CAMPO DE COLECTORES SOLARES.

Campo de colectores solares.El campo de colectores solares presenta numerosos colectores que forman series de colectores en U (51-57).

Cada serie de colectores presenta una fila de ida (R1) y una fila de retorno (R2) de colectores. Para la generación de vapor recalentado con temperatura constante está prevista en cada serie de colectores una tubería de inyección (12) que conecta la salida del primer colector (K1) con la entrada del último colector (Kn) de esta serie (S1) de colectores. El paso por la tubería de inyección (12) regula la temperatura de salida de la serie de colectores. Gracias a las cortas tuberías de inyección (12) se evitan las tuberías largas dentro del sistema de inyección

Campo de colectores solares.

La invención se refiere a un campo de colectores solares con numerosos colectores que forman al menos una serie de colectores que consta de colectores conectados en serie por los que circula un medio líquido evaporable, presentando la serie de colectores al menos una primera fila de colectores a través de los cuales el medio circula en una primera dirección y en un primer sentido, y al menos una segunda fila de colectores a través de los cuales el medio circula en la misma dirección y sentido contrario, y con un sistema de inyección para la inyección de medio líquido al interior de uno de los colectores de la serie de colectores.

Son conocidos campos de colectores solares que presentan colectores cilindroparabólicos. Un espejo cilindroparabólico alargado enfoca la radiación solar incidente concentrándola sobre un tubo absorbedor a través del cual circula un medio evaporable. En el documento DE 43 31 784 C2 (DLR) está descrito un colector de este tipo. Tales colectores son habitualmente reunidos en forma de una serie de colectores que consta de numerosos colectores conectados en serie. La serie de colectores a través de cuyos colectores el medio circula en serie forma una primera fila de colectores de ida y una segunda fila de colectores de retorno. Con ello, cada serie de colectores tiene un trazado en U.

Es conocida la técnica de construir centrales solares que efectúan directamente la evaporación de agua, en las cuales circula agua a través de las series de colectores, siendo dicha agua evaporada por el creciente calentamiento. El vapor puede ser aportado a un bloque de central eléctrica para accionar una turbina de vapor que por ejemplo acciona a un generador eléctrico. Las centrales eléctricas de colectores cilindroparabólicos en las que se efectúa directamente la evaporación de agua necesitan un sistema de inyección mediante el cual se regula la temperatura de salida del vapor generado y recalentado en el campo de colectores. El sistema de inyección es habitualmente un sistema de tuberías aparte que discurre desde el bloque de la central eléctrica hasta el último colector de cada serie de colectores y de nuevo de regreso al bloque de la central eléctrica. Debido a ello se tienen unas tuberías de inyección de gran longitud. Además de sus altos costes de instalación, éstas presentan también desventajas en cuanto al funcionamiento del bloque de la central eléctrica, tales como adicionales pérdidas de calor y presión y el retraso del proceso de calentamiento inicial por la mañana, debido a lo cual disminuye la producción diaria de energía eléctrica. El sistema de inyección permite hacer que la turbina de vapor funcione con su rendimiento óptimo, y permite además evitar que se produzcan en la turbina peligrosos estados del proceso termodinámico, como p. ej. la formación de pequeñas gotas. Con el sistema de inyección se efectúa una regulación de la temperatura del vapor en el extremo de salida de la serie de colectores. La regulación de la temperatura se logra mediante la inyección de agua en la entrada del último colector de la serie de colectores.

Puesto que el sistema de inyección debe satisfacer exigencias específicas en materia de presión y temperatura, el sistema de inyección central que habitualmente se utiliza está realizado como sistema de tuberías aparte que discurre desde el bloque de la central eléctrica hasta el último colector de cada serie de colectores y de nuevo de regreso. El retorno del sistema de inyección sirve para que durante el funcionamiento pueda ser bombeada a través del sistema de tuberías más agua que la que es necesaria para la inyección, para poder hacer que las tuberías de inyección se mantengan a una temperatura suficientemente alta. De otro modo se enfriaría demasiado en las largas tuberías de inyección el agua, que por lo demás circula muy lentamente.

La invención persigue la finalidad de crear un campo de colectores solares con un sistema de inyección mejorado y simplificado, en el que se vean reducidos los costes de fabricación y de instalación y mejore asimismo el comportamiento en funcionamiento.

El campo de colectores solares según la invención está definido por la reivindicación 1. Dicho campo de colectores solares se distingue por el hecho de que el sistema de inyección presenta una tubería de inyección que conecta una salida de uno de los colectores de la primera fila con una entrada de uno de los colectores de la segunda fila de la misma serie de colectores.

La invención prescinde de un sistema de inyección central con largas tuberías de ida y de retorno conectadas al bloque de la central eléctrica. El campo de colectores solares según la invención se distingue por un conexionado particularmente favorable y estratégico de las tuberías de inyección individuales, de las cuales está prevista respectivamente una para cada serie de colectores. Esta tubería de inyección va de un colector a otro colector de la misma serie de colectores y forma por consiguiente en cierto modo una tubería de derivación por la cual circula una pequeña parte del fluido de la serie de colectores en cuestión. El agua de alimentación precalentada que se encuentra en los respectivamente primeros colectores de la serie de colectores es según la invención utilizada para la regulación de la temperatura del vapor. De esta manera se consigue reducir en hasta un 80% las longitudes de tubo en comparación con un sistema de inyección central habitual. En funcionamiento se da la ventaja de que no se producen importantes pérdidas de calor y presión, y de que el proceso de calentamiento inicial tiene lugar prácticamente sin retraso.

La invención se basa en el conocimiento de que en la salida de los primeros colectores de cada serie de colectores hay agua de alimentación precalentada que está a alta presión y a alta temperatura. Debido al trazado en U de una serie de colectores, los primeros colectores y el último colector de una misma serie están espacialmente muy próximos. La invención aprovecha esta circunstancia estableciendo para cada serie de colectores individualmente una corta tubería de inyección entre la salida de uno de los primeros colectores y la entrada de uno de los últimos colectores. Estos colectores que quedan conectados mediante la tubería de inyección están con preferencia situados directamente uno frente a otro, con lo cual la tubería de inyección puede tener una pequeña longitud. La tubería de inyección contiene una válvula regulable que regula la cantidad de agua a inyectar en dependencia de la temperatura del vapor del último colector, para mantener a esta temperatura del vapor al nivel de un valor deseado o de una gama de valores deseada. La inyección es efectuada sobre la base de la caída de presión existente entre el primer colector y el último colector de la serie de colectores.

Según una configuración preferida de la invención está previsto que la tubería de inyección conecte la salida del colector que es el primero en la dirección de circulación con la entrada del último colector. Como alternativa hay también la posibilidad de conectar la salida del segundo colector con la entrada del último colector. La invención prevé en general que sean conectadas mediante la tubería de inyección las entradas y salidas inmediatamente contiguas de dos colectores de la misma serie de colectores.

El campo de colectores solares puede presentar numerosas series de colectores que paralelamente entre sí están conectadas a un bloque de central eléctrica que contiene al menos una turbina de vapor. Todas las series de colectores del campo de colectores solares pueden estar conectadas con el bloque de la central eléctrica a través de una única tubería de ida y una única tubería de retorno. La inyección de agua es efectuada con exclusividad internamente dentro de la respectiva serie de colectores.

Se aclara más detalladamente a continuación un ejemplo de realización de la invención haciendo referencia al dibujo.

En el dibujo se muestra lo siguiente:

La Figura 1 muestra una representación esquemática de un campo de colectores solares con el sistema de inyección según la invención.

En la Figura 1 está representado un bloque de central eléctrica 10 que contiene una turbina de vapor que por ejemplo acciona a un generador eléctrico. El vapor necesario es generado por un campo de colectores KF que contiene numerosos colectores K que están configurados como...

1. Campo de colectores solares con numerosos colectores que forman al menos una serie (KS₁-KS₇) de colectores que consta de colectores conectados en serie por los que circula un medio líquido evaporable, presentando la serie de colectores al menos una primera fila (R₁) de colectores a través de los cuales el medio circula en una primera dirección y un primer sentido, y al menos una segunda fila (R₂) de colectores a través de los cuales el medio circula en la misma dirección y sentido contrario, y con un sistema de inyección para la inyección de medio líquido al interior de uno de los colectores de la serie de colectores;

caracterizado por el hecho de que

el sistema de inyección presenta una tubería de inyección (12) que conecta una salida de uno de los colectores de la primera fila (R₁) con una entrada de uno de los colectores de la segunda fila (R₂).

2. Campo de colectores solares según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la tubería de inyección (12) conecta la salida del colector (K₁) de la serie de colectores que es el primero en la dirección de circulación con la entrada del último colector (K_n).

3. Campo de colectores solares según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por el hecho de que los colectores que quedan en conexión por medio de la tubería de inyección (12) están dispuestos en filas inmediatamente contiguas y enfrentados mutuamente.

4. Campo de colectores solares según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que el campo de colectores solares (KF) presenta varias series (S₁-S₇) de colectores que paralelamente entre sí están conectadas a un bloque de central eléctrica (10) que contiene al menos una turbina de vapor.