Estructura con viga de torsión en celosía para colector solar cilindro-parabólico formada por:

- Viga de torsión (23) de sección cuadrada que a su vez comprende:

- Bastidores (1) en ambos extremos que transmiten el momento torsor y permiten la conexión con otro colector que se sitúe a continuación y soportan el eje de giro del colector (2),

- cuerpo de la viga formado por cuatro montantes (3),

- arriostramientos (16) en cruz de San Andrés,

- conjuntos soldados rígidos (20) que se fijan sobre los dos montantes (3) superiores de la viga para sustentar cada soporte (18) del tubo absorbedor (19);

- Soportes en voladizo (7) anclados a la viga (23) y sobre ellos se colocan unas correas (5) donde se ubican las grapas (6) que reciben los reflectores,

- Soportes (18) del tubo absorbedor (19) unidos a los montantes (3) a través de los conjuntos soldados rígidos (20).

Estructura con viga de torsión en celosía para colector solar cilindro-parabólico.

Sector técnico de la invención

Esta invención se encuadra dentro del sector de los colectores solares, más concretamente se refiere a las estructuras que se utilizan para la sujeción de los reflectores y los receptores encargados de concentrar la radiación solar.

Antecedentes de la invención

En las plantas de producción de energía eléctrica a partir de la radiación solar se pueden emplear colectores solares de varios tipos (colector cilindro parabólico, disco Stirling, central de torre con helióstatos, colectores Fresnel, etcétera) y todos ellos requieren estructuras de soporte para los reflectores que se encargan de concentrar la radiación solar.

Dichas estructuras, por lo general, poseen además un dispositivo denominado seguidor solar que les permite orientarse en dirección al sol, lo que les conduce a la obtención de altos rendimientos.

La invención que aquí se reivindica hace referencia a la estructura soporte del módulo del colector solar, no siendo objeto de la invención el seguidor solar que luego se le pueda acoplar.

Existe una gran cantidad de estado de la técnica referente a las estructuras soporte de módulos de colectores solares, como pueden ser las patentes US6414237, US5069540, ES2326303, ES2161589, CA1088828, EP0082068, U1070880 y muchas otras.

Muchas de las invenciones del estado de la técnica describen estructuras de celosía que soportan colectores de tipo cilindro-parabólicos. Los colectores cilindro parabólicos para recolectar la energía del sol emplean espejos de forma cilindro parabólica. Por el foco de la parábola pasa una tubería o tubo colector que recibe los rayos concentrados del sol, donde se calienta el fluido. Una vez calentado el fluido, el cual alcanza temperaturas próximas a 400ºC, si dicho fluido es vapor se envía a una turbina para la producción de electricidad o, si contamos con otro tipo de fluidos caloportadores que a dicha temperatura no están en fase vapor, entonces se envían a un intercambiador de calor para la producción de éste.

Las estructuras que soportan estos colectores están formadas por una serie de vigas, brazos y las uniones entre ellas, siendo las vigas, aquellos elementos que sirven de soporte de la estructura central o torque box, son vigas sometidas a grandes esfuerzos de torsión y de flexión y, habitualmente, de una gran longitud, lo que origina problemas por la flecha que esto produce y además complica en gran medida su transporte hasta la planta.

A la vista del estado de la técnica, la invención aquí reivindicada tiene como objetivo proporcionar una estructura que sirva de soporte a un módulo de colector solar del tipo cilindro-parabólico y que, aún a pesar de estar formada por una estructura reticular de nudos y barras, tenga una serie de características que hacen que difiera substancialmente de las conocidas en el estado de la técnica, aportando importantes ventajas tanto de resistencia estructural, como de facilidad y abaratamiento en el transporte y montaje.

Descripción de la invención

La invención presentada consiste en una estructura soporte para un módulo de colector solar cilindro-parabólico.

Los componentes principales del campo solar de la tecnología cilindro-parabólica son:

- El reflector cilindro-parabólico: la misión del receptor cilindro parabólico es reflejar y concentrar sobre el tubo absorbente la radiación solar directa que incide sobre la superficie. La superficie especular se consigue a través de películas de plata o aluminio depositadas sobre un soporte que le da la suficiente rigidez.

- El tubo absorbedor: generalmente consta de dos tubos concéntricos separados por una capa de vacío. El interior, por el que circula el fluido que se calienta, es metálico y el exterior de cristal.

- El sistema de seguimiento del sol: el sistema seguidor más común consiste en un dispositivo que gira los reflectores cilindro-parabólicos del colector alrededor de un eje.

- La estructura metálica: la misión de la estructura del colector es la de dar rigidez al conjunto de elementos que lo componen.

La invención reivindicada se centra en desarrollar una estructura que, a diferencia del estado de la técnica conocido, tiene una serie de características esenciales que le aportan importantes ventajas frente a lo existente en el sector.

Sus características esenciales son:

1.- Viga de torsión o torque box de sección cuadrada compuesta por los elementos que se describen en los siguientes apartados.

2.- Doce soportes en voladizo que se anclan a la viga y sobre ellos se colocan unas correas en perfil "C" que es donde se ubicaran las grapas que luego recibirán los reflectores. Están realizados en angulares de perfiles "L" unidos por remaches y anclados a la viga mediante tornillos.

3.- Correas.

Son ocho elementos realizados en perfiles "C" que se disponen a lo largo del módulo, estos tienen como misión soportar la grapas que luego sustentaran los reflectores Cada una de las correas se compone de dos piezas de perfiles "C" que se unen entre si para formar la unidad. Las correas se unen a los soportes en voladizo por unas chapas plegadas que se remachan a los perfiles "C" y luego se atornillan a los soportes en voladizo, este diseño evita el uso de chapas soldadas que tienen el inconveniente de dificultar el compactar los paquetes por sobresalir de la sección rectangular, además evita las deformaciones que sufren esas pequeñas chapas soldadas en el transporte, en esta solución al ser montadas en el lugar de ensamblaje se evitan los inconvenientes anteriormente expuestos.

Las escuadras que se atornillan a las correas para recibir las grapas que sustentarán los reflectores, están dotadas de ojales en sus dos caras que permiten ajustar su ensamblaje para conseguir al final la exacta posición de las cogidas de los reflectores.

4.- Grapas.

Estas piezas están resueltas mediante chapas de acero en forma de escuadras, que tienen unas perforaciones en ojal en las uniones con las otras escuadras situadas en las correas. Con estos ojales y los ojales de las escuadras situadas en las correas, se consigue, mediante los útiles de fabricación diseñados al efecto, posicionar los taladros que recibirán a los reflectores en posiciones idóneas. Esta exactitud que se logra con este sistema garantiza la perfecta posición del reflector y evita tener que redistribuir y recolocar los reflectores una vez depositados en la estructura. Los espárragos de los reflectores son recibidos por los taladros dispuestos al efecto en estas grapas.

5.- Soporte del tubo absorbedor.

Elemento en celosía soldada con eje de giro en su base y anilla de sujeción del tubo absorbente que permite giro libre y centrado inicial para ubicar correctamente el tubo en el foco de la parábola.

Esta estructura está diseñada con el objetivo de optimizar el costo y la logística de transporte desde el lugar o lugares de manufactura al lugar de ensamblaje. Para ello la estructura esta ideada como un conjunto de...

1. Estructura con viga de torsión en celosía para colector solar cilindro-parabólico que comprende: