El dispositivo de la invención está ideado a calibrar por la noche y utilizando un emisor artificial de luz (diseñado para tal efecto) los heliostatos de una planta termo-solar de tipo torre,

es decir con el dispositivo se podrá realizar los ajustes de las unidades automáticamente (por visión artificial) y cuando todos los heliostatos están en reposo (sin producir).

Con la ayuda de una emisión lumínica desde la parte inferior de la torre (proyección laser), se emite un haz de luz sobre el heliostato a ajustar, el rayo reflejado que parte de este, se verá en la parte alta de la torre (diana de la torre), y un CPD (control o central de procesos) mediante el contraste de la imagen mandará los parámetros al heliostato para ajustar los offset de sus dos servo-motores. Esta operación se repetirá para todo el calibrado programado por el usuario.

N Sistema automático de calibración de helióstatos de planta termo solar tipo torre

Objeto de la invención

La presente invención se encuentra dentro del campo de técnicas de optimización de energías renovables del tipo térmico, y más específicamente de la optimización de centrales termo-solares del tipo torre.

Antecedentes de la invención

Básicamente, se trata de ajustar automáticamente el offset de un eje coordenado frente al otro, marcado por un final de carrera (cada espejo tiene dos motores, azimut y elevación) de cada uno de los helióstatos. Esto podría estar bien y ser admisible en los heliostatos más cercanos a la torre por tener poca distancia de reflexión, pero para los helióstatos más alejados, a una distancia de unos 850 a 1000 metros (en línea recta a la torre) , un pequeña discrepancia de un mili-radian supone bastantes metros de diferencia a la hora de concentrar su energía en el receptor, y por tanto una merma en la energía generada.

En las centrales de última generación se utilizan además de la puesta a cero por finales de carrera en cada heliostato, una aplicación basada en visión artificial para la captura, análisis y tratamiento de las imágenes de la proyección de los discos solares (PDS) de los helióstatos sobre la diana situada bajo el receptor en la torre; es decir mediante un programa preestablecido se muestrea la proyección de cada helióstato sobre una diana de calibración, verificando que apunten correctamente al receptor, y que generen la máxima potencia eléctrica a partir de la energía solar.

Tanto en puestas en marcha como en plantas en generación, ESTO ANTERIOR SE REALIZA (POR SUPUESTO) POR EL DIA CON LUZ SOLAR Y DEPENDIENDO DE LAS CONDICIONES METEOROLOGICAS (nubes, insolación, dependiente de las horas diurnas con insolación suficiente, que no incida polución por la circulación en la planta del transporte pesado, etc.) , ya que la dependencia del sol es absoluta.

Descripción de la invención

La presente invención, tendría la capacidad de realizar los ajustes de los heliostatos de manera automática y SIN LUZ SOLAR, es decir, con nuestro sistema, se podrá ajustar los offset X e Y de los heliostatos por la noche, fuera de jornadas laborales diurnas, o en días totalmente nublados. Para el fin nombrado, se han inventado una serie de sistemas que se definen a continuación: -Un sol artificial ingeniado a partir de un láser de potencia con características modificadas, el dispositivo lumínico, será un generador de haz laser con ajustes en varios elementos internos que modifican características como:

a. Parámetros de difracción y espejos del sistema.

b. Amplificado de la señal.

c. Potencia primaria y de luz incoherente.

d. Sistema atómico-amplificador.

e. Control estabilizado de frecuencia de bombardeo irradiada.

f. Control estabilizado de onda estacionaria de

desactivación de átomos excitados. Estas modificaciones hacen que la dispersión del haz de luz laser sea mucho menor (con lo que el punto reflejado por el heliostato en la diana será menor) , ya que tras la prueba con un laser de potencia sin modificar, se comprueba que la apertura del Haz es demasiado elevada, y el punto de luz reflejada en la diana de la torre demasiado grande.

- Un sistema de guiado y posicionamiento (de precisión) concebido para que disponga al sol artificial sobre el heliostato a calibrar. -Un sistema de cámara ideado para visión artificial y compuesto por cuatro receptores de alta resolución, que apuntan a la parte alta de la torre colector (desde su posición, a unos 350 m de la base de esta) , para visualizar la desviación del Haz de luz con respecto al centro de la diana de la torre. -Un sistema de controlo CPD (unidad central de proceso) , pensado y diseñado para coordinar toda las gestiones del ajuste o los ajustes una vez introducidos por los usuarios los parámetros de trabajo, (Unidades a calibrar: todo el campo, un heliostato, una sección del campo, grupo de ellos, etc. modo de calibración: Programado, automático, etc. Tiempo: actuación inmediata, retardado en tiempo prefijado, actuación en horas determinadas, etc. Por testeo el sistema es capaz de gobernar al sol artificial para que apunte al heliostato en cuestión, tras lo cual y mediante el sistema de visionado medirá la desviación del rayo lumínico reflejado (en la diana teórica encontrada debajo del captador de la torre) y comunicara con el sistema de control del heliostato para que modifique la deriva que tiene. Una vez que se ha ajustado la proyección de este "sol artificial" y corregido los desplazamientos de los motores se tendrá ajustado el heliostato, que al día siguiente o cuando tenga iluminación solar, buscará y reflejará al captador sin error el sol verdadero.

Las ventajas principales del sistema inventado son:

• En plantas en construcción:

1. EN UNA PLANTA EN CONSTRUCCION, se produce un ahorro de costes a consecuencia de su pronta puesta a punto y por consecuencia en servicio.

2. En las instalaciones de este tipo con grandes penalizaciones y fechas de puesta en funcionamiento muy rígidas, el terminar cuanto antes y agilizar procesos, supone un ahorro en costes muy considerable. Con nuestro sistema el proceso de puesta en marcha sería mucho más rápido ya que se calibra de día y de noche en temporada invernal en los que los cielos suelen estar encapotados el adelanto sería más del doble (adelanto de uno a dos meses como mínimo) , que se traduciría en que la planta se entregaría con mucha más celeridad.

3. Otra ventaja es que por la noche el ajuste se hace de manera que no se ve influenciado por la vorágine de la obra, nubes de polvo de camiones, etc.

• En plantas en producción:

1. EN UNA PLANTA EN PRODUCCIÓN, ahorro de costes por carecer de pérdidas de producción, no sería necesario dejar de iluminar por el día (cuando la planta produce) un heliostato cada cierto tiempo (para calibrarlo de modo convencional) , si se trata de una planta grande, este proceso se puede alargar varios días, con lo que las perdidas por no tener la totalidad de la potencia lumínica en el captador es relevante.

2. Se producen ahorros de coste en mano de obra al no ser necesario incrementar el personal de día, por la noche se produce más descarga de tareas en la plantilla ya que la planta solo produce por sales o aceites.

3. Si se realiza el sistema de ajuste por la noche, se asegura que en las horas de sol que la captación ES MAXIMA, ya que no se tienen desajustes en heliostatos.

Descripción de los dibujos

Figuras:

Fig. 1 Vista de planta del campo termo-solar

Fig. 2 Vista de alzado de planta termo-solar con ejecución de

calibrado de heliostato Fig. 3 Detalle movimientos de cabeza laser y de laser+carro Fig. 4 Detalle sistema laser Fig. 5 Detalle sistema heliostato Fig. 6 Detalle sistemas de control y comunicación

Sistemas o elementos:

(1) Sistema de visión de alta resolución

(2) Torre colectora

(3) Sector de láser para cuatro helióstatos (parado el vial de desplazamiento alrededor de la torre el láser ajustara fino para uno de estos cuatro helióstatos)

(4) Circunferencias concéntricas de colocación de helióstatos en torno al colector

(5) Vial para movimiento alrededor de la torre del dispositivo lumínico, para posibilitar el movimiento (3)

(6) Movimiento del cabezal lumínico en torno al eje X

(7) Parte superior de la torre colectora

(8) Colector solar de la planta

(9) Helióstatos

(10) Dispositivo lumínico (trazador de luz láser creado)

(11) Sistema de visionado de alta resolución

(12) Rayo lumínico láser

(13) Campo de visión del sistema

(14) Desviación de haz (offset Y)

(15) Desviación del haz (offset X)

(16) Impacto del haz de...

1. Sistema automático de calibración de heliostatos de planta termo-solar tipo torre que consiste en una fuente lumínica láser especial y unos sistemas de control del proceso.

2. Sistema automático de calibración de heliostatos de planta termo-solar tipo torre según reivindicación 1 caracterizado por contener dispositivo lumínico basado en laser con ajustes en las siguientes características:

a. Parámetros de difracción y espejos del sistema.

b. Amplificado de la señal.

c. Potencia primaria y de luz incoherente.

d. Sistema atómico-amplificador.

e. Control estabilizado de frecuencia de bombardeo irradiada.

f. Control estabilizado de onda estacionaria de desactivación de átomos excitados.

3. Sistema automático de calibración de heliostatos de planta termo-solar tipo torre según reivindicación 1 caracterizado por contener un dispositivo de orientación automático X, Y y con desplazamiento en torno a la torre X ' , que comprende:

a. Sistema avanzado de posicionamiento global

b. Sistema de movimiento y adquisición de datos de alta resolución para ajuste generador en eje X

c. Sistema de movimiento y adquisición de datos de alta resolución para ajuste generador en eje Y

d. Sistema de movimiento y adquisición de datos para ajuste generador en eje X' (vial en torno a la torre)

4. Sistema automático de calibración de heliostatos de planta termo-solar tipo torre según reivindicaciones anteriores caracterizado por disponer de cuatro dispositivos concatenados para visionado de alta definición creado para discernir y comparar en los sectores patrones nocturnos o diurnos con muy poca iluminación.

5. Sistema automático de calibración de heliostatos de planta termo-solar tipo torre según reivindicaciones anteriores caracterizado por disponer de un sistema de hardware creado para contener un software de control integral con las siguientes funciones:

a. Sitúa el sol artificial (controlando su posición exacta para tener fiabilidad en los cálculos de offset) en el punto correcto según heliostato a programar.

b. Gestiona el sistema de visionado (de características especiales y alta definición) para la percepción del reflejo devuelto.

c. Calcula patrones de error en reflexión devuelta

d. Comunica a control de heliostato los errores en X e Y hallados.

e. Comprueba la modificación ejecutada por heliostato.

6. Sistema automático de calibración de helióstatos de planta termo-solar tipo torre según reivindicaciones anteriores, caracterizado por disponer de un sistema de control y gestión multipunto, para ordenar o visualizar programas de

mantenimiento desde distintos puntos de la planta, utilizándose un equipo informático portátil con tarjeta de red inalámbrica.