k19 OFICINA ESPANOLA DEPATENTES Y MARCAS

ESPANA

k11 Numero de publicacion: 2 157 179k21 Numero de solicitud: 200000155k51 Int. Cl.7: F24J 2/12

k12 PATENTE DE INVENCION B1

k22 Fecha de presentacion: 26.01.2000 k73 Titular/es: M. TORRES INGENIERIADE PROCESOS, S.L.Ctra. Estrecho-Lobosillo, Km. 230320 Fuente Alamo, Murcia, ES

k43 Fecha de publicacion de la solicitud: 01.08.2001

Fecha de concesion: 12.03.2002 k72 Inventor/es: Torres Martınez, Manuel yVidal Albaladejo, Francisco

k45 Fecha de anuncio de la concesion: 01.05.2002

k45 Fecha de publicacion del folleto de patente:01.05.2002

k74 Agente: Buceta Facorro, Luis

k54 Tıtulo: Colector solar parabolico.

k57 Resumen:Colector solar parabolico, formado por un elementoparabolico (4) dispuesto en montaje orientable, me-diante incorporacion articulada y giratoria con res-pecto a una columna portante (7), frente al cualse situa un elemento (8) de menor diametro, enel que se incorpora un medio de aprovechamientoenergetico, constituyendose el elemento parabolico(4) por una composicion de sectores radiales que in-cluyen un espejo frontal dispuesto sobre una placade apoyo (12), los cuales sectores se disponen entreunos radios estructurales (14) respecto de los que seestablece la sujecion de las placas (12) por apresadode sus bordes, en tanto que los espejos frontales sedisponen fijados en correspondencia con las mencio-nadas placas (12).

Aviso: Se puede realizar consulta prevista por el art. 37.3.8 LP.

Venta de fascıculos: Oficina Espanola de Patentes y Marcas. C/Panama, 1 – 28036 Madrid

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DESCRIPCION

Colector solar parabolico.El desarrollo tecnologico, junto con otros fac-

tores, como la contaminacion ambiental y el pro-gresivo agotamiento de fuentes de energıa tradi-cionales, como el carbon y el petroleo, ha llevadoa estudiar el aprovechamiento de otras fuentes deenergıa naturales, como la eolica y la solar, queson limpias e inagotables.

El aprovechamiento de la energıa solar con-siste en captar las radiaciones solares, las cualescontienen diferentes tipos de radiacion, entre lasque cabe destacar la fotonica, que es transforma-ble en electricidad, y la termica, que es utilizablede diferentes formas.

Para el aprovechamiento de la energıa solarcon fines de produccion de energıa electrica, seutilizan paneles formados por celulas fotovoltai-cas, los cuales se situan en lugares estrategicos,convenientemente orientados para recibir las ra-diaciones solares.

La capacidad de las celulas fotovoltaicas paragenerar energıa electrica, depende de la intensi-dad de las radiaciones solares que reciban, porlo cual es importante el posicionamiento y la di-mension de la superficie captadora de las radia-ciones solares, habida cuenta de que las celulasfotovoltaicas tienen un rendimiento practico del15%, es decir que de la energıa solar captada soloun 15% se transforma en energıa electrica, mien-tras que el 85% restante es calor residual que sepierde.

El posicionamiento se ha resuelto mediantedisposiciones de orientacion cambiable, a base desujeciones articuladas con medios actuantes deorientacion; en tanto que la dimension superfi-cial captadora de las radiaciones solares, ha idoevolucionando progresivamente en funcion de de-sarrollos estructurales de soportes capaces de in-corporar paneles cada vez mayores.

En este sentido se ha ido desarrollando progre-sivamente la instalacion de, por ejemplo, panelesde 13 m2 hasta paneles del orden de 100 m2, pa-sando por fases intermedias de paneles de 38 m2,45 m2, o 57 m2, entre otras.

Una ultima solucion consiste en la disposicionde colectores solares en forma de disco parabolico,formados por una composicion superficial de espe-jos, mediante los cuales se recogen las radiacionessolares y se reflejan de manera concentrada sobreun panel mucho menor formado por las celulasfotovoltaicas.

Con esta solucion se resuelve un problema im-portante, ya que las celulas fotovoltaicas son demuy elevado costo, utilizandose como superficiecaptadora de las radiaciones solares un colectorformado por espejos, cuyo costo es mucho menor,para proyectar las radiaciones solares en formaconcentrada sobre un panel fotovoltaico de redu-cida dimension, en el cual se aprovecha toda laintensidad de las radiaciones solares captadas porel colector de gran tamano.

En sus realizaciones conocidas, los menciona-dos colectores parabolicos son estructuralmenteMUY complejos, ya que la superficie captadorade las radiaciones solares es de una composicioncuadricular, incluyendo en cada cuadrıcula un es-

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pejo, lo cual supone un montaje de construccionaltamente laborioso y ademas con la necesidadde orientar individualmente cada espejo para sureflexion hacia el panel fotovoltaico.

Por otra parte, las celulas fotovoltaicas, que secomponen de placas de silicio y semiconductores,bajan su rendimiento con el aumento de la tem-peratura, de manera que en torno a los 70◦C es lamaxima temperatura hasta la que resulta un ren-dimiento aceptable de las mencionadas celulas fo-tovoltaicas, siendo necesario disipar el calor paraque no se sobrepase dicha temperatura por la in-tensidad concentrada de las radiaciones solaresque se proyecta sobre el panel fotovoltaico de apli-cacion.

En funcion de todos los aspectos mencionados,de acuerdo con la presente invencion se proponeun colector solar parabolico realizado conformeunas caracterısticas constructivas que le hacen es-pecialmente ventajoso para la funcion captadorade las radiaciones solares y su proyeccion concen-trada sobre un elemento de poca dimension, en elcual se incorpora un medio de aprovechamientoenergetico, para producir electricidad o con finestermicos.

Este colector solar objeto de la invencion seconstituye por un elemento parabolico formadopor composicion mediante sectores casi planos,los cuales se incorporan respecto de un armazonque comprende un conjunto de radios estructura-les, entre los cuales se incluyen los sectores forma-dos por un espejo frontal y una placa soporte pos-terior, estableciendose la sujecion del conjunto,por medio de los radios estructurales, sobre un ejecentral portador, el cual se articula en juego debasculacion respecto de un soporte giratorio dis-puesto en el extremo de una columna portante,mientras que a una cierta distancia enfrente delelemento parabolico se situa el elemento incorpo-rador del medio de aprovechamiento energetico, elcual se sujeta sobre el mismo eje central o por me-dio de brazos perifericos sobre el propio elementoparabolico.

Se obtiene ası un conjunto capaz de captar enun area de gran dimension las radiaciones solares,las cuales se proyectan concentradamente sobre elmedio de aprovechamiento energetico, en el quela intensidad de dichas radiaciones resulta multi-plicada.

Los sectores del elemento parabolico son prac-ticamente planos en sentido transversal y con unapequena curvatura en el sentido longitudinal co-rrespondiente con la direccion radial del elementoparabolico, de manera que la concentracion de lasradiaciones en su proyeccion hacia el medio deaprovechamiento energetico solo se produce en elsentido radial, mientras que en el sentido trans-versal las proyecciones desde los distintos sectoresdel elemento parabolico se solapan sobre el me-dio de aprovechamiento energetico, consiguiendo-se ası una multiplicacion de la intensidad de lasradiaciones en un numero de veces que dependede la disposicion.

Por ejemplo, con un elemento parabolico de15 metros de diametro y un elemento portadordel medio de aprovechamiento energetico, de unostres metros de diametro, se utiliza una gran su-perficie captadora de las radiaciones solares, con

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una multiplicacion de la intensidad de las mismasen unas cincuenta veces en su proyeccion sobre elmedio de aprovechamiento energetico.

Los radios estructurales del elemento parabo-lico se forman por dos pletinas enfrentadas, entrelas cuales se sujetan por apresado de sus bordeslas placas posteriores de los sectores del elementoparabolico, en tanto que los cristales frontales dedichos sectores se sujetan mediante un perfil en“T” cuya rama central se apresa a su vez entrelas pletinas de los radios estructurales correspon-dientes.

Dichas pletinas componentes de los radios es-tructurales pueden tambien determinar un con-junto monopieza en forma de “U”, con o sin losbordes vueltos hacia afuera; mientras que en sucaso los espejos pueden tambien fijarse por pe-gado sobre las correspondientes placas de apoyo,sin necesidad del perfil en “T” para la suje-cion.

Los espejos de los sectores del elemento para-bolico se construyen por su parte con un cristalmuy transparente y de muy reducido grosor (deunos dos milımetros), realizandose dichos espe-jos planos, lo que permite una facil aplicacion dela capa especular; mientras que en la disposiciondel montaje dichos espejos se adaptan por grave-dad, merced a sus dimensiones, a la curvatura delelemento parabolico, resultando muy facil el mon-taje y sin tener que orientar particularmente cadaespejo, ya que estos quedan debidamente orienta-dos al adaptarse por flexion sobre el armazon delelemento parabolico.

Se obtiene ası tambien una estructura del ele-mento parabolico, muy economica y ligera, quepermite la utilizacion de elementos parabolicos degrandes dimensiones sobre estructuras de soportenormales.

Los radios estructurales del elemento parabo-lico, ası como las placas de apoyo de los espejosy el eje central, pueden ser de cualquier mate-rial con la resistencia adecuada para la funcionde cada uno de esos elementos, pero segun unarealizacion preferente se preve todo el conjuntodel mismo material, por ejemplo fibra de vidrio ocomposite, con lo que el coeficiente de dilataciones uniforme en todo el conjunto, evitandose ten-siones deformantes que podrıan causar la roturade los espejos.

El colector solar puede ser utilizado en lapractica para producir electricidad, disponiendoun panel de celulas fotovoltaicas como medio re-ceptor de la proyeccion concentrada de las ra-diaciones solares desde el elemento parabolico, ocon fines termicos, disponiendose un medio deaprovechamiento del calor como receptor de dichaproyeccion concentrada de las radiaciones solaresdesde el elemento parabolico.

En el caso de aplicacion de la radiacion so-lar concentrada sobre un panel de celulas foto-voltaicas, se preve la incorporacion de un sistemarefrigerador, con el fin de eliminar el calor queadquiere el panel de las celulas fotovoltaicas por laintensidad de las radiaciones solares, para que endicho panel la temperatura no sobrepase el lımitede rendimiento aceptable de las celulas fotovoltai-cas, que se halla entre los 60 o 70◦C.

Para ello es utilizable un sistema de refrige-

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racion por aire, mediante aletas disipadoras y unflujo de aire forzado, o bien un sistema de refri-geracion por agua, mediante un circuito de cir-culacion de agua y un radiador de disipacion delcalor, pudiendo establecerse en este segundo casoel circuito del agua en conexion con una red deagua caliente sanitaria, obteniendose ası un do-ble aprovechamiento de las radiaciones solares,para producir electricidad y como medio de gene-racion termica, en unas condiciones favorecedorasdel rendimiento.

Este colector solar objeto de la invencion re-sulta por lo tanto de unas caracterısticas muyventajosas, adquiriendo vida propia de por sı ycaracter preferente respecto de los medios que ac-tualmente existen para el aprovechamiento de laenergıa solar.

La figura 1 muestra una perspectiva vista por laparte posterior de un colector solar segun lainvencion.

La figura 2 es una perspectiva vista por delantedel mismo colector solar de la figura ante-rior.

La figura 3 es un detalle en perspectiva de ladisposicion del montaje entre dos sectoresdel elemento parabolico del colector solar.

La figura 4 es una vista desde la parte superiordel conjunto de la figura anterior.

La figura 5 es una perspectiva de la disposiciondel espejo de un sector del elemento para-bolico respecto de la correspondiente placade soporte.

La figura 6 es una perspectiva explosionada dela disposicion del montaje de un espejo enfijacion por pegado sobre la correspondienteplaca de apoyo.

La figura 7 es una perspectiva como la ante-rior con el espejo aproximado a la placa deapoyo para realizarse el curvado de fijacion.

La figura 8 es una perspectiva explosionada dela disposicion del montaje de un sector delelemento parabolico, con sujecion medianteun perfil en “T” y en relacion respecto de unradio estructural formado por dos pletinasindependientes.

La figura 9 es una perspectiva de la disposicionmontada del sector anterior.

La figura 10 es un detalle en vista frontal sec-cionada del montaje de dos sectores adya-centes del elemento parabolico en relacioncon un radio estructural en forma de “U”y los espejos fijados por pegado sobre lasrespectivas placas de apoyo.

La figura 11 es una perspectiva explosionada dela disposicion del montaje de un sector delelemento parabolico segun la disposicion dela figura anterior.

La figura 12 es una vista en seccion del elementoreceptor de la radiacion concentrada, segunun ejemplo de realizacion con un panelde celulas fotovoltaicas y refrigeracion poraire.

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La figura 13 es una perspectiva explosionada delelemento receptor de la radiacion concen-trada, segun la realizacion de la figura an-terior.

La figura 14 es una vista en seccion del ele-mento receptor de la radiacion concentrada,segun un ejemplo de realizacion con un pa-nel de celulas fotovoltaicas y refrigeracionpor agua.

La figura 15 es una vista en seccion del elementoreceptor de la radiacion concentrada, segunun ejemplo de realizacion con un panel decelulas fotovoltaicas y disposicion para elaprovechamiento del calor residual de dichaplaca.

La figura 16 es una vista en seccion del ele-mento receptor de la radiacion concentrada,segun un ejemplo de realizacion para funcio-nes termicas.

La figura 17 es un detalle del amarre de los ti-rantes de sujecion del elemento parabolicosobre un radio estructural de este.

La figura 18 es un detalle del amarre de un ti-rante de sujecion del elemento parabolico,respecto del soporte correspondiente sobreel eje central.

La figura 19 es una vista lateral del colectorsolar orientado horizontalmente, con repre-sentacion a trazo y punto de la proyeccionsolar incidente sobre el.

La figura 20 es una vista similar a la anterior,con el colector solar orientado oblicuamentehacia arriba.

La figura 21 es una vista lateral del colector solardispuesto en verticalidad hacia arriba.

La figura 22 es una vista lateral del colector solardispuesto en inclinacion hacia abajo.

La figura 23 es una perspectiva vista por la parteposterior del colector solar, segun otro ejem-plo de realizacion.

La figura 24 es un detalle en perspectiva del ex-tremo posterior del eje central del colectorsolar y la disposicion del amarre sobre el deun radio estructural del elemento paraboli-co, segun la realizacion de la figura anterior.

La figura 25 es un detalle en vista lateral de ladisposicion del montaje basculante del ejecentral del colector sobre la columna por-tante, segun dicha realizacion de la figura23.

La figura 26 es una perspectiva del eje central delcolector solar segun una realizacion para elmontaje con sujecion del elemento receptorde la radiacion concentrada sobre dicho ejecentral.

La figura 27 es una perspectiva del eje cen-tral del colector solar segun una realizacionpara el montaje con sujecion del elementoreceptor de la radiacion concentrada sobreel elemento parabolico mediante brazos pe-rifericos.

La figura 28 es una perspectiva vista por delantedel colector solar con sujecion entre el ele-mento parabolico y el eje central mediante

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tirantes unidos a la periferia del elementoparabolico.

La figura 29 es una vista lateral del colector solarsegun la realizacion de la figura 23 y con su-jecion entre el elemento parabolico y el ejecentral mediante tirantes unidos en la pro-ximidad de la zona media sobre el elementoparabolico.

La figura 30 es una vista lateral del colector solarsegun la realizacion de la figura 23 y consujecion entre el elemento parabolico y eleje central mediante tirantes como los de lafigura 28 y como los de la figura 29.

La figura 31 es una perspectiva vista por delantedel colector solar segun una realizacion delmontaje con sujecion del elemento recep-tor de la radiacion concentrada sobre elelemento parabolico mediante brazos pe-rifericos.

Las figuras 32 y 33 son sendas correspondien-tes vistas frontal y lateral del colector solarsegun la realizacion de la figura 31, con apli-cacion de la proyeccion de la radiacion solarconcentrada sobre un panel de celulas foto-voltaicas.

Las figuras 34 y 35 son sendas correspondien-tes vistas frontal y lateral del colector solarsegun la realizacion de la figura 31, con apli-cacion de la proyeccion de la radiacion solarconcentrada para el funcionamiento de unmotor termico.

El objeto de la invencion se refiere a un co-lector destinado para la captacion de radiacionessolares (1) y su proyeccion concentrada sobre unmedio de aplicacion tal como un panel de celulasfotovoltaicas (2), un motor termico (3), o cual-quier otro sistema de aprovechamiento energetico.

Dicho colector se constituye por un elementoparabolico (4), en disposicion de montaje respectode un eje central (5) que se incorpora en arti-culacion sobre un soporte (6) dispuesto de ma-nera giratoria en la cumbre de una columna por-tante (7).

En enfrentamiento axial a una cierta distanciarespecto del elemento parabolico (4) se disponeun elemento (8) de menor diametro, destinadopara incorporar el medio de aplicacion correspon-diente; pudiendo establecerse dicho elemento (8)en sujecion sobre el mismo eje central (5), comoen las figuras 1 y 2, o bien mediante sujecion conrespecto al propio elemento parabolico (4) pormedio de unos brazos perifericos (9), como en lafigura 31.

El eje central (5) puede en funcion de ello serlargo, segun la realizacion de la figura 26, dispo-niendo de enganches (10) en su extremo para elamarre de sujecion del elemento (8) por mediode oportunos soportes (11); o bien de una longi-tud reducida, segun la realizacion de la figura 27,cuando la sujecion del elemento (8) se establecemediante brazos perifericos (9).

El elemento parabolico (4) se compone poruna asociacion de sectores, cada uno de los cua-les comprende una placa posterior (12), sobre lacual se dispone por delante un espejo (13), comomuestra la figura 5, estableciendose la union de las

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placas (12) de los sectores adyacentes por apre-sado entre sendas pletinas (14) que determinanun radio estructural de montaje entre los secto-res componentes del elemento parabolico (4); entanto que los espejos (13) se sujetan por solapadomediante un perfil (15) en forma de “T”, cuyarama central se apresa asimismo entre las pletinas(14) del radio estructural correspondiente, comose observa en las figuras 3 y 4.

Las pletinas (14) se forman mediante recortepor laser y mecanizado posterior, definiendo deun modo exacto y estable la curvatura radial delelemento parabolico (4).

Los espejos (13) se construyen por su partecon un cristal muy transparente y de poco gro-sor (unos dos milımetros), realizandose planos, demanera que en el montaje dichos espejos (13) seadaptan por gravedad a la curvatura radial delelemento parabolico (4), quedando sin mas, porla incorporacion en el montaje adecuadamenteorientados con relacion al elemento (8).

Segun la realizacion de montaje indicada, elconjunto de cada sector del elemento parabolico(4) es incorporable en sujecion por apresado delos bordes laterales doblados de la placa soporte(12) entre las pletinas (14) de los correspondientesradios estructurales, estableciendose la sujeciondel espejo (13) frontal mediante un perfil en “T”(15) que se apresa tambien entre las pletinas (14)de los radios estructurales, segun representan lasfiguras 8 y 9.

El espejo (13) de cada sector puede sin em-bargo fijarse tambien por pegado, mediante unacapa de adhesivo (36), respecto de la correspon-diente placa de apoyo (12), adaptandose en estecaso el espejo (13) a la curvatura radial por grave-dad en el apoyo, tal como representan las figuras6 y 7, mientras que para la adecuada adheren-cia del pegado es realizable un complemento depresion por vacıo. Con esta disposicion pegadade los espejos (13) se puede prescindir de la in-corporacion del perfil en “T” (15) en el montaje,tal como representan las figuras 10 y 11.

La realizacion de los radios estructurales delelemento parabolico (4) puede ser tambien segununa monopieza (14.1) en forma de “U”, entre cu-yas alas es apresable el borde vuelto de las placas(12) de apoyo de los espejos (13) en las mismascondiciones que entre las pletinas (14) indepen-dientes anteriormente descritas, como se observaen las mismas figuras 10 y 11. Los bordes delas alas de la mencionada monopieza (14.1) enforma de “U” pueden ademas quedar vueltos ha-cia afuera, para favorecer el apoyo de las placas(12) en el montaje.

Todos los elementos del conjunto estructural,es decir el eje central (5), las placas (12) de loscristales (13) y los radios (14) o (14.1), puedenser de cualquier material con la debida resisten-cia, tal como acero, fibra de vidrio o composite,estando previsto, de forma preferente, que todoel conjunto sea del mismo material, para que lasdilataciones sean uniformes y no se creen tensio-nes deformantes que pueden causar la rotura delos espejos (13).

El eje central (5) incluye a su vez unos en-ganches (16), respecto de los cuales se establecela sujecion del elemento parabolico (4), mediante

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amarre de los radios estructurales (14) o (14.1)sobre dichos enganches (16), segun las figuras 1o 24.

El propio eje central (5) comprende ademasotros enganches (17), respecto de los cuales se es-tablece el amarre, como representa la figura 18, deunos tirantes (18) que por su otro extremo se suje-tan a los radios estructurales (14) o (14.1), deter-minando ası un conjunto que mantiene aseguradoy centrado al elemento parabolico (4) respecto delmencionado eje central (5). Dichos tirantes (18)pueden amarrarse sobre los radios estructurales(14) o (14.1) en una zona proxima a la periferiadel elemento parabolico (4), como en las figuras2 y 17, o en la misma periferia del mencionadoelemento parabolico (4), como en las figuras 28y 30.

El aseguramiento y centrado del elemento pa-rabolico (4) respecto del eje central (5), es reali-zable tambien mediante unos tirantes (18.1) quese incluyen entre el eje central (5) y los radiosestructurales (14) o (14.1) en una zona proximaal centro del elemento parabolico (4), como en lafigura 29, pudiendo establecerse asimismo el ase-guramiento conjuntamente con tirantes (18) y contirantes (18.1), como en las figuras 1 y 30.

Para mayor seguridad, el aseguramiento delelemento parabolico (4) es complementable conotros tirantes (18.2) dispuestos entre los radiosestructurales (14) o (14.1) y el eje central (5),por detras del elemento parabolico (4), segun lasfiguras 1 y 17.

De manera preferente, pero no limitativa, sepreve que los tirantes (18) y (18.1) incorporablespor delante del elemento parabolico (4) sean fle-xibles, del tipo de cables, y que los tirantes (18.2)incorporables por detras del elemento parabolico(4) sean rıgidos, del tipo de barras.

Los brazos perifericos (9) se sujetan en su casosobre los radios estructurales (14) o (14.1), en laperiferia del elemento parabolico (4), estando pre-vista ademas la union central de dichos brazos pe-rifericos (9), mediante tirantes de arriostramiento(19), respecto del eje central (5) de poca longitud,para mayor resistencia, como se observa en las fi-guras 31, 33 y 35.

En cualquiera de las realizaciones el eje central(5) incluye una conformacion posterior (20), me-diante la cual se sujeta articuladamente respectodel soporte (6) incorporado sobre la columna por-tante (7).

La conformacion (20) puede determinar, comoen la figura 1, un contrapeso (20.1), disponiendoseen relacion con el montaje articulado sobre elsoporte (6) un motor-reductor (21), mediante elcual es actuable un accionamiento de basculaciondel eje central (5) en sentido vertical.

Segun otra realizacion, como en las figuras 23y 25, la conformacion (20) puede determinar unbrazo de palanca, en relacion con el cual es incor-porable un cilindro (37), mediante el que es ac-tuable la basculacion vertical del eje central (5).

De esa forma, el conjunto captador de las ra-diaciones solares (1) es posicionable en la orien-tacion vertical que convenga, para recibir en laforma mas directa las radiaciones solares (1), talcomo representan las figuras 19 y 20, lo cual secomplementa con el giro del soporte (6) respecto

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de la columna portante (7), de manera que me-diante ambos movimientos, de basculacion y giro,puede orientarse el elemento parabolico (4) encualquier direccion para el seguimiento del sol enun adecuado enfrentamiento de recepcion con res-pecto a las radiaciones solares (1) en cada mo-mento.

Por otra parte, la basculacion del conjuntoasociado al eje central (5), permite situar a dichoconjunto en una posicion inclinada hacia abajo,para las operaciones de mantenimiento, como re-presenta la figura 22; en tanto que a partir de unadeterminada velocidad del viento el mencionadoconjunto es automaticamente basculado a una po-sicion vertical hacia arriba, como representa la fi-gura 21, ya que dicha posicion es en la que menosresistencia se ofrece al viento, pudiendo soportarmejor la fuerza de este.

La forma concava que radialmente presenta elelemento parabolico (4), hace que las radiacio-nes solares (1) resulten reflejadas por los espejos(13) con una concentracion radial hacia el ele-mento (8), mientras que en el sentido transver-sal los espejos (13) son practicamente planos, locual hace que la proyeccion reflejada de las radia-ciones solares (1), por los distintos sectores delelemento parabolico (4), se solape en el elemento(8), lograndose ası una multiplicacion de la inten-sidad de las mencionadas radiaciones (1), sobreese elemento (8).

La proyeccion concentrada de las radiacionessolares (1), que ası se consigue, es aplicable paraproducir electricidad, haciendose incidir sobre unpanel de celulas fotovoltaicas (2), o con finestermicos, haciendose incidir sobre un sistema decalentamiento, por ejemplo para actuar el accio-namiento de un motor termico (3), o cualquierotra aplicacion calorıfica.

Dadas las caracterısticas de las celulas foto-voltaicas, cuyo rendimiento disminuye con el au-mento de la temperatura, en el caso de aplicacionde la proyeccion concentrada de las radiacionessolares (1) sobre un panel de celulas fotovoltaicas(2), es necesario disipar el calor que se genera enel mencionado panel, para que la temperatura eneste no rebase los 60 o 70◦C, que es la tempera-tura hasta la que las celulas fotovoltaicas resultancon un rendimiento aceptable.

En ese sentido, se preve la incorporacion deun sistema refrigerador en relacion con el panelde celulas fotovoltaicas (2), pudiendo ser aplicadadicha refrigeracion mediante sistemas de aire opor agua.

Para la refrigeracion por aire se preve un mon-taje como el de las figuras 12 y 13, incorporandoseel panel de celulas fotovoltaicas (2) entre un cris-tal de proteccion (22) y una lamina (23) de mate-rial buen conductor termico, con separacion res-pecto de esta ultima mediante una lamina perfo-rada (24) de aislamiento electrico, mientras quepor la parte exterior de la lamina (23) se inclu-yen fijadas un conjunto de aletas laminares (25)perpendicularmente dispuestas, las cuales se rigi-dizan entre sı mediante tubos longitudinales dearmado (26).

Con ello ası, el calor que se genera en el pa-

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nel de celulas fotovoltaicas (2), al recibir las ra-diaciones solares (1) que se proyectan desde elelemento parabolico (4), es absorbido por la la-mina (23), disipandose dicho calor a traves de lasaletas laminares (25). Frente a las mencionadasaletas laminares (25) es incorporable ademas ac-cesoriamente un ventilador (36), para crear unacirculacion forzada de aire que haga mas efectivala accion disipadora del calor.

Para la refrigeracion por agua se preve en sulugar un montaje como el de la figura 14, in-corporandose el panel de celulas fotovoltaicas (2)entre un cristal de proteccion (22) y una lami-na (23) de material termo-conductor, con sepa-racion respecto de esta ultima mediante una lami-na perforada (24) de aislamiento electrico, mien-tras que por la parte exterior de la lamina (23)se incorpora otra lamina (27) de material termo-conductor, la cual en la cara correspondiente conla lamina (23) posee unos resaltes (28) que de-terminan ranuras (29) entre las dos laminas (23)y (27).

Las ranuras (29) configuran un circuito, porel cual se hace circular agua que hace de lıquidorefrigerante, absorbiendo el calor que la lamina(23) absorbe del panel de celulas fotovoltaicas(2), de manera que conectandose dicho circuitode circulacion del agua refrigerante con un radia-dor, se logra a traves de este la disipacion del ca-lor y el enfriamiento del agua. Dicha disipaciondel calor puede hacerse tambien en este caso masefectiva incorporando un ventilador accesorio (36)que produzca una circulacion forzada del aire encontacto con el radiador.

En la figura 15 se observa un montaje como elde la figura 14, incluyendo una capa de materialaislante termico (30) sobre la cara externa de lalamina (27), con lo cual se obtiene una disposicionque permite que el agua de refrigeracion circu-lante por las ranuras (29) retenga sin perdidas elcalor que absorbe de la lamina (23), siendo aco-plable el circuito refrigerador a una red de servi-cio de agua caliente, para aprovechar de un modopractico el calor residual de la refrigeracion.

El colector solar puede ser aplicado tambienpara la directa produccion de calor por la pro-yeccion concentrada de las radiaciones solares (1),para lo cual el elemento (8) se preve segun unmontaje como el de la figura 16, disponiendoseuna lamina (31) de alta conductividad termicay por detras de ella otra lamina (32) de mate-rial termo-conductor, la cual en la cara corres-pondiente con la lamina (31) posee unos resaltes(33) que determinan ranuras (34) entre las doslaminas (31) y (32); incorporandose sobre la caraexterior de la lamina (32) una capa de materialaislante termico (35).

Las ranuras (34) configuran a su vez en estecaso un circuito, por el cual se hace circular unfluido termico, tal como aceite, de manera que elcalor que ocasiona la proyeccion concentrada delas radiaciones solares (1) al incidir sobre la lami-na (31), produce un calentamiento a alta tempe-ratura del fluido termico, pudiendo ser aplicadoen relacion con cualquier sistema en el que serequiera un elevado calentamiento, por ejemplo

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para el accionamiento de un motor termico (3),como representan las figuras 31, 34 y 35, pudiendodestinarse igualmente para dicha aplicacion cual-

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quiera de las realizaciones del colector solar quese han descrito anteriormente.

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REIVINDICACIONES

1. Colector solar parabolico, del tipo formadopor un elemento parabolico (4) dispuesto en mon-taje orientable, frente al cual se situa un elemento(8) de menor diametro, en el que se incorpora unmedio de aprovechamiento energetico, caracteri-zado porque el elemento parabolico (4) se cons-tituye por una composicion de sectores radiales,cada uno de los cuales incluye un espejo frontal(13) dispuesto sobre una placa de apoyo (12), in-corporandose dichos sectores entre unos radios es-tructurales, en los que se establece la sujecion delas placas (12) mediante apresado de sus bordes,en tanto que los espejos frontales (13) se dispo-nen fijados en correspondencia con las placas deapoyo (12).

2. Colector solar parabolico, en todo de acuer-do con la primera reivindicacion, caracterizadoporque el elemento parabolico (4) se dispone in-corporando en sujecion respecto de un eje central(5), por medio del cual se establece en montaje ar-ticulado y giratorio con respecto a una columnaportante (7).

3. Colector solar parabolico, en todo de acuer-do con la primera y segunda reivindicaciones, ca-racterizado porque la sujecion del elemento pa-rabolico (4) se establece mediante amarre de losradios estructurales sobre el eje central (5), com-plementandose dicha sujecion por medio de tiran-tes (18), (18.1) y (18.2) incorporables entre lospropios radios estructurales y el mencionado ejecentral (5), por delante y por detras del elementoparabolico (4), con los cuales se asegura la estabi-lidad y el centrado de dicho elemento parabolico(4).

4. Colector solar parabolico, en todo de acuer-do con la primera reivindicacion, caracterizadoporque los espejos (13) de los sectores componen-tes del elemento parabolico (4) se constituyen pla-nos, adaptandose por gravedad a la forma de di-cho elemento parabolico (4) en el montaje, segununa ligera curvatura en el sentido radial y per-maneciendo practicamente planos en el sentidotransversal.

5. Colector solar parabolico, en todo de acuer-do con la primera y cuarta reivindicaciones, ca-racterizado porque la sujecion de los espejos(13) de los sectores componentes del elementoparabolico (4) se determina por solapado en susbordes mediante un perfil (15) en forma de “T”,cuya rama central se establece apresada tambienen los radios estructurales conjuntamente con lasujecion de las placas (12).

6. Colector solar parabolico, en todo de acuer-do con la primera y cuarta reivindicaciones, ca-racterizado porque la sujecion de los espejos(13) de los sectores componentes del elemento pa-rabolico (4) se determina mediante pegado con unadhesivo (36) en su apoyo sobre las placas (12)correspondientes.

7. Colector solar parabolico, en todo de acuer-do con la primera reivindicacion, caracterizadoporque los radios estructurales del elemento para-bolico (4) se constituyen por dos pletinas enfren-

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tadas (14), entre las cuales se establece el apre-sado de los bordes de las placas (12), pudiendodeterminar dichas pletinas (14) una monopieza(14.1) en forma de “U”, entre cuyas alas lateralesson apresables de la misma forma los bordes delas placas (12) en la sujecion del montaje.

8. Colector solar parabolico, en todo de acuer-do con la primera y segunda reivindicaciones, ca-racterizado porque el elemento (8) portador delmedio de aprovechamiento energetico se estableceen sujecion respecto del eje central (5), consti-tuyendose este con la longitud necesaria para quedicho elemento (8) quede situado a la distanciaadecuada respecto del elemento parabolico (4).

9. Colector solar parabolico, en todo de acuer-do con la primera, segunda y tercera reivindi-caciones, caracterizado porque el elemento (8)portador del medio de aprovechamiento energe-tico se establece en sujecion con respecto al ele-mento parabolico (4), mediante unos brazos peri-fericos (9), constituyendose el eje central (5) soloen la longitud necesaria para el amarre de los ti-rantes (18).

10. Colector solar parabolico, en todo deacuerdo con la primera reivindicacion, caracte-rizado porque en el elemento (8) es incorpora-ble un medio de aprovechamiento energetico for-mado por un panel de celulas fotovoltaicas (2),incluyendose dicho panel entre un cristal (22) deproteccion y una lamina (23) de material termo-conductor, con separacion respecto de esta ulti-ma mediante una lamina perforada (24) de ais-lamiento electrico, mientras que por la parte ex-terior de la lamina (23) se incluyen fijadas per-pendicularmente un conjunto de aletas laminares(25) para la disipacion del calor.

11. Colector solar parabolico, en todo deacuerdo con la primera reivindicacion, caracte-rizado porque en el elemento (8) es incorpora-ble un medio de aprovechamiento energetico for-mado por un panel de celulas fotovoltaicas (2),incluyendose dicho panel entre un cristal (22) deproteccion y una lamina (23) de material termo-conductor, con separacion respecto de esta ultimamediante una lamina perforada (24) de aislamien-to electrico, mientras que por la parte exterior dela lamina (23) se incorpora otra lamina (27) dematerial termo-conductor, la cual mediante unosresaltes (28) determina entre ella y la lamina (23)unas ranuras (29) que definen un circuito por elque se hace circular agua de refrigeracion, siendoconectable dicho circuito a un radiador de disi-pacion del calor o a una red de agua caliente parael aprovechamiento del calor.

12. Colector solar parabolico, en todo deacuerdo con la primera reivindicacion, caracte-rizado porque en el elemento (8) es incorporableun sistema termico formado por una lamina (31)de alta conductividad termica y por detras de ellaotra lamina (32) de material termo-conductor, lacual mediante unos resaltes (33) determina entreella y la lamina (32) unas ranuras (34) que de-finen un circuito por el que se hace circular unfluido termico, tal como aceite, para la captaciondel calor y su aplicacion como medio calefactor.

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OFICINA ESPANOLADE PATENTES Y MARCAS

ESPANA

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k21 N.◦ solicitud: 200000155k22 Fecha de presentacion de la solicitud: 26.01.2000

k32 Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

k51 Int. Cl.7: F24J 2/12

DOCUMENTOS RELEVANTES

Categorıa Documentos citados Reivindicacionesafectadas

A EP 0163801 A (FARINA GIUSEPPE) 11.12.1985, pagina 1, resumen; 1-12figura 1.

A US 3977773 A (HUBBARD WARREN M.) 31.08.1976, pagina 1, resumen; 1-12figuras.

A US 4252107 A (HORTON RICHARD H.) 24.02.1981, pagina 1, resumen; 1-12figuras.

A US 4335578 A (PONS ROBERT L.; OSBORN DOUGLAS B.) 22.06.1982, 1-12pagina 1, resumen; figura 1.

A WO 9506846 A (GOEDE GABOR) 09.03.1995, pagina 1, resumen; 1-12figuras.

A US 4423926 A (STOLPIN ROGER M.) 03.01.1986, pagina 1, resumen; 1-12figuras.

A US 4416262 A (NIEDERMEYER WILLIAM P.) 22.11.1983, pagina 1, 1-12resumen; figuras.

A US 4875467 A (MURPHY LAWRENCE M.) 24.10.1989, pagina 1, resumen; 1-12figuras.

Categorıa de los documentos citadosX:

Y:

A:

de particular relevancia

de particular relevancia combinado con otro/s de la

misma categorıa

refleja el estado de la tecnica

O:

P:

E:

referido a divulgacion no escrita

publicado entre la fecha de prioridad y la de presentacion

de la solicitud

documento anterior, pero publicado despues de la fecha

de presentacion de la solicitud

El presente informe ha sido realizado× para todas las reivindicaciones para las reivindicaciones n◦:

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19.06.2001 Ma¯ A. Lopez Carretero 1/1