RECUBRIMIENTO ABSORBENTE SELECTIVO PARA TUBOS COLECTORES DE ENERGÍA TERMOSOLAR.
Recubrimiento absorbente selectivo para tubos colectores de energía termosolar,
que se aplica sobre un tubo de acero (1), comprendiendo una capa exterior (3) antirreflectante, una capa intermedia (5) absorbente y una capa interior (5) reflectante, en donde la capa intermedia (4) absorbente se compone de óxido de aluminio dopado con aluminio (Al2O3:Al), variando la proporción de aluminio metálico en aumento desde la parte en contacto con la capa exterior (3) antirreflectante, hasta la parte en contacto con la capa interior (5) reflectante.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201100976.
Solicitante: ASOCIACION DE LA INDUSTRIA NAVARRA AIN.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: GARCIA FUENTES,GONZALO, RODRIGUEZ TRIAS,RAFAEL, GARCIA LORENTE,JOSE ANTONIO, NAVARCORENA ILARREGUI,BEATRIZ, MARTIN JULIAN,FRANCISCO, ESPARZA GORRAIZ,JOSEBA.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- C01F7/02 QUIMICA; METALURGIA. › C01 QUIMICA INORGANICA. › C01F COMPUESTOS DE BERILIO, MAGNESIO, ALUMINIO, CALCIO, ESTRONCIO, BARIO, RADIO, TORIO O COMPUESTOS DE LOS METALES DE LAS TIERRAS RARAS (hidruros metálicos C01B 6/00; sales de oxácidos de halógenos C01B 11/00; peróxidos, sales de los perácidos C01B 15/00; sulfuros o polisulfuros de magnesio, calcio, estroncio o bario C01B 17/42; tiosulfatos, ditionitos, politionatos C01B 17/64; compuestos que contienen selenio o teluro C01B 19/00; compuestos binarios del nitrógeno con metales C01B 21/06; azidas C01B 21/08; amidas metálicas C01B 21/092; nitritos C01B 21/50; fosfuros C01B 25/08; sales de los oxácidos del fósforo C01B 25/16; carburos C01B 32/90; compuestos que contienen silicio C01B 33/00; compuestos que contienen boro C01B 35/00; compuestos que tienen propiedades de tamices moleculares pero que no tienen propiedades de cambiadores de base C01B 37/00; compuestos que tienen propiedades de tamices moleculares y de cambiadores de base, p. ej. zeolitas cristalinas, C01B 39/00; cianuros C01C 3/08; sales del ácido ciánico C01C 3/14; sales de cianamida C01C 3/16; tiocianatos C01C 3/20; procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la preparación de elementos o de compuestos inorgánicos excepto anhídrido carbónico C12P 3/00; obtención a partir de mezclas, p. ej. a partir de minerales, de compuestos metálicos que son los compuestos intermedios de un proceso metalúrgico para la obtención de un metal libre C22B; producción de elementos no metálicos o de compuestos inorgánicos por electrólisis o electroforesis C25B). › C01F 7/00 Compuestos de aluminio. › Oxido de aluminio; Hidróxido de aluminio; Aluminatos.
- F24J2/48
Descripción:
ción del recubrimiento, y por lo tanto la complejidad Recubrimiento absorbente selectivo para tubos colectores de energía termosolar. Sector de la técnica La presente invención está relacionada con los medios que se utilizan en el aprovechamiento de la radiación solar para la generación de una energía consumible, particularmente con los medios concentradores de la energía solar sobre un tubo para calentar un fluido circulante por el mismo, proponiendo un recubrimiento con unas características que le hacen ventajoso para dicha función. Estado de la técnica Debido al encarecimiento en el que van incurriendo las fuentes energéticas tradicionales, y la degradación que va sufriendo la atmósfera, se viene desarrollando progresivamente la utilización de energías renovables, como la energía eólica y la energía solar.
En ese sentido, una tecnología que se viene utilizando para el aprovechamiento de la energía solar consiste en sistemas que concentran la radiación solar sobre un elemento para aumentar la producción de energía eléctrica.
Un tipo de dichos sistemas concentradores de la energía solar son los colectores de cilindros parabólicos, en estos sistemas la radiación solar que incide sobre unos espejos con forma cilindro parabólico es reflejada y concentrada en un tubo por el interior del cuál circula un fluido, produciéndose así el calentamiento de dicho fluido circulante, el cual al calentarse adquiere una energía que permite su utilización como fuente energética térmica.
En esos sistemas se utiliza un tubo de acero provisto con un recubrimiento absorbente selectivo que facilita la captación de energía solar y dificulta la pérdida de energía térmica para aumentar la temperatura del fluido circulante por el interior, estructurándose para ello el recubrimiento con unas capas que cumplen funciones específicas diferentes, comprendiendo una capa exterior antirreflectante de la radiación, una capa intermedia absorbente solar y una capa interior reflectante de la radiación infrarroja a la que emite el fluido.
Dichos tubos resultan de un elevado coste, dado que los recubrimientos se depositan por técnicas de alto vacío (magnetrón sputtering) con cámaras de gran complejidad, ya que requieren el uso de varios blancos metálicos y/o cerámicos debido a que cada capa del recubrimiento se compone habitualmente de diferentes elementos químicos. Objeto de la invención
De acuerdo con la invención se propone un recubrimiento para los tubos colectores solares cilíndricoparabólicos, con unas características particulares que le hacen económicamente ventajoso y de un comportamiento absorbente selectivo adecuado para su función.
Este recubrimiento objeto de la invención consta, como los recubrimientos convencionales, de una estructura multicapa que comprende una capa exterior antirreflectante, una capa intermedia absorbente y una capa interior reflectante, siendo la capa exterior antirreflectante de óxido de aluminio (Al2O3) y la capa interior reflectante de aluminio, en tanto que la capa intermedia absorbente se compone de óxido de aluminio dopado con aluminio (Al2O3:Al) de composición específica.
y coste de equipos y consumibles empleados para tal uso. Además, el elemento que se emplea en cada una de las capas (aluminio) tiene un bajo coste.
La capa intermedia del recubrimiento absorbente, formada por óxido de aluminio y aluminio como metal dopante, se prevé además con una proporción variable entre la parte interior y la parte exterior, aumentando la proporción de aluminio metálico desde la parte exterior que queda en contacto con la capa antirreflectante, hasta la parte interior que queda en contacto con la capa reflectante.
De este modo se obtiene una capa intermedia absorbente con unas óptimas propiedades ópticas para la función de captación de radiación solar del tubo de aplicación, pudiendo determinarse la variación del porcentaje de aluminio metálico en dicha capa intermedia absorbente, mediante un escalonamiento por capas, o bien de una manera progresiva continua, resultando el recubrimiento de aplicación selectivo, mediante la variación de dicha capa, para la función de absorción solar.
Por todo ello, dicho recubrimiento objeto de la invención resulta de unas características muy ventajosas, adquiriendo carácter preferente, respecto de los tubos convencionales de la misma función. Descripción de las figuras
La figura 1 muestra un detalle en sección esquemática del recubrimiento absorbente selectivo de un tubo colector según el objeto de la invención. Descripción detallada de la invención
El objeto de la invención se refiere a un tubo colector para centrales solares cilíndrico-parabólicas, del tipo que comprende un tubo de acero (1) , sobre el cual va exteriormente incorporado un recubrimiento
(2) que facilita la absorción selectiva para calentar un líquido que circule por el interior.
El recubrimiento (2) consta de un conjunto de capas superpuestas, comprendiendo una capa exterior
(3) antirreflectante, una capa intermedia (4) absorbente y una capa interior (5) reflectante.
La capa exterior (3) antirreflectante es de óxido de aluminio (Al2O3) y la capa interior (5) reflectante de aluminio; en tanto que, conforme la invención, la capa intermedia (4) absorbente se compone de óxido de aluminio dopada con aluminio.
Con esa composición, dicha capa intermedia (4) absorbente se determina con una proporción variable del aluminio metálico, aumentando desde la parte en contacto con la capa exterior (3) antirreflectante, hasta la parte en contacto con la capa interior (5) reflectante.
Dicha variación de proporcionalidad de la composición de la capa intermedia (4) absorbente puede determinarse mediante una distribución por capas, por ejemplo con una capa (4.1) de menor proporción de aluminio en la parte que queda en contacto con la capa exterior (3) antirreflectante y con una capa (4.2) de mayor proporción de aluminio en la parte que queda en contacto con la capa interior (5) reflectante, como en el ejemplo representado en la figura 1.
Dicha realización no tiene, sin embargo, carácter limitativo, ya que igualmente esa capa intermedia (4) absorbente puede determinarse con una distribución de mayor número de capas progresivamente variables en proporción de aluminio; y también con una variación progresiva continua de aumento de la proporción de aluminio desde la parte en contacto con la capa ex
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terior (3) antirreflectante, hasta la parte en contacto con la capa interior (5) reflectante.
Con ello se obtiene un tubo provisto con un recubrimiento (2) que favorece la absorción selectiva, en el cual se puede determinar esa capacidad de absorción mediante la variación de la composición de la capa intermedia (4) .
Dado que a altas temperaturas puede haber interdifusión de elementos entre las distintas capas, se prevé además el empleo de capas adicionales (6) con funciones de barrera de difusión, formadas también por óxido de aluminio.
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Reivindicaciones:
1. Recubrimiento absorbente selectivo para tubos colectores de energía termosolar, comprendiendo un tubo de acero (1) , sobre el cual se deposita un recubrimiento (2) que comprende una capa exterior (3) antirreflectante, una capa intermedia (4) absorbente y una capa interior (5) reflectante, caracterizado porque la capa intermedia (4) absorbente del recubrimiento (2) se compone de óxido de aluminio dopado con aluminio (Al2O3:Al) , con una variación de la proporción de aluminio metálico que aumenta desde la parte en contacto con la capa exterior (3) antirreflectante, hasta la parte en contacto con la capa interior (5) reflectante.
2. Recubrimiento absorbente selectivo para tubos colectores de energía termosolar, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque la capa intermedia (4) absorbente del recubrimiento (2) se determina mediante una distribución por capas (4.1, 4.2) de distinta proporción de aluminio metálico.
3. Recubrimiento absorbente selectivo para tubos colectores de energía termosolar, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque la capa intermedia (4) absorbente del recubrimiento (2) se determina con una variación progresiva continua de la proporción de aluminio metálico desde la parte en contacto con la capa exterior (3) antirreflectante, hasta la parte en contacto con la capa interior (5) reflectante.
4. Recubrimiento absorbente selectivo para tubos colectores de energía termosolar, caracterizado porque todas las capas que lo conforman, capa antirreflectante, capa absorbente, capa reflectora y capa barrera, se basan en aluminio y/u oxígeno.
ES 2 368 403 A1
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