Módulo de espejos.

Módulo de espejos (1) de un sistema de paneles solares de Fresnel con una multiplicidad de elementos de espejo

(5) montados de manera articulable paralelos uno con respecto al otro sobre un plato de apoyo (6), que enfocan la luz solar hacia una unidad receptora (2) montados por encima del módulo de espejo (1), caracterizado porque los elementos de espejo (5) están montados de manera articulable sobre el plato de apoyo (6) al menos a lo largo de las secciones longitudinales del plato de apoyo y de los elementos de espejo.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/063424.

Solicitante: Fresnex GmbH.

Nacionalidad solicitante: Austria.

Dirección: Brown Boveri Strasse 1 2351 Wiener Neudorf AUSTRIA.

Inventor/es: SCHNEIDER,HARTMUT.

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... > F24J2/10 (teniendo reflectores como elementos de concentración)

PDF original: ES-2516941_T3.pdf

 

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Ilustración 1 de Módulo de espejos.
Ilustración 2 de Módulo de espejos.
Ilustración 3 de Módulo de espejos.
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Módulo de espejos.

Fragmento de la descripción:

Módulo de espejos La invención se refiere a un módulo de espejos de un sistema de paneles solares de Fresnel con una multiplicidad de elementos de espejo montados de manera articulable, paralelos uno con respecto al otro, sobre un plato de apoyo, que enfocan la luz solar hacia una unidad receptora montada por encima del módulo de espejo.

Descripción â?" estado de la técnica Por lo general, los sistemas de paneles solares de Fresnel se emplean en las termoeléctricas para producir electricidad. Sin embargo, la invención también se puede usar en un sistema de paneles solares de Fresnel para producir calor para procesos, en plantas de desalinización del agua o para producir electricidad con motores Sterling o plantas fotovoltaicas.

En el estado de la técnica se conocen desde hace mucho tiempo los sistemas de paneles solares de Fresnel. Esos sistemas se caracterizan por un gran número de espejos longitudinales, en su mayoría planos o ligeramente cóncavos, que reflejan la luz solar individualmente hacia un receptor lineal. Para ello, los espejos se orientan hacia el sol alrededor de su eje longitudinal. Por lo general, se agrupan varios espejos y se acoplan a un mecanismo de accionamiento común mediante barras.

De esa forma, en la patente estadounidense US-A-3861379 se describe un sistema de paneles solares de Fresnel que posee varios espejos planos acoplados entre sí y accionados por un mecanismo de accionamiento.

De la misma manera, en la patente estadounidense US-A-5542409 se menciona un sistema de paneles solares de Fresnel, que orienta una serie de espejos colocados axialmente unos detrás de otro hacia la posición del sol a través de un mecanismo y una barra de acoplamiento.

La patente EP-A-1754942 describe un marco de apoyo para un sistema de paneles solares de Fresnel con espejos primarios y secundarios colocados directamente sobre el receptor y acoplados entre sí.

En la patente EP-A-2088384 se describe una planta solar que posee un dispositivo de ajuste, cuyos elementos de espejo tienen una longitud de 100 m y un ancho de 10 cm a 25 cm y están colocados articulables sobre un plato de apoyo.

En los cuatro documentos, los elementos de espejo articulables están colocados en ambos extremos.

Descripción del problema Un problema esencial de los sistemas de paneles solares de Fresnel económicos a gran escala conocidos hasta el momento lo representa la instalación de cada espejo individual durante el montaje in situ. Para ello, los espejos se acoplan entre sí mecánicamente para poder orientarlos hacia el sol usando un mecanismo de accionamiento de grupo común. Durante el acoplamiento de cada uno de los elementos de espejo, es necesaria una alta precisión de instalación, para poder lograr posteriormente un buen grado de efectividad óptica. Debido a que ese montaje se realiza en el lugar producto del tamaño de los elementos de espejo tradicionales de los sistemas de paneles solares de Fresnel, el acoplamiento exacto no siempre se puede lograr y requiere un gran gasto de tiempo y de personal. Un espejo instalado de manera inexacta reduce considerablemente el grado de efectividad del dispositivo.

Otro problema es la reducción del grado de efectividad óptica provocada por el ancho del espejo. Ese problema hace necesario un espejo secundario, que mediante una segunda reflexión refleja hacia el receptor los rayos solares que atraviesan el receptor, pero disminuye el grado de efectividad del sistema precisamente producto de esa segunda reflexión. Para ello es esencial que el espejo sea más grueso que el tubo receptor. Una reducción del ancho del espejo aumentaría el rendimiento de los rayos solares que llegan al receptor mediante una reflexión sencilla en el espejo primario, pero se requeriría un mayor número de espejos. Por lo general, un espejo más estrecho provoca también una disminución paralela de la sección transversal del elemento de apoyo y con ello una reducción de su rigidez. En caso de una deflexión simultánea, por lo general esa reducción de la rigidez también hace necesaria una disminución paralela de los elementos de espejo colocados en los extremos, lo que a su vez eleva los costos del sistema. Otra posibilidad es una modalidad reforzada del elemento de apoyo con relación a un menor ancho del espejo, lo que sin embargo provoca igualmente un aumento de los costos del sistema. Para ambas variantes es válido que el montaje in situ de los elementos de espejo con un ancho reducido y mayor número eleva los costos del montaje y, por tanto, disminuye considerablemente la rentabilidad del dispositivo.

En comparación con otros sistemas de paneles solares concentrados, como por ejemplo los sistemas colectores lineales de espejos parabólicos, los sistemas de paneles solares de Fresnel tienen menor fragilidad al viento. No obstante, también en el caso de los sistemas de paneles solares de Fresnel, la fortaleza y robustez de la modalidad de alojamiento de los espejos, así como la de los sistemas de acoplamiento y con esto del servomecanismo de accionamiento conectado a ellos, están dadas esencialmente por la posible fuerza del viento sobre los elementos de espejo. Si se reduce aún más la superficie de ataque del viento, se provocaría una mayor reducción de los sistemas de acoplamiento y del servomecanismo de accionamiento conectado a ellos, con lo que podría disminuirse el costo total del módulo de espejo.

Los sistemas de paneles solares de Fresnel se usan para producir vapor y, además de usarse en las centrales energéticas para la producción de electricidad, también se pueden usar en la industria como sistemas alternativos para producir vapor de proceso. Para ello resulta ventajoso usar como sitio de instalación superficies techadas existentes de almacenes y centros de producción. Los sistemas tradicionales están compuestos por lo general por espejos de vidrio, que se montan sobre elementos de apoyo de acero y están soportados por sistemas portadores de acero. Tales sistemas tienen un peso total elevado. Para mantener bajos los reforzamientos de los edificios existentes, hay que fabricar un sistema de paneles solares de Fresnel con menor peso total. Adicionalmente, los sistemas más ligeros facilitan la manipulación durante todo el ciclo de producción, especialmente la transportación así como el montaje in situ.

Solución/Invención Basado en el estado de la técnica, la invención tiene como objetivo desarrollar un módulo de espejos prefabricado y altamente preciso con una pequeña superficie de ataque del viento en las partes móviles y un alto grado de efectividad óptica mediante un enfoque directo hacia el tubo receptor, así como con un bajo peso y un montaje sencillo.

El objetivo planteado se logra de acuerdo con la invención mediante un módulo de espejos de acuerdo con la reivindicación 1 y un método para fabricar un módulo de espejos de acuerdo con la reivindicación 14.

En las reivindicaciones de la 2 a la 13 y en la 15 se muestran modalidades ventajosas y ampliaciones del objetivo.

En particular, los elementos de espejo se colocan de manera articulable sobre el plato de apoyo al menos esencialmente sobre toda su longitud.

Mediante la colocación, de acuerdo con la invención, es posible fabricar el elemento de espejo con un peso bajo y con un gasto de materiales reducido. La función de apoyo la asume en la invención un plato de apoyo rígido y estático, y la función de reflejo de la luz solar sobre la unidad receptora la asume el elemento de espejo articulable. Esa división de las funciones, de acuerdo con la invención, posibilita una realización pequeña, pero muy larga en dirección axial, y extremadamente ligera de los elementos de espejo articulables y orientados hacia el sol. La colocación articulable de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Módulo de espejos (1) de un sistema de paneles solares de Fresnel con una multiplicidad de elementos de espejo (5)

montados de manera articulable paralelos uno con respecto al otro sobre un plato de apoyo (6) , que enfocan la luz solar hacia una unidad receptora (2) montados por encima del módulo de espejo (1) , caracterizado porque los elementos de espejo (5) están montados de manera articulable sobre el plato de apoyo (6) al menos a lo largo de las secciones longitudinales del plato de apoyo y de los elementos de espejo.

2. Módulo de espejo (1) de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque los elementos de espejo (5) sobre el plato de apoyo (6) están montados de manera articulable al menos sustancialmente sobre toda la longitud de este.

3. Módulo de espejo (1) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el montaje articulable de los elementos de espejo (5) se realiza en forma de bisagra de película (8) .

4. Módulo de espejo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a la 3, caracterizado porque los elementos de espejo

(5) tienen un elemento de apoyo (11) en cada caso compuesto por una parte de apoyo de los espejos (12, 12a a 12e) y un elemento de base (9) que puede estar conectado con el plato de apoyo (6) , donde la parte de apoyo de los espejos (12, 12a a 12e) está conectada con el elemento de base (9) por medio del al menos una bisagra de película (8) también integrada.

5. Módulo de espejo (1) de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el elemento de apoyo (11) es un perfil preferentemente plástico, donde la parte de apoyo de los espejos (12, 12a a 12e) tiene en particular una sección transversal en forma de T, forma de L o triangular, en donde una superficie de espejo (10) , realizada en particular como una capa reflectante, como una película de espejo unida con adhesivo o como un espejo de vidrio, se aplica sobre el lado del elemento de apoyo (11) de frente al sol, en donde las superficies de espejo (10) tienen preferentemente un ancho, que como máximo se corresponde con el diámetro de la unidad receptora (2) .

6. Módulo de espejo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a la 5, caracterizado porque el plato de apoyo (6) tiene un diseño ligero, preferentemente como un tablero de material compuesto o tablero con núcleo de panal.

7. Módulo de espejo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a la 6, caracterizado porque los elementos de espejo articulables (5) están conectados mecánicamente entre sí en grupos o todos juntos a través de al menos una unidad conectora (13) y pueden orientarse hacia el sol por medio de esta, con la ayuda de un mecanismo de accionamiento (14) .

8. Módulo de espejo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a la 7, caracterizado porque los elementos de espejo

(5) se orientan paralelos o normales con respecto al lado longitudinal del plato de apoyo (6) y juntos con la unidad conectora

(13) y el mecanismo de accionamiento (14) forman una unidad pre-ensamblada que se puede transportar usando medios de transporte estándares.

9. Módulo de espejo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a la 8, caracterizado porque en cada caso se deja un espacio como un canal (21) para un carro de limpieza sobre el plato de apoyo (6) entre los elementos de espejo (5) o en el borde, al menos en dos posiciones.

10. Módulo de espejo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a la 9, caracterizado porque sobre los elementos de 45 espejo (5) se puede agregar una cubierta ligera y translúcida adicional de vidrio o plástico, para proteger los elementos de espejo (5) contra las influencias del tiempo.

11. Módulo de espejo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a la 10, caracterizado porque el plato de apoyo (6) tiene elementos de fijación (15) para la sujeción rápida y el posterior ajuste fino sobre los apoyos (7) .

12. Módulo de espejo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a la 11, caracterizado porque el plato de apoyo (6) tiene una platabanda de borde (16) que recubre los elementos de espejo (5) , en cada caso sobre al menos dos de sus lados, en donde los bordes superior o inferior de las platabandas de borde (16) tienen preferentemente pasadores (17) o protuberancias y sus correspondientes ranuras (18) de forma tal que se pueda colocar una pluralidad de módulos de espejo 55 (1) uno sobre otro de manera no desplazable.

13. Módulo de espejo (1) de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque los ojetes (19) y las asas (20) se colocan sobre las platabandas de borde (16) , de modo que se enganchen dispositivos de izado para la transportación y el montaje y sea posible la colocación manual de apoyo, en donde preferentemente las platabandas de borde (16) poseen 60 canales (21) para acomodar un carro de limpieza.

14. Un método para producir un módulo de espejo (1) de acuerdo con la reivindicación 1, con partes de apoyo del espejo (12b) con una sección transversal triangular de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque se proporciona un plato (22) con una pluralidad de pliegues paralelos (23) a cierta distancia de manera que las partes de apoyo de los espejos (12b) que están conectadas entre sí y triangulares en sección transversal, e incluyen bisagras de película integradas (8) y elementos de base (9) se forman al doblar y apretar uno contra otro, donde los elementos de espejo (5) que se forman de esta manera poseen superficies de espejo (10) y se fijan sobre un plato de apoyo (6) .

15. Método de acuerdo con la reivindicación 18, caracterizado porque el plato (22) se fabrica de plástico, material 10 compuesto de fibra o de cartón reforzado con endurecedor.