ES2691224A1

ES2691224A1 - Heliostat for solar concentration in collection tower (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Info

Publication number: ES2691224A1
Application number: ES201700612A
Authority: ES
Inventors: Jorge MARTIN GARCIA
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-05-26
Filing date: 2017-05-26
Publication date: 2018-11-26

Abstract

The heliostat machine provides the mirror support mechanism that allows the normal direction to the plane of the set of mirrors that it supports, to be oriented from the vertical direction, up to a certain direction of the space that forms a certain angle on the horizontal of the ground, through the rear lifting mechanism, in the south-north direction in the planned design installation, and a movement of the normal direction of the east-west mirror with respect to its intended installation, with the lateral lifting mechanism. The mirrors can be individually adapted to obtain slight angles with respect to others, achieving greater heliostat focusing. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

DESCRIPCIÓN DESCRIPTION

Heliostato para concentración solar en torre de captación. Heliostat for solar concentration in collection tower.

Sector de la técnica 5 Technical sector 5

La invención de la máquina heliostato se enmarca en el sector de las energías renovables, concretamente en los de concentración solar o (CSP Concentrated Solar Power), donde es necesario que el heliostato sea capaz de posicionar la dirección normal de los elementos que sustentan, en éste caso espejos, hacia cualquier dirección de un semi-hemisferio, es decir los 10 elementos que sustenta el heliostato deben ser posicionados en determinados ángulos acimutales y de elevación. Para ello es necesario que el heliostato sea capaz de posicionar la normal de su superficie normal en un determinado ángulo acimutal y otro de elevación. The invention of the heliostat machine is part of the renewable energy sector, specifically those of solar concentration or (CSP Concentrated Solar Power), where it is necessary that the heliostat be able to position the normal direction of the elements that support it, in this case mirrors, towards any direction of a semi-hemisphere, that is, the 10 elements that support the heliostat must be positioned at certain azimuthal and elevation angles. For this, it is necessary that the heliostat be able to position the normal of its normal surface at a certain azimuth and elevation angle.

El heliostato puede ser usado igualmente para sustento de paneles solares fotovoltaicos. 15 The heliostat can also be used to support photovoltaic solar panels. fifteen

Estado de la técnica State of the art

Los heliostatos conocidos generan los mecanismos de movimiento dobles necesarios mencionados, acimutal y de elevación, empleando generalmente un único elemento mecánico, 20 instalado en la parte central del heliostato, siendo éstos por lo general mecanismos muy robustos y complejos, que deben soportar grandes cargas estructurales, originadas por su propio peso e inclemencias meteorológicas, como viento o nieve. Known heliostats generate the necessary double movement mechanisms mentioned, azimuthal and lifting, generally using a single mechanical element, 20 installed in the central part of the heliostat, these being generally very robust and complex mechanisms, which must withstand large structural loads , originated by its own weight and weather, such as wind or snow.

Explicación de la invención 25 Explanation of the invention

El sistema a patentar consiste en una máquina heliostato tal como se observa en las figuras 1, 2 y 3, dicho heliostato soportará un conjunto de espejos, con la finalidad de reflejar los rayos solares incidentes sobre una superficie receptora menor, y por tanto conseguir una radiación solar concentrada sobre ésta. Para conseguir esta finalidad emplea los mecanismos 30 denominados de 'elevación´ y 'lateral', cuyos elementos y disposición se muestran en las figuras 4 y 5 respectivamente. The system to be patented consists of a heliostat machine as seen in figures 1, 2 and 3, said heliostat will support a set of mirrors, in order to reflect the incident sun rays on a smaller receiving surface, and therefore achieve a solar radiation concentrated on it. To achieve this purpose, it uses the so-called 'elevation' and 'lateral' mechanisms 30, whose elements and arrangement are shown in Figures 4 and 5 respectively.

En el primer movimiento, de elevación, la máquina es capaz de posicionarse a una determinada inclinación global, con respecto a su eje longitudinal, como se aprecia en la 35 figura 2, dirección sur-norte, con respecto a la instalación prevista. Para ello el heliostato utiliza el mecanismo mostrado en la figura 4, dicho mecanismo impulsa en dirección aproximadamente vertical a la barra transversal anterior (1) lo que hace que todo el conjunto del marco-soporte del heliostato pivote sobre unos elementos (19), situados en la parte superior de los pilares traseros (7) y fijados a la barra transversal posterior (2), 40 proporcionándole el mecanismo de giro indicado, ver figuras 1 y 2. Con dicho movimiento de inclinación el heliostato consigue que los espejos que soportan posicionen su dirección normal a un determinado ángulo de elevación, y conseguir uno de los dos movimientos necesarios. In the first lifting movement, the machine is able to position itself at a certain global inclination, with respect to its longitudinal axis, as shown in Figure 2, south-north direction, with respect to the planned installation. For this, the heliostat uses the mechanism shown in Figure 4, said mechanism drives the front transverse bar (1) approximately vertically, which makes the entire heliostat support frame assembly pivot on elements (19), located at the top of the rear pillars (7) and fixed to the rear crossbar (2), 40 providing the indicated rotation mechanism, see figures 1 and 2. With this tilt movement the heliostat ensures that the mirrors that support position its normal direction at a certain elevation angle, and get one of the two necessary movements.

En el segundo movimiento, lateral, le permite sólo al conjunto de los espejos a un determinado 45 ángulo con respecto al eje transversal de la máquina heliostato, y conseguir el segundo de los movimientos necesario. Para ello se emplea el mecanismo mostrado en la figura 5. Dicho mecanismo, ubicado sobre unos brazos (3), figura 1, actuaría sobre la barra de transmisión lateral (3) que a su vez, a través de pletinas (7) se unen a las barras de soporte de espejos (4) que accionarían a éstas de una manera circular, y centradas en todo momento por la barra 50 transversal anterior (1) y la barra transversal posterior (2). Las barras de soporte de espejos (4) que soportan al conjunto de los espejos, en su movimiento circular, producen un movimiento igualmente circular en los espejos de manera simultánea, haciendo que toda la radiación incidente sea vea reflejada en la misma medida. In the second, lateral movement, it allows only the set of mirrors at a certain angle with respect to the transverse axis of the heliostat machine, and to achieve the second of the necessary movements. For this, the mechanism shown in Figure 5 is used. Said mechanism, located on some arms (3), Figure 1, would act on the lateral transmission bar (3) which, in turn, are connected through plates (7). to the support bars of mirrors (4) that would drive them in a circular manner, and centered at all times by the anterior transverse bar 50 (1) and the posterior transverse bar (2). The support bars of mirrors (4) that support the set of mirrors, in their circular motion, produce an equally circular movement in the mirrors simultaneously, making all the incident radiation to be reflected in the same measure.

Ambos movimientos permiten que la normal de los espejos se posicione en un determinado ángulo de elevación y acimut y por tanto conseguir que los rayos solares incidentes se reflejen hacia el punto deseado, punto superior de la torre de captación de la radiación solar. Both movements allow the normal of the mirrors to be positioned at a certain elevation and azimuth angle and therefore achieve that the incident solar rays are reflected towards the desired point, the upper point of the solar radiation collection tower.

Breve descripción de los dibujos 5 Brief description of the drawings 5

La figuras 1 y 3 muestran la máquina desde su parte frontal y trasera respectivamente. Figures 1 and 3 show the machine from its front and back respectively.

La figura (2) muestra la máquina desde una vista lateral, donde se observa a ésta en una determinada elevación global. 10 Figure (2) shows the machine from a side view, where it is observed at a certain global elevation. 10

En la figura (4) se observan los elementos necesarios para el movimiento de elevación que le da al heliostato una inclinación global como se aprecia en la figura 2, y consta de una palanca (10), un actuador (12), un montante (11) y los elementos de articulación (13). Éste conjunto se sustenta sobre pilar delantero (8) de la máquina heliostato y actúa sobre la barra transversal 15 anterior (1), que hace pivotar toda la máquina sobre los dos ejes situados en los pilares traseros (7). Figure (4) shows the elements necessary for the lifting movement that gives the heliostat a global inclination as seen in Figure 2, and consists of a lever (10), an actuator (12), an upright ( 11) and the articulation elements (13). This assembly is supported on the front pillar (8) of the heliostat machine and acts on the anterior crossbar 15 (1), which pivots the entire machine on the two axes located on the rear pillars (7).

En la figura 5, se observa los elementos para el movimiento lateral de los espejos, formado por una palanca (15), impulsada por el actuador (17) que se fija y articula en la parte fija (16). La 20 palanca actúa sobre la barra de transmisión lateral (5), que a su vez mueven las platinas (18) que hacen girar las barras de soporte de los espejos (6) que sustentan al conjunto de espejos. In figure 5, the elements for the lateral movement of the mirrors are observed, formed by a lever (15), driven by the actuator (17) that is fixed and articulated in the fixed part (16). The lever acts on the lateral transmission bar (5), which in turn moves the plates (18) that rotate the support bars of the mirrors (6) that support the set of mirrors.

Realización preferente de la invención Preferred Embodiment of the Invention

25 25

La realización preferente de la máquina es la que se ha mostrado, figuras 1 a 5, ya que ésta proporciona la mayor versatilidad, robustez y fiabilidad. The preferred embodiment of the machine is the one shown, figures 1 to 5, since it provides the greatest versatility, robustness and reliability.

Claims

REIVINDICACIONES

El objetivo al que hace referencia esta solicitud es con respecto a la configuración o disposición estructural de la máquina heliostato, así como de los elementos y disposiciones indicadas que en su conjunto consiguen los movimientos y funcionalidades deseadas, las cuales expongo que 5 las siguientes dos reivindicaciones. The objective to which this request refers is with respect to the configuration or structural arrangement of the heliostat machine, as well as the indicated elements and provisions that together achieve the desired movements and functionalities, which I state that the following two claims .

1. Marco soporte-estructural de la maquina heliostato que le proporciona la estabilidad y robustez necesarias, y los elementos que le proporcionan el movimiento de elevación y movimiento lateral necesarios, ambos independientes y con actuación simultánea. 10 1. Support-structural framework of the heliostat machine that provides the necessary stability and robustness, and the elements that provide the necessary lifting and lateral movement, both independent and with simultaneous action. 10

El marco soporte-estructural está compuesto por los elementos: barra transversal anterior (1), barra transversal posterior (2), barra de actuación para el movimiento lateral (5), brazos de soporte del mecanismo de actuación lateral (figura 5) (3), brazos de unión y refuerzo estructural (4) que le confieren robustez adicional al heliostato, y elementos articulados (13) y (19). El 15 marco soporte estructural sustenta al conjunto de barras de soporte de espejos (6). The support-structural framework is composed of the elements: anterior transverse bar (1), posterior transverse bar (2), actuator bar for lateral movement (5), support arms of the lateral actuation mechanism (figure 5) (3 ), binding arms and structural reinforcement (4) that give additional strength to the heliostat, and articulated elements (13) and (19). The 15 structural support frame supports the set of mirror support bars (6).

El mecanismo del movimiento lateral fijado al marco soporte-estructural en el elemento (3), está comprendido por: el conjunto mecanismo de actuación lateral (figura 5), la barra de transmisión lateral (5), y el conjunto de pletinas de actuación (18) para el accionamiento giratorio de las 20 barras de soporte de espejos (6). The mechanism of lateral movement fixed to the support-structural frame in the element (3), is comprised of: the lateral actuation mechanism assembly (figure 5), the lateral transmission bar (5), and the actuator plate assembly ( 18) for the rotary drive of the 20 mirror support bars (6).

El mecanismo del movimiento de elevación fijado sobre el conjunto pilar delantero (8), está comprendido por: el conjunto mecanismo de actuación de elevación (figura 4) que actúa sobre el heliostato en dirección aproximadamente vertical en la barra transversal anterior (1), 25 haciéndole pivotar a éste de manera global (conjunto del marco-soporte estructural) sobre los ejes (19) situados en la parte superior del pilar trasero (7). The mechanism of the lifting movement fixed on the front pillar assembly (8), is comprised of: the lifting actuating mechanism assembly (figure 4) acting on the heliostat in approximately vertical direction in the anterior crossbar (1), 25 pivoting it globally (structural frame-support assembly) on the axles (19) located at the top of the rear pillar (7).

2. Concentración y direccionalidad, ambas estáticas, de la radiación incidente en la superficie del conjunto de espejos que la máquina heliostato soporta, en otra superficie receptora de la 30 radiación solar menor, mediante el ajuste de los elementos porta espejos (9), que se instalan en la barra de soporte de espejos (6), a través de taladros, a los cuales pueden dárseles los ángulos necesarios que permiten ajustes en cada uno de los espejos de manera independientes entre sí, para conseguir la focalización estática, la focalización dinámica se consigue con el ajuste del movimiento lateral y de elevación simultáneamente reivindicados en 35 los dos párrafos anteriores. 2. Concentration and directionality, both static, of the incident radiation on the surface of the mirror assembly that the heliostat machine supports, on another receiving surface of the lower solar radiation, by adjusting the mirror holder elements (9), which they are installed in the mirror support bar (6), through holes, which can be given the necessary angles that allow adjustments in each of the mirrors independently of each other, to achieve static focusing, dynamic focusing it is achieved with the adjustment of lateral movement and elevation simultaneously claimed in the previous two paragraphs.