ITUA20164686A1 - Struttura di supporto di pannelli riflettenti per collettori solari a concentrazione - Google Patents

Description

“Struttura di supporto di pannelli riflettenti per collettori solari a concentrazione”

La presente invenzione ha per oggetto una struttura di supporto di pannelli riflettenti per collettori solari a concentrazione, in particolare del tipo parabolico lineare, realizzata per essere assemblata sul sito dell’impianto solare garantendo un’elevata precisione geometrica senza la necessità di ricorrere a complesse registrazioni della posizione relativa dei componenti costituenti la struttura stessa.

Negli impianti solari a concentrazione basati su concentratori a riflessione la struttura di supporto degli specchi assume particolare importanza in considerazione del fatto che bisogna garantire, da un lato, una elevata accuratezza geometrica per mantenere elevata l’efficienza ottica del dispositivo e, dall’altro, costi di produzione contenuti trattandosi di energie a bassa intensità che richiedono superfici di captazione molto estese.

La struttura di supporto dei pannelli riflettenti, costituente propriamente la parte mobile del collettore solare parabolico lineare, è normalmente composta da uno o più moduli collegati in serie, in cui ciascun modulo è composto da una serie di centine che sostengono i pannelli riflettenti, una trave portante cui sono collegate le centine, ed elementi di collegamento tra moduli adiacenti.

Un modulo di tipo noto è descritto nelle domande di brevetto WO2008/145551 e WO2009/095433 a nome della Richiedente, in cui viene mostrata una configurazione dotata di centine laterali piastriformi a sviluppo arcuato applicate ad un basamento di appoggio.

Strutture di questa tipologia sono molto costose e richiedono complessi interventi di ottimizzazione nel posizionamento. In particolare, gli aspetti critici sono il montaggio della struttura sul basamento e i mezzi di collegamento degli specchi alla struttura. Tali aspetti sono molto importanti essendo necessario garantire un corretto effetto di ricezione e concentrazione della radiazione solare sul tubo ricevente. Ciò influisce negativamente sul costo di realizzazione e di installazione dei moduli. In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione è mettere a disposizione una struttura di supporto di pannelli riflettenti per collettori solari a concentrazione che superi gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.

In particolare, è scopo della presente invenzione mettere a disposizione una struttura di supporto di pannelli riflettenti per collettori solari a concentrazione che sia costruttivamente semplice ed economico.

E’ altresì scopo dell’invenzione mettere a disposizione una struttura di supporto di pannelli riflettenti per collettori solari a concentrazione che riduca le complesse attività di ottimizzazione in fase di installazione.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da una struttura di supporto di pannelli riflettenti per collettori solari a concentrazione comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni.

Una forma di attuazione esemplificativa, e non limitativa, di una struttura di supporto di pannelli riflettenti per collettori solari a concentrazione secondo la presente invenzione verrà ora descritta con riferimento alla figura 1 annessa, che ne illustra una configurazione di utilizzo.

La struttura, indicata complessivamente con il numero di riferimento 1, comprende un supporto centrale 2, girevole attorno ad un asse di regolazione “X”, ed almeno una centina 3 montata sul supporto centrale 2 ed estendentesi tra una prima estremità 3a, superiore, ed una seconda estremità 3b, inferiore.

Il supporto centrale 2 è preferibilmente definito da un tubo a sezione circolare, tuttavia esso può essere realizzato in accordo con una qualsivoglia forma realizzativa, purchè atta a definire una rotazione attorno all’asse di regolazione “X”.

Non illustrata nella figura, è inoltre prevista un’unità di movimentazione associata ad un basamento (anch’esso non illustrato) e configurata per sostenere il supporto centrale 2 e per porlo in rotazione attorno all’asse di regolazione “X” per definire un movimento di inseguimento della radiazione solare, così da ottimizzare l’efficienza energetica del concentratore solare realizzato con la struttura 1.

La centina 3 definisce, su un proprio lato frontale (definito rispetto all’area “frontale” ove avviene la concentrazione solare), un’area ricevente concava configurabile per il montaggio di una pluralità di pannelli riflettenti 4 (quattro, nella forma realizzativa illustrata).

La centina 3 è fissata al supporto centrale 2 in modo tale che il supporto centrale 2 sia disposto in una porzione intermedia della centina 3 compreso tra la prima e seconda estremità 3a, 3b della centina 3.

Vantaggiosamente, la centina 3 comprende una struttura a traliccio presentante almeno un tubolare frontale 5, rivolto verso l’area ricevente, ed un tubolare posteriore 6 collegato al tubolare frontale 5 e rivolto verso un’area posteriore opposta all’area ricevente.

I tubolari 5, 6 nella forma realizzativa illustrata sono definiti da profilati metallici a sezione quadrata, tuttavia essi potrebbero presentare differenti sezioni.

I tubolari frontale 5 e posteriore 6 sono fissati rispettivamente ad una porzione frontale e ad una porzione posteriore del supporto centrale 2, in particolare mediante elementi filettati, perni o saldature o, comunque, più in generale soluzioni di rapido accoppiamento eseguibili in loco al momento dell’installazione attraverso semplici forature dei profilati.

In maggior dettaglio, la centina 3 definisce due sezioni disposte da parti opposte del supporto centrale 2, in particolare una sezione superiore ed una sezione inferiore, ed in tale contesto ciascun tubolare frontale 5 e posteriore 6 comprende rispettivamente una prima porzione 5a, 6a facente parte della sezione superiore della centina 3 ed una seconda porzione 5b, 6b facente parte della sezione inferiore della centina 3. Le due porzioni 5a, 5b; 6a, 6b di ciascun tubolare 5, 6 sono tra loro connesse (mediante organi removibili oppure saldatura oppure realizzate di pezzo in un unico tubolare definente le due porzioni) e collegate al supporto centrale 2.

Il tubolare frontale 5 presenta configurazione concava per definire un effetto di concentrazione della radiazione solare.

In maggior dettaglio, la prima porzione 5a e la seconda porzione 5b del tubolare frontale 5 sono rettilinee e disposte in posizione mutuamente non allineata per definire una concavità frontale idonea ad un effetto di concentrazione solare.

In altre parole, il tubolare frontale 5 ha conformazione a “V” con concavità rivolta in allontanamento dal supporto centrale 2.

Inoltre, la prima porzione 5a e la seconda porzione 5b del tubolare frontale 5 presentano una lunghezza inferiore alla lunghezza, rispettivamente, della prima porzione 6a e della seconda porzione 6b del tubolare posteriore 6. Ciò consente alle due porzioni 5a, 5b del tubolare frontale 5 di presentare, ciascuno, una prima estremità fissata al supporto centrale 2 ed una seconda estremità collegata ad una porzione intermedia, rispettivamente, della prima porzione 6a e della seconda porzione 6b del tubolare posteriore 6. In tale configurazione, quindi, le due porzioni 6a, 6b del tubolare posteriore 6 si estendono in allontanamento dal supporto centrale 2 oltre il punto di collegamento con le rispettive porzioni 5a, 5b del tubolare frontale 5, definendo prolungamenti che vanno a definire le citate estremità 3a, 3b della centina 3.

Preferibilmente, la prima porzione 6a e la seconda porzione 6b del tubolare posteriore 6 sono anch’esse rettilinee e disposte in posizione mutuamente non allineata per definire una concavità frontale idonea ad un effetto di concentrazione solare.

Nella configurazione mostrata in figura 1, infatti, le due porzioni 5a, 5b del tubolare frontale 5 definiscono ciascuna una rispettiva zona di applicazione di almeno un rispettivo pannello riflettente 4 mentre ciascuna porzione 6a, 6b del tubolare posteriore 6 definisce, nella propria sezione compresa tra il punto di collegamento al tubolare frontale 5 e la rispettiva estremità 3a, 3b opposta al supporto centrale 2, una rispettiva zona di applicazione di almeno un rispettivo pannello riflettente 4.

Preferibilmente, la prima porzione 5a del tubolare frontale 5 e la prima porzione 6a del tubolare posteriore 6 sono disposte secondo orientazioni non parallele tra loro ed, analogamente, la seconda porzione 5b del tubolare frontale 5 e la seconda porzione 6b del tubolare posteriore 6 sono disposte anch’esse secondo orientazioni tra loro non parallele.

Ne deriva che, lungo la centina 3 tra la prima e la seconda estremità 3a, 3b, sono presenti quattro zone di applicazione consecutive per almeno quattro corrispondenti pannelli riflettenti 4, in cui le quattro zone di applicazione consecutive sono inclinate rispetto alle zone di applicazione adiacenti a definire una configurazione sostanzialmente a “C” (od a “V” ruotata di 90 gradi) della centina 3.

La struttura 1 comprende preferibilmente inoltre uno o più elementi di rinforzo 7 disposti a mutuo collegamento dei tubolari frontale 5 e posteriore 6 e cooperanti con i tubolari 5, 6 per definire la struttura a traliccio della centina.

La struttura 1 comprende inoltre uno o più braccetti di supporto 8 per un tubo ricevitore (non illustrato e di tipo noto), ciascun braccetto avente un’estremità applicata al supporto centrale 2 e/o ad almeno uno dei citati tubolari frontale 5 e posteriore 6 mediante elementi filettati, perni o saldatura ed estendendosi verso la zona di concavità definita dalla centina 2.

La struttura 1 sopra descritta, in associazione con i summenzionati basamento e unità di movimentazione (non illustrati) e con i pannelli riflettenti 4 montati, definisce un modulo di collettore solare a concentrazione realizzato secondo il concetto inventivo della presente invenzione.

Vantaggiosamente, i pannelli riflettenti 4 sono collegati ad almeno il tubolare frontale 5 mediante organi filettati 9 regolabili, solo alcuni dei quali mostrati in figura 1.

Preferibilmente, ciascun pannello riflettente è associato ad almeno tre elementi filettati 9, due disposti ad estremità opposte del pannello 4 ed il terzo in una porzione centrale del pannello 4. La regolabilità dei citati organi filettati consente di determinare con elevata precisione la centratura dei pannelli rispetto alla zona di concentrazione della radiazione e di impostare una corretta curvatura dei pannelli 4 stessi.

In accordo con l’invenzione, la struttura 1 comprende preferibilmente due centine 3 per ciascun modulo, disposte su lati opposti, tuttavia è possibile che la struttura comprenda un numero qualsivoglia di centine, in particolare una soltanto oppure più di due.

Inoltre, anche il numero di pannelli riflettenti 4 può essere diverso da quello espressamente descritto sopra ed illustrato in figura 1.

La presente invenzione raggiunge gli scopi proposti, superando gli inconvenienti lamentati nella tecnica nota.

La struttura secondo l’invenzione, infatti, è molto economica essendo realizzata mediante semplici tubolari (nella forma per esempio di profilati metallici), il cui assemblaggio può essere effettuato in loco mediante forature ed applicazione di rispettivi organi di collegamento.

La struttura risulta inoltre facilmente regolabile consentendo una spiccata efficienza energetica.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Struttura di supporto di pannelli riflettenti per collettori solari a concentrazione, comprendente un supporto centrale (2) girevole attorno ad un asse di regolazione (X) ed almeno una centina (3) estendentesi tra una prima estremità (3a) ed una seconda estremità (3b) e definente, su un proprio lato frontale, un’area ricevente concava configurabile per il montaggio di una pluralità di pannelli riflettenti (4), in cui detta centina (3) è fissata al supporto centrale (2) in modo tale che il supporto centrale (2) sia disposto in una porzione intermedia della centina (3) tra dette prima (3a) e seconda estremità (3b), caratterizzata dal fatto che detta centina (3) comprende una struttura a traliccio presentante almeno un tubolare frontale (5), rivolto verso detta area ricevente, ed un tubolare posteriore (6) collegato a detto tubolare frontale (6) e rivolto verso un’area posteriore opposta a detta area ricevente, detti tubolari frontale (5) e posteriore (6) essendo fissati rispettivamente ad una porzione frontale e ad una porzione posteriore del supporto centrale (2), detto tubolare frontale (5) presentando configurazione concava per definire un effetto di concentrazione della radiazione solare.
2. 2. Struttura di supporto secondo la rivendicazione 1, in cui detta centina (3) definisce due sezioni disposte da parti opposte del supporto centrale (2) ed in cui ciascuno di detti tubolari frontale (5) e posteriore (6) comprende una prima porzione (5a, 6a) facente parte di una prima di dette sezioni della centina (3) ed una seconda porzione (5b, 6b) facente parte della seconda sezione della centina (3), le due porzioni (5a, 5b; 6a, 6b) di detto tubolare frontale (5) e/o di detto tubolare posteriore (6) essendo tra loro connesse e collegate a detto supporto centrale (2).
3. 3. Struttura di supporto secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detti tubolare frontale (5) e posteriore (6) sono fissati al supporto centrale (2) mediante elementi filettati, perni o saldature.
4. 4. Struttura di supporto secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui la prima porzione (5a) e la seconda porzione (5b) del tubolare frontale (5) presentano una lunghezza inferiore alla lunghezza, rispettivamente, della prima porzione (6a) e della seconda porzione (6b) del tubolare posteriore (6), ed in cui la prima porzione (5a) e la seconda porzione (5b) del tubolare frontale (5) presentano, rispettivamente, una prima estremità fissata al supporto centrale (2) ed una seconda estremità collegata ad una porzione intermedia, rispettivamente, della prima porzione (6a) e della seconda porzione (6b) del tubolare posteriore (6).
5. 5. Struttura di supporto secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni da 2 a 4, in cui la prima porzione (5a) e la seconda porzione (5b) del tubolare frontale (5) sono rettilinee e disposte in posizione mutuamente non allineata per definire una concavità frontale idonea ad un effetto di concentrazione solare.
6. 6. Struttura di supporto secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni da 2 a 5, in cui la prima porzione (6a) e la seconda porzione (6b) del tubolare posteriore (6) sono rettilinee e disposte in posizione mutuamente non allineata per definire una concavità frontale idonea ad un effetto di concentrazione solare.
7. 7. Struttura di supporto secondo la rivendicazione 6 quando dipende dalla 5, in cui la prima porzione (5a) del tubolare frontale (5) e la prima porzione (6a) del tubolare posteriore (6) sono disposte secondo orientazioni non parallele ed in cui la seconda porzione (5b) del tubolare frontale (5) e la seconda porzione (6b) del tubolare posteriore (6) sono disposte secondo orientazioni non parallele.
8. 8. Struttura di supporto secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni da 2 a 7, in cui la prima porzione (6a) e la seconda porzione (6b) del tubolare posteriore (6) si estendono dal supporto centrale (2) rispettivamente alla prima e seconda estremità (3a, 3b) della centina (3), in cui le due porzioni (5a, 5b) del tubolare frontale (5) definiscono rispettive zone di applicazione di almeno un rispettivo pannello riflettente (4) ed in cui ciascuna porzione (6a, 6b) del tubolare posteriore (6) definisce, in una propria sezione compresa tra il punto di collegamento al tubolare frontale (5) e la propria estremità opposta al supporto centrale (2), una rispettiva zona di applicazione di almeno un rispettivo pannello riflettente (4).
9. 9. Struttura di supporto secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, comprendente inoltre uno o più elementi di rinforzo (7) disposti a mutuo collegamento dei tubolari frontale (5) e posteriore (6) e cooperanti con i tubolari (5, 6) per definire detta struttura a traliccio della centina (3).
10. 10. Struttura di supporto secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, comprendente inoltre uno o più braccetti di supporto (8) per un tubo ricevitore, ciascun braccetto di supporto (8) avendo un’estremità applicata al supporto centrale (2) e/o ad almeno uno di detti tubolari frontale (5) e posteriore (6) mediante elementi filettati, perni o saldatura ed estendendosi verso la zona di concentrazione definita da detta centina (3).
11. 11. Modulo di collettore solare a concentrazione, comprendente una struttura di supporto (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni ed una pluralità di pannelli riflettenti (4) collegati a differenti parti di almeno detto tubolare frontale (5).
12. 12. Modulo secondo la rivendicazione 11, in cui detti pannelli riflettenti (4) sono collegati ad almeno detto tubolare frontale (5) mediante organi filettati regolabili (9).
13. 13. Modulo secondo la rivendicazione 12, in cui detti ciascuno di detti pannelli riflettenti (4) è associato ad almeno tre di detti organi filettati regolabili (9), due dei quali disposti ad estremità opposte del pannello (4) ed il terzo in una porzione centrale del pannello (4).