PT2449318T - Método de fabrico de um painel sandwich de espelho solar - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO MÉTODO DE FABRICO DE ΌΜ PAINEL SANDWICH DE ESPELHO SOLAR Campo da invenção

Esta invenção refere-se a um método de fabrico de um painel sandwich de espelho solar.

Antecedentes A luz solar é uma fonte de energia "renovável" que se pode capturar para utilização humana utilizando diversas técnicas. Um método de concentração de luz é utilizar ótica refletora (com espelhos). Os espelhos movem-se para seguir ao sol com eixos de movimento ou únicos ou duplos, enfocando luz a um recetor em que se leva a cabo algum tipo de processo de captação ou conversão de energia.

Quando se utilizam refletores, a superfície de espelho preferivelmente segue uma superfície desejada num grau de precisão relativamente alto de modo que a zona focal é relativamente pequena e a eficácia alta.

Normalmente, a superfície de espelho compõe-se de um grande número de painéis de espelho individuais, mas pode ser um único painel.

Uma central termoelétrica solar pode requerer centos ou milhares de painéis de espelho individuais. Por conseguinte, o custo de cada painel tem uma influência significativa no custo global da central termoelétrica solar.

Conhecem-se exemplos de painéis de espelho solar de acordo com a técnica anterior a partir de cada um dos documentos WO 2009/040065 e US 4 343 533.

Sumário da invenção A invenção proporciona métodos e técnicas para o fabrico de painéis de espelho solar novos; além disso, revelam-se moldes para o fabrico dos painéis, métodos para o fabrico dos moldes e painéis de espelho solar.

Painel

Numa forma ampla, a invenção proporciona um método para o fabrico de um painel sandwich de espelho solar que compreende: um elemento refletor de tipo folha que tem uma superfície refletora; um primeiro elemento de enrijecimento de tipo folha, e um elemento separador de material composto de madeira aglomerada com resina situado entre os elementos refletor e de enrijecimento.

Os painéis preferivelmente têm um erro médio de gradiente inferior ou igual a aproximadamente 5 milirradianos, mais preferivelmente inferior a aproximadamente ou igual a 2 milirradianos e o mais preferivelmente inferior ou igual a aproximadamente 1 milirradiano. A utilizar o método de fabrico da invenção podem obter-se painéis com uma precisão relativamente alta que compreendem: um elemento refletor de tipo folha que tem uma superfície refletora; um primeiro elemento de enrijecimento de tipo folha, um elemento separador situado entre os elementos refletor e de enrijecimento, em que dita superfície refletora tem um erro médio de gradiente inferior ou igual a aproximadamente 5 milirradianos.

Pode utilizar-se material composto de madeira aglomerada com resina ou outros materiais para o elemento separador, tal como, mas não limitados a: colmeia de abelhas em alumínio ou papel; polímeros ou plásticos expandidos (espumados), tais como poliestireno, PVC, poliuretano, polipropileno, polimetilmetacrilamida (acrílico) e estireno acrilonitrilo (SAN) expandidos; madeira de balsa; bambu ou papelão.

Preferivelmente, o erro médio de gradiente é inferior ou igual a aproximadamente 2 milirradianos e preferivelmente inferior ou igual a aproximadamente 1 milirradiano.

Os painéis de acordo com as afirmações anteriores podem ter um segundo elemento de enrijecimento situado entre o elemento refletor e o elemento separador.

Os painéis de acordo com as afirmações anteriores podem ser de qualquer tipo, incluídos espelhos de tipo parabólico e espelhos de tipo côncavo. 0 material composto de madeira aglomerada com resina pode ser um material de tipo placa de fibra, madeira contrachapada, um material de placa de partículas ou de lascas de madeira. Preferivelmente, o material composto de madeira aglomerada com resina é placa de fibra de densidade média. 0 elemento refletor é preferivelmente, mas não necessariamente, pelo menos autoportante. 0 elemento refletor pode compreender uma única camada que é refletora e que é ou não é autoportante ou dos ou mais camadas discretas - uma camada refletora e uma ou mais camadas que proporcionam ou não proporcionam rigidez. 0 elemento refletor está preferivelmente formado por uma fina folha de vidro com um revestimento refletor, tal como uma camada fina de prata, na sua superfície traseira, junto com uma ou mais camadas de pintura protetora ou outro material. Podem utilizar-se outros materiais tais como alumínio polido ou polímeros refletores. A espessura preferida do vidro é inferior a aproximadamente 2,0 mm, mais preferivelmente inferior a aproximadamente 1,5 mm e o mais preferivelmente aproximadamente 1,0 mm.

Os elementos de enrijecimento podem ser o mesmo material ou materiais diferentes. A espessura destes dois elementos pode ser a mesma ou diferente. O elemento ou os elementos de enrijecimento são preferivelmente finas folhas de metal, mais preferivelmente folhas de aço. A espessura preferida do aço é de entre aproximadamente 0,3 e 1,0 mm e mais preferivelmente de aproximadamente 0,4 mm.

Os elementos estão unidos entre si utilizando adesivo e mais preferivelmente adesivo termofusível.

Molde 0 pedido também revela um molde para o fabrico de um painel de espelho solar multicamada que compreende pelo menos duas camadas de material unidas entre si, compreendendo o molde: um primeiro conjunto de elementos estruturais; um segundo conjunto de elementos estruturais, e um painel que tem uma superfície frontal de definição de molde e uma superfície traseira, em que: dito primeiro conjunto de elementos estruturais estão dispostos geralmente paralelos entre si um ao lado de outro e a ter cada um uma primeira superfície superior, e dito segundo conjunto de elementos estruturais estão dispostos geralmente paralelos entre si um ao lado de outro e geralmente perpendiculares ao primeiro conjunto de elementos estruturais e a ter cada um uma segunda superfície superior, a estar a superfície traseira de dito painel acoplada às superfícies primeira e segunda de modo que segue uma superfície de molde desejada. 0 primeiro conjunto de elementos estruturais preferivelmente têm cada um uma primeira base e uma pluralidade de primeiras ranhuras que se estendem desde a primeira superfície superior para dita primeira base e o segundo conjunto de elementos estruturais têm cada um uma segunda base e uma pluralidade de ranhuras correspondentes que se estendem desde a segunda base para a segunda superfície superior, pelo que os conjuntos primeiro e segundo se engancham entre si. 0 molde não está limitado à utilização no fabrico dos painéis de acordo com a invenção ou o método de fabrico dos painéis da invenção.

Fabrico do molde 0 molde pode fabricar-se: proporcionando uma pluralidade de primeiros elementos estruturais alongados planos e uma pluralidade de segundos elementos estruturais alongados planos, enganchando cada primeiro elemento com dita pluralidade de segundos elementos e cada segundo elemento em enganche perpendicular com dita pluralidade de primeiros elementos de modo que os elementos de cada conjunto são geralmente paralelos e estão separados um ao lado do outro em relação com os outros do mesmo conjunto, e conectando uma ou mais folhas de material de definição de superfície de molde aos primeiros e segundos elementos enganchados para definir uma superfície de molde. A etapa de proporcionar os primeiros e segundos elementos pode incluir proporcionar pelo menos uma folha ou painel de material e cortar ditos primeiros e segundos elementos da pelo menos uma folha.

Fabrico dos painéis. 0 fabrico de painéis utiliza um processo que gera um gradiente de temperatura através dos diversos elementos do painel à medida que os elementos de painel se aderem entre si. A invenção proporciona um método de acordo com a reivindicação 1 de fabrico de um painel sandwich de espelho solar, compreendendo o método: proporcionar, empilhados um encima de outro, uma pilha de pelo menos: um elemento refletor de tipo folha que tem uma superfície refletora; um primeiro elemento de enrijecimento de tipo folha, um elemento separador situado entre os elementos refletor e de enrijecimento, com camadas de material adesivo entre elementos adjacentes; conformar os pelo menos três elementos a uma forma inicial, e enquanto se mantêm os pelo menos três elementos conformados à forma inicial: (a) esfriar, esquentar e/ou tanto esquentar como esfriar os elementos para criar um ou mais gradientes de temperatura controlada: entre os elementos, dentro de um ou mais elementos, ou entre os elementos e dentro de um ou mais elementos, e, enquanto existem o um ou mais gradientes de temperatura controlada, (b) unir elementos adjacentes entre si com o adesivo entre eles. 0 termo "pilha" deve interpretar-se como que não põe nenhuma limitação em quanto à orientação dos elementos ou a sua ordem em relação com a horizontal. Em particular não requer que os elementos se disponham geralmente de maneira horizontal ou com um elemento particular encima de outro. A pilha pode dispor-se com os elementos de tipo folha a estender-se geralmente verticais ou a qualquer outro ângulo. Quando os elementos se estendem geralmente de maneira horizontal a camada refletora pode estar encima ou debaixo do elemento separador.

Mediante a variação do gradiente de temperatura através (ou por) o painel, cada elemento (ou parte de um elemento) estará a uma temperatura diferente quando se endureça o adesivo. Como tal, difere a quantidade em que cada elemento de um painel se contrai quando se esfria até temperatura ambiente. Mediante o ajuste do gradiente de temperatura através do painel no(s) momento(s) de endurecimento podem controlar-se a contração relativa de elementos e, portanto a curvatura final de um painel de modo que se podem obter formas desejadas consistentes.

Numa forma preferida as camadas adesivas são de adesivo termoplástico (termofusivel) e logra-se a união de elementos adjacentes esquentando em primeiro lugar os elementos e o adesivo por cima da temperatura de fusão respetiva do adesivo e esfriando então a camada adesiva respetiva até por debaixo da temperatura de endurecimento do adesivo.

Cada camada de adesivo termofusivel pode acoplar-se ou unir-se a um ou ambos os elementos a ambos os lados do adesivo antes de esquentar-se por cima da temperatura de fusão respetiva.

Numa forma preferida une-se uma camada de adesivo termofusivel a pelo menos um elemento, preferivelmente uma camada de enrijecimento, antes da montagem da pilha. Após a montagem esquenta-se o adesivo termofusivel, a fundir o adesivo termofusivel.

Um painel pode montar-se com dois ou mais elementos unidos entre si por adesivo termofusivel num estado inicial, esquentar-se para fundir o adesivo termofusivel e então levar-se a cabo as etapas a) e b) . 0 estado inicial pode ser um estado geralmente plano, mas pode ser um estado curvado.

Podem utilizar-se adesivos diferentes de adesivos termofusiveis. Também podem utilizar-se adesivos termoestáveis que se endurecem de maneira irreversível mediante calor, irradiação ou como resultado de uma reação química, tal como adesivos de dois componentes ou de endurecimento catalítico. Os exemplos incluem resina epóxi e poliuretano. Normalmente tais adesivos termoestáveis curam-se em função tanto do tempo como da temperatura.

Também podem utilizar-se adesivos que se endurecem geralmente de maneira independente da temperatura ou cujo endurecimento pode provocar-se de maneira quase instantânea. Os exemplos incluem adesivos que se endurecem mediante a aplicação de radiação. Quando se utilizam tais adesivos então é somente o gradiente de temperatura o que proporciona o ajuste de curvatura. Assumindo que se utilizou o mesmo adesivo entre elementos, então as camadas adesivas podem endurecer-se a substancialmente o mesmo tempo.

Numa forma preferida a temperatura dos elementos reduz-se enquanto se mantêm o um ou mais gradientes de temperatura. 0 um ou mais gradientes de temperatura podem mudar com o tempo.

Numa forma, esfriam-se camadas de adesivo termofusivel até por debaixo da temperatura de endurecimento respetiva de maneira sequencial desde um lado (o superior ou inferior) da pilha. Sem embargo, a pilha pode esfriar-se desde ambos os lados (tanto o superior como o inferior) de modo que a(s) camada(s) para o centro da pilha se esfriam até a sua temperatura de endurecimento depois de que as camadas por cima e por debaixo se tenham esfriado até a sua temperatura de endurecimento.

Preferivelmente se utiliza o mesmo adesivo termofusivel entre elementos adjacentes, mas podem utilizar-se dois ou mais adesivos termofusiveis diferentes.

Numa forma preferida todas as camadas adesivas são do mesmo adesivo termofusivel. 0 painel preferivelmente tem quatro elementos e três camadas de adesivo termofusivel. A(s) temperatura(s) da(s) camada(s) de adesivo termofusivel (tanto se une(m) camadas adjacentes como se não) no momento em que se esfria outra camada de adesivo termofusivel até a sua temperatura de endurecimento pode(m) variar-se para compensar as variações em moldes e/ou para criar painéis que têm curvaturas diferentes à mesma temperatura.

Breve descrição dos desenhos A figura 1 é uma seção transversal através de um painel refletor realizado de acordo com uma forma de realização da invenção. A figura 2 é uma vista em planta desde debaixo de um molde para realizar o painel da figura 1. A figura 3 é uma vista lateral de um primeiro componente do molde da figura 2. A figura 4 é uma vista lateral de um segundo componente do molde da figura 2. A figura 5 é uma vista em seção transversal através do molde da figura 2 durante o fabrico de um painel refletor. A figura 6 é uma vista em detalhe de parte da figura 5. A figura 7 é uma vista em detalhe esquemática de parte da figura 5 que mostra um regime de esfriamento diferente.

Descrição detalhada de formas de realização preferidas e outras

Painel

Com referência aos desenhos mostra-se um painel de espelho solar 10. O painel compõe-se de um elemento refletor 12, dois elementos de enrijecimento 14, 18 e um elemento separador 16. 0 elemento separador 16 está intercalado entre os dois elementos de enri jecimento 14, 18 e um dos elementos de enrijecimento 14 está intercalado entre o elemento separador 16 e o elemento refletor 12. Três camadas de adesivo 20, 22 e 24, preferivelmente adesivo termofusivel, situam-se entre elementos adjacentes e amarram os elementos entre si. A(s) temperatura(s) de endurecimento das camadas de adesivo termoplástico 20, 22 e 24 está/estão por cima das temperaturas antecipadas às que o painel pode expor-se durante o transporte, o fabrico e a utilização. Prefere-se uma temperatura de endurecimento superior a aproximadamente 75 centígrados. O elemento separador 16 serve para separar os dois elementos de enrijecimento e aumentar a rigidez do painel em comparação com um painel que tem a mesma quantidade de material de enrijecimento numa única camada.

Os dois elementos de enrijecimento 14, 18 são preferivelmente ligeiramente maiores que o elemento separador 16, mas podem ser do mesmo tamanho. Um selador 26 está situado nas bordas do elemento separador 16 entre os dois elementos de enrijecimento 14, 18. O elemento refletor 12 é também menor que os elementos de enrijecimento. Isto é principalmente para limitar ou evitar o dano ao elemento refletor durante o fabrico, o transporte e a montagem. Os painéis podem armazenar-se ou transportar-se verticalmente e a realizar o elemento refletor menor, só se transferem cargas aos elementos de enrijecimento 14, 18. Se se deseja, o elemento refletor pode ser tão grande como os elementos de enri jecimento 14, 18. De maneira similar, se não se requer um selador, o elemento separador pode ser do mesmo tamanho que os elementos de enrijecimento.

Os elementos de enrijecimento 14, 18 são preferivelmente um metal e mais preferivelmente aço. Preferem-se folhas de aço que têm uma espessura de entre aproximadamente 0,3 mm e aproximadamente 1,0 mm. Na forma de realização preferida duas camadas de metal estão formadas do mesmo aço e têm a mesma espessura de aproximadamente 0,4 mm. Os dois elementos de enrijecimento podem formar-se por materiais diferentes e/ou espessuras diferentes. Podem utilizar-se resina reforçada com fibras, polímero ou folhas de plástico tais como fibra de carbono ou vidro como elementos de enrijecimento. O elemento separador 16 está preferivelmente formado por um material composto de madeira aglomerada com resina. Na forma de realização preferida o elemento 16 está formado por placa de fibra e preferivelmente placa de fibra de densidade média (MDF) que tem uma espessura de aproximadamente 6 mm, uma densidade de entre aproximadamente 600 kg/m3 e 900 kg/m3. Quando se utiliza tal placa de fibra de densidade média, preferivelmente tem uma espessura de entre aproximadamente 4,5 mm e aproximadamente 9 mm. Podem utilizar-se outros materiais, mas o material composto de madeira aglomerada com resina proporciona consistência em propriedades e a capacidade de resistir temperaturas por cima de 100°C sem degradação junto com baixo custo. O material composto de madeira aglomerada com resina pode ser um material de tipo placa de fibra, madeira contrachapada, um material de placa de partículas ou de lascas de madeira. Preferivelmente o material composto de madeira aglomerada com resina é placa de fibra de densidade média.

Podem utilizar-se outros materiais para o elemento separador, tal como colmeia de abelhas em aluminio ou papel; polimeros ou plásticos expandidos (espumados), tais como poliestireno, PVC, poliuretano, polipropileno, polimetilmetacrilamida (acrílico) e estireno acrilonitrilo (SAN) expandidos; madeira de balsa; bambu ou papelão. 0 elemento refletor 12 na forma de realização preferida é uma fina folha de vidro com um revestimento refletor (e pintura protetora ou similar) na sua superfície traseira (não exposta), que está unida pela camada de adesivo termoplástico 20 ao elemento de metal 14. A espessura do vidro é preferivelmente inferior a aproximadamente 1,5 mm e mais preferivelmente de aproximadamente 1,0 mm. Podem utilizar-se outros materiais como superfície refletora, tal como películas de polímero ou alumínio polido, ou sós ou sobre um substrato. Sem embargo, prefere-se vidro já que tem uma resistência ao arranhão superior que as películas de polímero e alumínio.

Embora o elemento refletor esteja formado por vidro, quando o painel foi montado é relativamente resistente aos impactos. A união ao elemento de metal 14 reforça esta fina camada de vidro e limita o dano por granizo e similar a zonas relativamente pequenas. A técnica de laminação de vidro sobre metal evita ou limita propagação de gretas e evita a rutura de toda a folha de vidro por um único impacto. Enquanto que a zona danada depende da natureza do impacto estas normalmente não são superiores a um círculo de 10 mm. A utilizar a estrutura descrita anteriormente e as técnicas de fabrico da invenção, descritas a seguir, os painéis podem fabricar-se com um erro médio de gradiente inferior ou igual a aproximadamente 5 milirradianos, mais preferivelmente inferior ou igual a 2 milirradianos e o mais preferivelmente inferior ou igual a aproximadamente 1 milirradiano. 0 erro de gradiente num ponto particular é o ângulo entre a perpendicular real à superfície nesse ponto e a perpendicular proposta nesse ponto.

Molde

Com referência às figuras 2 a 4 mostra-se um molde 50 para o fabrico do painel da figura 1. O molde 50 compreende um primeiro conjunto de elementos estruturais 52 e um segundo conjunto de elementos estruturais 54. Os elementos do primeiro conjunto estão dispostos geralmente paralelos entre si um ao lado de outro. Os elementos do segundo conjunto estão dispostos geralmente paralelos entre si um ao lado de outro e se estendem geralmente de maneira perpendicular através do primeiro conjunto.

Os elementos estruturais estão formados por chapa metálica e, tal como pode ver-se nas figuras 3 e 4, cada um tem uma base reta 56 e uma borda superior curvada convexa 58. Os elementos estruturais podem cortar-se de folhas de metal utilizando uma máquina cortadora automática, tal como uma cortadora laser controlada por computador. Utilizando uma cortadora deste tipo, as bordas superiores 58 podem cortar-se com precisão. O primeiro conjunto de elementos 52 está formado com ranhuras 60 que se estendem desde a borda superior 58 para a base 56 enquanto que o segundo conjunto 54 está formado com ranhuras 62 correspondentes que se estendem desde a base 56 para a borda superior 58. Os dois conjuntos 52, 54 podem, portanto, montar-se simplesmente colocando o primeiro conjunto 52 numa superfície plana e deslizando cada um do segundo conjunto 54 para baixo.

As bordas superiores 58, portanto, seguem uma superfície desejada. Esta superfície pode ser parte de uma esfera ou pode ser parte de um paraboloide de revolução, uma superfície que habitualmente denomina-se superfície parabólica, ou qualquer outra forma. Se se deseja uma superfície parabólica é relativamente fácil cortar os elementos 52, 54 de maneira apropriada, já que a borda superior 58 de cada elemento será parte de uma parábola.

Montada nas bordas superiores 58 dos primeiros e segundos elementos 25, 54 há uma camada 64 que forma a superfície de molde real 66. A camada 64 é preferivelmente uma folha de aço com um revestimento antiaderente no seu lado superior. A folha de aço 64 amarra-se às bordas superiores 58 utilizando uma combinação de soldadura descontínua e selador de silicone/cola e, portanto segue de maneira precisa a superfície definida pelas bordas superiores 58. Podem utilizar-se outras maneiras de amarrar a camada às bordas superiores. A curvatura da folha de aço está no intervalo elástico. A superfície de molde 66 é, portanto, uma superfície convexa. 0 molde pode fabricar-se de modo que a superfície de molde é côncava. Isto pode lograr-se cortando os elementos estruturais 52, 54 de modo que as bordas superiores 58 são côncavas em lugar de convexas.

Fabrico

Com referência à figura 5, o molde 50 utiliza-se para formar os painéis 10 a vácuo e, no método preferido, posiciona-se horizontalmente com a superfície de molde 66 na parte mais superior. Podem utilizar-se outros moldes. Os elementos do painel 10 colocam-se sequencialmente no molde para formar uma pilha, começando com o elemento de vidro 12, seguido de uma primeira folha de adesivo termofusivel 20, então o primeiro elemento de metal 14, uma segunda folha de adesivo termofusivel 22, o elemento de material composto de madeira aglomerada com resina 16, uma terceira folha de adesivo termofusivel 24 e finalmente o segundo elemento de metal 18. O molde tem dispositivos de localização, não mostrados, para garantir que as bordas dos diversos elementos estão substancialmente alinhadas entre si. Na prática, as camadas de adesivo termofusivel podem sobredimensionar-se para garantir que tenha adesivo por todas as superfícies a serem unidas.

Se se utiliza um molde com uma superfície de molde côncava os componentes inverter-se-ão e colocar-se-ão no molde na ordem inversa, com o elemento de metal 18 na parte mais inferior e o elemento de vidro 12 na parte mais superior. A superfície do vidro está, portanto exposta, com a camada refletora de metal na sua superfície inferior.

Embora se prefira a utilização de folhas de adesivo termofusivel, está dentro do escopo da invenção aplicar o adesivo termofusivel por outros meios, tais como pulverizando partículas líquidas ou sólidas de adesivo termofusivel sobre a superfície exposta de cada elemento. Isto pode ser antes ou depois da colocação na pilha. Deve entender-se que o termo "adesivo termofusivel" significa qualquer adesivo termoplástico que se funde ou se amolece por cima de determinada temperatura e o termo não tem nenhuma limitação em quanto à aplicação do adesivo.

No método preferido na atualidade, aplica-se adesivo a uma ou ambas das folhas de metal 14 e 18 antes da montagem e cada laminado de metal/adesivo coloca-se na pilha como uma única unidade.

Nesta etapa os elementos suportam-se geralmente no seu centro e simplesmente inclinam-se para baixo pela ação da gravidade e não seguem necessariamente a forma da superfície de molde. De maneira similar, se se utiliza um molde côncavo os elementos suportar-se-ão nas suas bordas e o centro inclinar-se-á para baixo para o molde pela ação da gravidade.

Coloca-se então uma bolsa de vácuo sobre a montagem e aplica-se um vácuo, forçando os elementos a conformar-se à superfície de molde 66. Podem utilizar-se outros meios de conformação dos elementos à superfície de molde. Como um exemplo, pode aplicar-se um fluido a alta pressão (direta ou indiretamente) à superfície exposta do elemento superior para empurrar as camadas para a conformidade com a superfície de molde. Pode utilizar-se uma platina com uma forma complementar à forma do molde. Os métodos de conformação de camadas a uma superfície de molde côncava ou convexa conhecem-se bem e a técnica específica utilizada não é crítica para a invenção.

Enquanto que se aplica o vácuo a montagem completa esquenta-se por cima do ponto de endurecimento das camadas de adesivo termofusível 20, 22, 24. Na técnica preferida, o molde e montagem completos colocam-se num forno industrial mantido a aproximadamente 130°C. A temperatura real não é crítica sempre e quando esteja por cima da(s) temperatura(s) de endurecimento do adesivo termofusível. O painel pode montar-se parcial ou completamente antes que se conforme à forma inicial e o adesivo se endureça enquanto o painel se submete ao gradiente de temperatura.

Dos ou mais dos elementos podem conectar-se entre si antes da montagem da pilha. Esta conexão pode realizar-se utilizando adesivo endurecido ou não curado. Portanto dois ou mais elementos, até e incluindo todos os elementos, podem conectar-se ou unir-se entre si num estado inicial e então colocar-se no molde e dobrar-se à forma inicial. 0 estado inicial não tem que ser plano. Podem utilizar-se adesivos diferentes do adesivo termofusivel que, quando não estão curados, têm suficiente "pegajosidade" para conectar os elementos entre si. Também podem utilizar-se pinças externas ou similares para conectar elementos entre si.

Quando se utiliza adesivo termofusivel para conectar os elementos pode ser necessário esquentar os elementos para fundir o adesivo antes da conformação à forma inicial.

Na técnica preferida, a temperatura da parte inferior da camada de molde mede-se no centro do molde, já que esta localização será a mais lenta em esquentar-se. Isto se mede utilizando um termopar 70 acoplado ao lado inferior da camada de molde 64. Podem utilizar-se outros meios de medição da temperatura da parte inferior da camada. Podem tomar-se temperaturas numa ou mais partes do molde, mas foi encontrado que uma única localização para a medição de temperatura proporciona resultados aceitáveis.

Um termopar 72 posiciona-se de maneira central na parte superior da bolsa de vácuo. Isto se utiliza mais tarde no procedimento.

Uma vez que as temperaturas medidas por um ou ambos os termopares 70, 72 estejam por cima de limiares que correspondem à fusão das três camadas de adesivo termofusivel, a montagem retira-se do forno e deixa-se esfriar num ambiente controlado enquanto que o vácuo permanece aplicado.

Na presente forma de realização o molde está formado por tiras de metal e um prato de molde de metal. Estes têm uma qrande massa e alto calor especifico em comparação com os componentes para o painel e a bolsa de vácuo. Como tal, o molde esfriar-se-á mais lentamente que a parte superior do painel 10. Isto dá como resultado um esfriamento diferencial entre os elementos superiores e inferiores do painel e os elementos alcançarão a(s) sua(s) temperatura (s) de endurecimento em momentos diferentes.

Mediante a modificação da velocidade de esfriamento da parte frontal do molde em relação com a parte traseira do molde, pode manter-se um gradiente de temperatura controlada através do painel à medida que o painel se esfria. Isto dá como resultado que as três camadas de adesivo termofusível alcançam a(s) sua(s) temperatura(s) de endurecimento em momentos diferentes quando se utiliza o mesmo adesivo termofusível para todas as camadas adesivas.

Nas formas de realização preferidas medem-se as temperaturas de pelo menos uma localização na parte superior do painel e pelo menos uma localização na parte inferior do molde. Podem utilizar-se os termopares 70 e 72.

Na forma de realização preferida o molde coloca-se numa localização a temperatura ambiente e sopra-se ar a temperatura ambiente sobre o lado inferior do molde. O ar pode soprar-se mediante um ou mais ventiladores.

Um programa de esfriamento mede as temperaturas e controla os ventiladores para variar o esfriamento do molde desde baixo. Opcionalmente, o programa de esfriamento também recebe uma entrada que identifica o molde e varia a quantidade de esfriamento de acordo com o molde especifico. 0 molde pode ter um código de barras 74 que se lê mediante um scâner adequado. Alternativamente, os moldes podem ter cada um uma etiqueta, marcador, protuberância ou outro componente que interage com um detetor, tal como um ou mais comutadores, que selecionam um de uma multidão de regimes de esfriamento. A invenção não se limita ao esfriamento desde baixo e inclui esfriar tanto a parte superior como a inferior, ou com esfriamento integrado no molde. Se se requer, pode aplicar-se calor a parte do molde (tal como a sua parte superior). 0 que é importante é manter um gradiente de temperatura controlada.

Com o presente molde inclusive com esfriamento desde baixo há um gradiente de temperatura através do painel estando o elemento superior mais frio que os elementos inferiores. Por conseguinte, a camada de adesivo termofusível mais superior 24 se esfria até a sua temperatura de endurecimento antes que as duas camadas de adesivo termofusível inferiores 20, 22. Quando a camada de adesivo termofusível superior 24 alcança a sua temperatura de endurecimento bloqueia o elemento de aço superior 18 ao elemento de material composto de madeira 16. O esfriamento continua. Acumulam-se tensões entre o elemento de material composto de madeira 16 e o elemento de metal superior 18 à medida que se esfriam porque os coeficientes de expansão do material composto de madeira e o aço são diferentes. As outras camadas de adesivo termofusível ainda estão por cima das suas temperaturas de endurecimento de modo que não se acumulam tensões entre outros elementos à medida que se esfriam.

Quando a camada de adesivo termofusível central 22 alcança a sua temperatura de endurecimento o elemento de aço inferior 14 bloqueia-se ao elemento de material composto de madeira 16, mas não o elemento de vidro. Acumulam-se tensões entre o elemento de material composto de madeira 16 e os dois elementos de aço 14, 18 à medida que continua o esfriamento, mas as tensões no elemento de vidro 12 não mudam à medida que se esfria o vidro.

Finalmente a camada de adesivo termofusível inferior 20 esfria-se até a sua temperatura de endurecimento e o elemento de vidro 12 bloqueia-se ao elemento de metal inferior 14.

Neste ponto, enquanto que ainda se aplica o vácuo e se mantêm os elementos conformados ao molde, os dois elementos de metal 14, 18 e o elemento separador 16 têm tensões integradas devido às diferentes quantidades de contração térmica. O vidro não tem tensões induzidas termicamente neste ponto.

Quando as três camadas de adesivo termofusível estão por debaixo do ponto de endurecimento pode retirar-se o vácuo. Após a retirada do vácuo as tensões acumuladas nos elementos dão como resultado que o painel se curva a uma forma que não é necessariamente a mesma que a forma da superfície de molde 66. O painel 10 deixa-se então esfriar até temperatura ambiente. As bordas do painel selam-se com um selador adequado 26 para evitar o dano por água, ar ou outros materiais. A forma do painel depende das tensões relativas induzidas nos elementos 14, 16, 18 antes que se endureça a última camada de adesivo termofusível. Isto por sua vez depende do gradiente de temperatura através de elementos unidos entre si quando se endurece cada camada de adesivo termofusível. Os seguintes três exemplos demonstram como podem criar-se diferentes formas de painel de espelho a partir de um molde idêntico mudando o regime de esfriamento diferencial.

Como primeiro exemplo, o painel esfria-se por igual (e de maneira relativamente lenta), não há nenhum regime de esfriamento diferencial e, portanto, nenhum efeito de gradiente de temperatura. Os três elementos alcançam a sua temperatura de endurecimento a substancialmente o mesmo tempo. As camadas bloqueiam-se entre si ao mesmo tempo e, a essa temperatura, não haverá nenhuma tensão induzida. A retirada do vácuo não dará como resultado nenhuma flexão do painel. A essa temperatura de endurecimento terá a forma do molde. Claro que o esfriamento a temperatura ambiente induzirá tensões que darão como resultado uma mudança de forma devido aos diferentes coeficientes de expansão.

Como segundo exemplo, se o painel se esfria desde um lado (e de maneira relativamente rápida) a temperatura da camada adesiva mais próxima a esse lado esfriado estará por debaixo do seu ponto de endurecimento quando se endureça a camada adesiva central. Suponha-se que o adesivo termofusível tem uma temperatura de endurecimento de 75°C. Com referência à figura 6, suponha-se que foi aplicada uma pequena quantidade de esfriamento ao molde 50. Devido à massa do molde 50, o painel foi esfriado desde a parte superior para baixo e a camada de adesivo termofusível superior 24 já foi esfriada por debaixo da sua temperatura de endurecimento de 75°C. Para quando a camada adesiva central se esfrie até 75°C o elemento de aço superior 18 pode ter esfriado até 60°C.

Em contraste, como terceiro exemplo com o mesmo molde, se foi aplicado mais esfriamento ao molde 50 as partes inferiores do painel terão esfriado mais rapidamente que antes (mas ainda mais lentamente que a parte superior). Como tal, o elemento de aço superior 18 não terá esfriado tanto no momento em que a camada de adesivo central 22 se esfria até 75°C e pode estar a 65°C em lugar de a 60°C. Como tal, as tensões induzidas serão menos. Quando se retiram os dois painéis do molde e se esfriam até a mesma temperatura as tensões induzidas darão como resultado formas diferentes umas de outras e o primeiro exemplo em que não havia nenhum esfriamento diferencial.

Pode utilizar-se este esfriamento diferencial de diversas maneiras, ou sozinho ou em combinação. Pode variar-se o regime de esfriamento para compensar as variações em condições ambientais, tais como temperatura ambiente, para garantir que se aplica um gradiente de temperatura consistente a painéis produzidos a partir do mesmo molde de modo que tenham uma forma consistente. Podem corrigir-se variações na forma de molde de modo que a forma final dos painéis se ajuste para compensar as variações na forma de molde (principalmente devidas a variações no fabrico dos moldes). Portanto se se deseja produzir painéis que têm substancialmente a mesma forma a partir de moldes diferentes pode variar-se o regime de esfriamento para cada molde para produzir diferentes tensões induzidas termicamente nos painéis para compensar as variações na forma de superfície de molde.

Também podem criar-se painéis de diferentes formas a partir do mesmo molde. Estes podem combinar-se de modo que se pode utilizar um conjunto de moldes para criar painéis que têm formas diferentes e, mais particularmente, conjuntos de painéis, tendo cada painel de um conjunto substancialmente a mesma forma que os outros painéis do conjunto e substancialmente diferente à forma de painéis de outros conjuntos. A descrição anterior supõe que todo o adesivo termofusivel de uma camada alcança a sua temperatura de endurecimento a substancialmente o mesmo tempo. Pode utilizar-se esfriamento diferencial para variar a forma de um painel variando também o tempo em que partes da mesma camada de adesivo termofusivel alcançam a sua temperatura de endurecimento ou para garantir que toda uma camada de adesivo termofusivel se endurece ao mesmo tempo.

Com referência à figura 7, um painel tem mais esfriamento aplicado nas suas zonas de borda, indicadas por setas grandes 80, que no seu centro, indicado pela seta pequena 82. Por conseguinte, as zonas exteriores de um elemento alcançam a temperatura de endurecimento antes da zona do centro. Isto provoca tensões induzidas nas partes exteriores quando a parte do centro alcança a sua temperatura de endurecimento. Isto pode lograr-se proporcionando ventiladores para diferentes zonas e modificando a velocidade de ventilador dos ventiladores para variar a velocidade de esfriamento.

Embora as formas de realização da invenção utilizem esfriamento do molde e os elementos inferiores dos painéis, apreciar-se-á que pode aplicar-se esfriamento à superfície superior ou tanto a superfície superior como a inferior. Além disso, pode aplicar-se ar quente a qualquer ou ambas as superfícies para lentificar a velocidade de esfriamento.

Utilizando estas técnicas de fabrico pode fabricar-se um painel com um erro de gradiente inferior ou igual a aproximadamente 5 milirradianos, mais preferivelmente inferior ou igual a 2 milirradianos e o mais preferivelmente inferior ou igual a 1 milirradiano. 0 MDF padrão utiliza resina de ureia formaldeído e foi encontrado que a temperaturas de 110-120°C o MDF se curvará e reterá a sua nova forma quando se esfrie até temperatura ambiente. Acredita-se que isto se deve ao amolecimento da resina de ureia formaldeído. 0 tempo também é importante -pode lograr-se o mesmo efeito a temperaturas inferiores (> 90°C) se a placa se mantém a essa temperatura durante algum tempo (por exemplo, 20 minutos). Acredita-se que isto reduz tensões no produto acabado em comparação com um separador que não experimenta amolecimento.

Embora o material composto de madeira aglomerada com resina seja o material separador preferido, podem fabricar-se painéis usando o método anterior que utilizam outros materiais para o elemento separador, tal como, mas não limitados a, colmeia de abelhas em alumínio ou papel; polímeros ou plásticos expandidos (espumados), tais como poliestireno, PVC, poliuretano, polipropileno, polimetilmetacrilamida (acrílico) e estireno acrilonitrilo (SAN) expandidos; madeira de balsa; bambu ou papelão.

Podem utilizar-se resina reforçada com fibra, folhas de plásticos ou polímero ou tecidos tais como fibra de carbono ou vidro como elementos de enrijecimento. Se se deseja, a pilha de elementos pode montar-se com a resina reforçada com fibra não curada, atuando a resina como o adesivo e curando-se a resina durante o procedimento de fabrico.

Embora se prefiram adesivos termofusíveis, pode(m) utilizar-se outro(s) adesivo(s).

Supondo-se que um adesivo que se endurece com o tempo, ou independentemente da temperatura ou não, mediante a criação de um gradiente de temperatura nas camadas os elementos estarão a diferentes temperaturas quando as camadas adesivas se endureçam. Por conseguinte, a quantidade em que a temperatura de cada camada muda desde a temperatura à que se uniu a uma camada adjacente até temperatura ambiente pode controlar-se controlando o gradiente de temperatura.

Uma vez fabricados os painéis podem montar-se diretamente numa estrutura de refletor solar, tal como se revela no pedido de patente PCT número PCT/AU2009/000725 que proporciona vigas geralmente paralelas sobre as que se podem montar painéis de espelho solar. Os painéis são o suficientemente fortes e robustos como para unir-se diretamente à estrutura e quando estão unidos têm a força para levar a uma pessoa que caminha sobre a superfície. Embora os painéis sejam fortes ainda têm a suficiente flexibilidade como para distorcer-se para conformar-se à forma das vigas. Se a forma do painel não coincide com a das vigas, o painel se dobrará para coincidir com a forma das vigas e, portanto, se aproximará à superfície ideal nessa localização mais próxima que de outra forma.

Isto permite construir uma superfície de espelho num refletor parabólico utilizando painéis que são todos substancialmente idênticos em forma e curvatura ou com um pequeno número de conjuntos de painéis substancialmente idênticos enquanto que ainda mantêm uma precisão ótica global excelente.

Portanto é possível produzir painéis para um espelho parabólico que são substancialmente idênticos. Isto leva a economias de custo significativas em tanto o fabrico como a montagem e evita o risco de colocar um painel na localização errada. Além disso, se se fabricam os painéis para ter uma superfície refletora substancialmente esférica, em lugar de uma superfície parabólica, podem colocar-se sobre as vigas em qualquer orientação.

Embora o método tenha sido descrito com referência ao fabrico de um painel que tem dois elementos de enrijecimento com um elemento separador colocado entre os mesmos, não se limita a realizar um painel assim construído e pode utilizar-se para o fabrico de painéis que têm outras construções. Por conseguinte, o método pode aplicar-se ao fabrico de painéis que têm menos de ou mais de dois elementos de enrijecimento e mais de um elemento separador.

Embora a forma de realização preferida utilize elementos de enrijecimento e separadores de tipo folha contínuos, estes não têm que ser contínuos e podem ter perfurações para reduzir o peso e/ou ajustar a flexão. A não ser que o contexto claramente indique o contrário, ao longo da descrição e qualquer reivindicação, as palavras 'compreende', 'que compreende', e similares devem interpretar-se num sentido inclusivo em lugar de um sentido exclusivo ou exaustivo; isto é, no sentido de "incluído, mas não limitado a".

Será evidente para os especialistas na área que podem realizar-se muitas modificações e variações óbvias às formas de realização descritas no presente documento sem afastar-se do escopo da invenção.

Claims (12)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Método de fabrico de um painel sandwich de espelho solar (10), o método caracterizado por compreender: proporcionar, empilhados um encima de outro, uma pilha de pelo menos: um elemento refletor de tipo folha (12) que tem uma superfície refletora; um primeiro elemento de enrijecimento de tipo folha (18), um elemento separador (16) situado entre os elementos refletor e de enrijecimento, com camadas de material adesivo (20, 22, 24) entre elementos adj acentes; conformar os pelo menos três elementos a uma forma inicial, e enquanto se mantêm os pelo menos três elementos conformados à forma inicial: (a) esfriar, esquentar ou tanto esquentar como esfriar os elementos para criar um ou mais gradientes de temperatura controlada: entre os elementos, dentro de um ou mais elementos, ou entre os elementos e dentro de um ou mais elementos, e, enquanto existem o um ou mais gradientes de temperatura controlada, (b) unir elementos adjacentes entre si com o adesivo entre eles.
2. 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por incluir a seleção de uma forma desejada e a criação do um ou mais gradientes de temperatura controlada de acordo com a forma desejada.
3. 3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou a reivindicação 2, caracterizado por a temperatura dos elementos variar-se enquanto se mantêm o um ou mais gradientes de temperatura controlada.
4. 4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 3, caracterizado por o um ou mais gradientes de temperatura controlada variar com o tempo.
5. 5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por as camadas de adesivo endurecerem-se de maneira sequencial desde um lado da pilha, ou uma primeira camada endurecer-se antes que outra camada mais próxima do centro da pilha que a primeira.
6. 6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por incluir um segundo elemento de enrijecimento de tipo folha (14) entre o elemento separador (16) e o elemento refletor (12).
7. 7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por cada elemento estar a uma temperatura diferente quando o adesivo se endurece ao elemento respetivo.
8. 8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por pelo menos uma camada adesiva ser um adesivo que se endurece dependendo da temperatura, incluindo adesivo termofusível; dependendo do tempo ou dependendo tanto da temperatura como do tempo.
9. 9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por a pilha montar-se com pelo menos uma camada de adesivo acoplada a pelo menos um elemento antes de conformar a pilha a dita forma inicial.
10. 10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por a pilha montar-se com pelo menos dois elementos unidos entre si num estado inicial por pelo menos uma camada adesiva respetiva antes de conformar a pilha a dita forma inicial.
11. 11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por as camadas de material adesivo entre elementos adjacentes serem camadas de adesivo termofusível e lograr-se a união de elementos adjacentes esquentando em primeiro lugar os elementos e o adesivo por cima da temperatura de fusão respetiva do adesivo e esfriando então a camada adesiva respetiva por debaixo da temperatura de endurecimento do adesivo.
12. 12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por a etapa de conformar os elementos incluir conformar contra uma superfície de molde.