Dispositivo de generación de energía a partir de calor solar que comprende un poste (4) de soporte que incluye un receptor (1) que recibe luz solar;

y una pluralidad de helióstatos (6) que se proporcionan concéntricamente alrededor del poste (4) de soporte y que reflejan la luz solar hacia el receptor (1). El poste (4) de soporte incluye al menos dos receptores (1a, 1b) que están dispuestos en las direcciones ascendente y descendente. El receptor (1a) proporcionado en una posición de lado superior recibe luces reflejadas L1 procedentes de los helióstatos (6a) situados en posiciones lejanas, y el receptor (1b) proporcionado en una posición de lado inferior recibe luces reflejadas L2 procedentes de helióstatos (6b) situados en posiciones cercanas.

Dispositivo de generación de energía a partir de calor solar.

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere a un dispositivo de generación de energía que usa calor solar. Más concretamente, la presente invención se refiere a un dispositivo de generación de energía que usa calor solar, cuya energía es capaz de incrementar la eficiencia de la recogida de luz reflejada por helióstatos y, por tanto, es capaz de mejorar la eficiencia de la generación de energía.

ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA

Recientemente, ha habido un incremento de interés en el medio global tal como: el calentamiento global originado por los gases de escape producido por la combustión de combustibles fósiles; y el agotamiento de los combustibles fósiles. Además, una energía alternativa que pueda reemplazar los combustibles fósiles anteriormente mencionados ha atraído más la atención pública. Las energías alternativas como la generación de energía eólica y la generación de energía fotovoltaica se han extendido.

Mientras tanto, existe un dispositivo de generación de energía a partir del calor solar del tipo de concentración en el que un medio de transferencia de calor es calentado mediante la utilización del calor producido por la concentración de rayos solares, el vapor es producido por el calor del medio de transferencia de calor, una turbina de vapor es accionada por el vapor y, consecuentemente, es generada energía eléctrica. El dispositivo ha atraído la atención pública porque el dispositivo puede funcionar de manera similar a instalaciones de generación de energía tal como una central térmica de convencional y puede lograr un nivel de salida alto.

Diversos tipos de dispositivos de generación de energía a partir de calor solar del tipo de concentración han sido propuestos hasta ahora, incluyendo un dispositivo de generación de energía de calentamiento solar del tipo canal de alimentación (véase, por ejemplo, el Documento 1 de la Patente) , un dispositivo de generación de energía de calentamiento solar del tipo de plato (véase, por ejemplo, el Documento 3 de la Patente) , y un dispositivo de generación de energía a partir de calor solar del tipo torre (véase, por ejemplo, el Documento 2 de la Patente) . El dispositivo del tipo canal de alimentación incluye: reflectores que tienen cada uno una forma de sección semicircular y que tienen una superficie de reflexión de la luz formada en una superficie del mismo, tuberías que se extienden en las direcciones axiales de los respectivos reflectores, y un medio de transferencia de calor es introducido dentro de las tuberías. El dispositivo de tipo de torre incluye: una torre colocada en el centro y provista de una parte de calentamiento del medio de transferencia de calor sobre una parte superior de la misma; y múltiples helióstatos colocados alrededor de la torre. El dispositivo de tipo de plato incluye: un reflector de forma de plato que tiene una superficie reflectante de la luz formada en una superficie del mismo; y una parte de calentamiento del medio de transferencia siempre cerca del reflector.

Además, un dispositivo de generación de energía de calentamiento solar de sistema de haz descendente ha sido propuesto (véase, por ejemplo, el Documento 1 de No Patente) . El dispositivo de generación de energía a partir de calor solar de sistema de haz descendente incluye un gran número de helióstatos dispuestos alrededor central; una unidad de calentamiento de medio de transferencia de calor dispuesta en una parte inferior; y un espejo reflector curvado (reflector central) siempre por encima de la unidad de calentamiento del medio de transferencia de calor.

Documento 1 de Patente: WO2005/017421

Documento 2 de Patente: Publicación Kokai Nº 2004-169059 de Solicitud de patente japonesa.

Documento 3 de Patente: Publicación Kokai Nº 2005-106432 de Solicitud de patente japonesa.

Documento 1 de No Patente: Energía Solar, Volumen 62, Número 2, Febrero 1998, págs. 121-129 (9) .

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

PROBLEMAS A SER RESUELTOS POR LA INVENCIÓN

(Tipo Cubeta)

El reflector del dispositivo de generación de energía a partir de calor solar del tipo de cubeta tiene una dimensión bastante grande en la dirección de la anchura del reflector. Un gran número de reflectores están dispuestos en líneas y filas, y originan el problema de que el dispositivo de generación de energía a partir de calor solar necesita un área bastante grande para instalar los reflectores.

(Tipo Plato)

El dispositivo de generación de energía a partir de calor solar del tipo plato es un dispositivo de tamaño compacto porque cada plato reflector recoge la luz solar y calienta el medio de transferencia de calor. Hay un límite en el tamaño de cada plato reflector. Consecuentemente, el dispositivo de generación de energía a partir de calor solar del tipo plato tiene el problema de ser inadecuado para la generación de energía a escala de masiva.

(Tipo Torre)

El dispositivo de generación de energía a partir de calor solar del tipo de torre tiene el problema siguiente. Como muestra la Figura 9, un receptor 105 tiene una superficie 105a de recepción de luz irradiada con luz reflejada R109, una luz procedente de cada helióstato 102 que está situado fuera de una torre 100. El ángulo incidente 81 de la luz reflejada R109 dentro de la superficie 105a de recepción de luz es aproximadamente un ángulo recto. Ese ángulo incidente 81 disminuye el área irradiada con la luz reflejada R109, y aumenta la cantidad de luz por unidad de área. La iluminancia es por tanto mejorada y la iluminancia más alta se traduce en una mayor cantidad de calor recogida por cada helióstato 102. La superficie 105a de recepción de luz está irradiada también con una luz reflejada R108, una luz procedente de cada helióstato 101 que está situado cerca de la torre 100. El ángulo incidente 82 de la luz reflejada R108 dentro de la superficie 105a de recepción de luz es un ángulo agudo. Ese ángulo incidente 82 aumenta el área irradiada con la luz reflejada R108, y disminuye la cantidad de luz por área de valle. La iluminancia es por tanto disminuida y la menor iluminancia origina una menor cantidad calor recogida por cada helióstato 101.

Suponiendo que la eficiencia térmica de recepción de calor está representada por sen 8 (ángulo de incidencia) , la eficiencia térmica de recepción de calor para cada helióstato 102 situado en la posición más alejada es aproximadamente del 100%, y la relativa a cada helióstato 101 situado en la posición cercana es aproximadamente del 50%.

(Tipo Haz descendente)

El dispositivo de generación de energía a partir de calor solar de haz descendente tiene el problema siguiente. Como se muestra en la Figura 10, un reflector central 116 tiene una superficie 116a de reflexión. Una luz R119 reflejada, una luz procedente de cada helióstato 112 que está situado lejos del reflector central 116 entra en la superficie 116a de reflexión formando un ángulo de incidencia agudo. Expresando esto de modo diferente, la luz reflejada R109 entra en el centro del reflector 116 de una manera bastante oblicua que origina una mayor área del reflector 116 central irradiada con la luz reflejada R119 procedente de cada helióstato 112 que está situado en la posición lejana. Consecuentemente, la eficiencia térmica de recogida de calor resulta inferior.

Además, incluso cuando los helióstatos son proporcionados en un área que tiene un radio de aproximadamente varios cientos de metros, el reflector central debe tener aproximadamente 100 m de diámetro. Un reflector central de este tamaño puede pesar varios cientos de toneladas. El reflector central tan pesado plantea un problema de resistencia de la estructura para soportar el reflector central.

(Presente Invención)

A la vista de los problemas anteriormente mencionados que tienen las técnicas convencionales, un objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo de generación de energía a partir de calor solar capaz de conseguir una mayor iluminancia reduciendo el área del receptor irradiada con la luz reflejada que es proyectada, sobre el receptor, por cada helióstato situado lejos del receptor.

MEDIOS PARA RESOLVER LOS PROBLEMAS

Un dispositivo de generación de energía a partir de calor solar híbrido según la presente invención tiene...

1. Un dispositivo de generación de energía a partir de calor solar que comprende: un poste (14) de soporte que incluye receptores (11a) que reciben luz solar; y una pluralidad de helióstatos (16a, 16b) que son proporcionados de modo que rodean el poste (14) de soporte y que reflejan la luz solar hacia los receptores (11a) , el dispositivo de generación de energía a partir de calor solar caracterizado porque unos receptores (11a) son suministrados en una posición superior sobre el poste (14) de soporte, recibiéndose la luz reflejada desde el receptor (16a) de los helióstatos situados en posiciones alejadas, y un reflector (13a) central es proporcionado en una posición inferior sobre el poste (14) de soporte, recibiendo el reflector (13a) central luz reflejada procedente de los helióstatos (16a) situados cerca del poste (14) de soporte, y otros receptores (12) localizados debajo del reflector (13a) central, recibiendo el receptor (12) luz solar reflejada por el reflector (13a) central.

2. Un dispositivo de generación de energía a partir de calor solar caracterizado porque al menos tres postes (24) de soporte están ensamblados juntos para formar una pirámide, un cuerpo (25) de columna se proporciona de modo que se extiende hacia arriba desde los lados extremos superiores de los postes (24) de soporte, un reflector (23) central está fijado a los postes (24) de soporte que han sido ensamblados juntos para formar la pirámide, además, se proporcionan receptores (22, 21a) debajo del reflector (13a) central y sobre el cuerpo (25) de columna, el receptor (21a) proporcionado sobre el cuerpo (25) de columna recibe luces reflejadas que proceden de los helióstatos (26a) proporcionados lejos de los postes (24) de soporte, y el reflector (23) central recibe luces reflejadas procedentes de los helióstatos (26b) ubicados cerca de los postes (24) de soporte, y el receptor (22) recibe luz que pasa por encima del receptor (22) mediante el reflector (23) central.

3. El dispositivo de generación de energía a partir de calor solar de acuerdo a la reivindicación 1, incluyendo el poste (14) de soporte equipado con el reflector (13) central; y la pluralidad de helióstatos (16a, 16b) proporcionada de modo que rodean el poste (14) de soporte, estando el dispositivo de generación de energía a partir de calor solar caracterizado porque comprende:

un bastidor (f) configurado en una forma de arco que se adapta a una superficie de espejo reflector (13) central que tiene un una forma seccional arqueada semicircular, teniendo el bastidor (f) uno de sus extremos soportado por el poste (14) de soporte;

un robot (GR) de limpieza que está fijado al bastidor (f) de modo que es capaz de moverse a lo largo del bastidor (f) que incluye un dispositivo (n) de pulverización que pulveriza un líquido de limpieza sobre la superficie de pared del reflector (13) central y medios (m1, m2) de movimiento para mover el bastidor con el robot de limpieza en una dirección circunferencial del reflector central

4. El dispositivo de generación de energía a partir de calor solar de acuerdo a la reivindicación 2; caracterizado porque el receptor (22) proporcionado debajo del reflector (23) central incluye una porción (22b) de recepción de luz de forma cónica, y medios (g) de prevención de polvo para permitir la transmisión de la luz solar a través de los mismos pero bloquea la entrada del polvo de tipo arenoso se proporcionan para cubrir la entrada (22a) de luz para la luz solar formada en la porción (22b) de recepción de luz.