Conjunto de elevación y método para mover componentes hacia arriba y hacia abajo para una torre de energía solar.

Un conjunto de elevación para una torre de energía solar incluye una pista, un cable y un torno. La pista se extiende longitudinalmente desde la parte superior de la torre hasta la base de la torre. El torno está ubicado en la parte superior de la torre y está anclado al cable que se extiende hacia la parte inferior de la torre adyacente a la pista. Un componente acoplado a la pista y al cable es guiado a lo largo de la pista por el torno al bobinar o desbobinar el cable.

Conjunto de elevacion y metodo para mover componentes hacia arriba y hacia abajo para una torre de energía solar La presente invención se refiere generalmente a un conjunto de elevación y un método para mover componentes hacia arriba y hacia abajo para una torre de energía solar. Más particularmente, la presente invención se refiere a un conjunto de elevación para una torre de energía solar que tiene un receptor central elevado.

ANTECEDENTES

En todo el mundo existe una demanda creciente de energía. Debido a la escasez de recursos y efectos medioambientales adversos, las alternativas a combustibles basados en petróleo y carbón tienen cada vez más popularidad. A medida que avanza la tecnología, el uso de fuentes de energía renovable limpia para sustituir, o al menos aumentar, las plantas de energía convencionales está volviéndose factible.

Las plantas de energía solar han demostrado ser eficaces y se han convertido en tema de atención global. En una disposición típica, una torre centralizada está ubicada dentro de un campo de helióstatos. Los helióstatos son espejos de seguimiento, que reflejan la luz solar a un receptor solar ubicado en la parte superior de la torre. Dentro del receptor, la luz solar absorbida calienta un fluido hasta temperaturas elevadas, convirtiendo de este modo energía solar en energía térmica. El fluido que contiene la energía térmica se envía a continuación hacia abajo por la torre para almacenarse o convertirse en energía eléctrica para su uso.

El receptor solar está colocado a menudo en lo alto de la torre central para aumentar el campo visual de modo que muchos helióstatos pueden concentrar la luz solar sobre el receptor. Las torres centrales altas con receptores solares situados a 76, 2 metros (250 pies) o más por encima del suelo pueden aprovechar una gran cantidad de energía solar. Aunque se desean torres altas con receptores centrales elevados, se necesitan mejoras en la tecnología que aumenten la eficacia y reduzcan el coste de construcción.

DESCRIPCION

Un objeto de la presente invención es un conjunto de elevación para una torre de energía solar. La torre de energía solar tiene una parte superior y una base. Una pista se extiende longitudinalmente a lo largo de un tramo de la torre entre la parte superior y la base. Un cable está anclado en la parte superior de la torre y se extiende hacia la base de la torre adyacente a la pista. Un componente está montado sobre la pista y conectado al cable. Un torno está acoplado a la parte superior de la torre y está anclado al cable. El torno bobina o desbobina el cable para guiar el componente a lo largo de la pista.

Otro objeto de la presente invención es un método para mover componentes hacia arriba y hacia abajo de una torre de energía solar. El método incluye acoplar un componente a un carro montado en una pista que se extiende longitudinalmente a lo largo de la torre de energía solar y bobinar o desbobinar un cable que tiene un primer extremo conectado a una parte superior de la torre de energía solar y un segundo extremo conectado al carro, de modo que el carro que soporta el componente se guía a lo largo de la pista.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La figura 1 es un diagrama de un sistema de generación de energía solar concentrada que tiene un conjunto de elevación según la presente invención.

La figura 2 es una vista lateral de una torre que tiene un conjunto de elevación.

La figura 3 es una vista en perspectiva de una parte superior de la torre que tiene un torno para elevar y una grúa para su uso con el conjunto de elevación.

La figura 4 es una sección transversal de una pista y un carro para su uso con el conjunto de elevación.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

La figura 1 es un diagrama esquemático de un sistema 10 de generación de energía solar concentrada que tiene un conjunto 12 de elevación según la presente invención. En la realización mostrada, el sistema 10 comprende un sistema de torre de energía que tiene un conjunto de elevación 12, un sistema colector solar 14, un receptor central 16, una torre 18, un depósito de almacenamiento en frío 20, un depósito de almacenamiento en caliente 22, un intercambiador de calor 24, un generador 26 y bombas 28A, 28B y 28C. El sistema colector solar 14 y el receptor central 16 transmiten calor desde el sol a un medio de transferencia de calor fundido contenido en los depósitos de almacenamiento 20 y 22 de modo que la energía térmica puede convertirse en energía eléctrica usando el intercambiador de calor 24 y el sistema de conversión 26. El conjunto de elevación 12 transporta componentes de torre hacia arriba por la torre 18 del sistema 10 de generación de energía solar.

El sistema colector solar 14 comprende una disposición de espejos de seguimiento solar, o helióstatos, que concentran los rayos solares en el receptor central 16 para calentar un medio de transferencia de calor. En una realización, aproximadamente 8.500 helióstatos, que tienen áreas de superficie de aproximadamente 42 m2 (metros cuadrados) a aproximadamente 94 m2, están dispuestos de manera concéntrica alrededor de una torre, que tiene una altura de aproximadamente 170 metros, para cubrir un área de aproximadamente 2, 59 kilómetros cuadrados (º 1 milla cuadrada) . El medio de transferencia de calor comprende normalmente sal fundida que se mantiene en un estado fundido entre aproximadamente 260, 0º C (º500º F) y º648, 9º C (1200º F) de modo que permanece líquida. La bomba 28A dirige el medio de transferencia de calor frío desde el depósito de almacenamiento en frío 20 hacia una pluralidad de tubos dentro del receptor central 16, por lo que se transmite calor desde los rayos solares concentrados al medio de transferencia de calor. La bomba 28B dirige el medio de transferencia de calor calentado desde el receptor 16 al depósito de almacenamiento en caliente 22 en el que se almacena en un estado listo para producir energía con el intercambiador de calor 24. Cuando se desea producir energía, el medio de transferencia de calor calentado se encamina mediante la bomba 28C desde el depósito de almacenamiento en caliente 22 al intercambiador de calor 24 en el que el calor se introduce en el sistema de conversión 26. El sistema de conversión 26 puede comprender cualquier sistema convencional que convierta energía térmica en energía mecánica, tal como los sistemas de ciclo Brayton o ciclo Rankine. En la realización mostrada, el sistema de conversión 26 comprende un generador de turbina de vapor que tiene un primer expansor de fase 32A, un segundo expansor de fase 32B, un generador 34 y un condensador 36. El agua dentro del intercambiador de calor 24 se calienta por el medio de transferencia de calor fundido para producir vapor que gira los expansores de fase primero 32A y segundo 32B. Los expansores 32A y 32B rotan un árbol para accionar el generador 34 para convertir energía mecánica en energía eléctrica. Por tanto, el intercambiador de calor 24 elimina el calor del medio de transferencia de calor antes de que el medio de transferencia de calor se devuelva al depósito de almacenamiento en frío 20 a través del tubo 30D. El uso de un medio de transferencia de calor tal como sal fundida permite al sistema 10 almacenar de manera eficaz energía térmica en sal contenida en el depósito de almacenamiento en caliente 22 de modo que puede generarse energía eléctrica en momentos en los que el sistema colector solar 14 funciona por debajo del pico máximo. Por tanto, el sistema 10 puede funcionar 24 horas al día a niveles de baja producción de energía o a niveles de producción superiores durante intervalos más cortos. Aunque el sistema 10 de generación de energía solar se muestra usando tres bombas para mover sal fundida a través de los tubos 30A - 30D, pueden usarse más o menos bombas. Por ejemplo, en diversas realizaciones, la altura de la torre 18 proporciona suficiente presión para mover la sal fundida hacia el depósito de almacenamiento en caliente 22, de modo que la bomba 28B no es necesaria.

Aunque el sistema 10 colector solar es deseable, la construcción del receptor central 16 por encima de la torre 18 ha demostrado ser difícil. Históricamente, se han usado grúas para elevar componentes receptores a la parte superior de una torre de energía solar. Con una grúa, condiciones meteorológicas adversas tales como fuerte viento pueden causar retardos en la construcción y dañar componentes de la torre. Específicamente, si se usan una grúa y un cable para elevar un componente tal como un panel...

1. Conjunto de elevación para una torre de energía solar que tiene una parte superior y una base, caracterizado porque el conjunto comprende:

- una pista que se extiende longitudinalmente a lo largo de un tramo de la torre entre la parte superior de la torre y la base de la misma;

- un cable anclado en la parte superior de la torre y que se extiende hacia la base adyacente a la pista;

- un componente montado en la pista y conectado al cable;

- un torno acoplado a la parte superior de la torre y anclando el cable, en el que el torno bobina o desbobina el cable para guiar el componente a lo largo de la pista.

2. Conjunto de elevación según la reivindicación 1, caracterizado porque la pista tiene dos raíles longitudinales separados entre sí para guiar el componente a lo largo de la pista.

3. Conjunto de elevación según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende una pluralidad de ruedas acopladas a los raíles para rodar a lo largo de los raíles, en las que al menos una rueda también está acoplada al componente, estando las ruedas configuradas para permitir un movimiento vertical del componente a lo largo de la pista pero restringir un movimiento alejándose de la pista.

4. Conjunto de elevación según la reivindicación 3, caracterizado porque la pluralidad de ruedas están agrupadas en conjuntos, comprendiendo cada conjunto:

- ruedas de rodadura ubicadas en una superficie exterior de los raíles y acopladas al componente para llevar una carga del componente;

- ruedas de retención superior ubicadas en una superficie interior de los raíles para fijar el componente a la pista; y

- ruedas de guiado ubicadas en una superficie lateral de los raíles para impedir un movimiento lateral del componente alejándose de la pista.

5. Conjunto de elevación según la reivindicación 3, caracterizado porque el componente es un soporte configurado para funcionar como elevador de mercancías que atraviesa longitudinalmente la torre.

6. Conjunto de elevación según la reivindicación 3, caracterizado porque el componente es un carro configurado para soportar un panel receptor sobre la pista.

7. Conjunto de elevación según la reivindicación 6, caracterizado porque el carro incluye un pestillo para acoplar de manera liberable el panel receptor.

8. Conjunto de elevación según la reivindicación 1, caracterizado porque el componente es un panel receptor para una torre de energía solar.

9. Conjunto de elevación según la reivindicación 7, caracterizado porque comprende:

- una cubierta del receptor ubicada en la parte superior de la torre, estando el torno acoplado a la cubierta del receptor; y

- un receptor central acoplado a la cubierta del receptor.

10. Conjunto de elevación según la reivindicación 9, caracterizado porque comprende una grúa acoplada al receptor central y ubicada por encima de la cubierta del receptor, estando la grúa configurada para recibir el panel receptor del torno.

11. Conjunto de elevación según la reivindicación 10, caracterizado porque la grúa rota el panel receptor 360 grados alrededor del receptor central para guiar el panel receptor a una ubicación predeterminada sobre el receptor central.

12. Método para mover componentes hacia arriba y hacia abajo de una torre de energía solar, caracterizado porque comprende:

- acoplar un componente a un carro montado sobre una pista que se extiende longitudinalmente a lo largo de la torre de energía solar;

- bobinar o desbobinar un cable que tiene un primer extremo conectado a una parte superior de la torre de energía solar y un segundo extremo conectado al carro, de modo que el carro que soporta el componente se guía a lo largo de la pista.

13. Método según la reivindicación 12, caracterizado porque comprende además acoplar el componente a un dispositivo de colocación ubicado en la parte superior de un receptor central acoplado a la parte superior de la torre tras bobinar el cable.

14. Método según la reivindicación 13, caracterizado porque comprende además desacoplar el componente del carro tras acoplar el componente al dispositivo de colocación.

15. Método según la reivindicación 14, caracterizado porque comprende además rotar el componente alrededor del 10 receptor central a una ubicación predeterminada sobre el receptor.

16. Método según la reivindicación 15, caracterizado porque comprende además fijar el componente en la ubicación predeterminada sobre el receptor.

17. Método según la reivindicación 16, caracterizado porque comprende además desacoplar el componente del dispositivo de colocación.

18. Una torre de energía solar caracterizada porque comprende el conjunto de elevación de la reivindicación 1.

19. Un sistema de generación de energía caracterizado porque comprende la torre de la reivindicación 18 y un campo de helióstatos que rodean la torre de energía solar.

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

Nº solicitud: 200902350

ESPAÑA

Fecha de presentación de la solicitud: 16.12.2009

Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

51 Int. Cl. : Ver Hoja Adicional DOCUMENTOS RELEVANTES

INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

Nº de solicitud: 200902350

CLASIFICACIÓN OBJETO DE LA SOLICITUD B66D1/60 (2006.01)

B66C23/18 (2006.01) B66F11/00 (2006.01) Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación)

B66D, B66C, B66F

Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC

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OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 200902350

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 16.04.2012

Declaración

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986) .

Base de la Opinión.

La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

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OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 200902350

1. Documentos considerados.

A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración

El objeto técnico de la invención es un Conjunto de elevación y Método para mover componentes hacia arriba y hacia abajo para una torre de energía solar.

El inventor pretende abaratar los costes de construcción de este tipo de torres, para lo cual propone un conjunto de elevación de componentes, que comprende un cable y un torno, así como un carro portador de paneles que se mueve sobre una pista formada por dos raíles paralelos, comprendiendo el carro ó soporte una serie de ruedas acopladas a los raíles, que impiden su movimiento en dirección distinta a la vertical.

La solicitud consta de 19 reivindicaciones, siendo la 1, 12, 18 y 19 independientes y el resto dependientes.

La 1ª reivindicación, recoge las características técnicas esenciales de la invención. La 2ª reivindicación, se refiere a la constitución de la pista. Las reivindicaciones 3ª y 4ª se refieren a las ruedas acopladas a los raíles. Las reivindicaciones 5ª y 6ª presentan alternativas de soporte y carro. La reivindicación 7ª se refiere a la inclusión de pestillo en carro. La reivindicación 8ª, se refiere a la elevación directa del panel. La reivindicación 9ª, se refiere a la ubicación del torno. Las reivindicaciones 10 y 11, se refieren a la grúa ubicada en cubierta del receptor, que recibe y ubica el panel. Las reivindicaciones 12 a 17, se refieren al método para mover componentes. La 18 reivindica la torre que comprende el conjunto de elevación y la 19 el sistema de generación que comprende la torre.

De los documentos citados en el Informe del Estado de la Técnica, se considera el más próximo a la invención, el documento JP51079447 (D01) .

D01 divulga un conjunto de elevación (1) , susceptible de ser empleado en torre de energía solar de sistema de generación, comprendiendo una pista (5) que se extiende longitudinalmente entre base parte superior (Ver Figs.) y que tiene dos raíles (3) longitudinales separados entre sí a efectos de guiado (Ver Figs.) , un cable (20) que se extiende hacia la base de la pista, un componente (6) montado en la pista y conectado al cable , polea (12) en parte superior de la torre, y un torno (19) acoplado en la parte inferior de la misma.

La diferencia entre D01 y la 1ª reivindicación, es que en D01 el torno se encuentra en la parte inferior de la torre en lugar de la superior. No obstante, etas son soluciones alternativas empleadas y conocidas.

La reivindicación 2 se encuentra divulgada en D01.

Las reivindicaciones 3-11, no se encuentran divulgadas en D01.

La reivindicación 12, se encuentra anteriorizada por D01, presentando como diferencia que el primer extremo del cable no está anclado a la parte superior de la torre sino a la inferior, respondiendo al razonamiento ya realizado para la 1ª reivindicación.

Las reivindicaciones 13 a 17 no se encuentran divulgadas en D01.

Las reivindicaciones 18 y 19 carecen de actividad inventiva, al ser conocidos ampliamente en el Estado de la Técnica los Sistemas de Generación de energía que comprenden torre solar y helióstatos, y susceptibles de comprender el conjunto de elevación de la 1ª reivindicación que es nueva pero carece de actividad inventiva.

Ningún documento citado en el Informe del Estado de la Técnica cuestiona ya sea de forma aislada ó combinada la novedad y actividad inventiva de las reivindicaciones 3-11 y 13-17.

Conclusión:

- Las reivindicaciones 1, 2, 12, 18 y 19 son nuevas pero carecen de actividad inventiva. (Art. 6 y 8 de la Ley de Patentes 11/1986) -Las reivindicaciones 3-11 y 13-17 son nuevas y poseen actividad inventiva. (Art. 6 y 8 de la Ley de Patentes 11/1986)

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