DISPOSITIVO DE GENERACION DE ENERGIA SOLAR POR CONCENTRACION CON ELEMENTO OPTICO DE FRESNEL.

Dispositivo de generación de energía solar por concentración con elemento óptico de Fresnel.

La invención se refiere a un dispositivo (1) de generación de energía solar por concentración con elemento óptico de Fresnel (2) prismático con colector lineal (3), cuya estructura de soporte comprende dos placas (4, 5) paralelas unidas un primer (6), un segundo (7) y un tercer perfil (8) provistos cada uno de un alojamiento longitudinal, y dispuestos de modo que el primero (6) y el segundo (7) constituyen dos marcos laterales de la lente y el tercero (8) constituye el soporte del colector lineal (3), comprendiendo dichas placas sendas ranuras (9, 10) de encaje de los otros dos lados del elemento óptico de Fresnel (2), de modo que mantienen la curvatura del elemento óptico, lográndose una gran simplicidad estructural y un montaje y desmontaje versátil y rápido

Dispositivo de generación de energía solar por concentración con elemento óptico de Fresnel.

La presente invención se refiere a un dispositivo de generación de energía solar por concentración con elemento óptico de Fresnel, de refracción o de reflexión, de gran simplicidad estructural y de montaje y desmontaje versátil y rápido.

Antecedentes de la invención

Es conocida la utilización de lentes o reflectores de Fresnel lineales para la concentración de la energía solar, por ejemplo a través de la patente ES473357, en la que se describe una lente prismática para su uso en colectores solares que reduce al mínimo la distancia focal, y por lo tanto la profundidad total de las unidades, y consecuentemente los materiales necesarios para la estructura de soporte.

En general, se emplean lentes planas obtenidas por prensado, procedimiento que proporciona bordes afilados y un buen acabado superficial, y por lo tanto, una buena transmisión, pero todo ello a expensas de obtener una lente plana que implica longitudes focales elevadas.

Una forma de reducir la distancia focal para aumentar la compacidad es emplear procedimientos de fabricación que suministran lentes laminares curvadas, aunque lamentablemente, estos procedimientos resultan actualmente muy costosos.

Por otro lado, son usuales en el sector las estructuras de soporte de lentes y colectores complejas, de complicado montaje y fabricación, que suponen costes elevados tanto en la fabricación, el montaje y asimismo en las operaciones posteriores de ajuste, y de mantenimiento, en especial las operaciones de sustitución de elementos ópticos.

Por lo tanto, es evidente la necesidad de disponer de estructuras de soporte que dé solución a los inconvenientes mencionados.

Descripción de la invención

La invención resuelve los problemas mencionados proponiendo un dispositivo de generación de energía solar por concentración con elemento óptico de Fresnel prismático y provisto de un colector lineal dispuesto en el foco lineal del elemento óptico de Fresnel, que se caracteriza por el hecho de que la estructura de soporte comprende dos placas paralelas unidas por al menos un primer, un segundo y un tercer perfil provistos cada uno de un alojamiento longitudinal paralelos entre sí y perpendiculares a las placas, y dispuestos de modo que el primero y el segundo constituyen los dos marcos laterales de la lente según la dirección longitudinal del elemento óptico de Fresnel y el tercero constituye el soporte del colector lineal, y por el hecho de que dichas placas comprenden sendas ranuras de encaje de los otros dos lados del elemento óptico de Fresnel, de modo que mantienen una curvatura determinada del elemento óptico de Fresnel cuando este está dispuesto en la estructura.

Esta estructura permite una utilización óptima de las lentes planas de Fresnel al unificar la operación de curvado de la lente y las operaciones de transporte, ensamblado e instalación, minimizando los costes y haciéndolas viables económicamente.

Además, posibilita una fácil y rápida sustitución de cualquiera de los elementos funcionales, ya sea el elemento óptico de Fresnel o el colector lineal.

Por otro lado, la estructura obtenida presenta poca resistencia al viento, con lo cual es poco sensible a la acción del viento.

Preferentemente, las placas tienen una forma aproximada de triángulo con los vértices redondeados, forma justa y necesaria para soportar las dos partes principales, es decir una amplia en la que está dispuesta la ranura para el elemento óptico concentrador de Fresnel y otra parte estrecha suficiente para el soporte de los extremos del perfil destinado al colector.

Ventajosamente, el tercer perfil es un perfil en "U" en cuya concavidad se aloja el colector, de modo que se aprovecha la forma del perfil para dos funciones, una estructural debido al buen comportamiento a flexión de los perfiles o vigas de este tipo, y otra de soporte y alojamiento del colector.

Preferentemente, los perfiles y dichas placas son metálicas o de plástico.

Ventajosamente, las ranuras se obtienen por vaciado mediante técnica de corte por control numérico, ya sea al láser o al oxicorte, técnicas que permiten una precisión suficiente para dar la forma deseada al elemento concentrador de Fresnel.

Más preferentemente, el elemento óptico de Fresnel es una lente de Fresnel de refracción o una superficie de Fresnel reflectora. En el primer caso, la lente se encontrará interpuesta entre el foco de radiación (es decir el Sol) y el colector, y en el segundo caso, será el colector el que quede interpuesto. De este modo, la misma estructura se puede emplear para los dos tipos de dispositivos de generación de energía solar sin necesidad de realizar ninguna modificación.

Más ventajosamente, las placas comprenden unas aberturas en la parte central, de modo que la placa resultante presenta dos brazos laterales unidos por unos travesaños transversales, reduciéndose su peso y mejorando su manejabilidad.

Más preferentemente, el colector solar es térmico, fotovoltaico y/o térmico y fotovoltaico.

Más ventajosamente, dicho tercer perfil es un perfil en "U" cuyos laterales se extienden longitudinalmente para constituir dos pestañas destinadas a encajarse en dos aberturas situadas en correspondencia en dichas placas, siendo dichas aberturas de longitud mayor a la anchura de dichas pestañas para ajustar la distancia del perfil al elemento óptico de Fresnel, y por lo tanto situar en el foco de la lente el colector solar.

Asimismo, la invención se refiere a un procedimiento de montaje de un dispositivo de generación de energía solar por concentración con elemento óptico de Fresnel prismático y provisto de un colector lineal dispuesto en el foco lineal de la lente, que se caracteriza por el hecho de que comprende las etapas de:

- obtener dos placas metálicas o plásticas paralelas provistas de sendas ranuras de encaje el elemento óptico de Fresnel,

- unir las placas metálicas o plásticas mediante al menos un primer, un segundo y un tercer perfil provistos cada uno de un alojamiento longitudinal paralelos entre sí y perpendiculares a las placas, de modo que las placas quedan paralelas y quedando dispuestos el primero y el segundo de los perfiles con sus extremos dispuestos a proximidad de los extremos de las ranuras y con los alojamientos dispuestos para que se encajen en su interior los lados del elemento óptico de Fresnel y constituyan sus dos marcos laterales según su dirección longitudinal cuando este se inserte por las ranuras y el tercero dispuesto de modo que constituye el soporte del colector lineal,

- introducir por una de las ranuras el elemento óptico de Fresnel, de modo que este adopte la curvatura de la ranura hasta que ambos extremos queden alojados en las ranuras,

- unir con adhesivo flexible, preferentemente silicona, los cantos del elemento óptico de Fresnel a las dos ranuras y al primer y al segundo perfil,

- y finalmente disponer el colector solar en el alojamiento del tercer perfil.

Por lo tanto, el procedimiento de la invención resuelve los problemas de la técnica mencionados en los antecedentes con un procedimiento de montaje muy sencillo y fiable.

Breve descripción de los dibujos

Para mejor comprensión de cuanto se ha expuesto se acompañan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a título de ejemplo no limitativo, se representa un caso práctico de realización del dispositivo de la invención.

La figura 1 es una vista en perspectiva en despiece del dispositivo objeto de la invención.

La figura 2 es una vista en perspectiva del dispositivo objeto con lente de Fresnel de la invención cuando está montado.

La figura 3 es una vista en perspectiva en la que se aprecian los diferentes elementos que componen el dispositivo.

La figura 4 es una vista en perspectiva de un dispositivo de la invención que emplea un elemento óptico de Fresnel de reflexión.

Descripción de realizaciones preferidas

Tal como se aprecia en las figuras 1 y 2, según una realización preferida, la invención se refiere a un dispositivo de generación de energía solar por concentración con elemento óptico de Fresnel...

1. Dispositivo (1) de generación de energía solar por concentración con elemento óptico de Fresnel (2) prismático y provisto de un colector lineal (3) dispuesto en el foco lineal del elemento óptico de Fresnel (2), caracterizado por el hecho de que la estructura de soporte comprende dos placas (4, 5) paralelas unidas por al menos un primer (6), un segundo (7) y un tercer perfil (8) provistos cada uno de un alojamiento longitudinal paralelos entre sí y perpendiculares a las placas, y dispuestos de modo que el primero (6) y el segundo (7) constituyen los dos marcos laterales de la lente según la dirección longitudinal del elemento óptico de Fresnel (2) y el tercero (8) constituye el soporte del colector lineal (3), y por el hecho de que dichas placas comprenden sendas ranuras (9, 10) de encaje de los otros dos lados del elemento óptico de Fresnel (2), de modo que mantienen una curvatura determinada del elemento óptico de Fresnel cuando este está dispuesto en la estructura.

2. Dispositivo (1) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dichas placas tienen una forma aproximada de triángulo con los vértices redondeados.

3. Dispositivo (1) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho tercer perfil (8) es un perfil en "U" en cuya concavidad se aloja el colector (3).

4. Dispositivo (1) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dichos perfiles y dichas placas son metálicas o de plástico.

5. Dispositivo (1) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dichas ranuras (9, 10) se obtienen por vaciado mediante técnica de corte por 5 control numérico, ya sea al láser o al oxicorte.

6. Dispositivo (1) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el elemento óptico de Fresnel es una lente de Fresnel de refracción o una superficie de Fresnel reflectora.

7. Dispositivo (1) según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que dichas placas comprenden unas aberturas (11) en la parte central, de modo que la placa resultante presenta dos brazos laterales unidos por unos travesaños transversales.

8. Dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dicho colector solar es térmico, fotovoltaico y/o térmico y fotovoltaico.

9. Dispositivo (1) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho tercer perfil es un perfil en "U" cuyos laterales se extienden longitudinalmente para constituir dos pestañas destinadas a encajarse en dos aberturas situadas en correspondencia en dichas placas, siendo dichas aberturas de longitud mayor a la anchura de dichas pestañas para ajustar la distancia del perfil al elemento óptico de Fresnel, y por lo tanto situar en el foco de la lente el colector solar.

10. Procedimiento de montaje de un dispositivo (1) de generación de energía solar por concentración con elemento óptico de Fresnel (2) prismático y provisto de un colector lineal (3) dispuesto en el foco lineal de la lente, caracterizado por el hecho de que comprende las etapas de:

- obtener dos placas metálicas o plásticas (4, 5) paralelas provistas de sendas ranuras (9, 10) de encaje el elemento óptico de Fresnel (2),

- unir las placas metálicas o plásticas (4, 5) mediante al menos un primer (6), un segundo (7) y un tercer perfil (8) provistos cada uno de un alojamiento longitudinal paralelos entre sí y perpendiculares a las placas, de modo que las placas quedan paralelas y quedando dispuestos el primero (6) y el segundo (7) de los perfiles con sus extremos dispuestos a proximidad de los extremos de las ranuras y con los alojamientos dispuestos para que se encajen en su interior los lados del elemento óptico de Fresnel y constituyan sus dos marcos laterales según su dirección longitudinal (2) cuando este se inserte por las ranuras y el tercero (8) dispuesto de modo que constituye el soporte del colector lineal (3),

- introducir por una de las ranuras (9, 10) el elemento óptico de Fresnel, de modo que este adopte la curvatura de la ranura hasta que ambos extremos queden alojados en las ranuras,

- unir con adhesivo flexible, preferentemente silicona, los cantos del elemento óptico de Fresnel a las dos ranuras y al primer y al segundo perfil,

- y finalmente disponer el colector solar en el alojamiento del tercer perfil (8).