ES1179408U - Seguidor solar de un eje de gran longitud para concentración cilindro parabólica - Google Patents

Abstract

1. Seguidor solar de un eje polar horizontal que comprende un número indeterminado de columnas (1), en las que se apoyan las estructuras de soporte (2) mediante bujes que están encima de cada columna (8), (9) y (10), con una estructura o costillas (3) para soportar espejos parabólicos, caracterizado porque todo el conjunto tiene más de un punto motriz.

Description

DESCRIPCIÓN

Seguidor solar de un eje de gran longitud para concentración cilindro parabólica.

Sector de la técnica 5

La presente invención pertenece al sector de las energías renovables, concretamente a la energía solar. Su aplicación es más interesante en la energía termo solar de concentración mediante concentrador cilindro parabólico. Aunque podría aplicarse también a la energía solar fotovoltaica. 10

El objeto de esta invención es un sistema para minimizar el número de concentradores (seguidor solar) a partir de hacer que los seguidores sean muy largos. Con esto se evita muchas de las uniones articuladas de los tubos captadores que hay entre seguidor y seguidor. 15

Antecedentes de la invención

Las plantas solares de concentración solar con concentradores cilindro parabólicos, tienen un tubo en la línea focal de la parábola de espejo, donde se concentra la energía 20 del Sol captada en los espejos. Dentro de este tubo circula el fluido caliente portante de la energía. Al final de cada concentrador se debe usar un complejo sistema articulado para unir los tubos de un concentrador hasta el siguiente. Aparte del coste de este sistema articulado, hay la posibilidad de fugas de fluido y también hay pérdidas caloríficas. Evitar al máximo el número de uniones articuladas es uno de los objetivos de una planta de este 25 tipo.

Para lograr esto, se han hecho hasta el momento, concentradores muy largos, pero con la limitación de que al tener sólo un punto donde se aplica el movimiento, la longitud debe limitarse, para no tener que hacer estructuras súper-resistentes debido al momento que le 30 aplica la fuerza del viento a lo largo de todos los espejos.

El sistema motriz que se usa actualmente para mover el seguidor con precisión hacia la dirección del Sol es mediante la combinación de dos cilindros hidráulicos, puestos al centro de toda la longitud del seguidor. 35

Este sistema hace muy complicado que un seguidor tenga más de un punto motriz ya que si uno va a más velocidad que el otro las tensiones pueden romper la estructura.

Explicación de la invención 40

El invento reivindicado es un sistema de seguimiento solar a un eje para soportar espejos de forma parabólica que concentran la energía del Sol hacia un tubo.

Para soportar toda la parte móvil hay los pies o columnas, atornillados encima de una 45 cimentación de hormigón. El número de estas columnas es variable en función de la separación entre ellas y de la longitud que se le quiera dar al seguidor solar.

Encima de cada columna hay un buje donde se une la estructura de soporte central.

50

Esta estructura está unida a dos bujes, o sea entre columna y columna. La estructura puede ser de tubo, de celosía, etc.

El número de estructuras es igual al número de columnas menos uno.

5

Encima de las estructuras de soporte central hay fijadas las costillas de soporte de los espejos parabólicos. Estas costillas deben tener una forma que se aproxime a la parábola para adaptarse fácilmente a los espejos.

También encima de algunos puntos concretos de esta estructura irá el soporte del tubo 10 colector que pasará por el eje de la parábola.

Las columnas que se han mencionado, están puestas alineadas en la dirección norte-sur de forma que si se gira toda la estructura sujeta a los bujes, estará enfocando al este, al cenit y al oeste. 15

Para poder mover la estructura habrá el sistema motriz, formado por varios puntos de empuje. Cada uno de ellos estará formado principalmente por un motor eléctrico y su reducción. Este motorreductor, mediante cadena, mediante sinfín o mediante cualquier otro sistema de transmisión va a girar el seguidor según se le ordene el sistema de 20 control. Este sistema de control puede ser de bucle abierto (por reloj astronómico), bucle cerrado (por sonda solar) o mixto.

La característica principal de la invención es que hay varios puntos motrices. Cada 2, 3, 4 o más columnas, hay un sistema como el descrito anteriormente de forma que se mueven 25 simultáneamente cuando el seguidor solar se debe mover.

Al haber múltiples puntos motrices permite que el seguidor tenga una gran longitud, ahorrando de esta manera, varios sistemas articulados del tubo colector entre seguidor y seguidor. 30

Al utilizar motores eléctricos, con su flexibilidad de par-velocidad nos permite fácilmente que todo el seguidor gire al unísono sin peligro de que se rompa o doble ninguna estructura.

35

Para controlar todo el seguidor debe haber un control central y un control esclavo para cada motor.

Descripción de los dibujos

40

La figura 1 muestra el seguidor de perfil. Sólo se muestra una parte ya que el seguidor se puede hacer tan largo como se quiera. Se observan 3 columnas, la que está en el centro no tiene grupo motriz y las otras dos sí.

La figura 2 muestra lo mismo, en planta. 45

La figura 3 Muestra el alzado.

La figura 4 muestra la vista isométrica de esta parte.

50

En estas primeras 4 figuras, se muestra el seguidor solar con las costillas de soporte de los espejos y con las barras de soporte del tubo colector.

En las siguientes figuras se muestra sin costillas ni barras de soporte para que se puedan ver mejor los mecanismos. 5

La figura 5 muestra lo mismo que la figura 4 pero sin costillas ni barras de soporte.

La figura 6 muestra el detalle del grupo motriz

10

La figura 7 muestra principalmente el eje donde se sujetan las estructuras.

Realización preferente de la invención

El pie o columna (1), como muestra la figura 1 y 3, están sujetos al suelo a partir de 15 espárragos que salen de la cimentación de hormigón. La distancia entre las columnas es de 12300 mm. La columna tiene una altura hasta el eje de 3200 mm y una anchura de base de 1500 mm. Está hecha de dos perfiles UPN-100 y refuerzos de tubo cuadrado de 30x30x2.

20

Un número seguido de columnas que sería factible es el de 41, lo que soportarían 40 conjuntos de estructura de soporte (2).

Cada conjunto de estructura (2), se compone de 4 tubos de 60x60x2 de 12000 mm, la anchura es de 1200 x 1200 mm y habrá, soldados, todos los refuerzos necesarios para 25 que completen toda la longitud y estén a 60 grados entre ellos. En los extremos se suelda 4 tubos de 60x60x2 haciendo un marco y las planchas donde se atornillarán los bujes (8), (9) y (10).

Así pues, con estas 40 estructuras y 41 columnas, el seguidor tendrá un total de 492 30 metros de longitud.

Cada dos columnas hay un conjunto motor (5) con su reducción que hace girar un sinfín (6) que engrana a una corona dentada (7) de 3000 mm de diámetro primitivo, con dientes de módulo 10 y un ángulo total de movimiento de 200º. El último diente en cada extremo 35 está tapado para evitar que por accidente pueda salir la corona del sinfín.

Así pues, en este caso habría 20 conjuntos motor, en total.

Encima de cada estructura de soporte habrá 32 costillas (3), 16 en cada lado, que están 40 para soportar los espejos parabólicos. Esta superficie parabólica obedece a la ecuación, usando como unidad los milímetros:

y = 0,0001354263x2

45

siendo la línea focal x = 0 y y = 1846 mm.

Los límites de la parábola serán x = -2900 mm y x = 2900 mm, o sea una anchura total de 5800 mm.

50

El tubo colector, que pasa por la línea focal, está sujeto por 4 conjuntos de tubos (4) en cada estructura de soporte. (No se detalla la pieza de sujeción).

Los bujes están formados por el eje (8), las planchas de soporte (9) y la abrazadera superior (10) que impide que se salga. En el interior de la abrazadera hay un cojinete de 5 fricción de 180 mm de diámetro interior, 185 mm de diámetro exterior y 100 mm de ancho.

El control del sistema se hace a partir de un máster que controla el conjunto, con un inclinómetro y una sonda solar, haciendo así un sistema mixto de bucle abierto y cerrado. 10 El inclinómetro, mediante cálculo de la posición del Sol en cada momento, pone el seguidor en la posición aproximada y la sonda corrige la posición para conseguir una precisión de ±0,1º.

Cada sistema esclavo tiene una electrónica que controla un sistema motor con también 15 un inclinómetro y una sonda solar.

Claims (3)

1. REIVINDICACIONES

   1. Seguidor solar de un eje polar horizontal que comprende un número indeterminado de columnas (1), en las que se apoyan las estructuras de soporte (2) mediante bujes que están encima de cada columna (8), (9) y (10), con una estructura o costillas (3) para 5 soportar espejos parabólicos, caracterizado porqué todo el conjunto tiene más de un punto motriz.
2. 2. Seguidor solar de un eje polar horizontal según reivindicación 1 que consiste en que cada dos, tres o más columnas hay un punto motriz mediante motor eléctrico. 10
3. 3. Seguidor solar de un eje polar horizontal según reivindicación 2 que consiste en que cada sistema motriz está controlado por un control electrónico esclavo a un control central, para que todos los puntos motrices de muevan al unísono.

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