ES2969908T3 - Faceta de concentrador solar, concentrador solar que comprende dicha faceta y método de instalación de la misma - Google Patents

Faceta de concentrador solar, concentrador solar que comprende dicha faceta y método de instalación de la misma Download PDF

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Abstract

Faceta (2) para concentradores solares (1), adecuada para su uso como elemento reflectante de un helióstato, comprendiendo la faceta (2) un cuerpo principal (11) que define una superficie frontal y una superficie posterior. Ventajosamente, la superficie posterior del cuerpo principal (11) está unida a al menos tres nervaduras (12) sustancialmente lineales, que están dispuestas sustancialmente paralelas a lo largo de dicha superficie posterior, y en donde al menos una de las tres nervaduras (12) está configurada con medios de anclaje regulables (10) adaptados para su conexión a la estructura de un concentrador solar. Además, los medios de anclaje (10) están adaptados de manera que se pueda variar la distancia entre al menos una de las tres nervaduras (12) y la estructura de un concentrador solar. La invención también se refiere a un concentrador solar (1) que comprende dicha faceta (2), y a un método de instalación del mismo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Faceta de concentrador solar, concentrador solar que comprende dicha faceta y método de instalación de la misma
Campo de la invención
La presente invención se refiere a tecnologías de concentración solar para generar energía en forma de calor, electricidad, etc. Más específicamente, la invención se refiere a un concentrador solar que comprende un elemento reflectante, o faceta, para usar preferentemente en helióstatos u otros concentradores lineales como reflectores Fresnel para centrales de generación termoeléctrica, en donde dicha faceta comprende una pluralidad de nervaduras estructurales que están unidas a la parte posterior de la misma.
Antecedentes de la invención
Desde principios de los años 1980, se han previsto una gran variedad de iniciativas para el desarrollo de centrales eléctricas mediante concentración termosolar. Uno de los principales objetivos de muchas de las diversas tecnologías de concentración y aprovechamiento de la energía solar es minimizar las pérdidas de radiación solar concentrada, obteniendo así conversiones termodinámicas que tienen mayor eficiencia energética y rendimiento.
Entre dichas tecnologías, las centrales eléctricas de concentrador de torre central y reflector Fresnel se consideran actualmente una de las opciones más eficaces para generar energía solar térmica. Estas centrales constan de un campo solar formado convencionalmente por estructuras con múltiples espejos individuales, configurando grandes casquetes esféricos o paraboloides, en cuyo foco se sitúa un sistema receptor fijo, adoptando la forma de una estructura de torre (en las centrales de helióstatos) o de eje lineal (en las centrales de reflectores Fresnel). Por medio de estas tecnologías, la radiación solar que incide sobre una pluralidad de estructuras reflectantes que siguen el movimiento del sol se concentra y enfoca en un elemento receptor situado en la parte superior de la torre o en el eje focal. El elemento receptor absorbe así la radiación recibida y la transfiere, en forma de energía térmica, a un fluido portador, denominado fluido caloportador, para ser utilizado directamente en el correspondiente proceso térmico o termodinámico, o bien para ser almacenado como energía térmica, para ser utilizada en un momento posterior. La reflexión de la radiación que incide sobre los elementos reflectantes depende en gran medida de las propiedades materiales y geométricas de dichos elementos, y de la variación de dichas propiedades en las condiciones de trabajo o por el paso del tiempo. Algunas de las características que deben tenerse en cuenta para mejorar la calidad de la reflexión de la radiación son, entre otras, la calidad óptica de los elementos reflectantes, así como su curvatura, peso, rigidez, resistencia al impacto o reflectividad.
La calidad óptica de una superficie reflectante denota la desviación angular de la radiación reflejada en dicha superficie con respecto a su dirección de reflexión teórica. Este parámetro afecta directamente a la calidad y la forma del haz de radiación reflejado, generando dispersión de la radiación y un aumento en el tamaño o deformación de la imagen solar reflejada (es decir, la forma definida del haz reflejado que incide en el receptor) cuando el valor de la desviación angular aumenta (es decir, la calidad óptica disminuye). En este contexto, un pequeño error angular en la forma del espejo de la superficie provoca una desviación del haz reflejado, que generalmente también dependerá de la distancia al receptor.
La curvatura de la faceta es por tanto un parámetro muy importante ya que la radiación se concentrará en el punto focal del espejo según la óptica geométrica. En este sentido, es importante definir una curvatura adecuada para los reflectores según su distancia del reflector al receptor en el campo solar. Y, para que la superficie reflectante del helióstato tenga diseñada una curvatura correcta, cada una de las facetas que forman dicha superficie también debe estar curvada con precisión. Normalmente, la estructura de soporte de una faceta consiste en un marco o estructura metálica constituida por una pluralidad de perfiles metálicos de diferentes secciones, que se unen entre sí mediante soldadura o mediante elementos desmontables como tornillos y tuercas para configurar dicho marco, que suele tener una forma esencialmente rectangular. A continuación, el cuerpo reflectante se une al citado marco, normalmente mediante materiales adhesivos.
Como ejemplo de las tecnologías anteriores, basadas en perfiles metálicos, la patente EP 2244034 B1 (Sener Ingeniería y Sistemas, S.A.) divulga una faceta de helióstato configurada a partir de una estructura plana que comprende una pluralidad de perfiles distribuidos sobre su superficie. La faceta está constituida a partir de una única chapa metálica estampada que comprende una sección central y una sección periférica que comprende primeros y segundos lados, en donde ambas secciones están enlazadas entre sí por una pluralidad de brazos, que partiendo de la sección central discurren radialmente hacia la sección periférica tomando como referencia el centro geométrico de la faceta. Adicionalmente, en al menos tres de los brazos, existen puntos de soporte de la faceta en el correspondiente soporte del helióstato. Sin embargo, estos perfiles conocidos utilizados para curvar las facetas tienen una serie de desventajas, tales como las siguientes:
Por una parte, es difícil conseguir una alta repetitividad en la calidad dimensional en este tipo de estructuras de gran tamaño, como resultado de las deformaciones causadas por el proceso de estampado, lo que resulta en un peor rendimiento óptico de la superficie reflectante adherida que soportan. Como consecuencia, los costes de fabricación son elevados para grandes series de facetas basadas en este concepto, siendo difícilmente automatizables.
Por otro lado, un problema adicional relacionado con estas estructuras es que la curvatura de la chapa metálica puede provocar una mala calidad óptica en la faceta, ya que la chapa debe ser un elemento rígido. De la misma forma, disminuir la rigidez de la chapa para mejorar la curvatura puede provocar deformaciones en la faceta debido al viento, disminuyendo así su calidad óptica.
Otro problema relacionado con estas estructuras se debe al efecto de la temperatura en la chapa metálica. Dado que su superficie cubre la mayor parte de la región posterior del espejo, su expansión/contracción debido a las diferencias de temperatura genera tensión en los elementos de vidrio del espejo, lo que afecta en gran medida a la calidad general de la faceta.
Por último, para obtener altos valores de rigidez en la chapa, esta debe plegarse profundamente, lo que requiere el uso de aceite en el proceso de fabricación. Este uso es engorroso ya que hay que quitar los aceites antes de unir la chapa metálica al espejo, ya que afecta negativamente a los adhesivos implicados en dicha unión. Por lo tanto, este proceso es complicado y costoso.
En este contexto, hay varias propuestas que describen helióstatos que comprenden medios de unión ajustables para ajustar la inclinación o la curvatura de las facetas comprendidas en dichos helióstatos. Por ejemplo, la patente estadounidense US 4.502.200 A se refiere a un helióstato que comprende medios de unión que permiten ajustar la inclinación de la faceta siempre que exista un error de reflexión. De la misma forma, la solicitud de patente europea EP 3 179 177 A1 divulga un helióstato que comprende sujetadores ajustables para anclar la faceta a la estructura de dicho helióstato. De la misma manera, la patente estadounidense US 3.906.927 A se refiere a un helióstato que comprende una pluralidad de facetas, en el que se utilizan tuercas y varillas para ajustar la curvatura de dichas facetas con el fin de afinarlas para el enfoque requerido. Sin embargo, ninguno de estos concentradores solares puede resolver el problema de inducir una curvatura en una faceta de bajo coste, mejorando al mismo tiempo su precisión cuando se monta en un helióstato, mediante la estructura del mismo.
La presente invención se presenta como una solución a los problemas de la técnica anterior antes mencionados.
Sumario de la invención
Un primer objeto de la presente invención se refiere, sin limitación, al desarrollo de un concentrador solar adecuado para su uso como helióstato o cualquier otro elemento reflectante solar como, por ejemplo, un concentrador Fresnel, comprendiendo el concentrador solar:
- el cuerpo principal de un concentrador;
- un pedestal;
- una pluralidad de brazos transversales soportados por el cuerpo principal del concentrador,
- los brazos transversales están conectados a una pluralidad de barras longitudinales;
- una o más facetas utilizadas como elemento reflectante del concentrador solar, comprendiendo la faceta un cuerpo principal de la faceta que define una superficie frontal y una superficie posterior, en donde la superficie posterior del cuerpo principal de la faceta está unida a al menos tres nervaduras sustancialmente lineales, que están dispuestas sustancialmente paralelas a lo largo de dicha superficie posterior;
- al menos una de las tres nervaduras está configurada con medios de anclaje ajustables adaptados para su conexión a las barras longitudinales, de modo que la distancia entre al menos una de las tres nervaduras y las barras longitudinales puede variarse ajustando los medios de anclaje; y
- las barras longitudinales están configuradas con una pluralidad de puntos de anclaje adaptados para unir las facetas a las barras longitudinales a través de los medios de anclaje.
Ventajosamente en la invención: cada nervadura comprende una pluralidad de orificios de anclaje adaptados para recibir los medios de anclaje ajustables.
En una realización preferida de la invención, las nervaduras tienen forma de canal y comprenden superficies de fijación adaptadas para su unión a la superficie posterior del cuerpo principal.
En otra realización preferida de la invención, las superficies de fijación comprenden solapas lineales dispuestas a ambos lados de las nervaduras. Más preferentemente, las nervaduras están unidas a la superficie posterior del cuerpo principal mediante medios adhesivos aplicados a las solapas lineales.
En otra realización preferida de la invención, el volumen interior definido por las nervaduras en forma de canal está configurado como alojamiento para al menos parte de los medios de anclaje.
En otra realización preferida de la invención, los medios de anclaje comprenden una o más arandelas, configuradas como pares cónico-esféricos de conectores. Gracias a esta configuración, pueden conseguirse desalineaciones entre las orientaciones relativas de las barras longitudinales y la faceta, sin afectar a la orientación relativa de los medios de anclaje y la faceta. Asimismo, esto también evita la generación de tensión de efectos de deformación en la faceta, por ejemplo durante las operaciones de inclinación.
En otra realización preferida de la invención, el cuerpo principal de la faceta comprende un cuerpo de vidrio, un cuerpo metálico reflectante, un cuerpo de espejo, un cuerpo multicapa o de emparedado, un cuerpo de plástico, un cuerpo de espuma, un cuerpo de panal, o cualquier combinación de los mismos.
En otra realización preferida de la invención, el cuerpo principal de la faceta es sustancialmente plano, no plano, parabólico, cilíndrico, hiperbólico o esférico.
En otra realización preferida de la invención, el cuerpo principal del concentrador comprende un tubo de torsión y las barras longitudinales están dispuestas sustancialmente paralelas a dicho tubo de torsión.
En otra realización preferida de la invención,
- las barras longitudinales están dispuestas sustancialmente paralelas al tubo de torsión;
- los brazos transversales están dispuestos sustancialmente perpendiculares al tubo de torsión;
- los brazos transversales están dispuestos a ambos lados del tubo de torsión;
- uno, dos o tres de los medios de anclaje de las al menos tres nervaduras son ajustables; y/o
- la conexión entre los brazos transversales y las barras longitudinales comprende una pluralidad de medios de fijación que comprenden tornillos, tuercas, pernos, remaches o bridas.
En otra realización preferida de la invención, el pedestal y el tubo de torsión están configurados con capacidad de seguimiento de doble eje.
En otra realización preferida de la invención, al menos parte de los medios de anclaje se aloja en el interior de las barras longitudinales.
Un segundo objeto de la invención se refiere a un método para instalar una faceta en un concentrador solar de acuerdo con cualquiera de las realizaciones descritas en el presente documento, en unos concentradores solares de acuerdo con cualquiera de las realizaciones descritas en el presente documento. Ventajosamente, dicho método comprende la realización de las siguientes etapas:
a) montar la faceta en el concentrador solar conectando la faceta a una o más barras longitudinales a través de los medios de anclaje;
b) ajustar la curvatura de la faceta alrededor de un eje sustancialmente paralelo a las nervaduras variando las distancias relativas entre al menos una de las tres nervaduras y las barras longitudinales.
En una realización preferida de la invención, durante la etapa b) del método se lleva a cabo una operación de inclinación que comprende orientar las facetas con respecto al concentrador solar.
En una realización preferida de la invención, el método comprende, además, la siguiente etapa antes de la etapa a):
c) ajustar la curvatura del cuerpo principal de la faceta alrededor de al menos un eje de la misma, en donde dicho eje es sustancialmente perpendicular al eje ajustado en la etapa b).
Más preferentemente, en la etapa c) anterior, se genera una curvatura en el cuerpo principal de la faceta uniendo la superficie posterior del cuerpo principal a las nervaduras.
Como se describe en los párrafos anteriores, la invención propone así una solución basada en facetas para concentradores solares, y específicamente para concentradores solares, que se traduce en una reducción sustancial del coste por metro cuadrado en todo el campo solar, y en una simplificación del montaje del concentrador y de los sistemas de calibración del mismo, reduciendo así el coste global de producción de energía.
En el contexto de la invención, la expresión "sustancialmente" se interpretará como igual o comprendida dentro de un margen de variación de ±10 %.
Por último, la invención tiene las siguientes ventajas principales en comparación con las alternativas de la técnica anterior:
- Calidad óptica muy alta para facetas curvadas en ambos ejes, ya que un eje se realiza preferentemente durante la fabricación de la faceta, y el otro cuando la faceta se monta en el concentrador solar. Esto permite obtener facetas muy rígidas y curvadas con una gran precisión geométrica.
- Reducción de peso con mayor rigidez de las facetas, mejor comportamiento ante cargas de viento.
- Reducción de costes mediante el uso de perfiles de nervaduras longitudinales, que son mucho más sencillos que una pieza grande estampada.
- Mejora de la escalabilidad de las dimensiones de la faceta, pudiendo conseguir mayores dimensiones en comparación con las chapas metálicas.
Descripción de los dibujos
La figura 1 muestra una vista posterior de un helióstato y una pluralidad de facetas de acuerdo con una realización preferida de la invención.
La Figura 2 muestra una vista detallada del helióstato y las facetas de la figura 1.
Las figuras 3a-3d muestran vistas diferentes de una faceta de acuerdo con la presente invención.
Las figuras 4a-4b muestran vistas diferentes de las conexiones de un helióstato y una faceta de acuerdo con la presente invención.
REFERENCIAS NUMÉRICAS UTILIZADAS EN LOS DIBUJOS
Para proporcionar una mejor comprensión de las características técnicas de la invención, las referidas Figuras 1 -4 van acompañadas de una serie de referencias numéricas que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se representan a continuación:
Descripción detallada de la invención
A continuación, se describen diferentes realizaciones preferidas de la invención, proporcionadas con fines ilustrativos pero no limitativos, haciendo referencia a las figuras 1-4 del presente documento.
Las figuras 1 -2 muestran un helióstato (1) adaptado para la instalación de una pluralidad de facetas (2) de acuerdo con una realización preferida de la invención. La superficie combinada de dichas facetas (2) forma la superficie reflectante del helióstato (1) (o rejilla), por lo general de 120 a 210 m2 (no obstante, también pueden implementarse dimensiones menores) cuya estructura está soportada por un pedestal (3) y un tubo de torsión (4), preferentemente configurado con capacidad de seguimiento de doble eje (mediante, por ejemplo, los correspondientes accionamientos cenital y acimutal). El pedestal (3) del helióstato (1) de la invención tiene una función principalmente estructural, y se fija a una cimentación y/o al suelo. Dicho pedestal (3) incorpora preferentemente un armario de control (5) en el que se ubica la electrónica de control del helióstato (1) y las correspondientes conexiones de alimentación eléctrica. Aunque esta realización se referirá a un helióstato (1), este término también puede aplicarse a cualquier concentrador solar.
El tubo de torsión (4) soporta una pluralidad de brazos transversales (6), dispuestos preferentemente perpendiculares al mismo, en donde los brazos (6) están dispuestos preferentemente a ambos lados del tubo de torsión (4) y conectados a una pluralidad de barras longitudinales (7), dispuestas sustancialmente paralelas al tubo de torsión (4). La conexión entre los brazos transversales (6) y las barras longitudinales (7) se obtiene mediante una pluralidad de medios de fijación (8) que normalmente comprenden tornillos, tuercas, pernos, remaches, bridas, etc. Además, las barras longitudinales (7) están configuradas con una pluralidad de puntos de anclaje (9) adaptados para unir las facetas (2) al cuerpo principal del helióstato (1), formando así la rejilla reflectante del helióstato (1) y proporcionándole soporte estructural. Como un ejemplo, la figura 1 muestra un helióstato (1) cuya rejilla está formada por facetas rectangulares (2) de 8x4. En la figura, la superficie de la faceta superior izquierda (2) se ha resaltado dentro de un rectángulo con líneas discontinuas (véase también una vista detallada de la faceta (2) en la figura 2).
Las facetas (2) están conectadas a las barras longitudinales (7) mediante correspondientes medios de anclaje (10) que se aplican a los puntos de anclaje (9) de las barras (7). Dichos medios de anclaje (10) adoptan preferentemente la forma de pernos y sujetadores ajustables, y están adaptados de manera que se pueda variar la distancia entre las barras (7) y la faceta (2) en la posición de cada punto de anclaje (9). Como se verá en los siguientes párrafos, esta característica es clave para obtener una configuración de curvatura deseada de cada faceta (2), y también en el helióstato (1) en su conjunto (inclinando las facetas).
En las figuras 3a-3d se muestra una realización preferida de la faceta (2) de la invención. Como se representa en dichas figuras, la faceta (2) comprende un cuerpo principal (11) que configura la superficie reflectante de la faceta (2). Este cuerpo (11) puede ser de cualquier tipo de las configuraciones conocidas de la técnica anterior que comprenden, por ejemplo, un cuerpo de vidrio, un cuerpo metálico reflectante, un cuerpo de espejo, un cuerpo multicapa (o de emparedado), un cuerpo de plástico, espuma o panal, y cualquier combinación de los mismos, en cualquier orden técnicamente posible. Como resultado de esta combinación, el cuerpo principal (11) de la faceta (2) se caracteriza por tener una superficie frontal (típicamente la superficie reflectante configurada para mirar hacia el receptor) y una superficie posterior (típicamente una superficie de soporte, estructural o protectora que, en general, no estará expuesta a la radiación solar directa). El cuerpo principal (11) de la faceta (2) también puede adoptar varias geometrías y curvaturas, siendo por ejemplo sustancialmente plano, parabólico, esférico, cilíndrico, hiperbólico, o cualquier otra geometría adecuada.
Ventajosamente en la invención, la superficie posterior del cuerpo principal (11) de la faceta (2) está unida a una pluralidad de nervaduras lineales (12), al menos tres, que preferentemente están dispuestas sustancialmente paralelas a lo largo de dicha superficie. Las nervaduras tienen preferentemente forma de canal y comprenden superficies de fijación (12'), preferentemente en forma de solapas lineales, dispuestas a ambos lados de las nervaduras (12) para su unión a la superficie posterior del cuerpo principal (11) de la faceta (2). Para ello se pueden utilizar todos los medios de fijación posibles; sin embargo, en general, se preferirán medios adhesivos aplicados a las solapas lineales. El volumen interior configurado por las nervaduras (12) en forma de canal se puede utilizar ventajosamente como alojamiento para al menos parte de los medios de anclaje (10) que conectan la faceta (2) y las barras longitudinales (7).
En una realización preferida de la invención, cada nervadura (12) está configurada con al menos un orificio de anclaje (13) adaptado para su alineación con los puntos de anclaje (9) de las barras (7). De este modo, los medios de anclaje (10) aplicados desde un punto de anclaje (9) pueden atravesar el orificio de anclaje (13) y fijarse a la faceta (2), fijándola a la estructura del helióstato (1). En otras realizaciones de la invención, cada nervadura (12) puede comprender dos o más orificios de anclaje (13), y cada orificio de anclaje (13) puede comprender una brida de fijación (14), para proporcionar mayor robustez a la conexión entre las barras (7) y las facetas (2). Opcionalmente, en otra realización de la invención, al menos parte de los medios de anclaje (10) pueden alojarse ventajosamente dentro de las barras longitudinales (7), tal como se muestra en las figuras 4a-4b. También, los medios de anclaje (10) pueden comprender una o más arandelas (15, 15') o cualquier otro medio de unión para mejorar la eficacia de las conexiones de las facetas (2) a las barras longitudinales (7). En una realización preferida de la invención, las arandelas (15, 15') están configuradas como pares cónico-esféricos de conectores. Gracias a esta configuración, pueden conseguirse desalineaciones entre las orientaciones relativas de las barras longitudinales y la faceta, sin afectar a la orientación relativa de los medios de anclaje y la faceta.
Gracias a la disposición de al menos tres nervaduras (12) paralelas en la faceta (2), así como a la aplicación de medios de anclaje (10) linealmente ajustables a los orificios de anclaje (13) de dichas nervaduras (12), la curvatura de la faceta (2) alrededor de un eje paralelo a las nervaduras (12) se puede ajustar variando las distancias relativas entre los correspondientes al menos tres orificios de anclaje (13) de las nervaduras (12) y los puntos de anclaje (9) de las barras (7). La variación de estas distancias se puede obtener, por ejemplo, ajustando la posición de los sujetadores de tuerca (16, 16') comprendidos en los medios de anclaje (10), como los representados en las figuras 4a y 4b del presente documento. En diferentes realizaciones de la invención, uno, dos o tres de los medios de anclaje (10) de las al menos tres nervaduras (12) son ajustables.
Esta característica es notablemente ventajosa en comparación con otras facetas conocidas, ya que permite adaptar la curvatura de cada faceta (2) en el helióstato (1) tras su instalación en el campo solar. Como resultado, la necesidad de complejos procesos de curvado aplicados a la faceta (2) durante su fabricación puede evitarse, al menos en parte, con la presente invención. Por ejemplo, en una realización preferida de la invención, las facetas (2) pueden sufrir un proceso de curvado solo alrededor de un eje perpendicular a las nervaduras (12) durante su fabricación. Esta operación es mucho más sencilla, rápida y económica que curvar las facetas (2) sobre dos ejes en la fábrica. Más tarde, una vez instaladas las facetas (2) en los brazos longitudinales (7) del helióstato (1), se pueden curvar de nuevo manualmente alrededor del eje paralelo a las nervaduras (12), configurando las distancias entre los orificios de anclaje (13) y los puntos de anclaje (9) con el ajuste de los medios de anclaje (10). Asimismo, este ajuste se puede realizar en cualquier momento durante la vida útil del helióstato (1) sin desmontar las facetas (2).
El uso de nervaduras paralelas (12) según la invención no solo simplifica los procesos de curvado de las facetas (2), sino que también mejora su robustez y puede ayudar a reducir las pérdidas ópticas debidas a la dilatación térmica en condiciones de funcionamiento. Asimismo, la fabricación de las nervaduras (12) de acuerdo con la invención se puede obtener fácilmente mediante fabricación en línea, cortando las nervaduras (12) a partir de una pieza lineal más larga en la fábrica. Este proceso es rápido, tiene un coste reducido y no requiere perfiles de diseño complejos de los elementos de soporte de las facetas para obtener geometrías cilíndricas, esféricas, parabólicas o cualquier otra geometría deseada en la superficie de la faceta. El espejo utilizado puede ser también plano, sin necesitar ninguna curvatura previa, ya que la curvatura de la faceta (2) en el eje perpendicular a las nervaduras (12) se consigue durante el proceso de unión del cuerpo principal (11) de la faceta (2) a las nervaduras (12) en un eje y, en el otro eje, durante el proceso de montaje e inclinación de la faceta (2) al helióstato (1).

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Concentrador solar (1) que comprende:
- el cuerpo principal de un concentrador;
- un pedestal (3);
- una pluralidad de brazos transversales (6) soportados por el cuerpo principal del concentrador, en donde los brazos transversales (6) están conectados a una pluralidad de barras longitudinales (7);
- una o más facetas (2) utilizadas como elemento reflectante del concentrador solar (1), comprendiendo la faceta (2) un cuerpo principal (11) de la faceta que define una superficie frontal y una superficie posterior, en donde la superficie posterior del cuerpo principal (11) de la faceta está unida a al menos tres nervaduras (12) sustancialmente lineales, que están dispuestas sustancialmente paralelas a lo largo de dicha superficie posterior; en donde al menos una de las tres nervaduras (12) está configurada con medios de anclaje (10) ajustables adaptados para su conexión a las barras longitudinales (7), de modo que la distancia entre al menos una de las tres nervaduras (12) y las barras longitudinales (7) puede variarse ajustando los medios de anclaje (10); y en donde las barras longitudinales (7) están configuradas con una pluralidad de puntos de anclaje (9) adaptados para unir las facetas (2) a las barras longitudinales (7) a través de los medios de anclaje (10);
el concentrador solar (1)caracterizándose por quecada nervadura (12) comprende una pluralidad de orificios de anclaje (13) adaptados para recibir los medios de anclaje (10) ajustables.
2. Concentrador solar (1) de acuerdo con la reivindicación anterior, en donde las nervaduras (12) tienen forma de canal y comprenden superficies de fijación (12') adaptadas para su unión a la superficie posterior del cuerpo principal (11) de la faceta.
3. Concentrador solar (1) de acuerdo con la reivindicación anterior, en donde las superficies de fijación (12') comprenden solapas lineales dispuestas a ambos lados de las nervaduras (12), y en el que las nervaduras (12) están unidas a la superficie posterior de la faceta (2) mediante medios adhesivos aplicados a las solapas lineales.
4. Concentrador solar (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2-3, en donde el volumen interior definido por las nervaduras (12) en forma de canal está configurado como alojamiento para al menos parte de los medios de anclaje (10).
5. Concentrador solar (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los medios de anclaje (10) comprenden una o más arandelas (15) configuradas como pares cónico-esféricos de conectores.
6. Concentrador solar (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el cuerpo principal (11) de la faceta comprende un cuerpo de vidrio, un cuerpo metálico reflectante, un cuerpo de espejo, un cuerpo multicapa o de emparedado, un cuerpo de plástico, un cuerpo de espuma, un cuerpo de panal, o cualquier combinación de los mismos.
7. Concentrador solar (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el cuerpo principal (11) de la faceta es sustancialmente plano, no plano, parabólico, cilíndrico, hiperbólico o esférico.
8. Concentrador solar (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el cuerpo principal del concentrador comprende un tubo de torsión (4) y las barras longitudinales (7) están dispuestas sustancialmente paralelas a dicho tubo de torsión (4).
9. Concentrador solar (1) de acuerdo con la reivindicación anterior, en donde:
- las barras longitudinales (7) están dispuestas sustancialmente paralelas al tubo de torsión (4);
- los brazos transversales (6) están dispuestos sustancialmente perpendiculares al tubo de torsión (4);
- los brazos transversales (6) están dispuestos a ambos lados del tubo de torsión (4);
- uno, dos o tres de los medios de anclaje (10) de las al menos tres nervaduras (12) son ajustables; y/o - la conexión entre los brazos transversales (6) y las barras longitudinales (7) comprende una pluralidad de medios de fijación (8) que comprenden tornillos, tuercas, pernos, remaches o bridas.
10. Concentrador solar (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8-9, en donde el pedestal (3) y el tubo de torsión (4) están configurados con capacidad de seguimiento de doble eje.
11. Concentrador solar (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos parte de los medios de anclaje (10) se aloja en el interior de las barras longitudinales (7).
12. Método para instalar una faceta (2) en un concentrador solar (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores;
caracterizado por quedicho método comprende la realización de las siguientes etapas:
a) montar la faceta (2) en el concentrador solar (1) conectando la faceta (2) a una o más barras longitudinales (7) a través de los medios de anclaje (10);
b) ajustar la curvatura de la faceta (2) alrededor de un eje sustancialmente paralelo a las nervaduras (12) variando las distancias relativas entre al menos una de las tres nervaduras (12) y las barras longitudinales (7).
13. Método de acuerdo con la reivindicación anterior, en donde durante la etapa b) del método se lleva a cabo una operación de inclinación que comprende orientar las facetas (2) con respecto al concentrador solar (1).
14. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 12-13, que comprende, además, la siguiente etapa antes de la etapa a):
c) ajustar la curvatura de la faceta (2) alrededor de al menos un eje de la misma, en donde dicho eje es sustancialmente perpendicular al eje ajustado en la etapa b).
15. - Método de acuerdo con la reivindicación anterior en donde, en la etapa c), se genera una curvatura en el cuerpo principal (11) de la faceta uniendo la superficie posterior del cuerpo principal (11) de la faceta a las nervaduras (12).
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3906927A (en) * 1973-10-19 1975-09-23 Harry W Caplan Solar-thermal power system employing adjustable curvature reflective panels and method of adjusting reflective panel curvature
US4502200A (en) * 1982-03-08 1985-03-05 Atlantic Richfield Company Method of preparing lightweight mirror module
ES2326586B1 (es) 2009-04-17 2010-05-25 Sener Ingenieria Y Sistemas, S.A. Faceta para heliostato.
EP2410259A1 (en) * 2010-07-23 2012-01-25 Sener Ingenieria Y Sistemas, S.A. Alignment system for heliostats
EP3179177A1 (en) * 2015-12-07 2017-06-14 Marco Antonio Carrascosa Perez Heliostat with an improved structure

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