DISPOSITIVO DE GENERACIÓN DE ENERGÍA SOLAR.

La presente invención se refiere a un dispositivo de generación de energía solar térmica y/o fotovoltaica que comprende un concentrador que es una lente de Fresnel de orientación fija que tiene un rendimiento óptimo y que puede integrarse fácilmente en fachadas o techos de edificios. Antecedentes de la invención Son conocidos los dispositivos de generación de energía solar de concentración con lentes o espejos de Fresnel para producción de energía térmica, fotovoltaica o bien combinada fotovoltaica-térmica, estos últimos llamados híbridos. Habitualmente, en estos dispositivos, el colector y la lente de Fresnel están fijados a una estructura que puede ser o no móvil. Cuando la estructura no es móvil, el ángulo de incidencia del sol sobre la lente es variable y por lo tanto el foco de la lente se desplaza en consecuencia. Se entiende por foco de la lente, de manera genérica, la intersección de los dos rayos que pasan por los extremos de la lente. Concretamente, si la lente es de simetría axial, el lugar geométrico de los focos a lo largo del día es una línea curvada y a lo largo del año, una superficie. Cuando se trata de una lente de tipo prismático, el lugar geométrico de los focos describe una superficie a lo largo del día, y un volumen a lo largo del año. Por lo tanto, estos dispositivos presentan uno de los inconvenientes siguientes: - o el colector no puede estar situado siempre en el foco, con lo cual la eficiencia no es óptima. - o bien se emplea un colector que tenga una superficie o volumen de intersección con el lugar geométrico de los focos mucho mayor capaz de colectar los rayos solares en cualquier posición, lo cual implica infrautilizar un colector y además en condiciones de irradiancia no uniforme, por lo que no es una solución óptima. Esta primera solución descrita presenta la ventaja de que no hay partes móviles y por lo tanto precisa de un mantenimiento mínimo y además es integrable en edificios. Otra solución es la utilización de un sistema de seguimiento de la posición del sol, que permite orientar el conjunto concentrador-colector de manera que el foco de la radiación incidente siempre esté dispuesto en el colector. Este sistema de seguimiento puede basarse en sensores de la posición del Sol o bien en seguidores astronómicos programados. Con esta solución, la eficiencia es óptima desde el punto de vista energético, pero supone partes móviles sujetas a fatiga y que precisan de mantenimiento y además dificulta o prohíbe su integración arquitectónica. Por lo tanto, es evidente la necesidad de disponer de un dispositivo que supere los inconvenientes del estado de la técnica y que aúne de forma óptima las ventajas de los dispositivos descritos. Descripción de la invención Para ello, la siguiente invención propone un dispositivo de generación de energía solar, que comprende al menos un concentrador que es una lente de Fresnel prismática de focal lineal, siendo dicha lente de orientación fija, y un colector solar lineal (dispuesto sensiblemente paralelo a dicha focal, y que se caracteriza por el hecho de que el colector es desplazable según cualquier dirección perpendicular a dicha focal lineal, de modo que puede moverse sensiblemente sobre la trayectoria de dicha focal lineal. Por lo tanto, el dispositivo de la invención permite optimizar la utilización de un colector solar de dimensiones mínimas sin necesidad de disponer de un mecanismo de orientación, siendo necesario únicamente un mecanismo para desplazar el colector que permita su desplazamiento según una dirección contenida en una superficie. El dispositivo descrito saca provecho de la simetría planar de las lentes prismáticas, de modo que no es necesario el movimiento en la dirección longitudinal de la lente. Por lente prismática se entiende una lente definida por un eje longitudinal y de sección constante. A lo largo de la descripción se entiende por eje de simetría de la lente el eje longitudinal de la lente que pasa por la propia lente. Preferentemente, en el dispositivo de generación de energía solar de la invención los medios para accionar el desplazamiento del colector comprenden al menos un actuador lineal perpendicular al eje de simetría de la lente y dispuesto entre este eje y el colector solar, pudiendo dicho actuador girar alrededor de este eje. Aún más preferentemente el brazo de dicho actuador lineal es solidario del colector. 2 ES 2 352 714 A1 De este modo, se logra con un mecanismo que tiene únicamente dos grados de libertad de movimiento: - posicionar en todo momento el colector sobre la focal y, - orientar la superficie del colector en la dirección del eje de simetría de la lente, es decir orientarlo de modo que los rayos que pasan por el eje de simetría incidan según un plano perpendicular al del colector. Ventajosamente la trayectoria está definida por las siguientes expresiones: Donde: X = A0+A1 3 +A2 2 Z = C 0+ 1 2 +C 2 2 +C 2 2 2 X es el desplazamiento de la línea focal según la dirección perpendicular al eje óptico y a la línea focal de la lente en función de los ángulos de incidencia longitudinal y transversal , tomándose dichos ángulos con respecto al eje óptico de la lente, Z es el desplazamiento en la dirección del eje óptico. Tomando como origen la posición de la línea focal para incidencia de la radiación según el eje óptico de la lente. Siendo los demás parámetros unas constantes que caracterizan a la lente de Fresnel. Al disponerse de la trayectoria, se puede programar el dispositivo de manera que el seguimiento se haga sin necesidad de recurrir a sistemas de seguimiento basados en sensores. El colector puede ser térmico, fotovoltaico o bien, preferentemente, una combinación de ambos, de modo que el colector térmico puede producir energía térmica limitando a la vez la máxima temperatura alcanzada por el colector fotovoltaico, de modo que se evitan pérdidas de eficiencia de las células fotovoltaicas por aumento de temperatura, que puede ser de un 1% por cada dos grados centígrados. Ventajosamente, el primer concentrador es fijo. Según esta configuración, la lente es fija, y por lo tanto el colector se desplaza. Ello permite su integración en fachadas o techos, es decir que formen parte del cerramiento exterior transparente de un edificio. Por lo tanto la parte más delicada y que ocupa más espacio, las lentes de Fresnel, están fijas, y los colectores solares, es decir los módulos fotovoltaicos lineales con el colector térmico adosado, son móviles. Las lentes pueden tener ellas mismas función estructural o bien pueden estar adheridas a una envoltura transparente ya existente. Finalmente, el colector comprende un segundo concentrador adosado a la superficie de colección delimitado lateralmente por dos planos que abarcan sensiblemente el haz concentrado por el primer concentrador y frontalmente por una superficie sensiblemente cilíndrica. Este elemento, que puede ser un líquido dieléctrico o un sólido transparente, aumenta aún más la eficiencia del dispositivo, en especial cuando el colector es un módulo fotovoltaico, puesto que uniformiza el perfil de la irradiancia que incide sobre el colector. Breve descripción de los dibujos Para mejor comprensión de cuanto se ha expuesto se acompañan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a titulo de ejemplo no limitativo, se representa un caso práctico de realización. La figura 1 es una vista en perspectiva del dispositivo de la invención. La figura 2 es una vista según el eje longitudinal de la lente. La figura 3 es una vista según el eje longitudinal de la lente en la que se aprecia la trayectoria de la línea focal y el actuador lineal que puede girar alrededor del eje de simetría de la lente. Descripción de realizaciones preferidas Tal como se aprecia en las figuras 1 y 2, el dispositivo 1 de generación de energía solar de la invención comprende al menos un concentrador que es una lente de Fresnel prismática de focal lineal 3, siendo dicha lente 2 de orientación fija, y un colector solar lineal 4, 4 dispuesto sensiblemente paralelo a dicha focal 3, y se caracteriza por el hecho de 3 ES 2 352 714 A1 que el colector 4 es desplazable según cualquier dirección 5 perpendicular a dicha focal lineal 3, de modo que puede moverse sensiblemente sobre la trayectoria 6 de la focal lineal 4. Para ello, según esta realización y tal como se representa mediante la trayectoria de la línea focal, la lente está especialmente diseñada para que tenga una línea focal cuando los rayos inciden fuera de eje. Hay que destacar que este diseño puede ser realizado por un experto en la materia. Tal como se aprecia en la figura 3, el seguimiento de la trayectoria de la línea focal por parte del colector solar fotovoltaico 4 se puede realizar mediante un actuador lineal 14 (que permitirá variar la longitud R) perpendicular al eje de simetría...

1. Dispositivo (1) de generación de energía solar, que comprende al menos un concentrador (2) que es una lente de Fresnel prismática de focal lineal (3), siendo dicha lente (2) de orientación fija, y un colector solar lineal (4, 4) dispuesto sensiblemente paralelo a dicha focal (3), caracterizado por el hecho de que dicho colector (4) es desplazable según cualquier dirección (5) perpendicular a dicha focal lineal (3), de modo que puede moverse sensiblemente sobre la trayectoria (6) de dicha focal lineal (4). 2. Dispositivo de generación de energía solar según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los medios para accionar el desplazamiento del colector (4, 4) comprenden al menos un actuador lineal (14) perpendicular al eje de simetría (15) de la lente y dispuesto entre este eje (15) y el colector solar (4), pudiendo dicho actuador (14) girar alrededor de este eje (15). 3. Dispositivo de generación de energía solar según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que el brazo (16) de dicho actuador lineal (14) es solidario del colector (4) y dispuesto perpendicular a la superficie de captación de este. 4. Dispositivo de generación de energía solar según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicha trayectoria (6) está definida por las siguientes expresiones: Donde: X = A0+A1 3 +A2 2 Z = C0+1 2 +C2 2 +C22 2 X es el desplazamiento de la línea focal (3) según la dirección (7) perpendicular al eje óptico (8) y a la línea focal (3) de la lente (2) en función de los ángulos de incidencia longitudinal y transversal , tomándose dichos ángulos con respecto al eje óptico (8) de la lente, Z es el desplazamiento en la dirección del eje óptico (8). Tomando como origen la posición de la línea focal (3) para incidencia de la radiación según el eje óptico (8) de la lente (2). Siendo los demás parámetros unas constantes que caracterizan a la lente de Fresnel. 5. Dispositivo de generación de energía solar según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho colector (4) es térmico y/o fotovoltaico (4). 6. Reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho primer concentrador (2) es fijo. 7. Dispositivo de generación de energía solar según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho colector (4) comprende un segundo concentrador (9) adosado en la superficie de colección (10) delimitado lateralmente por dos superficies (11, 12) que abarcan sensiblemente el haz concentrado por el primer concentrador (2) y frontalmente por una superficie sensiblemente cilíndrica (13). 8. Dispositivo de generación de energía solar según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que dicho segundo concentrador (2) es un líquido dieléctrico o un sólido transparente. 9. Dispositivo de generación de energía solar según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que dicho concentrador (2) forma parte del cerramiento exterior transparente de un edificio. ES 2 352 714 A1 6 ES 2 352 714 A1 7 ES 2 352 714 A1 8 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA