MÉTODO Y APARATO PARA CORREGIR UN HELIÓSTATO.

Se proporcionan un método de ajuste y un aparato de ajuste para ajustar un helióstato in situ midiendo realmente que una superficie de espejo del helióstato y una superficie de espejo de un reflector central están exactamente enfrentadas una a otra.

El aparato de ajuste está provisto de un dispositivo 2 de irradiación el cual irradia un punto p focal superior de un reflector 30 central y un helióstato 20 con haces láser L1 y L2 respectivamente. El ángulo de elevación y/o el ángulo de giro del helióstato 20 son ajustados de forma que la luz L4 reflejada del haz láser aplicado sobre el helióstato 20 forma la misma línea axial que el haz láser L1 aplicado sobre el punto p focal superior del reflector 30 central.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2009/060705.

Solicitante: MITSUI ENGINEERING & SHIPBUILDING CO., LTD.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 6-4, TSUKIJI 5-CHOME, CHUO-KU TOKYO 104-8439 JAPON.

Inventor/es: KOUNOSU,Makoto.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F24J2/18 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F24 CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION.F24J PRODUCCION O UTILIZACION DEL CALOR NO PREVISTOS EN OTROS LUGARES (sustancias a este efecto C09K 5/00; motores u otros mecanismos para producir una potencia mecánica a partir del calor, véanse las clases apropiadas, p. ej. F03G para utilización del calor natural). › F24J 2/00 Utilización del calor solar, p. ej. colectores de calor solar (destilación o evaporación del agua utilizando calor solar C02F 1/14; aspectos de la cubierta del tejado relativos a los dispositivos colectores de energía E04D 13/18; dispositivos que producen una potencia mecánica a partir de energía solar F03G 6/00; dispositivos semiconductores especialmente adaptados para convertir la energía solar en energía eléctrica H01L 31/00; células fotovoltaicas [FV] que incluyen medios directamente asociados con la célula FV para utilizar energía calorífica H01L 31/0525; módulos FV que incluyen medios asociados con el módulo FV para utilizar la energía calorífica H02S 40/44). › con superficies reflectantes interactivas opuestas y espaciadas.
  • F24J2/38 F24J 2/00 […] › comportando dispositivos de seguimiento (F24J 2/02, F24J 2/06 tienen prioridad; soportes rotativos o montaje para dichos dispositivos F24J 2/54; estructuras de soporte de módulos fotovoltaicos para producción de energia eléctrica especialmente adaptados para sistemas de seguimiento solar H02S 20/32).
  • G02B27/00 SECCION G — FISICA.G02 OPTICA.G02B ELEMENTOS, SISTEMAS O APARATOS OPTICOS (G02F tiene prioridad; elementos ópticos especialmente adaptados para ser utilizados en los dispositivos o sistemas de iluminación F21V 1/00 - F21V 13/00; instrumentos de medida, ver la subclase correspondiente de G01, p. ej. telémetros ópticos G01C; ensayos de los elementos, sistemas o aparatos ópticos G01M 11/00; gafas G02C; aparatos o disposiciones para tomar fotografías, para proyectarlas o para verlas G03B; lentes acústicas G10K 11/30; "óptica" electrónica e iónica H01J; "óptica" de rayos X H01J, H05G 1/00; elementos ópticos combinados estructuralmente con tubos de descarga eléctrica H01J 5/16, H01J 29/89, H01J 37/22; "óptica" de microondas H01Q; combinación de elementos ópticos con receptores de televisión H04N 5/72; sistemas o disposiciones ópticas en los sistemas de televisión en colores H04N 9/00; disposiciones para la calefacción especialmente adaptadas a superficies transparentes o reflectoras H05B 3/84). › Otros sistemas ópticos; Otros aparatos ópticos (medios para producir efectos ópticos especiales en las vitrinas o en los escaparates A47F, p. ej. A47F 11/06; juguetes ópticos A63H 33/22; dibujos o pinturas caracterizados por efectos de luz especiales B44F 1/00).

Fragmento de la descripción:

Método y aparato para corregir un helióstato.

CAMPO DE LA TÉCNICA

La presente invención se refiere a un dispositivo de captación de calor el cual capta calor solar por medio de múltiples helióstatos y, más particularmente, se refiera a un método y un aparato para corregir un helióstato que refleja el calor solar.

ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA

Recientemente, debido a la subida vertiginosa de los precios de los combustibles fósiles y para la protección del medio ambiente global, se ha llevado a cabo activamente la investigación y desarrollo en energías limpias no derivadas de combustibles fósiles. Como energía limpia de este tipo, se ha comenzado a implementar la generación de energía utilizando la energía del viento o el calor solar.

En particular, se ha prestado mucha atención a un sistema de generación de energía termosolar en el cual un medio de calentamiento es calentado mediante la captación de calor solar con el fin de generar vapor con el medio de calentamiento como fuente térmica para accionar una turbina de vapor, generando con ello electricidad. Esto es así porque el sistema de generación de energía termosolar es susceptible de ser operado usando una instalación de generación de energía similar a la necesaria para la generación de energía térmica convencional al tiempo que es capaz de obtener una alta producción.

Como sistemas de generación de energía termosolar de este tipo capaz de obtener una alta producción, se han conocido un sistema de energía termosolar de torre y un sistema de haz descendente para generación de energía termosolar, véase el Documento de Patente 1 y el Documento no de Patente 1, por ejemplo.

En el sistema de energía termosolar de torre descrito arriba, se disponen múltiples helióstatos que tienen espejos planos reflectantes alrededor de una torre que tiene una caldera hecha de un medio de calentamiento y provista en una parte superior de aquella y los múltiples espejos planos reflectantes son ajustados de forma que el calor solar pueda ser concentrado en la caldera.

En el sistema de haz descendente para generación de energía termosolar descrito arriba, se disponen múltiples helióstatos que tienen espejos planos reflectantes alrededor de una torre que tiene un reflector central semiesférico provisto en una parte superior de ella, y una caldera hecha de un medio de calentamiento provisto debajo de la placa del reflector para captar el calor solar reflejado desde los múltiple espejos reflectantes.

Además, cada helióstato está provisto de un dispositivo de seguimiento que capta el movimiento del sol y está controlado de forma que irradie la caldera o el reflector central con el calor solar.

Mientras tanto, el ajuste de un helióstato descrito arriba ha sido llevado a cabo como sigue: primero, se ajustan aproximadamente un ángulo de orientación y un ángulo de elevación sobre la base de valores calculados obtenidos a partir de valores numéricos especificados en los planos de diseño y, después, el ángulo de orientación y el ángulo de elevación son ajustados después sobre la base de valores calculados obtenidos a partir de valores numéricos derivados de medidas del helióstato realmente utilizado.

DOCUMENTOS DE LA TÉCNICA ANTERIOR

DOCUMENTO DE PATENTE

Documento de patente 1: solicitud de patente japonesa publicación Kokai Nº 2005-106432

DOCUMENTO NO DE PATENTE

Documento no de patente 1: Energía solar, Volumen 62, Número 2, febrero 1.998, pp. 121-129 (9) .

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

PROBLEMAS A RESOLVER POR LA INVENCIÓN

En el caso del sistema de energía termosolar de torre y en el del sistema de haz descendente para generación de energía termosolar descritos arriba, ocurre una variación y/o una desviación en una dirección de la irradiación de calor solar debidas a errores de medida, ya que el ángulo de orientación y el ángulo de elevación del helióstato son ajustados sobre la bese de los valores calculados derivados de los planos de diseño y de medidas como de describió arriba.

A este respecto, puede también parecer plausible que múltiples trabajadores sigan la posición de la luz solar observando en un telescopio con el propósito de mejorar la exactitud del ajuste del ángulo de orientación y el ángulo de elevación de un helióstato. No obstante, tal operación no es práctica puesto que la verificación tiene que ser llevada a cabo siempre que el helióstato sea ajustado, requiriendo por ello una gran cantidad de tiempo, esfuerzo y costes laborales.

Además, los sistemas de energía termosolar de torre y los sistemas de haz descendente para generación de energía termosolar se construyen en zonas desérticas y similares en países de Oriente Medio y similares, en donde las diferencias de temperatura entre día y noche son grandes y los sistemas de energía termosolar de torre y los sistemas de haz descendente para generación de energía termosolar están expuestos a vientos de fuerza de vendaval. Por ello, ha habido un problema de que las grandes placas de espejo (facetas) dispuestas sobre el helióstato se descolocan. Esto es, ha habido un problema de que la eficiencia de captación de calor decrece gradualmente desde el momento en el que los sistemas de generación de energía son instalados inicialmente.

Centrándose en tales problemas que han surgido en el pasado, la presente invención tiene como objeto proporcionar un método de corrección y un aparato para corrección, siendo el método y el aparato capaces de ajustar un helióstato in situ a la vez que mide realmente que un eje óptico de facetas dispuesto sobre el helióstato y un eje óptico de un foco superior del reflector central están en alineación.

MEDIOS PARA RESOLVER LOS PROBLEMAS

Un método para corregir un helióstato de acuerdo con la presente invención está configurado como sigue de forma que alcanza el objeto descrito arriba.

1) El método para corregir un helióstato, en un dispositivo captador de calor que incluye: un reflector central provisto en una porción superior del mismo; una parte de recepción de calor provista en una parte inferior del mismo; y una pluralidad de helióstatos dispuestos alrededor del reflector central, está caracterizado por comprender los pasos de: proporcionar un dispositivo de irradiación para irradiar un punto focal superior del reflector central y el helióstato con haces láser, respectivamente; y ajustar un ángulo de elevación y/o un ángulo de giro del helióstato de forma que una luz reflejada del haz láser aplicado sobre el helióstato forme una misma línea axial que la del haz láser que es aplicado sobre el punto focal superior del reflector central.

Un aparato para corregir un helióstato de acuerdo con la presente invención está configurado como sigue.

2) El aparato para corregir un helióstato, en un dispositivo de captación de calor que incluye: un reflector central provisto en una porción superior del mismo; una parte de recepción de calor provista en una parte inferior del mismo; y una pluralidad de helióstatos dispuestos alrededor del reflector central, está caracterizado por comprender un dispositivo de irradiación que irradia el reflector central y el helióstato con haces láser, respectivamente, estando provisto el dispositivo de irradiación sobre una trayectoria de luz que conecta un punto focal superior del reflector central y el helióstato entre sí.

3) El aparato para corregir un helióstato está caracterizado por comprender: un dispositivo de recepción de luz que detecta un haz láser de reflexión reflejado desde el helióstato, dispositivo de recepción de luz que está provisto en la proximidad del dispositivo de irradiación láser lado a lado con él; y un dispositivo de ajuste que gira y eleva el dispositivo de irradiación y el dispositivo de recepción de luz.

4) El aparato para corregir un helióstato está caracterizado porque el dispositivo de irradiación láser es montado en y desmontado del aparato de corrección mediante medios de montaje y desmontaje y es accionado mediante una batería.

5) El aparato para corregir un helióstato está caracterizado porque el dispositivo de irradiación láser irradia el punto focal superior del reflector central con un haz láser que tiene una longitud de onda en un rango de 500 nanómetros a 590 nanómetros.

6) El aparato para corregir un helióstato está caracterizado porque el dispositivo de recepción de luz es un dispositivo de seguimiento solar.

EFECTOS DE LA INVENCIÓN

Se proporciona el dispositivo de irradiación el cual irradia un punto focal superior del reflector central y el helióstato con haces láser, respectivamente....

 


Reivindicaciones:

1. Un método para corregir un helióstato, en un dispositivo captador de calor que incluye: un reflector central provisto en una porción superior del mismo; una parte de recepción de calor provista en una parte inferior del mismo; y una pluralidad de helióstatos dispuestos alrededor del reflector central, el método para corregir un helióstato caracterizado por comprender los pasos de:

proporcionar un dispositivo de irradiación para irradiar un punto focal superior del reflector central y el helióstato con haces láser, respectivamente; y

ajustar un ángulo de elevación y/o un ángulo de giro del helióstato de forma que una luz reflejada del haz láser aplicado sobre el helióstato forme una misma línea axial que cuando el haz láser es aplicado sobre el punto focal superior del reflector central.

2. Un aparato para corregir un helióstato, en un dispositivo de captación de calor que incluye: un reflector central provisto en una porción superior del mismo; una parte de recepción de calor provista en una parte inferior del mismo; y una pluralidad de helióstatos dispuestos alrededor del reflector central, el aparato para corregir un helióstato caracterizado por comprender un dispositivo de irradiación que irradia el reflector central y el helióstato con haces láser, respectivamente, estando provisto el dispositivo de irradiación sobre una trayectoria de luz que conecta un punto focal superior del reflector central y el helióstato entre sí.

3. El aparato para corregir un helióstato de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por comprender:

un dispositivo de recepción de luz que detecta un haz láser de reflexión reflejado desde el helióstato, dispositivo de recepción de luz que está provisto en la proximidad del dispositivo de irradiación láser lado a lado con él; y

un dispositivo de ajuste que gira y eleva el dispositivo de irradiación y el dispositivo de recepción de luz.

4. El aparato para corregir un helióstato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado porque el dispositivo de irradiación láser es montado en y desmontado del aparato de corrección mediante medios de montaje y desmontaje y es accionado mediante una batería.

El aparato para corregir un helióstato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque el dispositivo de irradiación láser irradia el punto focal superior del reflector central con un haz láser que tiene una longitud de onda en un rango de 500 nanómetros a 590 nanómetros.

El aparato para corregir un helióstato de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque el dispositivo de recepción de luz es un dispositivo de seguimiento solar.


 

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