Disposición de tubos en paneles de caldera solar.

Una caldera para un receptor solar incluye un primer panel de caldera que presenta una pluralidad de tubos que establecen una conexión fluídica entre un colector de entrada y un colector de salida del primer panel de caldera.

Los tubos del primer panel de caldera forman una primera superficie de receptor solar. Un segundo panel de caldera presenta una pluralidad de tubos que establecen una conexión fluídica entre un colector de entrada y un colector de salida del segundo panel de caldera. Los tubos del segundo panel de caldera forman una segunda superficie de receptor solar. El primer y segundo paneles de caldera son adyacentes entre sí, solapando una parte del primer panel de caldera y un extremo de la primera superficie de receptor solar un extremo del segundo panel de caldera para reducir la radiación solar que pasa entre la primera y segunda superficies de receptor solar.

Disposición de tubos en paneles de caldera solar.

REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS

La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud provisional US nº 61/151.984, presentada el 12 de febrero de 2009, de la solicitud provisional US nº 61/152.011, presentada el 12 de febrero de 2009, de la solicitud provisional US nº 61/152.035, presentada el 12 de febrero de 2009, de la solicitud provisional US nº 61/152.049, presentada el 12 de febrero de 2009, de la solicitud provisional US nº 61/152.077, presentada el 12 de febrero de 2009, de la solicitud provisional US nº 61/152.114, presentada el 12 de febrero de 2009, y de la solicitud provisional US nº 61/152.286, presentada el 13 de febrero de 2009, cada una de las cuales se incorpora a la presente memoria en su totalidad como referencia.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

1. Campo de la invención

La presente invención se refiere a la producción de energía solar, y más particularmente, a paneles receptores solares para su utilización en calderas solares.

2. Descripción de la técnica relacionada

La generación de energía solar se ha considerado una fuente viable para ayudar a responder a las necesidades energéticas en un momento en el que aumenta la conciencia sobre aspectos medioambientales de la producción de energía. La producción de energía solar se basa principalmente en la capacidad para captar y transformar la energía del sol disponible en grandes cantidades, y puede producirse con muy poco impacto sobre el medio ambiente. La energía solar puede utilizarse sin crear residuos radiactivos, como en la producción de energía nuclear, y sin producir emisiones contaminantes incluyendo los gases de efecto invernadero como en la producción de energía a partir de combustibles fósiles. La producción de energía solar es independiente de los costes de combustible fluctuantes y no consume recursos no renovables.

Los generadores de energía solar emplean generalmente campos de espejos controlados, denominados heliostatos, para recoger y concentrar la luz solar sobre un receptor para proporcionar una fuente de calor para la producción de energía. Un receptor solar adopta típicamente la forma de un panel de tubos que transportan un fluido de trabajo a través de los mismos. Los generadores solares previos han utilizado fluidos de trabajo tales como sal fundida porque presenta la capacidad de almacenar energía, permitiendo la generación de energía cuando no hay radiación solar. Los fluidos de trabajo calentados se transportan normalmente hasta un intercambiador de calor en el que ceden el calor a un segundo fluido de trabajo tal como aire, agua, o vapor. La energía se genera conduciendo aire o vapor calentado a través de una turbina que acciona un generador eléctrico.

Más recientemente, se ha determinado que la producción solar puede incrementarse y simplificarse utilizando agua/vapor como único fluido de trabajo en un receptor que es una caldera. Esto puede eliminar la necesidad de un intercambiador de calor ineficaz entre dos fluidos de trabajo diferentes. Este desarrollo ha llevado a nuevos desafíos en la manipulación del calor solar intenso sin daño para el sistema. Las calderas típicas incluyen dos o más secciones a diferentes temperaturas y presiones, tales como una sección de paneles de generador de vapor, una sección de paneles de supercalentador, y una sección de paneles de recalentador, por ejemplo. En una caldera solar, resulta ventajoso que secciones de caldera estén próximas dentro del receptor en el que la radiación solar concentrada proporciona calor. Se ha conocido, por ejemplo, tener una sección encima de otra sección. Existe un hueco entre tales secciones adyacentes, que aloja colectores y estructuras asociadas de las secciones de caldera y puede proporcionar espacio para la dilatación y contracción térmica de las secciones de caldera. El hueco debe protegerse frente a la posibilidad de que la luz solar concentrada alcance los componentes internos de los paneles de receptor (conocido como fuga) , en los que la radiación intensa puede ser dañina.

Un enfoque a este problema ha sido recubrir los huecos entre secciones de caldera con una barrera o pantalla térmica, que bloquea la luz solar evitando que entre en el hueco. Una barrera térmica de este tipo ocupa un área superficial en el área de recepción clave de la caldera y por tanto reduce la cantidad de radiación solar utilizable de los heliostatos que realmente se recibe por la caldera.

Mientras que los sistemas conocidos de producción de energía solar se han considerado generalmente satisfactorios para sus fines previstos, ha permanecido la necesidad en la técnica de receptores solares que puedan mejorar el área de recepción utilizable al tiempo que protegen los espacios internos frente a fuga de radiación solar, permitiendo la contracción y dilatación térmica, y proporcionando capacidad de drenaje. También ha permanecido la necesidad en la técnica de proporcionar receptores solares del tipo que sean fáciles de fabricar y utilizar. La presente invención proporciona una solución a estos problemas.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La invención objeto se refiere a una caldera para un receptor solar nueva y útil. La caldera incluye un primer panel de caldera que presenta una pluralidad de tubos que establecen una conexión fluídica entre un colector de entrada del primer panel de caldera y un colector de salida del primer panel de caldera. Los tubos del primer panel de caldera forman una primera superficie de receptor solar y una primera superficie interna opuesta a la primera superficie de receptor solar. Un segundo panel de caldera presenta una pluralidad de tubos que establecen una conexión fluídica entre un colector de entrada del segundo panel de caldera y un colector de salida del segundo panel de caldera. Los tubos del segundo panel de caldera forman una segunda superficie de receptor solar y una segunda superficie interna opuesta a la segunda superficie de receptor solar. El primer y segundo paneles de caldera son adyacentes entre sí solapando una parte del primer panel de caldera y un extremo de la primera superficie de receptor solar un extremo del segundo panel de caldera para reducir la radiación solar que pasa entre la primera y segunda superficies de receptor solar.

En determinadas formas de realización, el primer y segundo paneles de caldera son adyacentes entre sí solapando un extremo de la primera superficie de receptor solar a un extremo del segundo panel de caldera de modo que se recubre al menos uno de los colectores detrás de la primera superficie de receptor solar. También se contempla que un extremo de la primera superficie de receptor solar puede solapar a un extremo del segundo panel de caldera de modo que se recubre uno de los colectores de cada panel de caldera detrás de la primera superficie de receptor solar.

La primera y segunda superficies internas pueden recubrirse con una capa de aislamiento. Puede proporcionarse un hueco entre el extremo del segundo panel de caldera y la parte del primer panel de caldera que solapa el extremo del segundo panel de caldera para adaptarse al movimiento relativo del primer y segundo paneles de caldera debido a la dilatación térmica, y el hueco puede ser un laberinto. Los tubos del primer y segundo paneles pueden configurarse y adaptarse para poder drenarse completamente mediante al menos un colector en cada panel. También se contempla que la parte del primer panel de receptor solar que solapa al extremo del segundo panel de caldera pueda incluir un plegado a 180º en el extremo más superior de la pluralidad de tubos del primer panel de recepción solar.

La invención también incluye una caldera para un receptor solar que incluye paneles de generador de vapor, de supercalentador, y de recalentador, presentando cada uno una pluralidad de tubos que establecen una conexión fluídica entre un colector de entrada respectivo y un colector de salida respectivo. Los tubos de cada panel forman una superficie de receptor solar y una superficie interna opuesta. Los paneles de generador de vapor y de supercalentador son adyacentes entre sí solapando una parte del panel de generador de vapor y un extremo de la superficie de receptor solar del mismo a un extremo del panel de supercalentador para reducir la radiación solar que pasa entre las superficies de receptor solar de los paneles de generador de vapor y de supercalentador. Los paneles de generador de vapor y de recalentador son adyacentes entre sí incluyendo una parte del panel de recalentador un extremo de la superficie de receptor solar del mismo que solapa a un extremo del panel de generador de vapor para reducir la radiación solar que pasa entre las superficies de receptor...

1. Caldera para un receptor solar que comprende:

a) un primer panel de caldera que presenta una pluralidad de tubos que establecen una conexión fluídica entre un colector de entrada del primer panel de caldera y un colector de salida del primer panel de caldera, formando los tubos del primer panel de caldera una primera superficie de receptor solar y una primera superficie interna opuesta a la primera superficie de receptor solar; y

b) un segundo panel de caldera que presenta una pluralidad de tubos que establecen una conexión fluídica entre un colector de entrada del segundo panel de caldera y un colector de salida del segundo panel de caldera, formando los tubos del segundo panel de caldera una segunda superficie de receptor solar y una segunda superficie interna opuesta a la segunda superficie de receptor solar, siendo el primer y segundo paneles de caldera adyacentes entre sí, en el que una parte del primer panel de caldera y un extremo de la primera superficie de receptor solar solapan un extremo del segundo panel de caldera para reducir la radiación solar que pasa entre la primera y segunda superficies de receptor solar.

2. Caldera para un receptor solar según la reivindicación 1, en la que el primer y segundo paneles de caldera son adyacentes entre sí solapando un extremo de la primera superficie de receptor solar un extremo del segundo panel de caldera, de modo que se recubre al menos uno de los colectores detrás de la primera superficie de receptor solar.

3. Caldera para un receptor solar según la reivindicación 1, en la que el primer y segundo paneles de caldera son adyacentes entre sí solapando un extremo de la primera superficie de receptor solar un extremo del segundo panel de caldera, de modo que se recubre uno de los colectores de cada panel de caldera detrás de la primera superficie de receptor solar.

4. Caldera para un receptor solar según la reivindicación 1, en la que la primera y segunda superficies internas están recubiertas con una capa de aislamiento.

5. Caldera para un receptor solar según la reivindicación 1, en la que está previsto un hueco entre el extremo del segundo panel de caldera y la parte del primer panel de caldera que solapa el extremo del segundo panel de caldera para adaptarse al movimiento relativo del primer y segundo paneles de caldera debido a la dilatación térmica.

6. Caldera para un receptor solar según la reivindicación 1, en la que los tubos del primer y segundo paneles están configurados y adaptados para poder drenarse completamente mediante al menos un colector en cada panel.

7. Caldera para un receptor solar según la reivindicación 1, en la que la parte del primer panel de receptor solar que solapa el extremo del segundo panel de caldera incluye un plegado a 180º en el extremo más superior de la pluralidad de tubos del primer panel de recepción solar.

8. Caldera para un receptor solar según la reivindicación 7, en la que el extremo de la primera superficie de receptor solar que solapa un extremo del segundo panel de caldera recubre un colector del segundo panel de receptor solar.

9. Caldera para un receptor solar que comprende:

a) un panel de generador de vapor que presenta una pluralidad de tubos que establecen una conexión fluídica entre un colector de entrada y un colector de salida del panel de generador de vapor, formando los tubos del panel de generador de vapor una superficie de receptor solar y una superficie interna opuesta;

b) un panel de supercalentador que presenta una pluralidad de tubos que establecen una conexión fluídica entre un colector de entrada y un colector de salida del panel de supercalentador, formando los tubos del panel de supercalentador una superficie de receptor solar y una superficie interna opuesta, siendo los paneles de generador de vapor y de supercalentador adyacentes entre sí, incluyendo una parte del panel de generador de vapor un extremo de la superficie de receptor solar del mismo que solapa un extremo del panel de supercalentador para reducir la radiación solar que pasa entre las superficies de receptor solar de los paneles de generador de vapor y de supercalentador; y

c) un panel de recalentador que presenta una pluralidad de tubos que establecen una conexión fluídica entre un colector de entrada y un colector de salida del panel de recalentador, formando los tubos del panel de recalentador una superficie de receptor solar y una superficie interna opuesta, siendo los paneles de generador de vapor y de recalentador adyacentes entre sí, incluyendo una parte del panel de recalentador un extremo de la superficie de receptor solar del mismo que solapa un extremo del panel de generador de vapor para reducir la radiación solar que pasa entre las superficies de receptor solar de los paneles de generador de vapor y de recalentador.

10. Caldera para un receptor solar según la reivindicación 9, en la que los paneles de generador de vapor y de supercalentador son adyacentes entre sí, solapando un extremo de la superficie de receptor solar del panel de generador de vapor un extremo del panel de supercalentador, de modo que se recubre un colector de cada uno de los paneles de generador de vapor y de supercalentador detrás de la superficie de receptor solar del panel de generador de vapor, y siendo los paneles de generador de vapor y de recalentador adyacentes entre sí, solapando un extremo de la superficie de receptor solar del panel de recalentador un extremo del panel de generador de vapor, de modo que se recubre un colector de cada uno de los paneles de generador de vapor y de recalentador detrás de la superficie de receptor solar del panel de recalentador.

11. Caldera para un receptor solar según la reivindicación 9, en la que las superficies internas de los paneles de generador de vapor, de supercalentador, y de recalentador se recubren con una capa de aislamiento.

12. Caldera para un receptor solar según la reivindicación 9, en la que está previsto un primer hueco laberíntico entre el extremo del panel de supercalentador y la parte del panel de generador de vapor que solapa el extremo del panel de supercalentador para adaptarse al movimiento relativo de los paneles de generador de vapor y de supercalentador debido a la dilatación térmica, y estando previsto un segundo hueco laberíntico entre el extremo del panel de generador de vapor y la parte del panel de recalentador que solapa el extremo del panel de generador de vapor para adaptarse al movimiento relativo de los paneles de generador de vapor y de recalentador debido a la dilatación térmica.

13. Caldera para un receptor solar según la reivindicación 9, en la que los tubos de los paneles de generador de vapor, de supercalentador, y de recalentador están configurados y adaptados para poder drenarse completamente mediante al menos un colector en cada panel.

14. Caldera para un receptor solar según la reivindicación 9, en la que la parte del panel de generador de vapor que solapa el extremo del panel de supercalentador incluye un plegado a 180º en el extremo más superior de la pluralidad de tubos del panel de generador de vapor, e incluyendo la parte del panel de recalentador que solapa el extremo del panel de generador de vapor un plegado a 180º en el extremo más superior de la pluralidad de tubos del panel de recalentador.

15. Caldera para un receptor solar según la reivindicación 14, en la que el extremo de la superficie de receptor solar del panel de generador de vapor que solapa un extremo del panel de supercalentador recubre un colector del panel de supercalentador, y en la que el extremo de la superficie de receptor solar del panel de recalentador que solapa un extremo del panel de generador de vapor recubre un colector del panel de generador de vapor.

16. Caldera para un receptor solar que comprende:

a) un primer panel de caldera que presenta una pluralidad de tubos que establecen una conexión fluídica entre un colector de entrada del primer panel de caldera y un colector de salida del primer panel de caldera, formando los tubos del primer panel de caldera una primera superficie de receptor solar y una primera superficie interna opuesta a la primera superficie de receptor solar; y

b) un segundo panel de caldera que presenta una pluralidad de tubos que establecen una conexión fluídica entre un colector de entrada del segundo panel de caldera y un colector de salida del segundo panel de caldera, formando los tubos del segundo panel de caldera una segunda superficie de receptor solar y una segunda superficie interna opuesta a la segunda superficie de receptor solar, siendo el primer y segundo paneles de caldera adyacentes entre sí, incluyendo una parte del primer panel de caldera un extremo de la primera superficie de receptor solar que solapa un extremo del segundo panel de caldera y que recubre un colector de cada uno del primer y segundo paneles de caldera, y estando previsto un hueco laberíntico entre el extremo de la primera superficie de receptor solar y el extremo del segundo panel de caldera para adaptarse al movimiento relativo del primer y segundo paneles de caldera debido a la dilatación térmica.

17. Caldera para un receptor solar según la reivindicación 16, en la que los tubos del primer y segundo paneles están configurados y adaptados para poder drenarse completamente mediante al menos un colector en cada panel.

18. Caldera para un receptor solar según la reivindicación 16, en la que la parte del primer panel de receptor solar que solapa el extremo del segundo panel de caldera incluye un plegado a 180º en el extremo más superior de la pluralidad de tubos del primer panel de recepción solar.

19. Caldera para un receptor solar según la reivindicación 16, en la que la primera y segunda superficies internas se recubren con una capa de aislamiento.

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

N.º solicitud: 201190058

ESPAÑA

Fecha de presentación de la solicitud: 04.02.2010

Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

51 Int. Cl. : Ver Hoja Adicional

DOCUMENTOS RELEVANTES

Categoría 56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas

A US 4485803 A (WIENER MURRAY) 04.12.1984, 1-19

columna 4, líneas 12-61; figuras 2, 3, 6.

A US 5850831 A (MARKO MYROSLAW) 22.12.1998, 1-19

columna 2, línea.

3. 64; figuras 1-3.

A US 2008078378 A1 (ZHU YANONG) 03.04.2008, 1-19

párrafos [0015]-[0017]; figura 2.

A US 4512336 A (WIENER MURRAY) 23.04.1985, 1-19

columna 6, líneas 13-60; figura 7.

Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud

El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:

Fecha de realización del informe 10.09.2013 Examinador A. Rodríguez Cogolludo Página 1/4

INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

Nº de solicitud: 201190058

CLASIFICACIÓN OBJETO DE LA SOLICITUD F24J2/07 (2006.01)

F24J2/46 (2006.01) F24J2/24 (2006.01) Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación)

F24J

Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC

Informe del Estado de la Técnica Página 2/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201190058

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 10.09.2013

Declaración

Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986) Reivindicaciones Reivindicaciones 1-19 SI NO

Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986) Reivindicaciones Reivindicaciones 1-19 SI NO

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986) .

Base de la Opinión.

La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

Informe del Estado de la Técnica Página 3/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201190058

1. Documentos considerados.

A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

Documento Número Publicación o Identificación Fecha Publicación

D01 US 4485803 A (WIENER MURRAY) 04.12.1984

D02 US 5850831 A (MARKO MYROSLAW) 22.12.1998

D03 US 2008078378 A1 (ZHU YANONG) 03.04.2008

D04 US 4512336 A (WIENER MURRAY) 23.04.1985

2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración La invención tiene por objeto una caldera solar que, de acuerdo con la reivindicación 1, comprende:

-Un primer panel de caldera que presenta una pluralidad de tubos que establecen una conexión fluídica entre un colector de entrada y un colector de salida de ese primer panel, formando dichos tubos una primera superficie de receptor solar y una primera superficie interna opuesta a la anterior, y

-Un segundo panel de caldera que presenta una pluralidad de tubos que establecen una conexión fluídica entre un colector de entrada y un colector de salida del panel, formando esos tubos una segunda superficie de receptor solar y una segunda superficie interna opuesta a la anterior. El primer y el segundo panel de caldera son adyacentes entre sí, solapándose una parte del primer panel de caldera y un extremo de la primera superficie de receptor solar con un extremo del segundo panel de caldera, con el fin de reducir la radiación solar que pasa entre la primera y la segunda superficies de receptor solar.

La segunda reivindicación independiente de la solicitud, reivindicación 9, aplica la configuración divulgada por la reivindicación 1 a paneles de caldera de generador de vapor, sobrecalentador y recalentador.

La tercera reivindicación independiente de la solicitud, número 16, se refiere a una configuración en la que existe solapamiento de paneles y en la que los colectores del primer y del segundo panel se encuentran también protegidos tras los tubos, existiendo un hueco laberíntico entre los extremos del primer y del segundo panel para permitir la dilatación térmica de los tubos.

Los documentos citados en el presente informe reflejan únicamente el estado de la técnica, no considerándose obvio que un experto en la materia obtuviese la invención según se recoge en las reivindicaciones 1, 9 ni 16 a partir de la información contenida en los mismos. Por tanto, las reivindicaciones 1, 9, 16, independientes, de la solicitud cumplirían los requisitos de novedad y actividad inventiva según exige la Ley 11/1986 de Patentes (arts. 6.1 y 8.1) .

El resto de reivindicaciones de la solicitud, 2-8, 10-15 y 17-19, al ser dependientes de las reivindicaciones anteriores, cumplirían también dichos requisitos de novedad y actividad inventiva (Ley 11/1986, art. 6.1 y 8.1) .

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