Colector solar.

Colector solar (G) que mediante un dispositivo de ajuste (V) electrohidráulico que presenta un equipo de motobomba(12) puede hacerse girar alrededor de un eje de giro (2) para seguir al menos la posición del sol y,

en casode viento, puede ajustarse a al menos una posición de protección, estando prevista en el equipo de moto-bomba(12) una disposición de bomba (19) con un accionamiento (20) por electromotor, caracterizado porque ladisposición de bomba (19) puede conmutarse entre al menos dos niveles de potencia, según la necesidad depotencia para el ajuste del colector solar, y puede ser accionada por un electromotor (43) con conmutación de polosy/o conmutación de convertidor de frecuencia o por varios electromotores (48, 49) que presentan un árbol (34)común y que opcionalmente pueden conectarse individualmente o juntos, pudiendo conectarse el nivel de potenciamás alto o máximo durante un período de tiempo limitado, predeterminado, para ajustar la posición cortaviento delcolector solar (G).

Colector solar.

La invención se refiere a un colector solar del tipo indicado en el preámbulo de la reivindicación 1.

Los colectores solares de este tipo que pueden tener por ejemplo una longitud de hasta 300 m se usan en grandes cantidades en centrales de energía solar, en la actualidad por ejemplo en Andalucía, y en breve también en Norteamérica (proyecto Blythe) para calentar un medio portador de calor con el que se genera corriente eléctrica. Cada colector solar está dispuesto en el suelo en varios pilones, al menos uno de los cuales está dotado, como pilón de accionamiento, con un dispositivo de ajuste electrohidráulico que hace que el colector solar siga de forma controlada la posición del sol, por ejemplo cada 15 a 20 segundos, durante un día de sol. El colector solar está colocado sustancialmente en una orientación norte/sur y durante el día de sola se ajusta hacia el oeste partiendo de una posición de mañana. En caso de un fallo de corriente o una desconexión de la corriente, el medio portador de calor ya no puede hacerse circular, de modo que, en este caso, el colector solar ha de girarse saliendo del sol hacia el este, por ejemplo en 3º, mediante un paso de emergencia. Además, por ejemplo durante la noche, el colector solar vuelve a ponerse en la posición de mañana mediante el dispositivo de ajuste. Además, el dispositivo de ajuste también tiene la función de ajustar el colector solar a al menos una posición de resguardo o de protección contra el viento en caso de tempestad o fuertes vientos, teniendo que producirse este ajuste dentro de un plazo de tiempo prescrito, por ejemplo, dentro de 10 minutos, independientemente de la posición de giro en la que se encuentre el colector solar en ese momento. El colector solar está apoyado con su peso de forma relativamente equilibrada, de modo que con buen tiempo, el seguimiento de la posición del sol es posible con una potencia hidráulica relativamente baja. No obstante, para el caso de fuertes fuerzas de viento y, por tanto, fuertes fuerzas de ajuste para el colector solar es usual una presión de servicio de aprox. 300 bares o más. Con vistas a un balance energético favorable, la disposición de bombas del equipo de moto-bomba por el que es alimentado el dispositivo de ajuste tiene un caudal relativamente bajo, por ejemplo sólo 1 litro/minuto aproximadamente. Cada paso de ajuste del colector solar puede controlarse por la conexión y desconexión de la disposición de bombas y/o aprovechando un depósito de presión que es cargado por la disposición de bombas. Durante la mayor parte de tiempo de funcionamiento del colector solar, para los pasos de ajuste se necesita sólo una potencia hidráulica relativamente baja. En caso de fuertes vientos y si el colector solar ha de ponerse en la posición cortaviento durante el período de tiempo prescrito, se necesita una alta potencia hidráulica. Un funcionamiento permanente del dispositivo de ajuste con una alta potencia hidráulica, generalmente no utilizado, resulta en un despilfarro de energía innecesario y supone una gran carga tanto para los componentes del dispositivo de ajuste como para el aceite hidráulico, pero se está tolerando actualmente por razones de seguridad.

En el colector solar conocido por el documento EP2226592A, el equipo de moto-bomba del dispositivo de ajuste electrohidráulico presenta un electromotor y una disposición de bombas de un circuito o de dos circuitos, de sentido de giro reversible, que genera en el circuito correspondiente una presión de sistema máxima, es decir que el electromotor funciona permanentemente a elevada potencia.

Por el documento US2010/0180883A se conoce un dispositivo de ajuste electrohidráulico para una plataforma de espejos o para una célula fotovoltaica a modo de plataforma, en el que se realiza un control dinámico, variable de forma continua, en función de las necesidades, del número de revoluciones del electromotor de la bomba en pilones de la plataforma, por ejemplo con modulación por impulsos o a través de un controlador o mediante la sincronización de válvulas. Para el ajuste de la plataforma a una posición de protección, la regulación de la cantidad de medio hidráulico necesaria respectivamente se realiza mediante el control del número de revoluciones del electromotor según la necesidad de fuerza.

El documento DE202009001759U se refiere a accionamientos por electromotor para una bomba, también para el ajuste de velas solares, según el cual varios electromotores se disponen sobre un árbol común y se activan y desactivan por selección, entre otras cosas por razones de seguridad contra fallos.

Por el documento FR2917237A se conoce un panel solar dispuesto de forma giratoria en dos pilones situados a una distancia, que alrededor del eje de giro se hace seguir la posición del sol por motores y engranajes. Para poder ajustar una posición de protección en caso de fuertes vientos, las piezas superiores de los pilones se inclinan hacia el suelo mediante cilindros hidráulicos, siendo realizado este ajuste con una etapa de potencia predefinida del motor de accionamiento de una bomba.

La invención tiene el objetivo de proporcionar un colector solar del tipo mencionado al principio, con un balance energético mejorado y con situaciones de carga más favorables del dispositivo de ajuste.

El objetivo propuesto se consigue con las características de la reivindicación 1.

De entre los diferentes niveles de potencia que pueden usarse opcionalmente se emplea un nivel de potencia más alto o máximo cuando lo requiere la situación de carga en el colector solar, por ejemplo en caso de fuerzas originadas por fuertes vientos en el colector solar, para el ajuste del colector solar a la posición cortaviento dentro del período de tiempo prescrito. En cambio, durante la mayor parte del servicio del colector solar se usa un nivel de potencia más bajo o mínimo, que entonces basta para la seguridad funcional sin peligros, por ejemplo, para hacer seguir el colector solar la posición del sol y/o para realizar un ajuste de emergencia. Incluso el retorno a la posición de mañana se puede realizar sin problemas con un nivel de potencia más bajo o mínimo, ya que se dispone del tiempo suficiente. De esta manera, se mejora el balance energético en total, y en el nivel de potencia bajo es correspondientemente más baja la carga para los componentes del dispositivo de ajuste y el aceite hidráulico. Usando un depósito de presión y aprovechando su capacidad por ejemplo para el seguimiento de la posición del sol

o al menos para un paso de emergencia, en el nivel de potencia bajo se producen sólo pocas pérdidas de estrangulación para bajas fuerzas de ajuste. De forma análoga, esto es válido también para un servicio de ajuste con la conexión y desconexión de la disposición de bombas, por ejemplo en fases de servicio en las que uno de los dos cilindros hidráulicos que realizan el ajuste requiere sólo cantidades de aceite hidráulico muy pequeñas, por ejemplo al pasar por un área de punto muerto, y además no produce apenas fuerzas de ajuste.

De manera conveniente, cada electromotor es un motor sumergido en aceite, de tres fases, y está instalado con la disposición de bomba en el aceite hidráulico en una carcasa del equipo de moto-bomba, que forma un depósito de aceite. Esto contribuye al carácter compacto del dispositivo de ajuste y mejora la eficiencia de la evacuación de calor durante el funcionamiento del electromotor. Gracias al intenso efecto de refrigeración del aceite hidráulico en el motor sumergido en aceite es posible hacer funcionar el dispositivo de ajuste con una potencia nominal eléctrica reducida para el menor nivel de potencia, y tolerar, por no ser crítica, la sobrecarga eléctrica originada durante el nivel de potencia más alto, por ejemplo sólo durante el ajuste a la posición cortaviento, durante el período de tiempo relativamente corto, predeterminado. De esta manera, se pueden usar líneas de alimentación eléctrica de dimensiones más pequeñas, lo que en una central de energía solar con líneas de alimentación eléctrica de cientos de kilómetros de longitud se traduce en un considerable ahorro de cobre.

En una forma de realización conveniente, el electromotor de polos conmutables presenta al menos dos devanados de estator de diferentes polos que pueden alimentarse de corriente por separado. Preferentemente, en el mismo electromotor están previstos un devanado de estator de dos polos y un devanado de estator de seis polos que permiten generar por ejemplo números de revoluciones diferentes del electromotor. Alternativamente o adicionalmente, el electromotor puede hacerse funcionar con diferentes números de revoluciones y/o pares de giro a través de un convertidor de frecuencia... [Seguir leyendo]

1. Colector solar (G) que mediante un dispositivo de ajuste (V) electrohidráulico que presenta un equipo de motobomba (12) puede hacerse girar alrededor de un eje de giro (2) para seguir al menos la posición del sol y, en caso de viento, puede ajustarse a al menos una posición de protección, estando prevista en el equipo de moto-bomba (12) una disposición de bomba (19) con un accionamiento (20) por electromotor, caracterizado porque la disposición de bomba (19) puede conmutarse entre al menos dos niveles de potencia, según la necesidad de potencia para el ajuste del colector solar, y puede ser accionada por un electromotor (43) con conmutación de polos y/o conmutación de convertidor de frecuencia o por varios electromotores (48, 49) que presentan un árbol (34) común y que opcionalmente pueden conectarse individualmente o juntos, pudiendo conectarse el nivel de potencia más alto o máximo durante un período de tiempo limitado, predeterminado, para ajustar la posición cortaviento del colector solar (G) .

2. Colector solar según la reivindicación 1, caracterizado porque cada electromotor (48, 49, 43) está realizado como motor de tres fases sumergido en aceite y está instalado en el aceite hidráulico con la disposición de bomba (19) en una carcasa (30) del equipo de moto-bomba (12) , que forma un depósito de aceite (21) .

3. Colector solar según la reivindicación 1, caracterizado porque el electromotor (43) de polos conmutables presenta al menos dos devanados de estator (44, 46) de diferentes polos, que pueden alimentarse de corriente por separado, preferentemente un devanado de estator de dos polos y otro de seis polos (44, 46) .

4. Colector solar según la reivindicación 1, caracterizado porque rotores (38a, 38b) de los respectivos electromotores (48, 49) están dispuestos sobre el árbol (34) común, acoplado a la disposición de bomba (19) , porque los estatores (37a, 37b) de los, preferentemente dos, electromotores (48, 49) están apoyados de forma alineada uno detrás de otro en la carcasa (30) del equipo de moto-bomba (12) y porque el árbol (34) está soportado dentro de la carcasa (30) del equipo de moto-bomba (12) y en un escudo de cojinete (36) de al menos un electromotor (49) .

5. Colector solar según la reivindicación 4, caracterizado porque respectivamente dos estatores (37a, 37b) contiguos a una distancia en la dirección del eje del árbol (34) están unidos entre ellos a través de una brida anular (50) , y porque, preferentemente, la brida anular (50) está apoyada en la carcasa (30) del equipo de moto-bomba (12) .

6. Colector solar según la reivindicación 1, caracterizado porque un electromotor (48) es un electromotor de cuatro polos y el otro electromotor (49) es un electromotor de dos polos.

7. Colector solar según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el exterior de la carcasa (30) del equipo de moto-bomba (12) está prevista una caja de bornes (31) que contiene conexiones de motor (41, 42) separadas para un devanado de estator respectivamente.

8. Colector solar según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque para un control (11) del dispositivo de ajuste (V) , que conmuta entre los niveles de potencia en función del viento, está previsto al menos un anemómetro (M) .

9. Colector solar según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los niveles de potencia se encuentran en una relación de 1 : 3, aproximadamente.