Sistema de calentamiento de un fluido de transferencia de calor para un concentrador solar cilindro-parabólico.

Sistema de calentamiento de un fluido de transferencia de calor para un concentrador solar cilindro-parabólico donde el sistema incluye un conector de terminal intermedio que interconecta eléctricamente un tubo receptor del concentrador solar cilíndrico-parabólico a través de una fuente de alimentación.

El conector de terminal intermedio puede incluir un par de placas paralelas al tubo receptor.

El sistema incluye

, además, un par de conectores terminales de extremo.

Cada conector terminal de extremo dispone de una placa de tubo receptor que tiene una abertura que rodea completamente el tubo receptor del conjunto de tubos.

Los conectores terminales de extremo pueden incluir adicionalmente una extensión de conector terminal que está en ángulo con la placa de tubo receptor.

Un conductor de retorno de corriente se extiende entre un conector de terminal de extremo y la fuente de alimentación.

El conductor de retorno actual se apoya en el marco del colector o estructura y/o una estructura de soporte del tubo receptor.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2012/059210.

Solicitante: Abengoa Solar, Llc.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 1250 Simms St. 80401 80401 Lakewood CO Colorado ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: MANNING,Kerry, Stegall,Nathan, O`ROURKE,Deven.

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... > F24J2/04 (Colectores de calor solar con el fluido energético circulando a través del colector)
  • 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)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION > PRODUCCION O UTILIZACION DEL CALOR NO PREVISTOS EN... > Utilización del calor solar, p. ej. colectores de... > F24J2/24 (circulando el fluido energético a través de los conductos tubulares absorbiendo el calor)
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Sistema de calentamiento de un fluido de transferencia de calor para un concentrador solar cilindro-parabólico.

Fragmento de la descripción:

Sistema de calentamiento de un fluido de transferencia de calor para un concentrador solar cilindro-parabólico

Referencia cruzada a las solicitudes relacionadas

La presente solicitud reivindica el beneficio de la solicitud de patente US N° de serie 61/549.674, presentada el 2 de octubre de 211, cuya descripción completa se incorpora a la presente memoria, por referencia.

Campo

Se proporcionan un sistema para calentar un fluido de transferencia de calor en el interior 1 del tubo receptor de un concentrador solar cilindro-parabólico.

Antecedentes

Los concentradores solares de tipo cilindro-parabólico utilizan un tubo receptor lleno de fluido. El fluido en el interior del tubo receptor funciona como un fluido de transferencia de calor. Frecuentemente, el fluido de transferencia de calor es un aceite sintético que tiene 15 una capacidad térmica muy elevada. Investigaciones recientes han indicado que el uso de una sal fundida como un fluido de transferencia de calor puede proporcionar diversas ventajas. Sin embargo, una sal fundida puede congelarse a temperaturas más altas que otros fluidos de transferencia de calor. En una planta de energía con concentradores solares cilindro-parabólicos que utiliza un fluido de transferencia de calor que se congela a o por 2 encima de la temperatura ambiente, deben tomarse precauciones para prevenir y recuperarse de la congelación del fluido de transferencia de calor en las tuberías. En particular, durante la noche o cuando el sol está oculto por las nubes, la temperatura del fluido de transferencia de calor puede caer por debajo de su punto de congelación. Por ejemplo, ciertos fluidos de transferencia de calor, incluyendo algunas sales fundidas, deben 25 mantenerse a una temperatura de al menos 16°C con el fin de prevenir que el fluido se congele.

Típicamente, el tubo receptor de un concentrador solar cilindro-parabólico está aislado mediante vacío en el interior de una envoltura de vidrio. Debido a esta construcción única, las técnicas de calentamiento convencionales, tales como calentamiento eléctrico o alambre 3 resistivo, son poco prácticas. Una técnica alternativa para calentar el tubo receptor es un sistema de calentamiento por impedancia o efecto de superficie. En un sistema de

calentamiento por impedancia, la corriente es suministrada a través de una sección transversal metálica de la tubería o el tubo lleno de fluido. Sin embargo, los sistemas de calentamiento por impedancia convencionales pueden ser difíciles o poco prácticos de implementar en conexión con un concentrador solar cilindro-parabólico, y pueden tener una vida útil relativamente corta. Por ejemplo, la placa terminal usada para proporcionar una interconexión eléctrica al tubo receptor normalmente está soldada en paralelo a la longitud del tubo receptor y es suficientemente grande para hacer una conexión al cable que conecta la placa terminal a la fuente de alimentación. En un concentrador solar cilindro-parabólico, este tipo de conexión sería poco práctico debido a las limitaciones de espacio y la gran cantidad de luz solar observada a lo largo de la longitud del tubo receptor. Además, el diseño de la placa terminal convencional proporcionaría un área de contacto limitada con el tubo receptor, y complica el aislamiento del tubo receptor. Las técnicas convencionales sufrirían también de una vida útil más corta debido a la extensión del cable sobre o en el suelo por debajo del concentrador solar, lo que puede conducir a un fallo relacionado con la fatiga del cable como resultado del movimiento del cilindro parabólico para seguir el sol.

Sumario

Las realizaciones de la presente invención están dirigidas a resolver estos y otros problemas y desventajas de la técnica anterior. Según realizaciones de la presente invención, se proporciona un sistema de calentamiento por impedancia de fluido de transferencia de calor para un concentrador solar cilindro-parabólico que incluye un conductor de retorno que está soportado por la estructura del reflector cilindro-parabólico y/o la estructura de soporte del tubo receptor. El sistema puede incluir adicionalmente conectores terminales de extremo con placas de tubo receptor que rodean y que son generalmente perpendiculares al tubo receptor en el punto de interconexión. Los conectores terminales de extremo pueden incluir adicionalmente una estructura de extensión de conexión terminal que forma un ángulo con respecto a la parte de placa de tubo receptor del conector terminal de extremo. Esta construcción única facilita una interconexión a un tubo receptor que soporta niveles de corriente suficientemente elevados, mientras se posiciona una interconexión al conductor de retorno que se encuentra fuera de una zona de luz solar enfocada creado por el concentrador solar. Según todavía realizaciones adicionales, el sistema incluye un conector de terminal intermedio con una o más placas de conectores terminales intermedios que interconectan una parte intermedia del tubo receptor a un conductor de la fuente de alimentación. La placa o las placas de conector de terminal intermedio pueden proporcionar también un soporte mecánico para el tubo receptor. Cada

uno de entre el conductor de retorno y el conductor de la fuente de alimentación está interconectado eléctricamente a una fuente de alimentación, completando el circuito de impedancia del sistema de calentamiento de fluido de transferencia de calor.

Según al menos algunas realizaciones de la presente descripción, se proporciona un sistema de calentamiento por impedancia de fluido de transferencia de calor para un concentrador solar cilindro-parabólico que comprende:

un conjunto tubo receptor, que incluye:

una tubería de fluido de transferencia de calor;

un primer conector terminal de extremo interconectado a la tubería de fluido de transferencia de calor en un primer punto;

un conector de terminal intermedio interconectado a la tubería de fluido de transferencia de calor en un segundo punto;

una fuente de alimentación;

un primer conductor de retorno de corriente, en el que un primer extremo del primer conductor de retorno de corriente está interconectado eléctricamente al primer conector terminal de extremo, y en el que un segundo extremo del primer conductor de retorno de corriente está interconectado eléctricamente a la fuente de alimentación, en el que al menos la mayor parte de una longitud del primer conductor de retorno de corriente está soportada por al menos uno de entre un bastidor del concentrador solar y una estructura de soporte del tubo receptor; y

un primer conductor de fuente de alimentación, en el que un primer extremo del conductor de la fuente de alimentación está interconectado a la fuente de alimentación, y en el que un segundo extremo del conductor de la fuente de alimentación está interconectado al conector de terminal intermedio.

El primer conector terminal de extremo puede incluir una placa de tubo receptor, y una abertura del tubo receptor, en el que la abertura del tubo receptor está formada en la placa de tubo receptor, y una extensión de conector terminal.

Además, la placa de tubo receptor puede ser paralela a un primer plano, en el que la extensión de conector terminal sigue un eje que forma un ángulo distinto de cero con respecto al primer plano.

La tubería de fluido de transferencia de calor pasa a través de la abertura del tubo receptor de la primera placa de conector terminal de extremo, en el que la primera placa de conector terminal de extremo está interconectada eléctricamente a la tubería de fluido de transferencia de calor, y en el que en la abertura del tubo receptor la tubería de fluido de 5 transferencia de calor es perpendicular al primer plano.

...

 


Reivindicaciones:

1. Un sistema de calentamiento por impedancia de un fluido de transferencia de calor para un concentrador solar cilindro-parabólico, que comprende:

un conjunto tubo receptor, que incluye:

una tubería de fluido de transferencia de calor;

un primer conector terminal de extremo interconectado a la tubería de fluido de transferencia de calor en un primer punto;

un conector de terminal intermedio interconectado a la tubería de fluido de transferencia de calor en un segundo punto;

una fuente de alimentación;

un primer conductor de retorno de corriente, en el que un primer extremo del primer conductor de retorno de corriente está interconectado eléctricamente al primer conector terminal de extremo, y en el que un segundo extremo del primer conductor de retorno de corriente está interconectado eléctricamente a la fuente de alimentación, en el que al menos la mayor parte de una longitud del primer conductor de retorno de corriente está soportada por al menos uno de entre un bastidor del concentrador solar y una estructura de soporte del tubo receptor; y

un primer conductor de fuente de alimentación, en el que un primer extremo del conductor de fuente de alimentación está interconectado a la fuente de alimentación, y en el que un segundo extremo del conductor de fuente de alimentación está interconectado al conector de terminal intermedio.

2. Sistema de acuerdo a la reivindicación 1, en el que un primer conector terminal de extremo incluye:

una placa de tubo receptor;

una abertura del tubo receptor, en el que la abertura del tubo receptor está formada en la placa de tubo receptor;

una extensión de conector terminal.

3. Sistema de acuerdo a la reivindicación 2, en el que la placa de tubo receptor es paralela a un primer plano, y en el que la extensión de conector terminal sigue un eje que forma un

ángulo distinto de cero con respecto al primer plano.

4. Sistema de acuerdo a la reivindicación 3, en el que la tubería de fluido de transferencia de calor pasa a través de la abertura del tubo receptor de la primera placa de conector terminal de extremo, en el que la primera placa de conector terminal de extremo está

interconectada eléctricamente a la tubería de fluido de transferencia de calor, y en el que en la abertura del tubo receptor la tubería de fluido de transferencia de calor es perpendicular al primer plano.

5. Sistema de acuerdo a la reivindicación 4, en el que la abertura del tubo receptor rodea completamente la tubería de fluido de transferencia de calor.

6. Sistema según la reivindicación 4, que comprende además:

un elemento de apantallamiento, en el que el elemento de apantallamiento está posicionado entre el concentrador solar y el conector terminal de manera que el conector terminal está al menos parcialmente bloqueado de la luz reflejada por el concentrador solar.

7. Sistema de acuerdo a la reivindicación 6, en el que el elemento de apantallamiento está

fijado a al menos uno de entre el bastidor del concentrador solar y la estructura de soporte del tubo receptor.

8. Sistema de acuerdo a la reivindicación 4, en el que el primer conector intermedio incluye:

placas de conector primera y segunda, en las que las placas de conector primera y 2 segunda están interconectadas eléctricamente a la tubería de fluido de transferencia de

calor, y en las que las placas de conector primera y segunda proporcionan soporte mecánico para el conjunto tubo receptor.

9. Sistema de acuerdo a la reivindicación 1, en el que el primer conductor de retorno de corriente es un conductor trenzado y está soportado, al menos parcialmente, por la

estructura de soporte del concentrador solar.

1. Sistema de acuerdo a la reivindicación 1, en el que el primer conductor de retorno de corriente incluye un elemento de aluminio extrudido que está soportado, al menos parcialmente, por la estructura de soporte del tubo receptor.

11. Sistema de acuerdo a la reivindicación 1, que comprende además:

un segundo conector terminal de extremo;

un segundo conductor de retorno de corriente, en el que un primer extremo del segundo conductor de retorno de corriente está interconectado eléctricamente al segundo conector terminal de extremo, en el que un segundo extremo del segundo conductor de retorno de corriente está interconectado eléctricamente a la fuente de alimentación, y en el que al menos la mayor parte de una longitud del segundo conductor de retorno de corriente que se extiende entre los extremos primero y segundo del primer conductor de retorno de corriente está soportada por al menos uno de entre el bastidor del concentrador solar y la estructura de soporte del tubo receptor.

12. Sistema de acuerdo a la reivindicación 1, que comprende:

un conector terminal de extremo, que incluye:

una placa de tubo receptor, en la que la placa de tubo receptor está situada dentro de un primer plano;

una abertura del tubo receptor, en la que la abertura del tubo receptor está formada en la placa de tubo receptor;

una extensión de tubo receptor, en la que la extensión del tubo receptor se extiende desde la placa del tubo receptor y está situada dentro de un segundo plano.

13. Sistema de acuerdo a la reivindicación 12, en el que el primer plano corta el segundo

plano.

14. Sistema de acuerdo a la reivindicación 13, que comprende además: un conjunto tubo receptor, que incluye:

una tubería, en la que la abertura del tubo receptor del conector terminal de extremo recibe y está interconectada a la tubería.

15. Sistema de acuerdo a la reivindicación 14, que comprende además:

un conector de terminal intermedio, que incluye:

una placa de conector de terminal intermedio, en la que la placa de conector de terminal intermedio está unida a la tubería a lo largo de una línea.

16. Sistema según la reivindicación 14, en el que el conector de terminal intermedio incluye

placas de conector de terminal intermedio primera y segunda, en el que las placas primera y

segunda son paralelas entre sí, y en el que las placas primera y segunda están unidas a la tubería a lo largo de líneas paralelas.

17. Sistema de acuerdo a la reivindicación 16, que comprende además:

un conductor de retorno de corriente, en el que al menos un primer extremo del conductor de retorno de corriente está interconectado a la extensión de tubo receptor del terminal extremo, en el que el conductor de retorno de corriente forma al menos una primera parte de un circuito eléctrico, y en el que la tubería forma al menos una segunda parte del circuito eléctrico.

18. Sistema de acuerdo a la reivindicación 17, que comprende además: un cable de fuente de alimentación;

una fuente de alimentación, en la que un primer terminal de la fuente de alimentación está interconectado a las placas de conductor terminal intermedio primera y segunda mediante el conductor de la fuente de alimentación, y en el que un segundo terminal de la fuente de alimentación está interconectado al segundo extremo del conductor de retorno de corriente.

19. Sistema de acuerdo a la reivindicación 18, en el que las placas primera y segunda del terminal intermedio están unidas a una estructura de soporte a través de un cojinete.

2. Sistema de acuerdo a la reivindicación 1, que comprende:

un conector de terminal intermedio, que incluye:

una placa de conector de terminal intermedio, en el que la placa de conector de terminal intermedio está unida a una primera parte de una tubería del conjunto tubo receptor a lo largo de una línea, y en el que la placa de conector de terminal intermedio está unida a una estructura de soporte a través de un cojinete no conductor de electricidad;

un conector terminal de extremo, que incluye:

una placa de tubo receptor, en la que la placa de tubo receptor está situada dentro de un primer plano;

una abertura del tubo receptor, en la que la abertura del tubo receptor está formada en la placa de tubo receptor, y en la que el conector terminal de extremo está unido a una segunda parte de la tubería del conjunto tubo receptor en la abertura del tubo

receptor;

una extensión de tubo receptor, en la que la extensión de tubo receptor se extiende desde la placa de tubo receptor y está situada dentro de un segundo plano;

en el que la tubería del conjunto tubo receptor incluye al menos una de entre una 5 articulación de rótula y una parte flexible.