MÉTODO DE CONFIGURACIÓN DE DIRECCIÓN /MEDIDA/REAJUSTE DE SENSOR DE SEGUIMIENTO DE LUZ SOLAR Y DISPOSITIVO COLECTOR DE LUZ SOLAR

CAMPO TÉCNICO

El presente invento se refiere a un método de configuración de dirección, a un método para la medida del desplazamiento de eje óptico, y a un método para el reajuste de un sensor de seguimiento de luz solar, y a un dispositivo colector de luz solar.

TÉCNICA ANTERIOR

Como un dispositivo colector de luz solar aplicado a un dispositivo de generación de energía térmica solar, convencionalmente, se conocen tres tipos de dispositivos colectores de luz; un dispositivo colector de luz del tipo artesa (tipo distribuido) ; un dispositivo colector de luz del tipo torre (tipo colector de luz) ; y un dispositivo colector de luz del tipo reflector.

El dispositivo colector de luz del tipo artesa recoge la luz solar mediante un espejo curvo parabólico y calienta una tubería (tubería colectora de calor) llena de líquido (medio de calor) . Aunque el dispositivo colector de luz del tipo artesa tiene un diseño fácil de cambiar de acuerdo con el tamaño del lugar de instalación, una cantidad de luz solar recogida es menor que la del dispositivo colector de luz del tipo torre, y por tanto la temperatura no es tan alta como para que pueda esperarse un rendimiento elevado.

El dispositivo colector de luz del tipo torre recoge la luz solar reflejada por unos espejos planos instalados sobre el suelo a una torre central y calienta una tubería (tubería colectora de calor) llena de líquido (medio de calor) . Aunque el dispositivo colector de luz del tipo torre ocupa un área enorme para instalar helióstatos, una cantidad de luz solar recogida es grande, y de acuerdo con ello es posible calentar el medio de calor a una temperatura elevada. Por tanto, aunque el dispositivo colector de luz del tipo torre puede generar energía eléctrica con gran rendimiento en comparación con otros dispositivos colectores de luz, dicho dispositivo colector de luz del tipo torre no resulta aprovechable a no ser que se produzca a gran escala.

El dispositivo colector de luz solar del tipo reflector recoge la luz solar reflejada por un espejo curvo (reflector) que tiene una forma como una antena parabólica a un receptor central, y genera energía eléctrica mediante un motor Stirling (motor de combustión interna que utiliza la presión debida a la diferencia de temperaturas de aire ) o un procedimiento similar. Aunque el dispositivo colector de luz del tipo reflector

puede reducir el tamaño de la instalación, este dispositivo se encuentra todavía en una fase inicial de investigación y desarrollo. Dado que, según se ha expuesto anteriormente, los dispositivos colectores de luz solar del tipo convencional tienen ventajas e inconvenientes, o se encuentran en 5 una fase de investigación y desarrollo, se ha propuesto recientemente un dispositivo colector de luz del tipo de haz descendente. Según se muestra en la Figura 9, el dispositivo colector de luz del tipo de haz descendente refleja la luz 3 de una pluralidad de helióstatos instalados sobre el terreno 1 concéntricamente a la parte superior de una torre (no mostrada en la figura) , y refleja adicionalmente la luz 1 O reflejada 3 por un segundo espejo de reflexión 4 para guiarla hasta el suelo. Con respecto al espejo de reflexión instalado en la parte superior de la torre, existe un sistema que usa un espejo convexo (espejo hiperbólico) que está desarrollando el Instituto de Ciencia Wizmann en Israel y un sistema que usa un espejo cóncavo (espejo elíptico) que está desarrollando el Centro de Investigación 15 para la energía de reciclado del carbón, Instituto de Tokio de Tecnología de Tokio, y se pueden usar ambos sistemas. De ese modo, existen ventajas en el sentido de que un medio de calor tal como sal fundida no necesite circularse a la parte superior de la torre y de que no se monte un receptor para absorber el calor solar en la parte superior de la torre. 20 La luz solar guiada hasta el suelo se recoge adicionalmente por un colector de luz secundario 5 denominado CPC (concentrador parabólico compuesto) , y se usa para calentar sal fundida. La instalación puede funcionar 24 horas al día mediante un almacenamiento de calor de la sal fundida. Cuando se instala un sensor de seguimiento de luz solar para controlar la 25 postura de un helióstato, convencionalmente, como se ha mostrado en las Figuras 1 O y 11, en primer lugar, se determina el eje óptico 11 de la posición 1 O objetivo de recogida de luz, y a continuación, se fija el sensor de luz solar 12 mediante un ajuste tridimensional de la dirección del sensor de seguimiento de luz solar con respecto al eje óptico 1. En las figuras, el número 2 de referencia designa al helióstato, el número 30 13 de referencia designa un elemento de montaje para la instalación de un sensor de seguimiento de luz solar, y el símbolo S de referencia designa al sol. Específicamente, de una manera convencional, como se ha mostrado en la Figura 12, se emplea un método en el que un dispositivo de medida (por ejemplo, un teodolito o aparato similar) se monta en el eje óptico 11 objetivo de recogida, y 35

además se fija una "marca" en los puntos necesarios, por ejemplo, el centro 15 del objetivo 1 O de recogida de luz, el centro 16 del extremo delantero del sensor 12 de seguimiento de luz solar, el centro 17 del extremo posterior del sensor 12 de seguimiento de luz solar, y el centro 18 del helióstato 2, y el sensor 12 de seguimiento de luz solar se instala de tal manera que el eje del sensor (no mostrado en la figura) , 5 del sensor 12 de seguimiento de luz solar esté de acuerdo con cada marca mirando por el teodolito 14 con el ojo desnudo M Según se ha expuesto anteriormente, en el método convencional de instalación de centro, la posición de fijación del sensor se determina por medida; sin embargo, es difícil configurar adecuadamente el sensor 12 de seguimiento de luz solar a la posición 1 O de fijación de sensor sobre la que se fijan las "marcas" por medida. Aún en el caso de que el sensor de seguimiento de luz solar se fije con precisión por el método anterior, se producirá una desviación (desplazamiento) en el eje óptico del objetivo debida a perturbaciones externas (por ejemplo, viento, calor, vibraciones, y causas similares) , y, como resultado, la desviación ocurre en las 15 prestaciones de recogida de luz, o bien las prestaciones de recogida de luz se deterioran. Adicionalmente, para medir la cantidad de desplazamiento, se requieren muchas tareas. Por ejemplo, para identificar qué dispositivo de entre un gran número de helióstatos se desplaza, es necesario comprobar todos los dispositivos. Cuando ocurre un desplazamiento entre el eje de sensor del sensor de 20 seguimiento de luz solar y el eje óptico objetivo, es necesario medir con precisión las posiciones de los diversos dispositivos y se necesita que a los dispositivos se les realice un ajuste fino. Por tanto, es deseable que se perfeccionen estas operaciones. Además, como se ha mostrado en la Figura 13, cuando se recoge luz por medio de una pluralidad de espejos, es necesario ajustar las posiciones y direcciones 25 del helióstato 2 y de un segundo espejo reflectante 20, por lo que las operaciones de ajuste y medida requieren varias veces el trabajo de ajuste y medida del caso de un solo espejo reflectante. Adicionalmente, en la modalidad convencional, es necesario medir por separado un desplazamiento del sensor de seguimiento de luz solar y un desplazamiento del segundo espejo reflectante. En la figura, el símbolo N de 30 referencia designa una superficie irradiada de luz solar. En la manera convencional, como se ha mostrado en las Figuras 1 O y 11, como la pieza de montaje 13 para la instalación de un sensor de seguimiento de luz solar está fijada en una base 21 de instalación de helióstato, se necesita proveer una entalladura 22 para evitar la interferencia entre el helióstato 2 y la pieza de montaje 13 35

para instalación del sensor de seguimiento de luz solar, por lo que se reduce el área

del helióstato 2.

Aunque, en la técnica relacionada con el dispositivo colector de luz solar, se han hecho muchos inventos (por ejemplo, referirse a los documentos de patente 1 y 2) , parece que no existe ningún invento similar al presente.

Documento 1 de patente: solicitud de patente japonesa, publicación de Kokai N° 2004-333003 Documento 2 de patente: Modelo de utilidad japonés, publicación de Kokai N° 05-24165.

DESCRIPCIÓN DEL INVENTO

PROBLEMAS A RESOLVER MEDIANTE EL INVENTO

El presente invento se ha...

1. Un método de configuración de dirección de un sensor de seguimiento de luz solar que comprende las etapas de: instalar un sensor de seguimiento de luz solar en un eje óptico de luz 5 reflejada recogida por un helióstato; instalar una guía de seguimiento de luz solar en dicho eje óptico para controlar automáticamente la postura del helióstato mediante el sensor de seguimiento de luz solar; fijar un telescopio óptico a la parte de extremo posterior de la guía de 1 O seguimiento de luz solar de tal manera que esté alineada con un eje de guiado de la guía de seguimiento de luz solar; ajustar la postura de dicha guía de seguimiento de luz solar de tal manera que una cruz provista en un campo de visión del telescopio óptico coincida con el centro de una posición objetivo de recogida de luz, y fijar dicha guía de seguimiento de 15 luz solar a una base de instalación; y retirar de la guía de seguimiento de luz solar el telescopio óptico y fijar el sensor de seguimiento de luz solar a la parte de extremo posterior de la guía de seguimiento de luz solar de tal manera que esté alineado con el eje de guiado de la guía de seguimiento de luz solar. 20 2. Un método de medida del desplazamiento del eje óptico de un sensor de seguimiento de luz solar que comprende las etapas de: instalar un sensor de seguimiento de luz solar en un eje óptico de luz reflejada recogida por un helióstato; fijar un oscilador de luz láser a la parte de extremo frontal de una guía de 25 seguimiento de luz solar a la que se ha fijado dicho sensor de seguimiento de luz solar de tal manera que esté alineado con un eje de guiado de la guía de seguimiento de luz solar, para controlar automáticamente la postura del helióstato mediante el sensor de seguimiento de luz solar cuando se produce un desplazamiento a lo largo del tiempo del eje óptico del sensor de seguimiento de luz solar; 30 marcar una posición objetivo de recogida de luz mediante una luz oscilante de láser con el oscilador de luz láser; y medir una cantidad de desplazamiento del punto de marcado desde dicho eje óptico. 3. Un método de reajuste de sensor de seguimiento de luz solar que 35 comprende las etapas de: instalar un sensor de seguimiento de luz solar en un eje óptico de luz reflejada recogida por un helióstato; fijar un oscilador de luz láser a la parte de extremo frontal de una guía de seguimiento de luz solar a la que se ha fijado dicho sensor de seguimiento de luz solar 5 de tal manera que esté alineado con un eje de guiado de la guía de seguimiento de luz solar, para controlar automáticamente la postura del helióstato mediante el sensor de seguimiento de luz solar cuando se produce un desplazamiento a lo largo del tiempo del eje óptico del sensor de seguimiento de luz solar; marcar una posición objetivo de recogida de luz mediante luz láser oscilante 1 O con el oscilador de luz láser; y reajustar la postura de dicha guía de seguimiento de luz solar de tal manera que el punto de marcado coincida con el centro de dicha posición objetivo de recogida de luz. 4. Un dispositivo colector de luz solar que tiene un sensor de seguimiento de 15 luz solar instalado en un eje óptico de luz reflejada recogida por un helióstato, y que controla automáticamente la postura del helióstato mediante el sensor de seguimiento de luz solar, en el que una pieza de montaje para la instalación de un sensor de seguimiento de luz solar para soportar a dicho sensor de seguimiento de luz solar está separada de una base de instalación del helióstato y se instala en el exterior del 20 sistema de base de instalación del helióstato.