reflejados en la cavidad de recepción (15), y

- una superficie de absorción (12.1) proporcionada para absorber los rayos reflejados, a fin de calentar el fluido termovector, delimitando la superficie de absorción (12.1) la cavidad de recepción (15);

en el que la cámara de circulación (16) se extiende externamente a la cámara de recepción (12 a 15), siendo la cámara de recepción (12 a 15) una cámara cilíndrica y siendo la cámara de circulación (16) una cámara cilíndrica coaxial a la cámara de recepción (12 a 15), en el que el reflector tiene una superficie captadora (4.1) para captar y reflejar dichos rayos solares, comprendiendo el reflector (4) una pluralidad de partes de reflector (4.2) dispuestas flanqueadas entre sí, para formar la superficie captadora (4.1), comprendiendo cada parte de reflector (4.2) un panel doble con doble curvatura, comprendiendo dicho panel doble al menos una respectiva capa intermedia formada por una hoja de aluminio.

2. Concentrador solar (1) según la reivindicación 1, en el que la cámara de circulación (16) se extiende externamente a la cámara de recepción (12 a 15) en torno a al menos el 50% de la superficie de absorción (12.1).

3. Concentrador solar (1) según la reivindicación 1 ó 2, que comprende una cámara de aislamiento (17.1), estando la cámara de circulación (16) interpuesta entre la cámara de recepción (12 a 15) y la cámara de aislamiento (17.1).

4. Concentrador solar (1) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende una sola cámara de circulación (16).

5. Concentrador solar (1) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la cámara de circulación (16) se extiende en torno a toda, o esencialmente toda, la superficie de absorción (12.1).

6. Concentrador solar (1) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la cámara de recepción (12 a 15) comprende un fondo de cilindro (13) y una pared lateral de cilindro (12) empalmada al fondo de cilindro (13), estando proporcionada la superficie de absorción (12.1) solamente sobre la pared lateral del cilindro (12) y estando la cámara de circulación (16) extendida solamente en torno a la pared lateral del cilindro (12).

7. Concentrador solar (1) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el reflector (4) tiene un foco que es semejante a una esfera que tiene un diámetro de foco, y en el que dicha ventana de ingreso (14) es una ventana circular que tiene un diámetro menor, o esencialmente igual, que dicho diámetro de foco.

8. Concentrador solar (1) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende una puerta de ingreso (21) para el fluido termovector y una puerta de salida (22) para el fluido termovector, que comunican con la cámara de circulación (16), estando dicha puerta de ingreso (21) proporcionada sobre una primera parte de extremidad de la cámara de circulación (16) que está situada en correspondencia con la ventana de ingreso (14), y estando dicha puerta de salida (22) proporcionada sobre una segunda parte de extremidad de la cámara de circulación (16) opuesta a dicha primera parte de extremidad.

9. Concentrador solar (1) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende una pared frontal de caldera (11.2) operativamente asomada al reflector (4) y un anillo de protección (11.1) extendido en torno a la ventana de ingreso (14) para proteger una parte de dicha pared frontal de caldera (11.2) de dichos rayos reflejados.

Tipo: Modelo de Utilidad. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: U201331511.

Solicitante: INNOVA ENERGY SOLUTIONS S.p.A.

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: Via Raffaello Sanzio, 23 65124 Pescara ITALIA.

Inventor/es: CURCUMO,Mario, CURCUMO,Silvio, LAINO,Luca, PASTORELLI,Enzo.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION > PRODUCCION O UTILIZACION DEL CALOR NO PREVISTOS EN... > Utilización del calor solar, p. ej. colectores de... > F24J2/12 (parabólicos)
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Fragmento de la descripción:

Concentrador solar

La presente descripción se refiere al sector técnico de las instalaciones solares para convertir energía solar en energía térmica de un fluido termovector y, más específicamente, se refiere a un concentrador solar según lo definido en el preámbulo de la reivindicación 1.

Como se sabe, las instalaciones solares para la conversión de energía solar en energía 10 térmica de un fluido termovector comprenden dos categorías principales de instalaciones, es decir, instalaciones solares termodinámicas e instalaciones solares térmicas.

Las instalaciones solares termodinámicas son empleadas principalmente para la producción de energía eléctrica, y se basan habitualmente en el empleo de concentradores solares, 15 preferiblemente de los llamados perseguidores solares, que tienen reflectores de diversas formas, tales como, por ejemplo, espejos planos, espejos parabólicos o reflectores con forma de paraboloide. Tales concentradores solares permiten calentar un fluido termovector a temperaturas relativamente elevadas, por ejemplo, temperaturas del orden de 600º C. Por ejemplo, se conocen instalaciones solares termodinámicas basadas en el empleo de 20 perseguidores solares que tienen un espejo parabólico que refleja los rayos solares concentrándolos sobre un tubo receptor. En el interior del tubo receptor fluye un fluido termovector capaz de absorber la energía asociada a los rayos reflejados. El fluido termovector se calienta y conduce la energía eléctrica hacia un depósito de acumulación. La energía térmica acumulada en el depósito de acumulación es empleada posteriormente, por

ejemplo, para generar vapor que permite la producción de energía eléctrica mediante una turbina eléctrica asociada operativamente a un respectivo alternador.

Por lo que respecta a las instalaciones solares térmicas, estas son principalmente empleadas para aplicaciones de tipo doméstico, por ejemplo, para la producción de agua 30 caliente sanitaria a temperaturas relativamente bajas, típicamente temperaturas inferiores a los 95º C. Tradicionalmente, esta tipología de instalaciones solares se basa en el empleo de colectores solares planos. En estos últimos años se está difundiendo, sin embargo, una tecnología de instalaciones solares térmicas por concentración que aprovecha, por ejemplo, los perseguidores solares provistos de reflectores solares que tienen conformaciones análogas a las precitadas con referencia a las instalaciones solares termodinámicas.

Entre los concentradores solares expuestos anteriormente, se conocen concentradores solares provistos de una caldera solar para convertir la energía solar en energía térmica de un fluido vector, la cual está soportada, correspondientemente, por el eje focal del reflector.

Un inconveniente de tales concentradores solares está representado por el hecho de que la eficacia de la conversión de la energía solar en energía térmica del fluido vector no es óptima.

Un objeto de la presente invención es hacer disponible un concentrador solar que sea capaz 10 de resolver, o al menos reducir en parte, los inconvenientes expuestos anteriormente con referencia a la técnica conocida.

Este y otros objetos son logrados mediante un concentrador solar según lo definido y caracterizado en la reivindicación 1 anexa, en su forma más general, y en las 15 reivindicaciones dependientes en algunas realizaciones particulares.

La invención se comprenderá mejor a partir de la siguiente descripción detallada de sus realizaciones, hechas a título de ejemplo y, por lo tanto, no limitativa en modo alguno, con relación a los dibujos adjuntos, en los cuales:

- la figura 1 muestra una vista en perspectiva del concentrador solar según una forma de realización actualmente preferida, en la cual el concentrador solar está representado en una primera configuración operativa;

- la figura 2 es una vista plana lateral en corte de un componente del concentrador de la figura 1 según una forma de realización actualmente preferida; y

- la figura 3 muestra una vista plana frontal del componente de la figura 2.

En las figuras anexas, los elementos iguales o similares serán indicados con las mismas referencias numéricas.

En la figura 1 está ilustrado un concentrador solar según una forma de realización actualmente preferida, el cual está indicado globalmente con la referencia 1. El concentrador 35 1 permite convertir la energía solar en energía térmica de un fluido termovector (no representado) . El fluido termovector puede ser, por ejemplo y sin limitación, agua, glicol o aceite diatérmico. En particular, el concentrador 1 es un así llamado perseguidor solar 1, preferiblemente, un perseguidor solar biaxial. De acuerdo a una forma de realización preferida, el perseguidor 1 se emplea para obtener agua caliente para uso sanitario (es decir, por ejemplo, para lavarse, hacer la colada, lavar la vajilla, etc.) y/o para la calefacción 5 de edificios. En tal caso, de acuerdo a una forma de realización preferida, el perseguidor, con una superficie captadora de alrededor de 10 m2, tiene una potencia nominal de alrededor de 8 kW, una producción energética anual de alrededor de 16.000 kWh, y permite calentar el fluido termovector hasta temperaturas comprendidas entre alrededor de 80º C y alrededor de 120º. Obsérvese, sin embargo, que un concentrador solar según la presente 10 descripción puede ser empleado, en general, también para fines diversos con respecto a los precitados. Por ejemplo, y sin limitación, las revelaciones de la presente descripción son aplicables también a un concentrador solar apto para calentar un fluido termovector para aplicaciones tales como la así llamada “solar cooling” [“refrigeración solar”], o para aplicaciones industriales tales como instalaciones de desalación, producción de energía eléctrica, etc.

Preferiblemente, el perseguidor 1 comprende una interfaz de GSM, por ejemplo, para alarmas y/o telegestión, y una interfaz de GPS integrada.

Siempre con referencia a la figura 1, de acuerdo a una forma de realización preferida, el perseguidor 1 comprende un poste de soporte 2, el cual presenta una parte de extremidad inferior 2.1 anclada, preferiblemente, a una placa de base (no representada) y una parte de extremidad superior 2.2 acoplada a un aparato de seguimiento 3. El aparato de seguimiento 3 soporta un reflector parabólico 4, preferiblemente, mediante un brazo de soporte 5 o un brazo focal 5. En particular, el brazo de soporte 5 presenta una respectiva parte de extremidad de brazo 5.1 unida a una parte central del reflector 4 y una parte de extremidad de brazo opuesta 5.2, a la cual está fijada una caldera solar 10. El reflector 4 comprende un eje focal X1 y es apto para reflejar los rayos solares para concentrarlos en correspondencia al eje focal X1. La caldera solar 10, en particular, está soportada en correspondencia al eje focal X1.

El reflector 4 es un reflector del tipo parabólico, con una superficie captadora de doble curvatura 4.1 para captar y reflejar los rayos solares. En el ejemplo, la superficie captadora

4.1 es una superficie de alrededor de 10 m2. De acuerdo a una forma de realización preferida, el reflector 4 comprende una pluralidad de partes de reflector 4.2, o husos de reflector 4.2, cada una de las cuales tiene, preferiblemente, una conformación generalmente triangular. Los husos 4.2 están dispuestos flanqueados entre sí para formar la superficie captadora 4.1. En el ejemplo, el reflector 4 comprende once husos 4.2. Como puede observarse en la figura 1, de acuerdo a una forma de realización preferida, entre dos de tales husos 4.2 está definido un hueco 4.3 o concavidad 4.3 del reflector 4, que es apto para recibir...

 


Reivindicaciones:

1. Concentrador solar (1) para convertir energía solar en energía térmica de un fluido termovector, que comprende: 5

- un reflector (4) que tiene un eje focal (X1) , siendo el reflector (4) apto para reflejar los rayos solares, para concentrarlos en correspondencia con el eje focal (X1) , y

- una caldera solar (10) soportada en correspondencia con el eje focal (X1) , comprendiendo 10 la caldera solar (10) una cámara de circulación (16) para el fluido termovector;

caracterizado porque dicha caldera (10) comprende una cámara de recepción (12 a 15) que incluye:

- una cavidad de recepción (15) ,

- una ventana de ingreso (14) operativamente asomada al reflector (4) para permitir el ingreso de dichos rayos reflejados en la cavidad de recepción (15) , y

- una superficie de absorción (12.1) proporcionada para absorber los rayos reflejados, a fin de calentar el fluido termovector, delimitando la superficie de absorción (12.1) la cavidad de recepción (15) ;

en el que la cámara de circulación (16) se extiende externamente a la cámara de recepción (12 a 15) , siendo la cámara de recepción (12 a 15) una cámara cilíndrica y siendo la cámara de circulación (16) una cámara cilíndrica coaxial a la cámara de recepción (12 a 15) , en el que el reflector tiene una superficie captadora (4.1) para captar y reflejar dichos rayos solares, comprendiendo el reflector (4) una pluralidad de partes de reflector (4.2) dispuestas flanqueadas entre sí, para formar la superficie captadora (4.1) , comprendiendo cada parte de reflector (4.2) un panel doble con doble curvatura, comprendiendo dicho panel doble al menos una respectiva capa intermedia formada por una hoja de aluminio.

2. Concentrador solar (1) según la reivindicación 1, en el que la cámara de circulación (16)

se extiende externamente a la cámara de recepción (12 a 15) en torno a al menos el 50% de 35 la superficie de absorción (12.1) .

3. Concentrador solar (1) según la reivindicación 1 o 2, que comprende una cámara de aislamiento (17.1) , estando la cámara de circulación (16) interpuesta entre la cámara de recepción (12 a 15) y la cámara de aislamiento (17.1) .

4. Concentrador solar (1) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende una sola cámara de circulación (16) .

5. Concentrador solar (1) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la cámara de circulación (16) se extiende en torno a toda, o esencialmente toda, la superficie de absorción (12.1) .

6. Concentrador solar (1) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la cámara de recepción (12 a 15) comprende un fondo de cilindro (13) y una pared lateral de cilindro (12) empalmada al fondo de cilindro (13) , estando proporcionada la superficie de absorción (12.1) solamente sobre la pared lateral del cilindro (12) y estando la cámara de circulación (16) extendida solamente en torno a la pared lateral del cilindro (12) .

7. Concentrador solar (1) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el reflector (4) tiene un foco que es semejante a una esfera que tiene un diámetro de foco, y en el que dicha ventana de ingreso (14) es una ventana circular que tiene un diámetro menor, o esencialmente igual, que dicho diámetro de foco.

8. Concentrador solar (1) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende una puerta de ingreso (21) para el fluido termovector y una puerta de salida (22) para el fluido termovector, que comunican con la cámara de circulación (16) , estando dicha puerta de ingreso (21) proporcionada sobre una primera parte de extremidad de la cámara de circulación (16) que está situada en correspondencia con la ventana de ingreso (14) , y estando dicha puerta de salida (22) proporcionada sobre una segunda parte de extremidad de la cámara de circulación (16) opuesta a dicha primera parte de extremidad.

9. Concentrador solar (1) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende una pared frontal de caldera (11.2) operativamente asomada al reflector (4) y un anillo de protección (11.1) extendido en torno a la ventana de ingreso (14) para proteger una parte de dicha pared frontal de caldera (11.2) de dichos rayos reflejados.