Estructura con deflectores para la captación de energía solar.

Estructura con deflectores para la captación de energía solar de las que están formadas por una plataforma

(1) sobre la que se sitúa una superficie captadora o reflectora (10), ya sea de espejos paneles o módulos fotovoltaicos y opcionalmente puede contar con un pedestal (2) y pudiendo ser la estructura móvil (seguidor solar) o estática. Donde para disminuir la carga de viento sobre la estructura se coloca al menos un deflector (3) que consiste en uno o varios elementos curvados colocados cubriendo al menos un lado de la plataforma (1) y que se fijan a dicha plataforma (1) de manera que la curvatura del deflector (3) abraza completamente el canto de la plataforma o la superficie captadora o reflectora.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201201297.

Solicitante: ABENGOA SOLAR NEW TECHNOLOGIES, S.A.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: ALBARRAN LIGERO,Justo, TERRES NICOLI,Jose Maria.

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... > F24J2/46 (Partes constitutivas, detalles o accesorios de los colectores de calor solar)
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Estructura con deflectores para la captación de energía solar.

Fragmento de la descripción:

Estructura con deflectores para la captación de energía solar.

Sector técnico de la invención

La presente invención se engloba dentro del campo de la energía solar, con aplicación tanto en fotovoltaica como en termoeléctrica. En concreto, se incluye en el sector de las estructuras utilizadas para la captación de la energía solar, ya sean estructuras fijas o móviles (seguidores solares) y ya sean para solar termoeléctrica (heliostatos) o para fotovoltaica.

Antecedentes de la invención

En el campo de la energía solar se pueden distinguir dos grandes tecnologías: energía solar fotovoltaica y energía solar termoeléctrica.

En la tecnología fotovoltaica la mayor parte de los módulos concentradores fotovoltaicos (CPV) consisten en estructuras o carcasas de tipo cerrado que cuentan en su superficie externa frontal con una serie de lentes como focos de concentración puntual de la energía solar.

En la tecnología solar termoeléctrica, ya sea en las plantas de receptor central tipo torre como en colectores lineales, se requiere un campo de espejos para captar y concentrar la energía solar.

Tanto los módulos concentradores fotovoltaicos como los espejos, se montan sobre una estructura. Esta estructura puede ser estática o móvil, en este último caso realizando el seguimiento solar.

Puesto que en cualquiera de los casos se trata de estructuras de gran envergadura situadas a la intemperie, es importante asegurar una buena respuesta ante las inclemencias meteorológicas, tanto por la degradación de los materiales como por las cargas a las que se ven expuestas, especialmente las debidas al viento.

La invención reivindicada se centra en disminuir dichas cargas de viento.

Hasta el momento, en el estado de la técnica se resuelve el problema que las cargas de viento producen sobre la estructura bien reduciendo el tamaño de dicha estructura o haciendo uso de estructuras más pesadas y por tanto más caras de construir, transportar e instalar.

Observando otras tecnologías, se ha determinado que con el uso de deflectores se obtienen buenos resultados a la hora de reducir las cargas de viento. Concretamente son ampliamente utilizados en la tecnología automovilística y aeronáutica e incluso en la construcción de edificios.

Por deflector se entiende todo dispositivo que se usa mara modificar la dirección o la trayectoria de un fluido. Si se traslada esto a la tecnología solar, podríamos definir el deflector como cualquier dispositivo que interacciona con el viento para reducir la carga que este proporciona a la estructura sobre la cual está instalado.

El deflector junto con su estructura requiere un estudio conjunto para analizar las cargas finales de interacción. Existen varios métodos en la industria para estudiar la interacción de cuerpos ante un flujo de viento, pero hoy día la ingeniería del viento coincide en que los túneles de viento reproducen con mucha precisión el comportamiento de cualquier cuerpo ante un flujo de viento continuo proporcionando la turbulencia requerida para los distintos sectores de la ingeniería. Así, las superficies como estructuras o edificios de poca altura reciben un tratamiento distinto en estos túneles de capa límite que estructuras que reciben baja turbulencia y un rápido flujo de viento como aeroplanos y automóviles de alta velocidad. Los resultados de estos túneles de viento realizados en maquetas a una escala suficiente, pueden ser extrapolados a una dimensión real ya que el comportamiento de cualquier estructura frente al viento depende de su forma y no de su tamaño. En el estado del arte es sabido que estructuras curvas oponen una menor resistencia al viento que las rectangulares, pero el análisis de cómo afecta el redondeo de una estructura rectangular no es trivial, e incluso puede ocurrir que ante determinadas direcciones de viento, el comportamiento de esta estructura "redondeada" incremente las cargas totales. Así pues, cada forma de cada estructura debe ser estudiada íntegramente en un ensayo individual en un túnel de viento, para analizar su comportamiento final.

En el estado del arte se encuentran el modelo de utilidad ES1071828 U en el que se divulga una estructura para soporte de placas solares. La estructura comprende una primera plancha o chapa dispuesta entre dos módulos adyacentes de la misma fila, y fijada a la parte posterior existen unos resaltes elevados de dichos módulos que constituyen un deflector de corrientes de aire entrantes por la parte posterior de las placas solares situadas por encima. Estas primeras planchas evitan la entrada del viento por detrás de las placas y lo desvían hacia arriba, por lo que se consigue además una fuerza de empuje hacia abajo que comprime y estabiliza la estructura contra la cubierta del edificio en días ventosos.

La patente ES2008310A6 describe una estructura de deflectores aerodinámicos para una instalación de transferencia de energía solar. Comprende una base de soporte, un mecanismo de impulsión azimutal y de elevación, un bastidor de estructura móvil, una pluralidad de elementos acumuladores de energía, un primer deflector aerodinámico y un segundo deflector aerodinámico. En la modalidad preferida, unido al borde anterior del bastidor de la estructura móvil, se encuentra el primer deflector aerodinámico. El deflector aerodinámico anterior está unido de un lado a otro de cada borde anterior del bastidor de la estructura móvil. El segundo deflector aerodinámico está unido al borde posterior del bastidor. Conjuntamente, estos deflectores interrumpen el flujo de aire que pasa por encima y por debajo del bastidor de la estructura, reduciendo con ello la elevación aerodinámica a la que se somete el bastidor. En una segunda modalidad alternativa, empleada con un bastidor rígido de forma rectangular, se montan un tercer y un cuarto deflector aerodinámico en los lados izquierdo y derecho del bastidor respectivamente. La disposición de deflectores en los cuatro lados permite una mayor uniformidad en el diseño de la estructura y facilidad de colocación.

Entre todo lo existente en el estado de la técnica, se encuentran los siguientes problemas:

- La interrupción del flujo de viento sobre estructuras fijas con cierta inclinación para la optimización de energía solar, como se hace en la patente ES2008310A6, implica una reducción del momento de vuelco debido a que, al interrumpir ese flujo, no se producen los momentos que hacen volcar la estructura. Lo único que se persigue es evitar este

estado de cargas que es crítico y asumir que la pieza que evita la entrada del flujo soportará las cargas proporcionadas por éste. Sin embargo no hay un estudio posterior de posibles estados de carga conseguidos con esta interrupción del flujo y se asume que todos los demás estados de carga posteriores son mucho más favorables para la estructura que el previo.

- Por otro lado, el estudio de cargas con deflectores centrados en una única carga torsora, como en la patente ES200831 OA6 que si bien es la más determinante y por lo tanto la más decisiva en el diseño, puede hacer que se olviden los estados de carga de las 5 restantes, proporcionando un estado de cargas igual o incluso más desfavorable que la que, en un principio, se quería evitar. Caso que se da en estructuras móviles ante un flujo de viento, ya que las cargas cambian dependiendo de la posición de esta estructura móvil que se opone al viento.

- En el estado de la técnica no se encuentran patentes que hablen del tipo de geometría del deflector, ya que se limitan a instalar la geometría más sencilla (plana, rectangular) y menos costosa pues su único interés es parar el flujo del viento.

Por todo ello, la presente invención tiene como objetivo proporcionar una estructura...

 


Reivindicaciones:

1. Estructura con deflectores para la captación de energía solar, de las que están formadas por una plataforma (1) sobre la que se sitúa la superficie reflectora o captadora

(10), ya sea de espejos, paneles o módulos fotovoltaicos y, cuenta con un pedestal (2) y

pudiendo ser la estructura móvil (seguidor solar) o estática, caracterizada porque la estructura cuenta con al menos un deflector (3) que consiste en uno o varios elementos curvados colocados cubriendo al menos el canto de uno de los lados de la plataforma (1) y que se fijan a dicha plataforma (1) o a la superficie reflectora o captadora (10).

2. Estructura con deflectores para la captación de energía solar según reivindicación 1 caracterizada porque la curvatura del deflector (3) abraza completamente el canto de la plataforma o la superficie captadora o reflectora.

3. Estructura con deflectores para la captación de energía solar según reivindicación 1

caracterizada porque el deflector se fija a la plataforma (1) o a la superficie reflectora o captadora (10) mediante tornillos, pegado, encajado o cualquier sistema de unión equivalente.

4. Estructura con deflectores para la captación de energía solar según reivindicación 1

caracterizada porque los materiales en los que se realiza el deflector son aluminio o plástico o acero pintado o acero inoxidable, o cualquier otro material equivalente resistente a la intemperie.