DESCRIPCIÓN

TÍTULO DE LA INVENCIÓN.

Sistema Compatible de Captación Solar y Generación de imágenes

SECTOR DE LA TÉCNICA.

El sector de la técnica es el relacionado con la energía solar con concentradores reflexivos y las formas de dichos concentradores y la reproducción de imágenes e iluminación con concentradores reflexivos.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Existen multitud de patentes en el sector de la energía solar y hemos realizado búsquedas exhaustivas en las mismas sin resultados relevantes, lo que podríamos justificar porque el enfoque de esta invención no es de los corrientemente utilizados orientados a maximizar la captación y la eficiencia.

Sin embargo este sistema está orientado la captación de acuerdo con ia curva de la demanda, desperdiciando mucha de energía disponible a lo largo del año y primando la captación en el solsticio de invierno, y también al aprovechamiento de las zonas de máxima concentración para captar con elementos individuales y/o generar efectos estéticos. Por otra parte la invención tiene avances técnicos relacionados con los costes de fabricación y con la estética (como requisito muy relevante actualmente). En esta invención se profundiza en la optimización de los concentradores y los parámetros que intervienen en la resolución del problema técnico planteado.

PN - DE29813771 U U1 1999 216 DW200008, PR - DE19982013771 19980801

Invención alemana obtenida de la búsqueda del estado previo de la técnica realizada por la Oficina Española de Patentes y Marcas (OEPM), el área de captación son células fotovoltaicas y habla de una persiana solar apilable con lamas de un tipo particular de los contemplados aquí. En nuestra invención se describe un sistema de plegado, dado que no es sencillo hacerlo y también otros tipos de lamas más útiles y complejos de recoger, además de optimizaciones en los parámetros de captación y otros.

W01987000607) SOLAR HEATING FOR BUILDINGS. Procedente de la búsqueda de la OEPM. Utiliza concentradores profundos y horizontales, embebidos en vidrio pero no en configuraciones de paneles inclinados hacia el suelo como utiliza esta invención. Son de difícil fabricación y la concentración se logra con múltiples reflejos, que conllevan mucha atenuación de la potencia.

PN - WO2009002350 A1 20081231 DW200904 US2009173375 A1 20090709 DW200946 Esta invención se ciñe a lamas individuales formadas por el concentrador cilindrico móviles porque giran respecto a un eje físico paralelo ai eje longitudinal de la lama, que puede ir

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) pintada por detrás sin mencionar de que manera y que es una forma tosca de crear efectos visuales. Las lamas no pueden recogerse y están en un plano horizontal.

US 2010/0243019. Esta invención muestra un concentrador con área de captación horizontal sencillo, que daría problemas de evacuación de aguas, y se centra en la estructura de soporte del mismo y unos muelles para compensar las dilataciones.

WO8700607, DE3526858, busca adecuación de la captación a la demanda pero con soluciones diferentes de concentradores y áreas de captación, que producen multitud de reflexiones que minoran dicha adecuación y que tienen desventajas en costes y fabricación. También habla de embeber los concentradores en vidrio pero no utiliza las ventajas de inclinar el panel o la superficie del vidrio hacia el suelo.

Patente sueca N° 9702618-1 PUBLICADA 4 DE junio de 2002, únicamente utiliza uno de los tipos recogidos en esta invención que denominamos "concentradores con área de captación abajo", y dicho área de captación se limita a una doble envolvente que converge a una tubería, caracterizada porque el extremo del concentrador y el extremo del área de captación necesariamente están en la vertical. La geometría y puntos clave no son los de esta invención y no es capaz de generar imágenes, ni realiza la optimización de parámetros para captación de energía de acuerdo a la curva de la demanda, ni utiliza el mismo margen de elevación del eje de de concentrador, ni aplica las rotaciones de los paneles (con el significado de Rotación Horizontal definido en la descripción de la figura 1 ).

En múltiples patentes se reivindica la colocación de elementos individuales de captación en el eje del concentrador para conseguir grandes concentraciones sobre los mismos. Entre dichos puntos está el foco. En esta invención se determinan los puntos óptimos donde se obtienen dichas máximas concentraciones, que también incluye el foco, por lo que se entiende que todos los puntos como dicho foco que ya son estado de la técnica se excluirían de ser necesario de los que se reivindican es esta invención.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La calefacción representa entorno al 60% del consumo energético del hogar, unas 3 veces superior al de agua caliente sanitaria (ACS) y entre ambos suman entorno al 30% del consumo energético mundial, a lo habría que sumar los consumos en estos conceptos de la industria. Y lo que es peor la calefacción es completamente estacional y se necesita en los meses más desfavorables desde el punto de vista de la captación solar.

Los captadores solares convencionales están diseñados para obtener la máxima energía posible y captan más cuanto más favorables son las condiciones (mayor insolación y/o mayor temperatura, orientación al sur, etc.).

El problema que se plantea es que si un sistema de captación solar se dimensiona con suficientes captadores para cubrir las necesidades de energía térmica en invierno (de ACS y

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) calefacción), lo captado en verano sería varias veces superior a lo captado en invierno, mientras que la demanda veraniega puede ser 10 veces inferior a la invernal, incluso en estas épocas puede ser necesario "refrescar".

A esto hay que sumar que los captadores difícilmente llegan en invierno a temperaturas aceptables para calefacción y en general son considerados poco estéticos en el diseño arquitectónico.

El siguiente apartado describe la solución propuesta.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El Sistema Compatible de Captación Solar y Generación de Imágenes tiene como objetivo principal captar de forma pasiva la demanda mensual de energía térmica de una vivienda o edificio, hacerlo con suficiente temperatura y/o generar imágenes en los paneles o fachadas que ocupan. Y no sólo eso, si no también solucionar cada uno de dichos tres problemas técnicos por separado o cualquier combinación de los mismos, con realizaciones más simples y especializadas y vendibles por separado.

Básicamente, la adecuación a la curva de la demanda se realiza captando la radiación solar sobre un área de captación (AC) en invierno y la refleja en verano y lo hace mediante concentradores reflexivos estáticos cuyos parámetros se determinan para cumplir este objetivo. Paralelamente este sistema aprovecha las altas concentraciones que se producen en una curva que denominamos la envolvente de focos, para posicionar elementos individuales de captación, que pueden conseguir altas temperaturas, y/o para posicionar elementos de color de forma determinada que generan efectos visuales e imágenes que varían a lo largo del día y de las estaciones de! año y de forma dependiente o independiente de la posición del observador, con lo que el sistema soluciona dicho gran obstáculo para la integración de la captación solar en el diseño arquitectónico como es la estética. Y todo ello aprovechado la radiación concentrada cuando no está incidiendo sobre el AC.

Paralela o indirectamente la invención puede solucionar o mejorar un problema técnico adicional que es relativo a la iluminación por ejemplo de vías públicas, si dichos elementos de color son también emisores de luz, o translúcidos y existe iluminación interior a los paneles. Y secundariamente, la forma de generar las imágenes puede aplicarse a carteles o murales que están en el interior de un edificio, por ejemplo en un pasillo.

Dichas posiciones de máxima concentración, que rivalizan con las obtenidas con sistemas de seguimiento a un eje, posibilitan la obtención de altas temperaturas utilizables incluso para la generación de vapor y electricidad.

El sistema está diseñado para utilizar las fachadas y cubiertas de los edificios, incluso remplazando partes de las mismas, lo que resuelve el problema de la cantidad de superficie

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) necesaria y la contigüidad a la propia vivienda, para minimizar las pérdidas térmicas, y con una reducción muy importante de los costes asociados a la captación.

El sistema es capaz de cubrir hasta un 50-80% de las necesidades de energía térmica del hogar cuando la adaptación a la curva de la demanda es óptima, según las latitudes y la climatología.

Los tres problemas planteados: captación de energía de forma estática y de acuerdo con !a curva de la demanda, la obtención de altas temperaturas y la generación imágenes cambiantes en el panel u otros efectos visuales, se resuelven en esta invención con una misma tecnología o sistema basado en la utilización de un captador con una geometría perfeccionada, un área de captación optimizada en tamaño y posición para la captación de la radiación procedente de un rango de elevaciones solares determinado y que se optimiza para conseguir la semejanza a la curva de la demanda, y el aprovechamiento de las áreas adyacentes a dicho área de captación, donde se consiguen elevadas concentraciones cuando siguen una curva obtenida y que definimos como la envolvente de focos.

Solucionar cada problema por separado representa ya un avance técnico importante que es "vendible por separado" como una realización particular dei sistema para ese fin, pero el gran avance es solucionar todos ellos, o un subconjunto, con un sistema o invención única, que aprovecha tanto los momentos en que la energía debe ser captada, como los momentos en que la radiación no incide sobre el área de captación.

Muy básicamente el sistema está constituido por una solución "continua" de concentradores fijos (al menos fijos unos respecto de los otros) y sus áreas de captación. La forma plana que forma el Concentrador reflexivo, el Área de captación y las áreas Adyacentes a dicho AC es !o que denominamos CAA (Concentrador más AC y Adyacentes) y es la unidad básica de la invención.

En la figura 1 el CAA es la línea constituida por la superficie reflexiva, que va del punto 23 (el "extremo o comienzo del concentrador") al FSC (punto 2, final de la superficie concentradora), más un área adyacente al AC (6) que va desde el FSC al punto (18) que es el ACi, o extremo interior del AC. Desde ahí se continúa con el AC, que llega al punto (19) que es el ACe, o extremo exterior del AC, y desde ahí el otro área adyacente al AC, que va desde el ACe hasta el extremoPS (1 ) que es generalmente el comienzo óptimo del concentrador siguiente y que se determina en la optimización de la geometría.

Dicho CAA puede tener distintas configuraciones: CAA con AC abajo, como la figura 13 y la figura 14 donde el AC está por debajo del concentrador, o CAA con AC arriba como en el resto de las figuras incluida dicha figura 1. Otras como la figura 1 1 y la figura 15 son soluciones para tejados o planos inclinados y dicha figura 15 se denomina configuración en "CAA con AC desprendida" precisamente porque el AC está despegado de la "chapa" que

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) forman los concentradores 22, 22" y sucesivos. Por otra parte, dichos CAA con AC arriba o abajo, para verticales o tejados, pueden tener configuraciones destinadas a captar energía sobre un AC, de (18) a (19), como la figura 1 o la figura 14 o bien, destinadas a generar imágenes y/o a captar energía muy concentrada (figura 6 que no tiene un AC) posicionando elementos de color y/o captadores individuales respectivamente, sobre una envolvente optimizada (46) o bien, destinadas a una combinación de ambas formas como en la figura 13, que puede captar energía sobre el AC, (18) a (19) y a utilizar las zonas de máxima concentración puntual para generar colores en dicha envolvente optimizada que sería el tramo (19) a (1 ).

A la superficie que forma un CAA extruído o desarrollado en la dirección perpendicular a dicho CAA se denomina CAA cilindrico y el eje del CAA cilindrico es la línea, sustancialmente recta, que forman los focos de todos los CAAs (que son entonces cada sección recta de dicho CAA cilindrico).

Básicamente el sistema esta formado por una solución continua de CAAs cilindricos, que puede verse en la figura 1 , donde el CAA representado tiene otro por encima y otro por debajo, y a esta sucesión la denominamos en general "chapa de concentradores", para explicar ciertas realizaciones. Y dicha sucesión de CAAs cilindricos son los que realmente forman un panel o rellenan una pared.

La resolución de los tres problemas planteados tanto en realizaciones que resuelven uno en particular o todos elios efectúa optimizando los CAAs y la disposición entre los mismos, esto es, la optimizando ia geometría y la posición de los puntos clave, la forma del concentrador y su final en "envolvente de vértice", la curva de máximas concentraciones (envolvente de focos), la colocación de los elementos de color que crean la multitud de imágenes, la forma de disponer o colocar unos CAAs respecto a otros y también, y muy importante, la optimización de los parámetros que intervienen en la captación de energía, para adecuar la curva de captación anual a la de la demanda (entre otros, la forma y longitud del concentrador, el tamaño y la posición del área de captación, la configuración del sistema y el tipo de elemento captador)

Y dichas optimizaciones y curvas son prácticamente las mismas o muy similares para las distintas configuraciones de CAAs (con AC arriba o abajo, para captar energía y/o generar imágenes, u otras) y incluso si el sistema o "aparato" se realiza para resolver uno de los problemas en concreto o un subconjunto o todos ellos al mismo tiempo.

Por ejemplo, una de las realizaciones preferidas es la particularización del sistema para captar según la curva de la demanda y generar imágenes cuando no está captando la energía.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) Para facilitar la comprensión de la explicación detallada de la invención, esta se estructura en apartados correspondientes a los distintos avances, caracterizaciones y particularizaciones de la invención, con la página de comienzo:

Tipos de concentradores utilizables en la invención 6 Dispositivos de Captación 10

Tejados solares mejorados 13

Geometría mejorada del concentrador y del resto de elementos 15

Envolvente de focos y envolvente ACe-ACi 18

Envolvente de vértice optimizada 26 Generación de Imágenes 31

CAAs con AC abajo 40

Envolvente de conducto de luz 43

Lama, persiana y cortina solares 49

Optimización de parámetros para la captación de energía 57 Definiciones 66

Tipos de concentradores utilizables en la invención.

Nota 1 : la cantidad de parámetros necesarios y utilizados y su compleja definición, hace inevitable el uso de nombres reducidos y/o abreviaturas, que se recogen en dicho apartado y es muy aconsejable conocerlo o tenerlo a mano en la lectura de la descripción.

Nota 2: es importante entender y tener en cuenta que todo el desarrollo y las explicaciones son en ejes relativos al panel, más específicamente en ejes relativos a la sección recta del concentrador cilindrico, lo que es muy relevante cuando el panel tiene Rotación Horizontal. Nota 3: Las magnitudes de ángulos se miden en esta invención en grados sexagesimales y son positivos a derechas o sentido horario, al igual que el giro desde el eje x ai y es en este sentido horario, si bien esta elección arbitraria apenas tiene trascendencia en la descripción. Concentrador reflexivo cilindrico es un termino ampliamente utilizado en el campo de la energía solar, sin embargo en io relativo a la presente invención, Concentrador se utiliza refiriéndose a una línea sustancialmente cóncava reflexiva especular en la cara de la concavidad, pero que también en sentido más amplio puede ser una línea cóncava formada por tramos sustancialmente rectos o cóncavos, por ejemplo realizar una parábola con pequeños tramos rectos o de poca curvatura, que es útil cuando no se desea o no es seguro alcanzar grandes concentraciones. Concentrador reflexivo cilindrico es el desarrollo o extrusión de un concentrador según un eje sustancialmente recto y perpendicular a la sección de dicho concentrador plano y dicho eje es varias veces superior la longitud del

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) concentrador plano, y se evita referirse a concentrador o a CAA como figura en el espacio, salvo que este totalmente claro.

Y en la presente invención todo concentrador que no tenga "parábola equivalente ", según la definición del apartado de definiciones, se considera fuera del alcance de la presente invención.

Por claridad toda la descripción se realiza basada en concentradores que "miran hacia arriba", esto es con CAAs con AC arriba, como los representados en todas las figuras salvo en la figura 13 y figura 14 que son relativas a CAA con AC abajo. Esto últimos se describen cuando ya se han tratado todos los conceptos, parámetros y optimizaciones realizadas para CAA con AC arriba, y que son prácticamente idénticas que para CAAs con AC abajo corroborando la unidad de invención.

La parábola es el concentrador preferido para realizar la invención sin embargo todos los avances descritos son aplicables a muchas otras secciones reflexivas cóncavas (entre otras, la hipérbola, elipse, circunferencia..) por ejemplo: la determinación de la geometría y separación óptima entre concentradores, la posición y tamaño del área de captación (AC), la envolvente de vértice que se describe más adelante, el posicionamiento óptimo de elementos sobre los que se desea la máxima concentración puntual y otros.

De hecho, en una comparativa entre una parábola y una elipse con desviaciones en la posición de sus puntos entorno 1-2% de la longitud de la parábola, da unas concentraciones entorno al 5% inferiores que las de la parábola y se evita un foco de concentración "infinita" y sigue teniendo capacidad de generar imágenes cambiantes.

En el apartado de definiciones se incluyen las definiciones y caracterizaciones de la concentración puntual, del foco y del eje de un concentrador en sentido amplio, y si no quedasen bien determinados se utilizaran los de su parábola equivalente.

Los conceptos mencionados, concentración puntual, foco, eje etc. se ilustran gráficamente utilizando la figura 1 y figura 2. El tramo 15-23 de la figura 1 es ei tramo sin sombra cuando la elevación es igual a emax y suponiendo que no existieran el resto de tramos 15-2-18-19-1 que le dieran sombra, el dicho menor segmento que recibe todos los rayos reflejados de la dirección incidente (21 ) sería el intervalo que queda iluminado entre (18) y (20). Y suponiendo que ninguna otra dirección distinta a la (21 ) obtuviera un segmento más pequeño, el foco del tramo sin sombra sería el centro de dicho intervalo iluminado, el eje sería en ia dirección (21 ) pasando por el foco y el sentido contrario al (21 ). La concentración máxima absoluta sería la longitud de la proyección def tramo (15)-(23) sobre la perpendicular a la dirección (21), dividida por la longitud del dicho intervalo iluminado, que también es el dicho menor segmento.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) El área de captación debe ser lo menor posible, para maximizar concentraciones, y se dispone enfrentada al concentrador en una posición y con un tamaño tai que la radiación reflejada en el concentrador que incide sobre dicho AC (área de captación) "queda limitada" a unos ángulos de elevación de la fuente de luz máximo y mínimo de diseño, emax y emin, que son dos de los principales parámetros que se optimizan para que ei sistema cumpla las funcionalidades pretendidas.

Esto es, el rango de elevaciones para las que todos los rayos reflejados inciden sobre el AC queda limitado al rango entre emin y emax. Y un factor diferenciador en esta invención es que los valores de emin utilizados son bastante superiores que 0 ^o generalmente.

La superficie del captador siempre es física y reflexiva en toda su extensión (salvo tramos desaprovechados), sin embargo cualquiera de los otros 3 tramos (el AC y sus dos áreas adyacentes) puede ser líneas imaginarias, pero que siguen siendo necesarias de cara a describir y optimizar la geometría de esta unidad básica (el CAA) y sus disposiciones formando paneles.

Normalmente en CAAs con el AC arriba, el punto más bajo del CAA siguiente {el que tiene encima) u otro del propio CAA dado, crean sombras sobre el concentrador para elevacrón=emax, creando un tramo de sombra (del punto 15 al 2) próximo al vértice de ia parábola, que da lugar a la envolvente de vértice que se ve más adelante.

Esta sucesión de CAAs forman un panel y normalmente hay unión física entre todos los CAA y entre todas las partes de cada CAA, pero no necesariamente es así porque como hemos dicho algunas de las superficies AC y/o sus áreas adyacentes pueden ser líneas imaginarias. Por ejemplo en la figura 8 el AC es un hueco, una ventana que permite ef paso de la radiación concentrada para ser guiada a la parte trasera del panel mediante envolventes reflexivas. Otro ejemplo con líneas no materiales, ias áreas adyacentes al AC, sería el caso de un concentrador apoyado o unida a la pared, con unas tuberías sobre las que se concentra la radiación, también apoyadas en la pared, y este conjunto se repite uno debajo de otro y separados la altura apropiada para dar sombra en el sitio apropiado a la que tiene debajo, y es la geometría perfeccionada que aporta la invención lo que supone el avance tecnológico.

Sin embargo, utilizar superficies opacas reflexivas o de color claro como áreas adyacentes al AC proporciona una de las funcionales pretendidas en la invención que es reflejar, o evitar la absorción de energía, cuando ia radiación no incide sobre el AC, para "refrescar" la vivienda y/o el ambiente exterior y acomodar la curva de captación a la demanda estacional. Un caso especial de configuración del panel y del CAA es el de la figura 15, donde el área de captación está desprendida del concentrador y además el concentrador superior comienza donde acaba el inferior creándose un hueco o una separación entre la superficie

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) que une todos los extremos interiores de las ares de captación y la "chapa" de concentradores. Esta configuración se denomina en "CAA con AC desprendida".

Otro avance importante de la invención es la Rotación Horizontal (ver definición) del panel, que mejora los resultados de captación de energía y/o su ajuste a ia curva de la demanda cuando el panel no está orientado al sur.

Este ajuste o adecuación de curva anual de energía captada respecto a la demandada puede también incrementarse combinando paneles que están más optimizados para captar un pico de energía en meses muy fríos con otros que se optimizan para captar energía con una curva en "meseta" desde otoño a primavera.

El concentrador mas profundamente descrito, y que sirve para mostrar una forma particular de realizar y fabricar la invención, es una parábola "perfeccionada" con la envolvente de vértice, y que también es la curva que mejor cumple con los requisitos de los concentradores utilizables.

Se ha mencionado que la parte reflexiva del concentrador podría ser "corta", por ejemplo, sin llegar al punto (23) de ia figura 1 o por ejemplo que fuera de (23) a (24).

El AC seguiría recibiendo radiación concentrada y habría captación de energía, pero toda la radiación que incidiera en el tramo restante hasta el punto (15) o al punto (2) sería desaprovechada, produciría "pérdidas de área". Sin embargo esta realización o configuración sería apropiada para ubicar una ventana desde el punto 24 en vertical y que el conjunto del CAA tuviera la altura de una vivienda.

Una configuración muy simple y de bajo coste es crear una lama como en la figura 12, donde el concentrador de un CAA dado (22) se prolonga desde su extremo (23) para crear una o dos envolventes que ocupen el AC (tramo 18-19) del CAA anterior (el de debajo), que concentran más aún la radiación sobre el elemento captador de dicho CAA anterior (80). En el estado de la técnica hemos encontrado concentradores con envolventes que son prolongación del propio concentrador en su zona de vértice, ía opuesta al extremo del concentrador, y que albergan su propio captador, el correspondiente a dicho concentrador. Es el caso de la patente sueca N° 9702618-1 que se ha mencionado como antecedente y que puede tener problemas de acumulación de agua de lluvia en la envolvente y para delimitar un AC que capte únicamente ias elevaciones entre un rango dado.

La solución de la figura 12 es muy apropiada y de menor coste si se requiere que el captador esté próximo a la vertical o línea de tejado, lo que es muy apropiado para adecuar la captación a la demanda ya que poco después de emax la radiación concentrada sale del CAA (sale del extremoPS) y se refleja al espacio.

Este "concentrador con extremo prolongado en una o dos envolventes" es igualmente aplicable a CAAs con AC abajo y basta verlo rotando 180° la figura 12. Por esto, la

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) caracterización es válida para CAAs con AC arriba como para CAAs con AC abajo, y sería: una lama reflexiva que es el concentrador de un CAA dado se prolonga en su extremo con un tramo que llega al ACe del CAA anterior y desde este ACe se continúa mediante una o varias envolventes reflexivas hasta el ACi de dicho CAA anterior y que concentran los rayos reflejados en el concentrador sobre el elemento captador de dicho CAA anterior.

En principio creemos que esta es caracterización suficiente para el estado de la técnica y si no así, se complementaria con que el dicho tramo (23-19, figura 12) desde el extremo de! concentrador al ACe de CAA siguiente es menor que el 25% de la longitud del concentrador (aunque algunos casos podrían salirse fuera de este rango), y/o se completaría con que el "eje de simetría" de la o las envolventes lleva la dirección de la recta que va desde el centro del captador al punto medio del concentrador +-15° (que generalmente no es perpendicular al AC), y/o se completaría con que el elemento de soporte (97) del dicha lama "concentrador más envolventes", soporta también de forma independiente la tubería, o conducto de fluido en general, o captador (80) mediante un taco aislante (96), y/o se completaría con los dispositivos que se describen más adelante para evitar sobre presiones y/o sobre temperaturas y que se basan en [a propia dilatación de la tubería.

Dispositivos de Captación.

Como dispositivo de capitación de la radiación concentrada se puede utilizar cualquier captador convencional, células fotovoltaicas, tubos de vacío, placas planas, fibra óptica etc., no obstante se describen otros dispositivos de captación, presumiblemente novedosos.

Un dispositivo de captación mejorado es el "pincho", que como concepto es algo que conecta térmicamente por conducción el AC con el destino deseado, que generalmente es una tubería y/o un radiador-intercambiador con aire o con agua y/o un elemento que absorbe y acumula el calor, y que dicho destino permanece aislado térmicamente del resto de los elementos del CAA.

Básicamente es una pletina metálica a lo largo del AC, absortiva por fuera, que está aislada por el resto y de la que salen unas barras o pletinas metálicas, los "pinchos", que están aislados en todo su contorno y unidos en su extremo al elemento al que trasmiten el calor, un radiador o tubería o el muro de una vivienda, muro trombe, etc.

En la figura 5 los "pinchos" (32 y otros homólogos) atraviesan la chapa exterior del panel sin tocarla, minimizando las pérdidas de calor ya que generalmente esta es metálica, sobre todo en la parte reflexiva.

Detrás de esta chapa hay una plancha de aislante (elemento 21 ), que también es atravesada por los pinchos que en su extremos se fijan en una chapa interior, que podría estar troquelada para sacarle unas aletas para mejorar el intercambio de calor con el aire o que podrían soportarán tuberías.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) La ventaja de esta disposición es que los pinchos de "n" CAAs pueden converger a una única tubería, o conducto de fluido en general, proporcionándola casi la misma energía que con un sólo concentrador "n" veces mayor, que sería aproximadamente "n" veces más ancho.

Otra gran ventaja de esta configuración es que la chapa exterior, con el aislante intermedio y la chapa interior forman un panel de sándwich que es estructural mente muy resistente, y serian la pletina de AC y los pinchos los comprimen dicho sándwich.

Una configuración de pincho, aún sin cubierta transparente delante, tiene un balance energético positivo respecto a muro desnudo (evita pérdidas por radiación en invierno y absorbe más calor que el que cede, y en verano refleja calor al cielo).

Incluso en las paredes no soleadas la chapa de concentradores con el aislante minimiza las pérdidas de calor por radiación y conducción y además puede generan imágenes o colores cambiantes, como se ve más adelante.

Si la captación se realizara simplemente con tuberías en el AC, sería la pletina del AC la que ocuparía la parte exterior de la misma y la tubería estaría "soldada" a la misma en la parte trasera de la pletina, o al final de los pinchos. Con ello se puede adaptar fácilmente el panel para operar en distintas latitudes o ubicaciones que requieran distintos emax y emin, sin más que utilizar una pletina más ancha o estrecha, o recortar la existente, para modificar la posición del ACi y/o del ACe sin necesidad de utilizar otras tuberías o realizar modificaciones en el resto del sistema.

Otra ventaja de AC en pincho es que la pletina del AC no tiene porque ser continua a lo largo de todo el CAA cilindrico y puede seccionarse en varios tramos longitudinales cortos independientes. Un caso especial de "pincho" y que es solución preferida por su sencillez y versatilidad, es el AC en librillo o dispositivo de captación en librillo.

El librillo constituye a la vez la pletina, los pinchos y el radiador y puede conseguir el ancho requerido de área de captación con un simple doblez, por lo que un único modelo cubre los emax y emin requeridos para cualquier orientación de pared y localización geográfica de la instalación.

Básicamente es como un periódico pero con hojas de aluminio o metal conductor (detalle A de la figura 7). En el pliegue va fuertemente prensado o soldado en toda una franja para maximizar la transferencia de calor y por el lado opuesto las hojas se desplegarán en forma de florón o palmera para intercambiar calor de forma eficiente con el aire circulante (las hojas 61 , 62 y el resto, de la figura 7).

El mencionado pliegue prensado o soldado recibe un tratamiento absortivo o es pintado de negro en una franja de mayor ancho que el del mayor AC que pueda ser requerido, para poder realizar el doblez con el ancho de AC requerido en cada instalación.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) En !a figura 7 el tratamiento absortivo llega hasta el final del elemento 58 y el doblez de realizaría a lo largo de la franja absortiva para dejar únicamente una parte expuesta con el ancho del AC requerido. El resto del librillo se aislaría hasta la zona interior donde se desplegasen las hojas en palmera.

Los extremos laterales de la mencionada pletina prensada o soldada que es el elemento 56 del detalle A de la figura 7) se fijan los perfiles de soporte laterales o al marco del panel, mientras que la parte de las hojas está un poco rebajada para no interferir con dicha perfilería.

El concentrador y su aislante se fijan también a dicha perfilería lateral de forma similar a la pletina deí librillo, por ejemplo atornillando los extremos a la misma.

Otra forma de construcción muy simple sería que todas las hojas 61 y 62 fueran unidas o soldadas a en todo el panel constituyendo una única chapa, entonces el contorno exterior de dicha chapa formaría los cuencos o cubículos donde encajaría el conjunto o perfil formado por un concentrador y su aislante. Es decir aislante y concentrador constituirían un único bloque o perfil que encajaría en el cuenco que forma la chapa entre cada dos áreas de captación consecutivas.

Esa configuración sería lo que ocurriría en la figura 14 si la chapa 109 fuera continua. La "palmera" de hojas podría añadirse al AC (18-19 de la figura 14) posteriormente y sin necesitar la primera hoja absortiva. La palmera no necesariamente llevaría el mencionado doblez de los periódicos sino que el grupo de hojas sin doblar irían soldadas al AC en su franja central, desplegándose una palmera a cada lado, una desde el ACi y otra desde el ACe. Aún sin la palmera la configuración puede ser suficientemente eficiente y es muy sencilla. Lo mismo ocurre si la línea de dicha chapa 109 continua fuera la superficie de un muro o muro trombe en el que se han horadado surcos con dicha forma, y que sería un muro trombe mejorado, incluso aunque no llevará el aislante 21.

Otra versatilidad o funcionalidad importante de esta configuración en librillo es que resulta sencillo conformar un receptáculo para encajar una tubería o incluso constituir la misma, como se muestra en el detalle B de la figura 7, donde la cavidad 63 podría recibir una tubería o ir soldada a lo largo de la línea 64 para constituirla. Incluso el receptáculo podría ser una cavidad o concavidad que formará el AC por fuera para poder encajar o anclar la tubería tiempo después de la instalación.

Con ello el proyectista puede decidir si utiliza el sistema para calentar aire o agua o ambos, con la ventaja de que se pueden evitar posibles sobre temperaturas del agua al transferirse parte del calor al aire y si se requiere mayor temperatura en el agua, basta con estancar el aire. Con esto, un único sistema puede proveer agua caliente sanitaria y/o calefacción por aire o por suelo radiante, e incluso por radiadores. Esto mismo ocurre en la configuración de

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) pincho donde también la pletina puede tener una concavidad para alojar dicha tubería, o conducto de fluido en general y en la parte interior del CAA podría estar un muro o un sumidero de calor, no necesariamente un intercambiador de calor con el aire (o con otro fluido).

Lo anterior se caracteriza de forma general o común como que área de captación está unida térmicamente a un ¡ntercambiador de calor con el aire y a una tubería. Y si fuera necesaria mayor especificación para concretar dicha caracterización, está se completaría con lo referente al librillo con tubería y/o pincho con tubería.

Otro dispositivo o forma de captación es un AC hueca o transparente con el conducto de luz o envolvente de luz, descrito más adelante.

Todos los tipos de AC descritos pueden coexistir y ser útiles. Por ejemplo un librillo cuya hoja inferior es reflexiva y forma una envolvente de luz, puede aprovechar para captar calor en la parte externa del AC y transmitirlo al aire interior, mientras que en ta parte más interior del AC sería hueca o transparente y del extremo más externo de ese hueco partiría dicha envolvente de luz, para desviar la luz dentro de la habitación.

Tejados solares mejorados

La figura 1 1 y la figura 15 y sus descripciones muestran las soluciones posibles, siendo la primera la más recomendable en tejados de pendiente alta (relativa a la sección recta del concentrador).

Las soluciones para paredes verticales pueden considerarse como particularizaciones de la solución de tejado cuando la inclinación del mismo es 90°. Utilizando la figura 1 , para ganar inclinación de tejado el comienzo del CAA superior, el punto 1 , se iría acercando hacia el ACe del CAA inferior (punto 19) o bien se incrementaría la longitud del concentrador inferior sacando el punto 23 de la vertical.

La solución representada en la figura 11 es para flujos de aire que se calientan en el AC y pueden secundariamente calentar una tubería, pero puede ser cualquier otra, como la representada en el variante A (de la figura 1 1) donde una envolvente reflexiva (70) conduce la luz al interior del tejado para calentar los conductos de aire o de agua, o incluso se puede prescindir del forjado representado y que la luz ilumine directamente la vivienda o el edificio, a la vez que se realizan las funciones de cerramiento de la misma.

Cuando la inclinación del tejado baja de los 35°-45°, el punto 23 (figura 11) tendría que separarse mucho del comienzo del goterón (78) además de mantener la suficiente pendiente para la evacuación de aguas, y ello produciría pérdidas importantes de área "frontal".

Lo más conveniente en este caso es una solución en "CAA con AC desprendida" (figura 15) que por definición es la configuración en la que la línea que une los comienzos de los concentradores está por debajo de la que une los ACi (18) dejando el AC desprendida y sin

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) continuidad con los concentradores. Por tanto, en esta configuración el extremoPS no es el comienzo óptimo dei concentrador del CAA siguiente en ia configuración en "CAA con AC desprendida" como se verá en la optimización de la geometría.

Este "AC desprendida" debe estar aislado por arriba (121), y para minimizar las perdidas que produce la sombra de dicho AC (18-19, figura 15) sobre su propio concentrador (22) y/o sobre el concentrador siguiente (22"), dicho AC tiene en su parte superior una superficie cóncava reflexiva (115) que concentra la luz en el AC del concentrador de arriba.

Esta superficie reflexiva puede ser una parábola con el mismo eje y foco que el concentrador del CAA siguiente, concentrando ambos la luz en el foco de dicho CAA cuando ia elevación solar es eep. Sin embargo puede ser ventajoso que dicha parábola tenga un eje con inclinación igual a emax y el foco en el ACe del CAA siguiente, de esta forma los rayos reflejados en este tramo de parábola permanecen "más tiempo" dentro del AC de! CAA siguiente, es decir permanecen dentro de ese AC hasta elevaciones más bajas, y se evita aumentar más aún las concentraciones en el foco.

No obstante limitar la forma de esa superficie reflexiva a la de la parábola es demasiado restrictivo y podría ser negativo si no se desean grandes concentraciones, por lo que dicha superficie reflexiva se caracteriza como que sus puntos difieren menos de 5% de la longitud de! concentrador de una parábola cuyo eep y foco son los del CAA siguiente.

La posición óptima del extremo exterior de este tramo de parábola de encima del AC es el punto que en CAAs con AC arriba no desprendida era el extremoPS.

El extremo interior de dicha parábola se posicionaría en el punto que hace sombra sobre el ACi (18, figura 15) para elevación=emax y la longitud de esta parábola debe ser lo más corta posible es decir estar lo más baja posible, lo necesario para que quepa el aislante para el AC o lo suficiente para que quepa la envolvente de luz si el AC es de este tipo (variante A de la figura 15 que se describe en el apartado de envolvente de luz).

En el apartado de optimización de la geometría se justifican las posiciones del ACi y del comienzo del CAA siguiente que originan la aparición del escalón (116) y que sirve para solapar paneles con un goterón entre los mismos (117).

En el espacio entre el ACi y la chapa de concentradores se pueden colocar turbinas de aire o molinos que en los días de viento produzcan electricidad o aprovechen esta energía, ya que la propia forma e inclinación del AC canalizan mucho el aire a esa zona y aumentan su velocidad. Por otra parte, el área de captación puede tener una forma de perfil aerodinámico invertido para minimizan la fuerza aerodinámica sustentadora y mejorar la eficiencia de las turbinas.

Otra forma sencilla y poco costosa de crear esta configuración de "tejado con AC desprendida" se representa en la figura 19, que define un canalón reflexivo basado en una

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) configuración en AC desprendido (figura 15). Dicho canalón es de fácil fabricación por extrusión y da cobijo al AC. El elemento (1) es el "canalón" o perfil reflexivo, que incluye el concentrador principal y el de la parte alta del AC inferior (115 de figura 15). El elemento (2) puede ser un posible mamparo o refuerzo para sustentar el AC (que es de tuberías en ia figura). Normalmente se requerirá que exista cierta rotación de panel para que el agua desagüe y no se acumule.

La Rotación Horizontal a los CAAs (del panel) es también beneficiosa para la captación según la curva de la demanda.

Geometría mejorada del concentrador y del resto de elementos

Respecto a la geometría del CAA y del panel hay que determinar las posiciones y formas óptimas para los puntos o elementos que intervienen: AC, ACi, ACe, el comienzo óptimo del CAA siguiente (que sería el extremoPS), la Xmax si el concentrador es una parábola verdadera (o de la parábola equivalente del concentrador), la forma de la envolvente de vértice y el punto final de la superficie concentradora (FSC).

Como se ha indicado, este apartado se desarrolla para CAAs con AC arriba, por ejemplo el de figura 1 y posteriormente se añadirán algunas particularidades para CAAs con AC abajo (figura 13 y figura 14).

En configuraciones de CAA con AC arriba un tramo del concentrador que queda en sobra para la elevación igual a emax y que puede optimizarse en una "envolvente de vértice a AC mínima o a concentraciones puntuales" que se ve más adelante y que es independiente del tipo de concentrador y que resultan en un FSC optimizado según cual de los dos tipos de envolvente de vértice se aplique (pero que pueden coexistir).

Para CAA con AC arriba el lugar óptimo para el ACe es la intersección de los rayos reflejados cuando elevación=emax en el extremo del concentrador y en el PSP (entendiendo que dicho reflejo en el PSP se refiere al punto contiguo al PSP que queda iluminado). Gráficamente el ACe es el punto 19 de la figura 2.

Cuando se aplica la envolvente de vértice optimizada a AC mínima, el ACi óptimo se encuentra en la intersección de los rayos reflejados cuando elevación=emin en el extremo del concentrador y en el PSP. De no existir la envolvente de vértice optimizada a AC mínima y/o si la superficie reflexiva concentradora termina en un punto más próximo al extremo del concentrador que el PSP, entonces en lugar de PSP habría que utilizar dicho punto para obtener el ACi.

El contorno del captador no necesariamente es el segmento recto entre ACe y ACi, que es el AC, sino que puede ser conveniente que tenga cierta concavidad o convexidad, que no aumenta significativamente la superficie expuesta pero mejoran la perpendicularidad de la radiación incidente y la separación del foco.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) Para la optimización del punto de comienzo del CAA siguiente un punto relevante en !a geometría del CAA es el PSNP, definido como el punto de sombra natural en el concentrador, que es el punto del concentrador en el que la dirección del rayo reflejado coincide con la del incidente cuando la elevación de la radiación es igual a emax. En la parábola verdadera, su determinación matemática es sencilla y está en las coordenadas X=2*P*Tan{emax-eep) e Y=P*tan(emax-eep), donde P es la distancia del foco al vértice, que en todo el documente es P=5. Y la pendiente del rayo reflejado es -1/tan(emax-eep). Es el elemento 15 de la figura 1 , más claramente representado en figura 2.

El PSN es el corte entre la recta que pasa por el PSNP y tiene una inclinación igual a emax, con línea verticalSR o la línea de tejado, ia que corresponda. El PSN es el punto 1 , ver descripción de figura 2.

Otro punto muy relevante en la geometría del CAA es el mencionado extremoPS, que es extremo final del CAA y el comienzo óptimo del CAA siguiente en configuraciones de CAA con AC no desprendida.

Cuando la configuración es en CAA con AC desprendida dicho AC lleva una parábola encima, independiente del concentrador principal, cuyo comienzo óptimo sí es dicho extremoPS.

El extremoPS se puede optimizar para maximizar la energía captada minimizando las pérdidas de área de entrada (de la radiación) en el rango de emin a emax, y/o para minimizar el consumo de material en la fabricación, o por otros relativos a la obtención de grandes concentraciones puntuales.

En la figura 2 la recta de 19 a 21 forma un ángulo emax con ia horizontal, evitando pérdidas de área para elevación=emax, si el CAA siguiente empezara en otro punto, por encima del punto 1 , el nuevo tramo desde 19 a dicho otro punto recibiría iluminación directa para eíevación=emax produciendo pérdidas de área innecesarias, y el ACe sería el punto que daría sombras en todo momento y la envolvente de vértice optimizada para obtener el AC mínima sería un circulo con centro en el ACe.

No obstante si ei comienzo del CAA siguiente está en el PSN no existen pérdidas de área para elevación=emax y se reduce el consumo de material. Sin embargo el tramo ACe- extremoPS sí recibe radiación directa entre emin y emax, produciendo ciertas pérdidas de área.

Un lugar más conveniente para ubicar el extremoPS para optimizar la captación de energía sobre un AC, esto es, para comenzar del CAA siguiente es el punto de la línea de tejado tal que la recta entre este punto y el ACe tiene una inclinación emin sobre la horizontaISR. De esta forma no existirían pérdidas de área en el rango emin-emax, esto es toda la radiación

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) incidente en el panel durante ese rango se concentra en el AC. Si bien, en esta configuración aumentaría el consumo de material.

Se entiende gráficamente en la figura 1 si el punto 1 se desplazara al punto intersección entre el rayo 9 y la verticaISR. Realmente el extremoPS quedaría algo por encima de dicho punto de intersección ya que esta bajada del punto que genera las sombras hace que el ACe se eleve y habría que elevar ligeramente dicho punto, que es el que genera las sombras, en un proceso iterativo, hasta que el ACe y el extremoPS formen un segmento de inclinación emin. Pero teniendo en cuenta que esta configuración aumenta el consumo de material respecto a la que el extremoPS se encuentra en el PSN, la elección óptima puede ser un punto intermedio.

Como hemos dicho, no siempre el CAA siguiente puede comenzar en e! punto óptimo. Por ejemplo, cuando existe un "goterón" sería el extremo inferior del mismo el que constituiría el extremoPS o estaría próximo al mismo y formando una recta con una inclinación entre emin y emax con dicho extremoPS y el comienzo del concentrador del CAA siguiente quedaría en la posición del extremoPS más la proyección del goterón sobre la línea de tejado, y podría estar por encima del PSN. Igualmente podría quedar más alto por razones constructivas o para ubicar aislante encima del AC.

En CAA con AC desprendida también se optimiza la captación utilizando la envolvente de vértice y la determinación de ACi que se ha descrito. Sin embargo la ventaja de esta configuración con AC desprendida es que permite dicho el extremo interior del AC (el ACi) se acerque más al ACe dejando pasar rayos como el 1 18, 1 19, 120 de la figura 15, que incidirán sobre las áreas de captación de concentradores superiores. Por tanto el ACi estaría en la recta que une el extremo del concentrador (22) y el ACe del siguiente concentrador (22"), y también debe estar en el rayo reflejado en el PSP para elevación=emin, por lo que el ACi es el punto de corte de ambas rectas.

Por otra parte el comienzo del CAA siguiente (el comienzo del concentrador 22") puede elevarse respecto al FSC del concentrador inferior hasta que dicho comienzo interceptase el mencionado rayo reflejado en el PSP del concentrador (22) cuando elevación = emin, originando el escalón (1 16).

Esta elevación del CAA siguiente eleva también la posición de su ACe dejando el ACi del CAA inferior todavía más cerca del ACe de dicho CAA inferior.

La posición más alta de este escalón es tal que para elevación=emin no se intercepte ningún rayo reflejado en el concentrador inferior, por lo que esté punto vértice del escalón está en el corte cuando elevación=em¡n de los rayos reflejados en el extremo del concentrador inferior y en su PSP. Es decir lo que era el ACi en la configuración de AC no desprendido.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) Hay que resaltar que eep, emax y emin son relativos al panel ("como ve el panel al sol"), lo que es muy relevante cuando el panel tiene "Rotación Horizontal".

Envolvente de focos y envolvente ACe-ACí

Las mayores concentraciones se consiguen colocando los elementos individuales en el segmento de menor longitud en el que inciden todos los rayos reflejados para cada elevación dada. En la figura 6 se muestran dos de estos segmentos, el segmento 41 resultante de los reflejos de la radiación incidente según los rayo 42, 42' y paralelos a los mismos, y el segmento 40 resultantes de !a radiación incidente según los rayos 43, 43' y paralelos.

Cada segmento tiene un punto exterior, el punto (50) del detalle, uno interior (53) y un punto medio (51 ), que ya se definió como el foco para la elevación de la fuente de radiación origen de los rayos 43 y homólogos.

La envolvente de focos (49) es la curva que une los puntos medios de todos los segmentos mencionados, resultantes de las distintas elevaciones de la fuente de luz (curva 49 inmediatamente por encima de la resaltada en negro en el lado a la izquierda del foco). Esta envolvente es una buena solución para colocar los elementos individuales de captación sobre todo si son de menor tamaño que dichos segmentos.

Sin embargo hay una envolvente similar a la de focos y que llamamos envolvente ACe-ACi que según el caso proporciona mejores resultados, por ejemplo para colocar las franjas de colores para la generación de imágenes, que se ve más adelante.

En lugar de utilizar la curva formada por los puntos medios de los segmentos de máxima concentración, figura 6 punto 51 y homólogos, la envolvente ACe-ACi esta formada por ios puntos exteriores (el 45 y homólogos) de los segmentos correspondientes a elevaciones mayores que eep, como la del rayo 42, y del otro lado del foco del concentrador (5), que ocurre para las elevaciones menores que eep, se utilizan los puntos interiores de los segmentos, como el punto 53 y sus homólogos. Es la curva (46) resaltada con trazo negro. En circunstancias normales esta envolvente ACe-ACi estaría formada por los puntos intersección de los rayos reflejados en el extremo del concentrador (23 figura 6) y en el punto de dicho concentrador que acaba de dejar de estar en sombra, para cada elevación, salvo que exista la envolvente de vértice optimizada a concentraciones, en cuyo caso normalmente es la intersección los rayos reflejados en el punto de comienzo de la envolvente de vértice y en el extremo del concentrador, la que determine ta parte final de la envolvente ACe-ACi, y esto aplica a todos los dichos puntos del concentrador que acaban de dejar de estar en sombra y que están más atrás (más lejos del extremo) que dicho punto de comienzo de la envolvente de vértice.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) El objetivo de la envolvente de vértice optimizada a concentraciones es precisamente ese, que los rayos reflejados en los puntos de dicha envolvente de vértice no aumenten el tamaño del segmento de concentración que forma el resto del concentrador.

La posición del extremoPS (1), que es el punto que genera las sombra sobre el concentrador, modifica la posición y el tamaño de los segmentos de máxima concentración, (40 y 41 y sus homólogos para otras elevaciones), existiendo una posición óptima para el extremoPS, que es que pertenezca a la curva de los puntos que cumplen que el rayo incidente que pasa por dicho punto ("A") refleja sobre si mismo cuando el rayo que incide sobre el extremo del concentrador refleja hacia dicho punto ("A"). Es la curva (44).

Generalmente, y casi óptimamente, los extremos de los concentradores y los extremosPS estarán en una misma recta que es la línea de tejado {que el caso de la figura 6, en la que la línea de tejado es ¡a vertical), por lo que dado el concentrador del CAA, con su eep y su "tamaño" o Xmax, dicho extremoPS está en una posición única determinada, que es el punto de corte de la línea de tejado con el rayo que refleja sobre si mismo cuando el rayo reflejado en el extremo del concentrador va según la línea de tejado (1 de la figura 6).

Cuando el concentrador es una parábola y la línea de tejado es vertical, la condición anterior se da para emax= -0,275 ^* (Xmax-10) ^A 2 + 5,9 ^* (Xmax-10) + 2*eep +-3°, y el ACe correspondiente a esa situación es el extremoPS buscado. Y esto se añadiría como reivindicación dependiente o mejora si fuera necesario acotar la caracterización.

Sin embargo esta condición o mayor especificación de que "los extremos de los concentradores y ios extremosPS estén en la misma recta que es la línea de tejado" se establece como reivindicación dependiente, y que también complementa por separado a otra relativa a que los CAA se inclinan hacia el suelo y a otra relativa a que los CAA pueden estar embebidos en un elemento de mayor índice de refracción que el aire.

Dicho punto extremoPS es el comienzo óptimo de las envolventes de focos y ACe-ACi y del CAA siguiente y se le aplica un margen a su posición de +-20% de la longitud del concentrador, que puede ser reducido incluso al +-5% o menos, perdiendo algunos casos. Dicho margen del 20% se debe a que, aunque el punto de sombra de comienzo no fuera el óptimo, la envolvente de máxima concentración resultante puede dar resultados aceptables. La elevación a la que e! rayo reflejado en el extremo del concentrador se sale del extremoPS (que normalmente estará en la línea de tejado), es la elevación máxima a concentraciones puesto que a partir de dicha elevación una parte de los rayos reflejados por el concentrador salen del CAA. En el proceso de generación de imágenes para un observador en la calzada, dicha elevación se llama "inclinación máxima del punto de vista del observador", ya que a partir de ella se producen reflejos en el concentrador que salen fuera del mismo, yendo hacia la calzada.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) Como se ha mencionado la envolvente de focos y la envolvente ACe-ACi son próximas y se caracterizan de forma común como que: "casi todos" elementos captadores o los elementos para la creación de imágenes se posicionan a una distancia inferior al 20% de la longitud del concentrador de la línea formada por los puntos medios de los mínimos segmentos que reciben todos rayos reflejados en el concentrador en las distintas elevaciones dentro del rango de elevaciones para concentraciones máximas, es decir el rango de elevaciones para las que se desea obtener o aprovechar las máximas concentraciones puntuales. Dicho margen del 20% podría reducirse al 10% con resultados aceptables e incluso al 5%.

Si se requiriese mayor especificación, ambas envolventes, ACe-ACi y de focos, se reivindicarían y caracterizarían por separado y dejando la envolvente de focos como lugar óptimo para la ubicación de captadores individuales, como tuberías u otros captadores que se diferencian de sus contiguos, y la envolvente ACe-ACi para elementos de color para la generación de imágenes, y también se reducirían los márgenes de tolerancias.

La envolvente de focos y la envolvente ACe-ACi describen una curva en S próxima a la recta que une el punto de comienzo óptimo (el extremoPS determinado) con el foco del concentrador del CAA, por lo que dicha curva puede ser caracterizada como que está comprendida en el sector con vértice en el punto de sombra descrito {el extremoPS) y con margen de +-15° alrededor de dicha recta entre dicho extremoPS óptimo y el foco. Este margen podría reducirse a +-5° perdiendo partes de la curva óptima.

En lugar de posicionar multitud de elementos captadores individuales a lo largo de la envolvente de focos, se puede utilizar una única tubería (o elemento captador) que se mueva a lo largo de una guía con la forma de dicha envolvente y ocupando en cada momento el punto de ella donde se concentra la energía.

El uso de la envolvente de focos hace que el mencionado menor segmento donde se concentran todos los rayos tenga la misma inclinación aproximadamente dentro del rango de elevaciones, que es +-30° respecto a la horizontalSR.

Esto permite que la tubería pueda permanecer fija dejando una pequeña parte expuesta y que el concentrador se desplace, de forma paralela sustancialmente a si mismo siguiendo una guía con la forma de la envolvente de focos, tal que en cada momento dicha parte o zona expuesta ocupe la posición de máxima concentración correspondiente a la elevación en dicho momento, lo que es novedoso, ventajoso a nivel de costes y sencillo por el escaso peso del "bloque de concentradores". Y dicho "sustancialmente" sería un margen de +-30°, que podrían ser incluso +-5°, en lugar de +-30° cuando todos los concentradores forman un bloque.

Dado que el captador individual puede permanecer fijo, una posibilidad muy apropiada y relativamente simple sería que una o varias células fotovoltaicas alargadas recibieran la luz

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) concentrada, y que estuvieran adheridas por detrás a una tubería o conducto de fluido, que las refrigerara y aprovechara el calor captado. Esta posibilidad se considera una mejora sobre la caracterización de "elemento individual fijo respecto al que se mueve el concentrador", y se añadiría a la misma si no fuera suficiente.

Obviamente pueden ser ambos dos, captador y concentrador, los que se muevan, siempre que la inclinación del concentrador se mantenga dentro de esos márgenes y que el captador ocupe la posición de máxima concentración, que es lo que significa la expresión "desplazamiento relativo" de la reivindicación primera.

Las concentraciones obtenidas pueden ser del orden a 40:1 durante un rango de elevaciones que puede superar los 30°, que da idea de las temperaturas y eficiencias que se pueden conseguir. Pero además se puede aplicar una gran ventaja adicional que puede superar las prestaciones de los sistemas con seguimiento a un eje, que es que toda la tubería salvo la pequeña zona expuesta, puede ir rodeada de un elemento aislante de un grosor importante, incluso mayor que el de la tubería, ya que la tubería no da sombra al concentrador sino que está a la sombra del concentrador superior.

Viendo el circulo del detalle de la figura 6 es fácil darse cuenta que una tubería que tuviera su parte expuesta en el tramo 50-53 podría estar rodeada por aislante hasta ocupar todo el circulo salvo el sector por donde entren los rayos, que debe ser lo más estrecho y profundo posible y podría llevar una cubierta transparente a la entrada.

Otra ventaja muy importante de la utilización de dicho aislante es que dicho sector evita o disminuye los deslumbramientos hacia la calzada, que no serían despreciables aunque el elemento individual captador fuera negro y otro aspecto más portante si cabe es que el diámetro de la tubería o elemento captador individual puede ser mucho mayor que la zona expuesta, lo que es muy importante de cara a evacuar el calor captado. Y según esto, una interpretación del termino elemento individual de captación sería que tiene un área expuesta del orden de magnitud que el mayor de los segmentos de máxima concentración dentro del rango de elevaciones de uso, por ejemplo que dicho área expuesta es hasta 3 veces superior a dicho segmento.

Afinando el diseño de la tubería más el aislante, para que la tubería pueda aproximarse lo más posible al extremoPS (1), al aislante se le daría la forma que tiene e! concentrador en la zona que interferirían y también para que el propio aislante no produzca las sombras habría que "seccionarlo" con ia recta que pasa dicho extremoPS y tiene una inclinación "próxima" a la elevación máxima a concentraciones, bastante mayor que la del rayo (42). Exactamente la inclinación sería la de la radiación incidente cuando los reflejos de la misma inciden sobre la posición más al exterior que pueda tener la zona expuesta y tampoco se exige que el

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) aislante toque el contorno de la tubería sino que se mueva con ella y no deje mucho hueco con ella.

Para evitar dicha interferencia entre aislante y concentrador se puede elevar el CAA superior, lo que en teoría estropea la optimización de concentraciones, sin embargo posibilita que la tubería y el aislante puedan salir, siguiendo la envolvente de focos, más hacia el exterior y cubrir elevaciones solares más amplias.

Lo más eficiente es que el CAA que se eleva lleve un goterón, similar al (78) cuyo extremo inferior quede en ei extremoPS óptimo de la envolvente de focos y el aislante y la tubería llegarían hasta dicho goterón, o bien, si los concentradores están justo detrás de una cubierta transparente, las funciones de dicho goterón como superficie física que llega al extremoPS, las puede hacer una banda que se pinte en el cristal en la posición que llevaría el goterón.

Esta mejora de un goterón o más generalizadamente un tramo físico opaco que sale de extremo del concentrador del CAA siguiente a un CAA dado (o de sus proximidades) y llega a las proximidades del extremoPS de dicho CAA, hemos visto que es muy útil y necesario no sólo para proporcionar el punto de sombra óptimo, y/o albergar más aislante y/o permitir que tubería y aislante puedan cubrir mayores elevaciones y/o desprender las gotas de lluvia para evitar suciedad en concentradores inferiores, sino que también es muy útil y necesario en configuración de CAA con AC abajo para captar energía en un AC, que se describen más adelante y que necesitan un tramo físico opaco llegue al extremoPS para evitar destellos peligrosos a la vía publica, y no siempre el extremo del concentrador siguiente puede llegar a dicho punto.

Y por "proximidades" entendemos "a una distancia inferior al 5% de la longitud del concentrador y dicho tramo opaco podría estar creado en la cubierta transparente frontal que hubiera delante de los CAAs. Y dicho goterón se añadiría como mejora si las caracterizaciones relativas al uso de tubería más aislante u otras configuraciones del Sistema Compatible de Captación Solar y Generación de Imágenes fueran insuficientes.

Y otra mejora es utilizar un desplazamiento de los concentradores y/o de las tuberías para sacar estas de la zona de máxima concentración cuando se fueran a producir sobre temperaturas.

Se ha comentado que al posicionamiento de los elementos captadores individuales se le aplicaba un margen del 20% de la longitud del concentrador. Esto es porque puede ser conveniente que la zona expuesta de la tubería no pase por el foco, que sí es un punto de la envolvente de focos, por ejemplo para evitar que toda la radiación reflejada se reciba en un único punto, lo que perjudica la absorción.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) También ocurre que si dicha zona expuesta pasa por el foco o por delante del mismo, el sector que hay que dejar en el aislante para la entrada de los rayos reflejados, es mayor que si la zona expuesta se coloca detrás del foco lo más retrasada posible, que podría formar un conducto vertical hasta llegar a interceptar algún rayo reflejado, o podría abrirse poco más para que dicho conducto o sector interseque dichos rayos más lejos y el conducto sea más profundo.

El proceso sería: se localiza el mayor de los menores segmentos que reciben toda radiación reflejada en el concentrador, por ejemplo el (40), dentro del rango de elevaciones para concentraciones máximas, es decir, el rango en que se pretende explotar las concentraciones puntuales máximas y ese será "aproximadamente" el tamaño de la parte expuesta de la tubería o captador individual. Se da un margen a dicho tamaño entre el 50% y el 200% del tamaño de dicho mayor de los menores segmentos, porque puede ser inviable gestionar las grandes concentraciones que se generan, sin embargo un margen "apropiado" y más acotado sería entre el 80% y 120%.

Para cada elevación se coloca dicha parte expuesta en la posición más atrasada donde recoge todos los rayos reflejados en el concentrador; salvo que "cerca" del extremoPS (que será el punto de sombra) es conveniente que el centro de dicha zona expuesta se lleve a coincidir con el centro del segmento de máxima concentración, es decir no retrasar la zona expuesta respecto a la envolvente de focos. Dicho "cerca" se acota como "a partir de un punto que dista del extremoPS menos del 20% de la distancia entre foco y extremoPS.

Con la distribución de rayos reflejados en cada elevación es sencillo trazar el mejor de los sectores que permite el paso de todos los rayos, por así decirlo, se colocan superpuestas la distribución de rayos para todas las elevaciones, tal que se mantenga el eje vertical y que las zonas expuestas se superpongan, y en esa situación se traza eí sector más estrecho y profundo posible, dentro de soluciones de compromiso y quizás eliminando los rayos más extremos.

Acotando o caracterizando dicho sector, decir que es menor de 140° y este limite puede reducirse a ser menor de 80°, incluso menos si está bien diseñado y el rango de elevaciones en que se va a usar es pequeño. Dichos valores de la amplitud del sector se definen y se obtienen con: se localizan los dos puntos (por ejemplo punto 1 y punto 2) con mayor cota respecto a la línea que forman los extremos de la línea expuesta y tal que ambos estén del lado por el que incide la radiación (que en la figura 6 se identifican como los puntos de la circunferencia del detalle que limitan la entrada de rayos reflejados) y la mejora reclamada es que la arcotangente de la ( (suma de ambas cotas) dividida por (la diferencia entre la distancia entre ambos puntos menos el tamaño de la zona expuesta)) , es mayor de (180°- 140°)/2.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) Esto es, atan(suma(cota1 + cota2)/(distancia puntol- punto2 - tamaño de la zona expuesta)) > 20°. Y en último caso se reivindica el procedimiento descrito para obtener el menor sector posible de paso de rayos.

No obstante como no conocemos ningún caso en que se utilice dicho aislante y menos en que dicho aislante sobrepase la línea que forman los extremos de la zona expuesta, es esto lo que se reivindica, y la magnitud de 140° con la definición de cómo obtenerla y el procedimiento anterior para calcular el menor sector de paso para los rayos reflejados superponiendo los haces de las distintas elevaciones, quedan como mejoras por si no fuera caracterización suficiente.

Otras mejoras adicionales:

Las paredes de dicho sector de aislante pueden ser reflexivas y conseguir algo más de concentración, es decir, que con ellos se podría reducir aún más el segmento o parte expuesta que recibe todos los rayos.

La tubería, o conducto de fluido o el elemento captador, no necesariamente es circular y puede ser conveniente que la parte expuesta quede descentrada y/o que la tubería se adapte a la forma del aislante en el lado más exterior de la misma, es decir que "se adapte" en lo posible a la forma del concentrador superior. Groseramente es como si el lado izquierdo de la tubería fuera desde el punto (50) a la posición que ocupa el dígito 5 en el número (52).

Un perfeccionamiento adicional es que la tubería tenga una aleta en su lado más externo que ocupe total o parcialmente la zona expuesta, es decir el segmento de máxima concentración, esto aleja más aún el concentrador superior y la tubería y permite más aislante. Por ejemplo, la aleta sería el segmento entre (50) y (52) y la tubería quedaría a la izquierda ocupando al menos el resto de dicho segmento.

Por otra parte, cuando se disponen múltiples elementos captadores individuales (muchas tuberías) a lo largo de la envolvente de focos, estos pueden quedar tan cerca que la conducción térmica entre los mismo anule el efecto beneficioso de las altas concentraciones. Para evitar esto, estos captadores se podrían espaciar "suficientemente" (una o dos veces el diámetro de las mismas, por ejemplo) y crear envolventes reflexivas, similares a las de los CPCs, entre las tuberías. Es decir, algo así como crear dientes de sierra en ia envolvente de focos y poner las tuberías en los huecos que habría entre pico y pico. Estos picos son los que están encima de la envolvente de focos.

Obviamente el foco es un punto está dentro del rango de los lugares geométricos reivindicados (las envolventes más los márgenes) y perteneciente al estado de la técnica y lo mismo ocurre con la parte del eje de la parábola próxima al foco, por lo que se entiende que si entra en conflicto con lo reivindicado y sus mejoras, esa parte del eje quedaría

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) excluida de las mismas y/o se aplicaría la condición o mejora de que dicho desplazamiento relativo entre tubería o captador y el concentrador será más largo que la longitud del concentrador por la tangente de 10°, que es del orden de que corresponde a un rango de elevaciones para concentraciones próximo a 10°, y que puede ser elevado a 15° o 20° si es necesario.

Con todo lo anterior sobre un elemento captador que se sitúa y/o se desplaza respecto al concentrador siguiendo ta envolvente de focos, con sus márgenes, se da un hecho paradójico y reivindicado en esta invención, que es que inclinar un panel hacia el suelo en vez de hacia el cielo puede ser ventajoso. Se puede ver por ejemplo con estos paneles de CAAs con AC arriba que aprovechan las zonas de máxima concentración puntual (para ubicar tuberías o generar imágenes, por ejemplo):

Si se necesita conseguir grandes concentraciones en un intervalo entre emin=15° y emax=32°, una parábola con Xmax=6 puede dar concentraciones muy altas a lo largo de la envolvente de focos, sin embargo con un eep=(emax+emin)/2 = 23'5°, el la elevación máxima a concentraciones, a la que se consigue PSN=ACe=extremoPS, es igual a 19° (= - 0,275 *(Xmax-10) ^A 2 + 5,9 *(Xmax-10) + 2 ^* eep según se ha descrito), es decir no hay solución con xmax=6 ese intervalo de emin-emax y habría que recurrir a Xmax=8 o más altos que dan menores concentraciones.

Ahora bien, si el panel con Xmax=6 se inclina 20° hacia el suelo, visto desde el CAA las elevaciones solares que hay que captar van de 35° a 52°, y con el eep = 43,5° el emax que proporciona el comienzo óptimo de la envolvente de focos es emax= 59°, que cumple el intervalo anterior y además proporciona un margen para ubicar el aislante necesario para la tubería colectora. Por tanto, esta inclinación hacia el suelo puede ser beneficiosa y más si se combina con otros paneles o partes del mismo mirando hacia arriba.

Por ejemplo, si se construye un panel en "V" (o haciendo una esquina o rincón) en el que 1/3 del mismo se inclina hacia el suelo un ángulo de 20°, los dos tercios restantes quedan mirando hacia el cielo con un ángulo de 80° aumentando su superficie frontal y su eficiencia (al de dichos 2/3) mientras que la longitud total del panel únicamente aumenta un 3% respecto a si fuera plano y enteramente vertical. Con esta configuración en V, si dicho 1/3 está en la parte alta, esta podría seguir calentando el aire o fluido "precalentado" en la parte baja.

Si bien esta configuración de panel en ángulo o formando vértice es concreta, útil y novedosa, su caracterización se da como incluida en una más general y que sería que todo o parte del panel se inclina hacia el suelo, y a su vez esta caracterización está incluida en otra más general que es que la recta entre el extremo del concentrador y el final del CAA (el extremoPS) está inclinada hacia el suelo, y si esto no fuera caracterización suficiente se

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) añadirían como mejora o mayor caracterización, la de paneles mirando al suelo, que exactamente es que la línea extremo del concentrador y el final del CAA (el extremoPS) va según la dirección de "la línea de tejado", es decir que todos los extremos de concentrador y extremosPS están en la misma línea (y esto es también mayor especificación de la reivindicación primera directamente y de la relativa a CAA embebidos en un elemento de mayor índice de refracción que el aire, que se ve más adelante).

Y si dicha caracterización necesita mayor especificación se añadiría que se forma el panel en V, y/o se crearían vinculaciones con la utilización de la envolvente de focos o de ACe-ACi como lugar donde se obtienen las mencionadas concentraciones puntuales máximas y/o que los CAAs están embebidos en vidrio o similar {que se ve más adelante) y/o que los CAAs son con AC arriba con o sin utilizar las zonas de máxima concentración (ya que la inclinación consigue que el ACe pueda acercarse al extremoPS por lo que poco después de elevación= emax los rayos se reflejan directamente al cielo, adecuando la captación a la demanda) y/o que los CAAs son con AC abajo destinados a generar imágenes (ya que la inclinación cambia la geometría y el punto de vista del observador y las imágenes pueden ser más y cambiar más rápidamente).

Igualmente ocurre que la inclinación hacia el suelo es provechosa cuando los CAA están embebidos en vidrio.

Envolvente de vértice optimizada.

Cuando el sol está en su máxima elevación (emax o la elevación máxima a concentraciones), el extremoPS o el propio CAA o el siguiente producen sombras en el concentrador y la forma del concentrador en dicho tramo de sombra puede ser optimizada tal que cuando un punto deja de estar en sombra dirija su reflejo al sitio conveniente y no a donde iría de no modificarse el concentrador original.

Si se pretende minimizar el tamaño del AC donde inciden todos los rayos reflejados en el concentrador para elevaciones del sol entre emin y emax, el tramo que queda en sombra para elevación= emax se optimiza en la "envolvente de vértice optimizada a AC mínima". Esta posibilidad para optimizar el concentrador es debido a que para incidencias bajas, próximas a emin, normalmente los rayos reflejados en esta zona de sombra del concentrador sin modificar incidirían fuera del área de captación.

En el caso de la parábola, lo que se hace es "cerrar" algo más la parábola, disminuyendo los radios de giro en la zona de sombra respecto a los que tiene la propia parábola, tal que los rayos reflejados queden dentro del área de captación, mejor dicho que queden dentro del contorno del captador utilizado, durante el mayor rango posible de elevaciones solares. Esto se consigue haciendo que el primer reflejo en cada punto de la envolvente de vértice cuando dicho punto deja de estar en sombra se dirija hacia el ACe.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) En la figura 1 la curva 16 es la envolvente de vértice optimizada a AC mínima con el criterio anterior y muestra como sus rayos reflejados {10 y 1 1 ) no siguen la pauta del resto de rayos reflejados en el concentrador, si no que quedan más cerca del extremo exterior del AC (el ACe) y permanecerán más tiempo en ella que el resto de los rayos, que van a comenzar a abandonarla.

En la figura también se muestra que el rayo incidente que pasa por el ACe (rayo 9) reflejaría en la envolvente de vértice en su misma dirección al dirigirse de nuevo al ACe.

En muchas geometrías que se describen, para elevaciones menores que emax el punto que genera las sombras es el ACe y la solución al procedimiento anterior es un tramo de circunferencia de centro en el ACe, tangente al concentrador en el PSP y el radio es la distancia entre ambos puntos (ACe y PSP).

En general el contorno del captador no será el segmento recto AC (de ACi a ACe) sino que presentará cierta convexidad hacia fuera, y la envolvente de vértice podría cerrarse algo más si el mencionado primer reflejo en cada uno de sus puntos se dirigiera al punto del AC, si existe, cuya tangente pasa por el dicho punto de la envolvente de vértice.

Esta incidencia tangencial de los rayos sobre el AC no resultaría muy eficiente desde el punto de vista de la captación, por lo que el criterio de redirigir el dicho primer reflejo en cada punto al ACe es apropiado aplicando un margen de error razonable, el 25% de la longitud del ACe, esto es "el primer reflejo se dirige a un punto que dista del ACe menos que el 25% del AC.

El punto de comienzo óptimo de ia envolvente de vértice es el PSP, el punto de sombra en el concentrador para elevación= emax (con un margen razonable de tolerancia).

El FSC cuando se utiliza la envolvente de vértice optimizada a AC mínima, sería el punto la misma que recibe las sombras para elevación=emin, que sería el punto 2 de la figura 1 , ya que en principio no se desea captar radiación por debajo de emin.

Sin embargo como se justifica en paneles con "Rotación Horizontal", se puede captar radiación incluso para elevaciones (respecto al panel) menores que cero, por lo que una tolerancia razonable es que dicho FSC esté en un punto que recibe sombra para una elevación menor que (emin + emax)/2, y que también es aplicable si no se modifica el concentrador con la envolvente de vértice.

Y la reivindicación quedaría: para más del 70% de los puntos del tramo del concentrador del CAA que se encuentra entre el primer punto que recibe la sombra para elevación=emax (el PSP) y el primer punto que recibe la sombra para elevación= (emax+emin)/2, el rayo reflejado en cada uno de dichos puntos cuando dicho punto deja de estar en sombra se dirige a un punto de destino que dista del ACe de dicho CAA menos del 25% de la longitud del AC.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) Pero si no fuera caracterización suficiente dicho tramo podría prolongarse hasta elevación= emin.

Si se pretende maximizar la concentración puntual, es decir minimizar el tamaño de los mínimos segmentos donde inciden todos los rayos reflejados en el concentrador para una elevación dada, el tramo que queda en sombra para elevación= elevación máxima a concentraciones (que se produce cuando el rayo reflejado en el extremo del concentrador sale del extremoPS) se modifica con la "envolvente de vértice optimizada a concentraciones".

Esto es lo apropiado cuando se van a disponer elementos individuales en las superficies adyacentes al AC o en dicho AC, como tuberías, o los elementos de color intervinientes es la Generación de Imágenes, que se describe más adelante, y normalmente no se modifica dicho tramo de sombra en su totalidad sino que una parte del mismo, la más próxima al extremo del concentrador, puede quedar sin modificar, por ejemplo si se desea mantener el foco esta envolvente de vértice a concentraciones no puede empezar antes del punto del concentrador que está en sombra para elevación= eep.

Por así decirlo, de lo que se trata es que el reflejo del intervalo infinitesimal que deje de estar en sombra no amplíe la zona o segmento donde se concentran el resto de los rayos, es decir todos los rayos reflejados en el resto del concentrador, incluida la envolvente de vértice ya trazada. Realmente la condición es que dicho rayo reflejado en el intervalo que deja de estar en sombra, quede más exterior que el extremo interior de dicho segmento donde se concentran el resto de rayos.

Viéndolo en la figura 6, el extremo interior (punto 53) del segmento de concentración (40) de los rayos reflejados para la incidencia dada (la 43 y 43'), corresponde a un concentrador en el que no se ha optimizado el tramo de sombra, siendo por ejemplo la prolongación de la parábola o concentrador (22). En este caso el rayo reflejado 48 es el que determina dicho extremo interior del segmento 40. Sin embargo cerrando un poco más el concentrador para formar la envolvente de vértice optimizada a concentraciones, tramo 16, el rayo reflejado en dicha envolvente de vértice optimizada a concentraciones sería rayo 47, que llega al punto 52, más al exterior que el punto 53 y que incluso podría salir del segmento 40. El segmento de máxima concentración pasaría a ser el que va de 50 a 54, menor que el 50-53.

Para las distintas elevaciones los segmentos de máxima concentración ocupan otras posiciones, describiendo las envolventes ACe-ACi y de focos definitivas.

Lo óptimo es que el reflejo del punto de la envolvente cuanto este deja de estar en sombra, se dirija al punto iluminado más exterior de la envolvente de focos o ACe-ACi (lo que corresponda) ya trazada, es decir que el rayo (47) se dirigiera al punto (50) en lugar de al

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) (52). Sin embargo se aplica un margen para el punto de destino porque puede interesar que la envolvente de focos o ACe-ACi sea más larga aunque pierda concentración puntual.

Por ejemplo, empezando la envolvente de vértice a concentraciones antes del punto de sombra para elevación = eep, se perderá el foco de concentración "infinita" pero si no se quiere una envolvente de focos o ACe-ACi que llegue mucho más al interior que el foco, esta opción sería buena para reducir el tamaño máximo dei segmento de máxima concentración.

Puede ser también que interese no un segmento de máxima concentración de longitud más o menos constante sino que la zona iluminada, el segmento de máxima concentración, tenga una concentración de energía aproximadamente constante (W/m ² ) a lo largo del mayor trayecto posible. Entonces la longitud del tramo iluminado tiene que ir creciendo según va creciendo la zona iluminada del concentrador, esto es, según va bajando la elevación.

Las curvas resultantes para estas variaciones de optimización a concentraciones guardan similitud y quedan igualmente dentro del margen de tolerancias que se establece en la caracterización que es que: el primer reflejo en cada punto de la envolvente de vértice a concentraciones, cuando dicho punto deja de estar en sombra, se dirige a un punto del segmento de máxima concentración de dicho momento con un margen del 90% hacia el lado exterior y el 15% hacia el lado interior, de !a longitud de dicho segmento. Si fuera necesario acotar aún más la zona a la que se dirige dicho rayo, sería que se dirige al punto exterior del segmento de máxima concentración de la elevación dada +- el 50% de la longitud de dicho segmento. Y ello debe cumplirse en la "mayoría" (75%) de los puntos de un tramo que se encuentra en sombra para la elevación máxima a concentraciones.

Seria como si en la figura 6, el rayo 47 saliera hacia el exterior del punto 50 para que cuando baje la elevación de la radiación incidente no se convierta en ei rayo que genera el extremo interior del segmento (el punto homologo al punto 53). Según se va determinando la envolvente de vértice optimizada a concentraciones también podría interesar que en algunas elevaciones los rayos reflejados salieran fuera del extremo interior del segmento de máxima concentración, quedando por ejemplo entre el punto 52 y el 53.

En una configuración en CAA con AC desprendida, cuando se quiere optimizar a concentraciones el tramo de sombra no tiene ningún beneficio dejar pasar rayos como el 1 18, 119, 120 de la figura 15 porque no podrán ser concentrados en la zona concreta el AC de CAA siguiente. Entonces, en configuraciones con AC desprendida, para optimizar las concentraciones puntuales es mejor posicionar el ACi en el punto que tendría en la configuración de AC no desprendida y utilizar la envolvente de vértice optimizada a concentraciones, y en principio no poner la parábola de la parte de encima del AC.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) El FSC cuando existe la envolvente de vértice a concentraciones depende del criterio y la configuración utilizados, por ejemplo el FSC puede ser el punto en que las concentraciones puntuales conseguidas ya bajan de un límite mínimo establecido, o puede ser el punto que recibe las sombras cuando la parte de la envolvente de focos o la envolvente ACe-ACi que está más interior que el foco, comience a generar las sombras en la propia envolvente de vértice a concentraciones, por ejemplo el punto final de la línea punteada (49). Incluso, el FSC de la envolvente de vértice a concentraciones podría prolongarse más y reflejar sobre la parte trasera de ese final de la línea punteada (49).

Es decir, este "FSC a concentraciones" puede ocurrir dentro rango de posiciones muy amplio, sobretodo teniendo en cuenta que dicho "limite mínimo establecido" es muy arbitrario.

Por eso en la caracterización de ia envolvente de vértice a concentraciones únicamente se exige que al menos "un tramo" de la superficie reflexiva (del concentrador) cumpla !a condición exigida sobre dirigir el reflejo del punto que deja de estar en sombra al segmento de máxima concentración, ya que tanto el final del mismo como su comienzo son a conveniencia.

Dicho comienzo únicamente cumple que está detrás del punto de sombra para la elevación máxima a concentraciones, que es la elevación en que el rayo reflejado en el extremo del concentrador se sale fuera del extremoPS, pero podría incluso estar más allá del punto de sombra cuando elevación= eep.

Por otra parte, en configuración de CAAs con AC arriba que captan energía sobre un AC y que aprovechan las zonas de máxima concentración puntual, que se ven más adelante, lo más apropiado es que exista una envolvente de vértice a concentraciones que acabe en el punto de concentrador que queda en sombra para elevación= emax, es decir, cuando la envolvente ACe-ACi o la de focos llegen a ACe elegido. Y desde dicho punto el concentrador se optimiza para la captación de energía sobre el AC utilizando la envolvente de vértice optimizada a AC mínima, y el FSC sería el ya definido para esta última envolvente.

Esta configuración sería como si en la figura 6 el tramo (40) se prolongara hacia el interior y se dispusiera un AC en el mismo que captase la radiación entre los emax y emin requeridos para la calefacción de invierno y desde el ACe, que sería el extremo exterior del tramo (40), hasta el extremoPS (1) se siguiera la envolvente ACe-ACi o la de focos.

Incluso podría desearse que desde el ACi se continuara con una envolvente ACe-ACi o de focos, por lo que después de dicha envolvente de vértice optimizada a AC mínima, se continuaría con otra envolvente de vértice optimizada a concentraciones máximas, por lo que el FSC sería el conveniente para está envolvente.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) Estas posibilidades de coextencia quedan recogidas en las reivindicaciones cuando se hacen dependientes las reivindicaciones relativas a la envolvente de vértice a AC mínimo y su FSC, con la relativa a envolvente de vértice a concentraciones puntuales y con las relativas a configuraciones de CAA con AC arriba que captan energía sobre un AC. De hecho, las reivindicaciones relativas a configuraciones CAA con AC arriba que captan energía sobre un AC no distinguen, o son aplicables, tanto si se aprovechan las zonas de máxima concentración puntual o no (sólo se especifica que captan energía sobre un AC). La optimización de la envolvente de vértice según cualquiera de los criterios descritos puede aplicarse a cualquier concentrador reflexivo, se inicie o no como parábola, y las curvas solución son las mismas, e independientemente de si los elementos individuales sobre los que se desea la máxima concentración siguen las envolvente ACe-ACi o la de focos o si el punto de sombra es el óptimo para las mismas. El trazado de la envolvente de vértice óptima es abordable por métodos numéricos y en ocasiones analíticos, y es conveniente aplicar la optimización correspondiente para incrementar la eficiencia del sistema.

Generación de Imágenes.

La generación de imágenes y/o colores cambiantes de esta invención se basa en que cuando la radiación concentrada no está incidiendo en el AC para ser captada, converge en franjas más o menos estrechas de las áreas adyacentes al AC, por lo que estas franjas quedan fuertemente iluminadas y sus colores "anulan" o "enmascaran" a los de otras franjas próximas o resaltan sobre ellos, y como a lo largo del día el sol cambia de posición y la franja iluminada es otra y se reproduce en la pared o panel la secuencia de los colores que tengan las distintas bandas.

En los CAAs cilindricos estas franjas son paralelas al eje de dicho CAA cilindrico y a la misma distancia de dicho eje en todos los CAAs cilindricos, para una elevación dada del sol. Dicha franja no tiene porque ser de un único color a lo largo de toda ella sino que puede contener o estar formada por "píxeles" de colores como ocurre con las líneas horizontales de una pantalla o monitor.

Suponiendo un panel de "n" CAA cilindricos horizontales, la versión más sencilla e intuitiva del procedimiento para reproducir una imagen en el panel, es dividir esa imagen en "n" tiras horizontales y reproducir cada tira en la franja iluminada del CAA cilindrico correspondiente, que es paralela al eje del CAA cilindrico y para una elevación solar dada está a una distancia dada, la misma en todos los dichos CAA cilindricos.

Para ser más gráficos podemos pensar que "n" es muy grande, entonces cada tira de la foto sería una secuencia de píxeles de distintos colores y esa secuencia se reproduciría en la franja iluminada del CAA cilindrico correspondiente a esa tira (el CAA cilindrico que ocupa a escala la misma posición en el panel que la tira en la fotografía a reproducir).

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) El conjunto de todos los CAAs cilindricos que forman un pane! o una superficie reproducirían el conjunto de todas las líneas del monitor, formándose la imagen deseada.

Como la franja iluminada es distinta o varía con la elevación del sol, se pueden reproducir distintas fotografías que se reproducen en secuencia y cuando el sol ilumina parte de una franja y parte de la siguiente, lo que se ve es un fundido de sus imágenes correspondiente. Por ejemplo en la figura 4 ia zona iluminada por la radiación reflejada en el concentrador (procedente de una elevación menor que emin en este caso) está entre los puntos 30 y 31 y esa zona define una franja a lo largo de todo el CAA cilindrico y en esa franja se reproduce la secuencia de píxeles o de "trozos de imagen" que corresponde reproducir en dicho CAA cilindrico, para que el conjunto de todos ellos forme una imagen.

De esta forma un sistema optimizado para captar energía en un AC puede ampliar sus funcionalidades y generar imágenes en las horas que no capta energía, como se pretende proteger.

Es más, y más novedoso si cabe, el propio AC podría "contener" imágenes en "blanco y negro" si las distintas franjas, paralelas al eje del CAA cilindrico, del AC contienen puntos negros y grises oscuros (u otros colores muy oscuros), formando la secuencia de pixeles que reproducen la foto, "transformada a gama de grises o colores oscuros". La eficiencia como sistema captador disminuiría ligeramente pero los efectos estéticos podrían compensar esto con creces. De hecho esos elementos "no negros" descritos como grises oscuros o colores oscuros podrían ser de colores claros, ganando contraste pero perdiendo mucha eficiencia en la captación.

Por otra parte cuanto más estrechas sean las franjas donde se concentra la luz, mayor número de franjas habrá en cada CAA y más imágenes "contendrá" el panel. De ahí la conveniencia de posicionar las franjas en las envolvente de focos o en la envolvente ACe- ACi {y en el AC, que normalmente está centrado en el foco), y que también son las posiciones ideales para colocar elementos de captación longitudinales individuales por ser donde se consiguen las mayores concentraciones (y que también podrían contener píxeles y reproducir imágenes).

No obstante, para que la imagen permanezca un tiempo "nítida", sin fundirse con anterior o siguiente a reproducir, el ancho de la banda del CAA que reproduce la secuencia de píxeles o de "trozos de imagen" tendrá normalmente que ser mayor que el tamaño de la franja iluminada, para que cuando dicha franja iluminada vaya desplazándose por el CAA los píxeles que ilumine sean los mismos durante un tiempo. O lo que es equivalente, la secuencia de píxeles que producen una imagen se reproducen únicamente en la franja iluminada pero dicha imagen a reproducir es la misma que la anterior durante un durante un tiempo.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) Dado que los paneles pueden tener ciertos CAAs cilindricos con eep, Xmax u otros parámetros diferentes al resto, o tener cierto revirado o alabeo etc., la condición para que las imágenes se reproduzcan en la fachada o panel es asignar los pixeles de la foto o imagen a reproducir, a los puntos o zonas iluminadas por el concentrador, y que ocupan (dichos puntos o zonas) la misma posición a escala en la fachada o panel, que los dichos pixeles en la dicha imagen a reproducir. Es decir, en la "franja" iluminada, y zonas contiguas, de un CAA se reproduce la tira de la foto que ocupa en dicha foto la misma posición a escala que el dicho CAA en el dicho panel o pared, independientemente de si la franja es paralela al eje o no, o más ancha por unos sitios que por otros, etc. Nota: Y este procedimiento sirve también si el concentrador no es cilindrico.

Si se quiere reproducir una cara, por ejemplo, cuando la incidencia del sol es la de la figura 4, se reproduciría una tira de la foto de la cara en la franja de (30) a (31) y el resto del AC y áreas adyacentes al no quedar iluminadas producirán un espaciado con la franja iluminada de los CAAs cilindricos adyacentes, como si la foto se observara a través de una persiana veneciana, viéndose la franja de los ojos mientras que la franja que está a la altura de la nariz no se vería, pero sí la de la boca y no la de la barbilla etc.

Esa tira de los ojos se reproduciría en la franja 30-31 y la de la boca en su homologa del CAA cilindrico inmediatamente inferior y así.

Una segunda forma válida pero algo menos nítida, sería reproducir el total de !a tira de los ojos más la nariz en la franja 30-31 , y la correspondiente a la boca junto con la de barbilla se reproduciría en su franja homologa del CAA cilindrico inferior. Es decir, esta forma es la que se indicaba al principio, cortar la foto en un número "n" de tiras si hay "n" CAAs cilindricos. Una solución intermedia entre la primera forma (similar a la persiana veneciana) y esta segunda es la más apropiada para sistemas de CAA con AC arriba, mientras que la segunda forma (recortar en "n" tiras la foto) es la conveniente para sistemas de CAAs con AC abajo, que se ve más adelante.

En principio no sería necesario reproducir exactamente las tiras de la foto en las franjas iluminadas, porque la óptica del concentrador hace que los colores de cada sección de la tira de la foto se fundan generando un pfxel de un sólo color que bastaría reproducirlo en la sección correspondiente de la franja 30-31 de la figura 4.

Estas funciones estéticas son compatibles con captar energía como se ha comentado pero también se puede particularizar el sistema únicamente para captar energía o únicamente para generar imágenes y cada particularización es vendible por separado y estaría más optimizada en su función principal.

Pero, aunque el sistema se diseñe exclusivamente para funciones estéticas en la fachada sigue haciendo las funciones de cerramiento y siempre conserva funcionalidades desde el

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) punto de vista energético, porque conserva la cualidad de reflejar de nuevo al cielo la radiación procedente de elevaciones altas, propias de verano, "refrescando el edificio", adecuándose "groseramente" a la curva de la demanda.

Si las superficies o franjas fuertemente iluminadas son translúcidas o transparentes coloreadas, entonces la parte interior al panel queda iluminada y la foto también se vería desde el interior, formando algo similar a una vidriera que reproduciría distintas imágenes a distintas horas del día. Un ejemplo sería que en la figura 4 el observador estuviera en la parte derecha, detrás del panel, y el tramo 30-31 fuera translúcido. Adicionalmente, por la noche la iluminación interior haría que las secuencias de imágenes se vieran desde zonas elevadas del exterior.

Por otra parte, la generación de imágenes se puede realizar de una forma diferente a lo explicado anteriormente, que se basaba en la concentración de la radiación (la luz) directa incidente sobre franjas que contienen las imágenes para realzar sus colores frente a los de las contiguas, que quedan apagados. Esta nueva forma depende enteramente de la posición y trayectoria del observador y las imágenes son también visibles en condiciones de luz difusa y en paredes que no reciben radiación directa, como las fachadas al norte en invierno. Este procedimiento se justifica por que, si el concentrador concentra la radiación solar en una estrecha franja (41 , figura 6) cuando incide desde una dirección (42), un observador lejano que estuviera en la misma dirección vería únicamente dicha franja (sus pixeles y/o colores) en toda la superficie del concentrador, incluso en días nublados, y se formaría la imagen correspondiente. Aunque lo anterior sólo sería aplicable a observadores que estuvieran en otro edificio "alto", y "lejano" desde donde se observaran los concentradores de la fachada con la misma elevación del sol.

El efecto no es que el observador vea una franja fuertemente iluminada por la luz concentrada, sino que ve en todo el concentrador únicamente la luz emitida por los pixeles de la franja y que el concentrador refleja directamente hacia el ojo del observador.

En el primer caso la fuerte iluminación de una franja dificulta que el ojo distinga las demás y en el segundo caso no ve otras franjas por que solamente una es la reflejada por el concentrador hacia el ojo del observador.

Ahora bien, si los CAAs cilindricos, que ocupan toda la pared, se giran 90° para que queden con los ejes de dichos CAAs cilindricos en vertical, el efecto sería que un transeúnte muy alejado que se moviera, por ejemplo paralelamente a la pared, en cada momento vería todos los CAA desde el "mismo ángulo", por ejemplo desde la dirección (42) y vería en toda la fachada la imagen contenida en la franja (41).

Según avanzara vería otra franja, la "misma" en todos los CAAs, y vería la foto contenida en ella. Por ejemplo, cuando llegara a la posición en que viera todos los CAAs desde la

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) dirección (43) vería la imagen contenida en el conjunto de las franjas (40) de todos los CAAs cilindricos.

De forma "similar", si los CAAs se giran 180°, a los que llamamos CAA con AC abajo, serían los transeúntes que se acercaran al edificio los que verían la secuencia de imágenes.

Ahora bien, un observador próximo a una fachada de CAAs con AC abajo, vería los CAAs más bajos desde un ángulo y los más altos desde otro, por lo que vería franjas distintas en los distintos CAA cilindricos y las imágenes "se mezclarían". Es decir en la parte de la fachada en la que viera los CAAs con la inclinación aproximada de (43), vería la parte correspondiente de ia imagen que contienen las franjas (40), mientras que en la parte de la fachada en la que viera las parábolas con la inclinación (42) vería la parte de la imagen correspondiente a la franja (41). Vería la parte baja de la foto contenida en la franja (40) en una parte baja de la fachada y la parte alta de la foto contenida en la franja (41) en una parte alta de la fachada.

Para resolver esto se podría combar el panel (la fachada) tal que el observador quedara en el centro de esa superficie combada y/o se podría variar el eep de cada CAA, para que el observador viera todos los CAAs cilindricos desde el mismo ángulo (relativo al CAA), por lo que la franja tendría la misma posición en todos los CAAs cilindricos, como se ha descrito hasta ahora para un observador lejano.

Sin embargo ambas dos anteriores darían problemas cuando el observador se desplazara desde la posición óptima inicial, y la solución "más elegante" es que realmente no importa que las franjas que se vean desde la posición del observador sean distintas (a distinta distancia del eje) en cada CAA cilindrico, basta con reproducir cada tira de la foto dada en la franja de cada CAA que queda visible desde la posición que ocupa observador.

Cuando el observador se acerque, la franja que vera en cada CAA será distinta de las dichas anteriormente y se podrá reproducir otra foto en ellas. Cuanto más alejado de la fachada está el observador más hacia el interior del CAA están las franjas que ve.

Esto mismo se puede aplicar al caso en que los CAA cilindricos tenían su eje en sentido vertical pero cuando el observador esté cercano y tampoco es necesario que los CAA ocupen toda una fachada, podrían formar un panel colocado en la pared de un pasillo interior, y el observador que avanzara por él iría viendo la secuencia de imágenes. Y lo mismo se podría decir si el panel de CAAs se sitúa en el techo o en el suelo con los concentradores mirando al observador. En ambos casos no hemos encontrado antecedentes en el estado de la técnica.

Por así decirlo, lo que era el sol cuando se reproducía una imagen en un panel de CAAs con AC arriba, es el ojo del observador cuando se trata de un panel de CAAs con AC abajo o con el concentrador "mirando" al observador.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) La geometría y las optimizaciones aplicables a los CAA con AC abajo son las mismas que para CAA con AC arriba y la envolvente ACe-ACi o la de focos sigue siendo el lugar privilegiado para posicionar las franjas que contienen las imágenes, y también es conveniente optimizar el "tramo de sombra" a concentraciones.

Así, un panel de 5 m de iargo ocupando la pared de un pasillo y diseñado óptimamente, haría que un observador que se desplazase paralelo al mismo y que tuviera su ojo a una distancia de 1 m del panel, podría ver como una imagen cambia a la siguiente con sólo recorrer 10 cm. Mientras el otro ojo, que estaría a unos 93 cm del panel, todavía seguiría viendo la imagen previa lo que posibilita ver imágenes en 3D estereoscópicas sin ningún tipo de gafas o artilugios. Bastaría por ejemplo con utilizar una imagen de un monumento y una siguiente que fuera el mismo monumento girado ligeramente, para que el observador viera eí monumento en 3D.

Para estos tipos de paneles horizontales, o verticales con los ejes del CAAs cilindricos en vertical, apropiados para pasillo, destinados únicamente a reproducir imágenes lo óptimo es Xmax= 7 +-2,5 y eep= -48 + 3,3 * (Xmax-7) +-6 y también que todos los concentradores del panel tengan el mismo eep y Xmax.

Para paneles destinados únicamente a reproducir imágenes en paredes o paneles verticales con CAAs de eje horizontal y que dependen de la posición relativa del observador, lo óptimo es Xmax= 9,5 +-3 y eep= 7,2*Xmax - 96 +-6 y también que los concentradores por encima de uno dado tengan un Xmax y eep menor o igual que los de dicho concentrador dado.

Se aplica un margen del +-20° en la consideración de horizontalidad y/o verticalidad y eep negativo significa que para CAAs por delante del observador: la concavidad del concentrador es hacia el lado donde está el observador, o lo que es lo mismo que la superficie del CAA donde se reproducen las franjas está entre el observador y el concentrador de dicho CAA, o lo que es lo mismo, que la distancia desde observador a dicha superficie al observador es menor al dicho concentrador.

Si la posición del observador fuera muy precisa el panel podría reproducir la imagen con toda exactitud, con mayor resolución de la que pueda dar el ancho de la franja, para ello se descompondría la foto en píxeles tan pequeños como se quiera y cada píxel se reproduciría en el punto cuyo reflejo en el concentrador se dirige al ojo del observador. Y este criterio de signos es consistente con el empleado en el resto de la descripción, especialmente con el de CAAs con AC abajo destinados a captar energía y generar imágenes.

De forma similar a lo descrito para CAAs con AC arriba, en una fachada con CAAs con AC abajo si las franjas que contienen las imágenes son transparentes o translúcidas, además de los efectos anteriores parte de la luz exterior pasaría al interior de la habitación o edificio, iluminando este y lo que también es muy importante, por la noche ia iluminación del interior

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) hace que las imágenes sigan viéndose en el exterior del panel o fachada. O viceversa, si los concentradores están en el lado interior, las personas que se muevan en el interior del edificio pueden ver la secuencia de imágenes.

Por otra parte una franja emisora de luz, como por ejemplo un tubo de neón, es equivalente a lo que sería un elemento translúcido con iluminación interior (trasera) y el concentrador reflejaría esa luz hacia la calzada dejándola "uniformemente" iluminada.

Dicha iluminación uniforme se realizaría con escasa contaminación lumínica si los tubos de neón se colocan en las franjas apropiadas y se coloca una pequeña pletina en un punto próximo y más a exterior que el tubo de neón y la dirección de la pletina es sensiblemente de dicho punto al extremo del concentrador, por ejemplo, que el neón estuviera en el segmento (41 ) y saliera una pletina desde el punto (45) al (23) de una longitud de 2-3 veces la de dicho segmento (41 ).

La ventaja de este método de iluminación es que el sistema es compatible con que de día sigan viéndose las imágenes "contenidas" en el resto de franjas que no son la del tubo de neón y/o es compatible con captar energía en un AC o en elementos individuales.

Si los colores o franjas no están pintados directamente sobre la envolvente de focos (o la superficie que se utilice) sino sobre una pegatina que se adhiere a esta superficie, entonces la misma plancha de concentradores puede ser reutilizada para reproducir otro juego de imágenes cambiando las pegatinas. Dicho de forma más precisa, los elementos que contienen las imágenes no están ligados de forma permanente a los concentradores, permitiendo bien ser reemplazados por otros o bien su desplazamiento para ajustar las imágenes o ver las mismas pero a horas distintas o desde ángulos distintos.

Generalizando todo lo anterior, incluidos ambos casos de CAA con AC arriba o CAA con AC abajo, los píxeles o elementos de color que reproducen la foto se colocan en la zona donde se concentran los rayos reflejados por el concentrador que está en la misma posición, a escala. Como se ha dicho puede que sea la luz del sol la que se refleja en el concentrador para incidir de forma concentrada en dicho píxel o puede ser que la luz emitida por dicho píxel se refleje en el concentrador hacia la dirección del ojo del observador. Es decir los píxeles que reproducen la foto se colocan en la zona donde incidiría la luz concentrada por el concentrador que esta en la misma posición a escala y que dicha iuz podría proceder de una fuente de luz verdadera o de una fuente de luz imaginaria colocada en el ojo del observador.

Este es el caso general de cómo se colocarían los píxeles o elementos de color en los CAAs que ocupan toda una pared o panel para reproducir una foto. Sin embargo, la foto siempre puede estar transformada para conseguir los efectos que se quieran, por ejemplo que la zona central sea desproporcionadamente más ancha que las laterales, como las fotos

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) realizadas con la lente de "ojo de pez". Igualmente, esas deformaciones se pueden conseguir posicionando dichos píxeles o elementos de color de forma apropiada aunque se parta de una foto sin deformaciones.

Es decir, si por ejemplo se reproduce una foto de un rostro en una fachada de CAAs de forma ya descrita ("partiéndola en tiras"), cuando dicha fachada se observe desde un punto muy ladeado a su izquierda, lo que se vería es una perspectiva de dicho rostro.

Ahora bien, a dicha foto se le da la "perspectiva contraria" (lo que sería estirar el lado derecho de la foto con un programa de tratamiento de imágenes) y se reproduce de dicha forma "normal" en la fachada, desde esa posición ladeada se vería el rostro perfectamente frontal, sin perspectiva.

Y eso mismo también se podría hacer complicando el método con que se posicionan los elementos de color en los CAA de la fachada: basta con poner la foto del rostro entre el ojo de dicho observador y la fachada, y proyectar cada rayo que va desde el ojo del observador a un punto dado de la foto, sobre la superficie de la fachada y poner ahí el píxeí o elemento de color que corresponde a dicho punto de la foto.

En realidad, dicho elemento de color se colocaría en el punto iluminado por el punto del CAA que es interceptado por dicho rayo, pero otro observador que estuviera de frente a la fachada o en su lado derecho vería la foto deformada. Por lo que en general esté método es una complicación que da malos resultados si el observador se sale de la posición exacta y además puede ejecutarse transformando la foto, en el caso que fuera necesario por algún motivo. En la reivindicación primera este caso se contempla como que "o bien la misma forma y posición que la parte de dicho concentrador dado que produce dicha zona"

Siempre que la fachada vaya a ser vista desde un amplio margen de puntos de vista, el método de las franjas descrito, es decir crear píxeles "gordos" que ocupan todo el ancho transversal de la franja, es el más aconsejable y mantiene imágenes suficientemente nítidas durante un margen amplio de puntos de vista y sobre todo si se elige bien la superficie de ubicación de las franjas que es el factor más importante cuando se quiere reproducir una secuencia o variación de imágenes. En la reivindicación primera este caso se contempla como que "...la misma forma y posición en dicha imagen que la dicha zona en dicha superficie". Y por lo que sabemos esto no ha sido descrito en el estado de la técnica.

Este método de las franjas admite una pequeña mejora que es que en algún momento en el rango de puntos de vista en que se esta viendo una foto, dicha franja sí esté formada por los píxeles en posición exacta, es decir, que reflejan la foto con resolución "infinita" porque cada píxel de la pared o panel de CAAs se refleja exactamente hacia el ojo del observador en la posición que tiene en la foto.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) Para la generación de imágenes, sobre todo si son CAA con AC abajo, cada CAA debe comenzar en el punto que acaba el anterior y si no es así la franja intermedia entre ambos CAA tiene que ser de color negro u oscuro para mermar lo mínimo posible la definición y el contraste de la imagen obtenida.

Lo óptimo es que CAA siguiente comience "exactamente" en el punto óptimo de comienzo de la envolvente de focos o envolvente ACe-ACi y lo mejor es que las franjas se sitúen en la envolvente ACe-ACi, mejor que en la de focos.

Cuando se optimiza la captación de energía sobre un AC también es posible generar imágenes de cierta calidad y cantidad ubicando los elementos de color sobre las superficies FSC-ACi-ACe-extremoPS (los resultantes de la optimización a captar energía sobre un AC) o en sus proximidades. Por ejemplo y como se ha comentado, se pueden pintar franjas longitudinales de AC con píxeies negros y grises oscuros que generen una imagen en blanco y negro. Y también dependiendo del caso en el tramo ACe-extremoPS pueden "caber" varias imágenes, utilizando franjas del mismo. El extremoPS optimizado a energía sobre el AC se sitúa entre el punto intersección de la línea de tejado con la recta que pasa por el ACe de dicho AC y tiene inclinación= 0,7 * emin y el punto intersección de la línea de tejado con la recta que pasa por dicho ACe y tiene inclinación= 1 ,3 *emax.

Por esto también se reivindica que la superficie que contiene los elementos de color esté dentro del lugar geométrico de los puntos que distan menos del 20% de la longitud del concentrador de ia línea quebrada formada por los segmentos rectos que van desde el FSC al ACi, más el que va del ACi af ACe, más el que va del ACe al extremoPS. Y dicho margen podría ser reducido al menos a 10% manteniendo todavía un buen equilibrio entre captación de energía de acuerdo con la curva de la demanda y la generación de imágenes.

El anterior lugar geométrico y las envolventes ACe-ACi y de focos son los lugares óptimos para ubicar los elementos de color y maximizar el número de imágenes que caben en el panel, sin embargo la reivindicación primera no es tan exigente y únicamente incluye la forma de generar las imágenes, que podría ser una sola en el caso más exagerado, pero que combinada con la captación de energía de alta concentración y/o la captación de acuerdo a la curva de la demanda seguiría siendo un sistema novedoso, inventivo y que resuelve un problema técnico.

Si hubiera que acotar más la caracterización, la reivindicación primera especificaría que las imágenes generadas deben seré más de una y en vez de "una o varias imágenes" que dice textualmente, diría "varias imágenes", y esto sí creemos que sería novedoso e inventivo en cualquier caso.

Y generalizando, la reivindicación dependiente que hace referencia a dicha línea quebrada también incluye a los elementos individuales de captación, ya sean uno o varios los CAA, y

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) a la envolvente de máxima concentración como lugares privilegiados, ya que cuando la reivindicación primera habla sobre que hay "una pluralidad de dichos CAAs cilindricos", no especifica los mejores lugares para ubicar los elementos de captación o los elementos de color, y esta reivindicación es la que !o hace.

CAAs con AC abajo

Un CAA con AC abajo es el que tiene el área de captación o destino de los rayos reflejados de concentrador más abajo que e! concentrador, como en la figura 13 y figura 14.

El CAA con AC abajo es el mismo que el CAA con AC arriba como en la figura 1 pero girado 180° respecto a su horizontal, quedando el eje y resto de elementos, incluido e! sistema de coordenadas, en la posición simétrica respecto a dicha horizontal.

Para CAA con AC arriba ya se han obtenido la envolvente ACe-ACi, la de focos y la envolvente de vértice optimizada a concentraciones, y el comienzo y final óptimo de todas ellas y para ello se ha utilizado la figura 6. Las zonas de máxima concentración puntual son muy útiles para ubicar elementos de captación individuales y/o para ubicar elementos de color para la generación de imágenes.

Análogamente, si está figura se gira esos 180° se obtiene un CAA con "AC" abajo y esas mismas curvas seguirán siendo óptimas para obtener las zonas donde se consiguen máximas concentraciones puntuales, donde se ubican los elementos de color para ia generación de imágenes, principalmente.

Viéndolo en la figura 6, cuando el sol incidiera desde la dirección 42 todos los rayos reflejados se concentrarían en e! segmento 41 y también ocurre que un observador que ocupara dicha posición del sol vería en todo el concentrador únicamente los colores contenidos en dicho segmento 41 (aún en días nublados).

Por tanto si toda la figura 6 se gira 180° respecto a la horizontal, un observador que estuviera en la calzada observando hacia arriba el CAA con la inclinación del rayo 42, también vería en todo el concentrador únicamente los colores o píxeles que hubiera en el segmento 41. Por esto todas la envolventes mencionadas son las mismas y aplicables para CAA con AC arriba y CAA con AC abajo.

Cuanto más estrecha sea la franja 41 , mayor número de fotos o imágenes "caben" o se pueden generar.

Dentro de la invención tanto las configuraciones con CAA con AC arriba como las de CAAs con AC abajo forman parte de una solución "continua" al problema planteado y las funcionalidades que se pretenden conseguir: captar energía sobre un AC y/o obtener máximas concentraciones puntuales, que en CAA con AC arriba se utilizarán principalmente para ubicar elementos individuales de captación y secundariamente se pueden utilizar como

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) franjas para la generación de imágenes, mientras que en CAA con AC abajo se utilizarán únicamente para esto último y/o para iluminación.

Básicamente se juega con el concentrador y su inclinación respecto al horizonte y respecto al observador para conseguir soluciones que optimizan la consecución de efectos visuales, la captación de energía o una combinación de ambos.

Por ejemplo, un concentrador reflexivo que orienta su concavidad fuertemente hacia la calzada, es una solución óptima para conseguir efectos visuales y/o reproducción de una secuencia de imágenes en la fachada con medios estáticos, ya que se consiguen franjas muy estrechas en la envolvente de focos o ACe-ACi, y durante un amplio rango de puntos de vista o inclinaciones entre observador y parábola.

Viéndolo con la figura 6 rotada 180°, si el observador ve la parábola con la inclinación del rayo 43, ve una franja relativamente estrecha (40). Si ve la parábola con la inclinación del rayo 42 la franja es muy estrecha (41 ). Si la inclinación sigue aumentando la franja sigue siendo bastante estrecha, hasta que se sale del extremoPS (1) que ocurre para una inclinación muy grande, es decir como si el observador mirara a una parábola que estuviera en la parte alta de un rascacielos.

Esta configuración la llamamos CAA con AC abajo para imágenes u optimizada para generar imágenes y como se ha comentado también sirve para generar imágenes en las paredes de un pasillo o en un techo o suelo, disponiendo la concavidad del concentrador orientada o mirando hacia el observador.

Cuando la inclinación del eje del concentrador es algo más alta, es decir el eje no tan caído respecto a la horizontal, la configuración es muy apropiada para reproducir una secuencia de imágenes y poder captar energía, como ocurre en la figura 3 en la que el tramo de 1 a 19 puede contener franjas relativamente estrechas con los píxeles de las imágenes a generar y que serían vistas por observadores en la calzada, mientras que la radiación concentrada del sol se recogería en el AC (tramo 18-19) cuando la elevación del sol sea relativamente baja, como pasa en invierno. Esta configuración la llamamos CAA con AC abajo para energía e imágenes.

En esa configuración, las concentraciones alcanzables sobre el AC son relativamente bajas, sin embargo si el eje del concentrador se eleva algo más, mejora su capacidad de captar energía y empeora la de generar efectos visuales. Esta configuración con el eje más elevado es la representada en la figura 14, en la que durante el rango de elevaciones de invierno la radiación puede concentrarse en un AC menor {segmento 18-19 de dicha figura) mejorando la eficiencia en la captación. La capacidad de reproducir imágenes es más limitada, pero se puede reproducir una utilizando el tramo ACe - extremoPS y otra en la

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) zona interior al ACi, aparte de la posibilidad de utilizar el AC para contener imágenes en blanco y negro. Esta configuración la llamamos CAA con AC abajo para energía.

Además de lo anterior, si se utilizan soluciones con CAA con AC arriba se pueden obtener grandes concentraciones sobre el AC disponiéndola entorno al foco (figuras 1 , 2, 3 y 4) y a la vez permite generar imágenes y efectos visuales "limitados" cuando la luz se concentra sobre franjas exteriores al AC o en dicho AC, consiguiendo que sus colores oculten o resalten sobre los de franjas adyacentes. Esta solución se llama CAA con AC arriba, directamente, o CAA con AC arriba para energía.

Y finalmente se obtiene la configuración de la figura 6 con CAA con AC arriba que está optimizada a concentraciones puntuales, donde la radiación del sol se puede concentrar sobre zonas muy estrechas donde ubicar elementos captadores y/o bandas estrechas para producir efectos visuales por incidencia de la luz concentrada, ocupando la envolvente de focos o ACe-ACi.

Esta configuración se denomina CAA con AC arriba para concentraciones y es la "misma" que la configuración con CAA con AC abajo para imágenes, pero volteada 180° respecto a la horizontal. También existe una solución intermedia entre CAA con AC arriba para energía y CAA con AC arriba para concentraciones puntuales, de forma análoga a lo que ocurre con CAA con AC abajo, y que es disponer un AC, normalmente más al interior que eí foco (entre el foco y el FSC), y desde el ACe al extremoPS seguir la curva envolvente de focos o envolvente ACe-ACi disponiendo uno o varios elementos de captación o los elementos de color para la generación de imágenes. Esta configuración ya se ha descrito anteriormente como CAA con AC arriba que captan energía sobre un AC y aprovechan las zonas de máxima concentración puntual, y se ha utilizado la figura 6 para describiría.

Los valores de emax óptimos son similares a los de CAAs con AC arriba o abajo destinados exclusivamente a captar energía, dado que las concentraciones obtenibles son sólo algo menores. El emin es del orden de 2-3° superior a los requeridos para dichos CAAs, pero que entra dentro de los márgenes de tolerancia establecidos para estos valores.

En CAA con AC abajo para captar energía y generar imágenes, el ACi debía quedar cerca del concentrador, mientras que en este caso de CAA con AC arriba para captar energía en invierno y generar altas concentraciones, el ACi puede quedar significativamente separado del concentrador y ei ACe próximo al foco.

Para concretar más los términos y significados: "destilado a captar energía" es "que capta energía en un AC" y según la definición, AC es una zona (o captador) que recibe toda la radiación concentrada entre un emin y emax.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) Y las expresiones "para generar imágenes" o "para concentraciones puntuales" o situar- mover un tubería en la zona de máxima concentración puntual, se refiere a "que aprovecha ias zonas de máxima concentración puntual distintas del AC".

Una caracterización importante del sistema es que está diseñado para evitar que los destellos o el haz producido por la superficie concentradora pueda provocar molestias o situaciones peligrosas con transeúntes o personas de edificios colindantes.

Así, las soluciones CAA con AC arriba están diseñadas para no producir destellos- deslumbramientos por debajo de una inclinación emax - 5 ^o , es decir sólo a personas situadas en edificios bastante más altos que la ubicación de los paneles pueden llegarles dichos destellos. Y en soluciones CAA con AC abajo no se producen destellos a transeúntes de la calzada que vean los paneles con menos de 55° de inclinación cuando la elevación del sol es superior a 3 ^o , asumiéndose que si no es de forma voluntaria, una persona no mira por encima de dicha inclinación en su actividad normal en la calzada o mientras conduce.

Envolvente de conducto de luz.

Un tipo de AC o sistema de captación de esta invención es formar un conducto de luz en el que la luz pasa libremente por el área de captación, que es un agujero o una cubierta transparente, y es conducida a una zona de destino mediante una envolvente reflexiva que parte de las proximidades del ACe. Para describir la Envolvente de conducto de luz se utiliza la figura 8 y este apartado constituye la descripción de dicha figura.

El ACi es el punto (18), cuyo homologo en el CAA siguiente es el punto (8). El AC es el tramo entre el punto 18 y el 19 (que es el ACe) y deja pasar la luz a través del mismo por no ser ningún elemento físico o por ser una cubierta transparente que evite flujo de aire entre la zona del lado exterior a los concentradores y el interior.

El trazado de la envolvente de luz se realiza para que la radiación que entra por el AC no vuelva a salir por él y para que concentre la luz en una zona pequeña en la parte trasera con el menor número de rebotes posibles y procurando que el conducto generado sea estrecho para dificultar la transmisión de calor por el aire que contiene.

La forma de obtención de la envolvente es válida para los distintos concentradores, sin embargo se obtienen mejores resultados con concentradores como la parábola o con foco bien definido.

La parte inferior del conducto, basta con que sea un tramo (66) recto y no necesariamente reflexivo que parte del ACi y termina en un punto (67) de la parte trasera del panel normalmente una cubierta transparente (73) y que pertenece a la recta ACe-ACi. De esta forma la envolvente se cierra lo más posible formando un conducto "estrecho".

La envolvente de luz parte de un punto, generalmente el ACe, y con una tangente tal que el reflejo del rayo que incide en dicho punto con menor ángulo respecto al AC, se dirija al dicho

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) punto 67. Sin embargo, que la envolvente parta de un punto de dicho rayo más hacia el exterior del ACe {más alejado del ACi que el ACe) puede dar mejores concentraciones. El resto de la envolvente se determina con la condición de que ia tangente en cada punto de la misma es tal que el reflejo del rayo que incide en dicho punto y que forma mayor ángulo con la tangente de la envolvente en el dicho punto, se dirija al dicho punto 67. Esto determina unívocamente la envolvente y puede resolverse con métodos numéricos.

Viéndolo en dicha figura 8: En el punto ejemplo (76) de la envolvente de luz (70), el rayo que mayor ángulo forma con la tangente en dicho punto es el rayo 74, que produce un reflejo en la envolvente (rayo 77) que llega al punto 67.

El rayo 68 es la prolongación del rayo 74 y sus contiguos, representados como rayos cortos que parten también del punto 76, son la prolongación del conjunto de rayos que incidirán en ese punto a lo largo del rango de elevaciones solares. El reflejo de todos esos rayos y de los homólogos en el resto de los puntos de la envolvente son los que deben converger en una ventana lo más pequeña posible (de 67 a 72), y que podría ser acortada más aún por conveniencia aún a costa de "perder" algunos rayos.

En principio se acortaría bajando el punto 72, ya que en el 67 siempre confluyen rayos reflejados en la envolvente. Sin embargo, cuando el haz de los rayos reflejados en un punto de la envolvente no ocupa toda la ventana 67-72, el rayo que se hace concurrir en el punto 67 podría hacerlo sobre un punto más alto del 67. Esto justifica que en la caracterización de la envolvente se especifique que el reflejo debe dirigirse a una zona alrededor del punto 67, un círculo cuyo radio es igual ai 25% de la longitud del concentrador, que podría reducirse a costa de mermar ligeramente la optimización.

Y para caracterizar dicho punto 67 se toma como que la cubierta (73) (normalmente transparente) está a una distancia del FSC menor que el 25% de la longitud del concentrador y que es paralelo a la línea de tejado, en este caso es la vertical pero podría no serlo, como en la figura 11 variante A. Y ambos dos márgenes del 25% podrían reducirse al 10% perdiendo algunos casos.

El punto más apropiado como final de la envolvente de luz (69) es el punto de la misma que pertenece a la recta que pasa por el extremo del concentrador y por el ACi (rayo 75). Si bien la envolvente puede terminarse antes que este punto óptimo para evitar problemas de aislamiento entre la parte trasera y delantera del panel, ya que las superficies reflexivas suelen ser muy conductoras térmicamente.

Actualmente se crean superficies reflexivas con depósitos extraordinariamente delgados y muy reflexivos de aluminio y ello reduce mucho la conductividad térmica a lo largo de la envolvente reflexiva por lo que dicha envolvente de luz puede prolongarse con una segunda envolvente calculada de la misma forma (el reflejo del rayo más alto respecto a la tangente

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) en cada punto de la segunda envolvente, se redirige al punto 67). Esta segunda envolvente que afectaría a rayos ya reflejados en la primera envolvente o procedentes de radiación directa que entra por el AC sin incidir en la primera envolvente.

La segunda envolvente, que pretende cerrar más aún la ventana de 67 a 72, podría no comenzar en el punto 69 si ningún rayo reflejado en la primera envolvente pasa por él. En este caso esa segunda envolvente comenzaría en el primer punto del rayo reflejado en el punto 69 que también pertenezca a otro rayo reflejado en la primera envolvente, resultando en el punto 20.

Cuando la conductividad térmica de la envolvente reflexiva no puede ser reducida suficientemente dichas envolventes primera y segunda se finalizan prematuramente, incluso antes del punto 69 y a partir de ahí trazar un contorno no conductor hasta la parte trasera del panel que no intercepte ningún rayo (contorno 71 que va desde el punto 69 a la cubierta

73).

Sintetizando todo lo anterior: la envolvente se determina con la condición de que el reflejo en cada punto del rayo que le incide más perpendicularmente (a la tangente de la envolvente de vértice en dicho punto) se dirija al punto 67. Y en los puntos de la envolvente que no reciben ningún rayo la envolvente se prolonga en la dirección del dicho punto de la envolvente al punto 67. Esto aplica tanto para obtener la primera como segunda envolvente y es la condición para obtener la envolvente que "más se cierra" formando pues el conducto más estrecho.

No siempre es necesario o apropiado hacer un contorno de envolvente tan complejo como el anterior donde la envolvente termina en el descrito punto 69 y continúa con un contorno 71 relativamente compiejo, aunque es muy eficiente y sería una mejora, sino que puede ser útil y simple cortar la envolvente en un punto donde los rayos que entran por el AC "ya no vayan a salirse de nuevo", por ejemplo cortar en el punto de la envolvente donde apunta la fecha del número 70 y continuar sin envolvente hasta el punto 67'.

Por tanto, en la caracterización de la envolvente de luz sólo se impondrá que su longitud sea al menos el 40% de la longitud del AC, y que llegue al punto 69 se incluiría como mayor especificación si dicha caracterización no se considerara suficiente si existieran antecedentes relativamente similares.

Se ha comentado que la envolvente de luz puede no ocupar toda el AC y que por ejemplo la parte externa del AC fuera un librillo, por tanto donde en toda la explicación se ha hablado de que la envolvente de luz parte del ACe o proximidades, realmente hay que decir que parte del extremo exterior del hueco o parte transparente del AC.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) Tomando la figura 8 (sin modificaciones) y con lo descrito, se muestra lo que es una lama de luz, que posicionada con precisión respecto a las lamas adyacentes forman las áreas de captación (los agujeros) y los conductos de luz.

La lama de luz es el contorno constituido por los segmentos: tramo 66' más tramo desde 18' al FSC (2), del 2 al extremoPS (1), de 1 a 6, más la envolvente 70 y contorno 71 y cerrándose con el tramo de 72 a 67', formando un perfil, que puede realizarse por extrusión con un material muy aislante y fuego añadir las superficies reflexivas. Esta lama es muy eficiente y es una mejora que se da por incluida en la caracterización general de lama en esta invención, pero que sería incluida en la caracterización si hubiera antecedentes similares a la caracterización de la lama.

También podría ser que los puntos 72 y 67' podrían apoyar directamente en la superficie trasera (73) normalmente transparente, o que el punto 72 se uniera ai punto 67 de !a lama inferior y así sucesivamente, formando una plancha o chapa continua y corrugada según las formas requeridas, y los volúmenes por los que no pasa la luz pueden ser rellenados de un aislante. Normalmente todo el conjunto estaría precedido por una cubierta transparente delantera (105).

En este tema de envolvente de luz, lama de luz hay un perfeccionamiento adicional para formar lo que llamaríamos persiana de imagen, cuyos requisitos serían: 1- seguir conservando un emax (para minimizar los calores veraniegos). 2- dejar pasar el mayor ángulo de imagen, es decir que para el conjunto de las distintas posiciones de un observador en el lado interior de la ventana de imagen, se vea de forma directa la mayor cantidad posible de imagen del exterior. 3- recibir la mayor cantidad de luz posible en el interior para elevación menor que emax (esto es lo que requerirá una evolvente optimizada). La solución a estos requisitos es que el FSC es ef PSNP y que la envolvente es una circunferencia de centro en el PSNP y que comienza en el ACe y que termina en el punto donde dicha circunferencia es tangente a concentrador o parábola superior. Este problema se puede resolver "fácilmente" de forma analítica, sabiendo las ecuaciones que determinan cada uno de dichos puntos (o la forma analítica de determinarlos) y que ya se han definido, o bien se pueden obtener de forma iterativa: dado un Xmax y un emax y fijado un eep queda determinado el ACe, la parábola superior, el PSN y PSNP y se puede trazar esa envolvente- circunferencia y ver si es tangente a la parábola superior, y si no hay que barrer otros valores de eep.

En ocasiones es necesario limitar el emax y permitir el mayor paso de luz posible, pero que no sea viable técnica o económicamente crear una envolvente. En este caso la parte posterior del concentrador superior, la próxima al extremoPS, debe ser no reflectiva o negra o de un color oscuro. Ello es así porque si esta zona fuera reflexiva habría rayos reflejados

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) en el concentrador inferior que se reflejarían hacia la calle, creando destellos peligrosos a los vehículos y transeúnte.

Viéndolo en la figura 8, si los tramos 1 - 19 - 70 - 71 no existieran entonces el concentrador superior tendría que ser de colores oscuros en su parte trasera próxima al punto 1 , para que el haz de rayos dibujado, un otros más hacia el exterior, no reflejarán a sitios "descontroiados." Es decir, cualquier superficie que pueda producir destellos "descontrolados" hacia la calzada o sitios molestos se pintaría de colores que no produzcan estos destellos o deslumbramientos.

Un problema similar surge en el tramo ACe-extremoPS con la radiación directa o reflejada en el concentrador inferior y una solución eficiente es que del extremoPS parta un tramo hacia el concentrador inferior que sea reflexivo y tenga una inclinación entorno a 60° por debajo de la horizontal.

Se pueden hacer muchas clases de simplificaciones o "recortes" de la lama ya definida. Básicamente consiste en quitar elementos o tramos de la lama ya definida y cuyas partes clave son el concentrador reflexivo por delante, la envolvente reflexiva por detrás y un aislante intermedio. La ventaja de las lamas de luz de esta invención es que dejan pasar gran cantidad de luz en invierno y no en verano mientras que tienen un área de paso relativamente pequeña, lo que limita el movimiento de aire entre el lado interior a las lamas y el exterior.

Las figura 16, figura 17 y figura 18 muestran 6 ejemplos basados o dibujados sobre los trazos de la figura 8 (por lo que los números y trazos son únicamente para orientarse, no aplican por tanto las medidas mínimas de los mismos). Se utilizan una chapa delantera reflexiva para el concentrador (representada en trazo gordo), otra chapa trasera reflexiva al menos en la envolvente (representada en trazo grueso discontinuo) y aislante intermedio minimizando lo más posible el contacto entre ambos.

Estas lamas se fabrican fácilmente como un perfil con dos chapas y un alma aislante intermedia. Al ser las chapas reflexivas en casi todas sus partes (menos los tramos externos ACe-extremoPS y FSC-ACi) las pérdidas por radiación se minimizan. En la figura 1 1 también puede observarse una lama similar para tejado, si el aislante (21 ) tuviera una chapa detrás; y mejor si dicho aislante y/o la chapa trasera tuvieran la forma de la envolvente de luz que viene dibujada en la variante A de dicha figura 1 1 .

Una superficie compuesta de estas lamas se puede utilizar para dejar pasar la luz en invierno y no en verano o se podría situar una rejilla o maya tupida absortiva en el AC y aspirar desde el interior el aire que se ha calentado en dicha maya o rejilla.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) Aunque las lamas tienen su coste, el precio y funcionalidad de! muro puede mejorar porque permite el uso de materiales menos vistosos y más económicos, además de acumular cierta inercia térmica "favorable".

Cuando la configuración es en CAA con AC desprendida (variante A de ia figura 15), la envolvente reflexiva se calcula de la misma forma salvo que el "punto de convergencia", el equivalente al punto 67 de la figura 8, es el punto 122 de dicha variante A pero que se posiciona de distinta forma que dicho punto 67.

La principa! diferencia entre los casos de CAA con AC desprendida (figura 15) y los de CAA con AC no desprendida o paredes verticales, es que en los primeros los rayos reflejados en la envolvente sí pueden "salir" de nuevo por el AC, es decir, que e! punto de convergencia que antes (para AC no desprendida) estaba en la recta entre ACe y ACi (al menos para los primeros tramos de la envolvente), ahora puede estar sensiblemente más abajo por !o que la envolvente se "cierra" más y resulta más corta ya que termina en el ACi, y la ventana en la que convergen los rayos (123) también es menor, obteniéndose mayores concentraciones. El punto de convergencia (122) de la figura 15 variante A es conveniente que esté próximo al PSP, para que la ventana quede más o menos a la sombra cuando el sol está por encima de emax, y se le aplica igualmente un márgenes de +-15% de la distancia entre concentradores, porque a veces puede interesar una ventana más pequeña aunque se pierdan rayos o viceversa, o porque interese que dicha ventana quede más o menos próxima al escalón 1 16' de dicha figura 15 variante A. En este caso de CAA con AC desprendida la envolvente sí debe continuarse hasta el homologo al punto 69, es decir, que todos los rayos reflejados en los concentradores entre emin y emax sean reflejados de nuevo por una envolvente (que puede ser la del CAA siguiente si es necesario).

Por tanto, la envolvente de luz debe llegar al menos al punto de ¡a misma que está en la línea entre el extremo del concentrador del CAA dado y el ACi de dicho CAA y otros rayos, como el reflejado en dicho extremo para e=emin, se puede dejar que intercepten envolventes de luz de CAA siguientes. Esto se incluiría como mayor especificación si la caracterización anterior de que la longitud de la envolvente de luz debe ser al menos el 40% de la longitud del AC, no fuera suficiente.

Para paneles CAA con AC abajo la explicación es completamente análoga que para paneles CAA con AC arriba y basta verlo con la figura 8 rotada 180° respecto a la horizontal; si bien en esta configuración hay radiación directa que penetra por el AC por lo que la forma de envolvente resultante tiene variaciones.

Nota: En varias partes del texto y en las reivindicaciones se habla únicamente de una superficie cóncava que parte del ACe, porque se considera que no se requiere especificar más, por ejemplo porque otras caracterizaciones relativas a la posición del ACe u otros

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) elementos ya sean suficientes, y si se requiriese se complementaria con que dicha superficie cóncava es esta envolvente descrita (pero que es dependiente directamente de la reivindicación primera).

Para expresarlo de forma más generalizada: la invención es un sistema compatible de captación de energía y generación de imágenes en el que cada "subsistema" o combinación es novedosa, útil e inventiva (en nuestra opinión), por ejemplo, la captación de energía sobre un AC y la generación de imágenes, y se entiende y se asume que por esta razón, cualquier combinación de reivindicaciones dependientes relativas a ia captación sobre un AC, quedan combinadas automáticamente con las relativas a la generación de imágenes, aunque no aparecieran expresamente.

Es decir, un AC hueco con envolvente de luz es una reivindicación dependiente o relativa a "captación de energía sobre un AC", y que los elementos de color son translúcidos también es reivindicación dependiente de la generación de imágenes, y la reivindicación que sea "captación de energía sobre un AC en envolvente de luz y que se generan imágenes con elementos translúcidos" podría no quedar recogida expresamente. Sin embargo, se entiende que tal opción queda protegida.

Sólo el hecho de decir "...según Reivindicación 1 , con AC hueco y envolvente de luz" significa que dicho AC hueco con envolvente de luz está complementando o dependiendo de las combinaciones que forma la reivindicación primera que son: "que capta sobre un AC", "que "capta sobre un AC y que capta sobre elementos captadores individuales", "que capta sobre un AC y genera imágenes" y "que capta sobre un AC y sobre elementos individuales y genera imágenes".

También por los anteriores motivos es por lo que hay numerosas reivindicaciones que son "según cualquiera de las anteriores....".

Lama, persiana y cortina solares

El concepto en sí de lama esta muy extendido y es parte del estado de la técnica sin embargo en esta invención una lama solar es el elemento más simple para cumplir las funcionalidades principales del Sistema Compatible de Captación Solar y Generación de Imágenes que son concentrar luz limitando su captación hasta cierto emax y/o generar imágenes cambiantes.

Algunas de las invenciones citadas como estado de la técnica ya incluyen el concepto de lama compuesta por el concentrador y otros tramos, pero no otras más complejas y orientadas a los objetivos de esta invención, captar energía (principalmente luz y/o calor) en el AC y/o aprovechar las zonas de máxima concentración puntual para, por ejemplo, generar imágenes cambiantes.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) Básicamente en esta invención una lama es un tramo de una sucesión de las distintas clases de CAAs o configuraciones de CAAs vistos, ya sean para tejados o con envolvente de luz o con zona para imágenes etc., y que dichas lamas pueden disponerse unas adyacentes a otras según los parámetros, puntos clave y formas determinadas en esta invención, para realizar las funciones de dichas configuraciones de CAAs.

Este concepto de lama es tan particular de esta invención que no creemos que de dicha caracterización haya que exceptuar las configuraciones que conocemos del estado de la técnica, que son: 1 - lama formada únicamente por el concentrador, 2- lama formada por concentrador más FSC-ACi más AC de células fotovoltaicas y 3- lama formada por el tramo ACe-extremoPS reflexivo y seguido de otro tramo continuación de extremoPS formado por el concentrador y entre ambas delimitan un AC transparente.

Sin embargo una lama formada por ei concentrador reflexivo por delante y negro por detrás y el extremo del concentrador de cada lama se posiciona en el extremoPS que es a la vez ACe y PSN (es decir, el comienzo óptimo de la envolvente focos), la radiación se absorbe hasta el emax óptimo de la localidad y la refleja a partir de dicha elevación= emax, formando una persiana que puesta detrás de una ventana adecúa bastante bien la radiación captada a ia curva de la demanda anual y más si se mantiene el tramo FSC-ACi, y si la parte trasera de la lama en su zona más alta es de color claro o reflexivo puede conseguir una buena iluminación en la habitación.

Especialmente novedosa y útil es la lama en forma de "Z" que creemos que no tiene antecedentes. Por ejemplo en la figura 8 una lama formada por los tramos 8-12-13-6 consigue que únicamente pase al interior la radiación procedente de elevaciones entre las emin y emax de diseño y mejoran el rendimiento respecto a si únicamente fuera la parábola, permitiendo únicamente el paso de luz por el AC, que va desde el punto (5) (que es homologo al (8) de la lama siguiente) hasta el punto (6), entre dichas elevaciones.

Además si el tramo 13-6 sigue la envolvente ACe-ACi y se pinta con las franjas de colores se generarían imágenes cambiantes según varía la elevación del sol o la posición del espectador.

Por otra parte aunque esta lama en "Z" es más compleja que las encontradas en el estado de la técnica permite un sistema, descrito más abajo, para modificar su inclinación y formar una persiana que puede recogerse.

Puede notarse también que en una configuración de concentrador con AC abajo esa misma ¡ama estaría tendría la forma de la "Z" girada 180° pero todo lo dicho seguiría siendo aplicable y estaría formada también por el tramo ACi-FSC más el concentrador más el tramo extremoPS-ACe del CAA anterior.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) Una lama más sencilla y que cumple el requisito más importante en esta invención que es limitar el emax es la formada por el concentrador más el tramo extremoPS-ACe del CAA anterior, es decir los tramos 2-1 -19 de la figura 8, y que tendría unos costes muy reducidos aunque una adecuación menor a la curva de la demanda de energía.

Sin embargo si la configuración es la descrita en la figura 13, donde el ACi se ha llevado hasta el concentrador, la adecuación a la curva de la demanda es buena y el tramo ACe- extremo es largo y "puede contener muchas imágenes". En este caso la lama seria la forma en pico de 18 a 23 continuada con el tramo de 23 al ACe del CAA de arriba, es decir el tramo homologo al 1 -19. Esta lama en forma de pico o de "L" también puede formar una persiana que se pliega o recoge con el sistema mencionado que se describe más adelante. Es relativamente similar a la 3 ^a lama descrita del estado de la técnica pero tiene la gran mejora de que el tramo ACe-extremo tiene la forma de las envolventes de máxima concentración.

Es importante notar que buena parte de la diferenciación con lamas existentes en el estado de la técnica es que sus puntos y formas características son singulares de esta invención y quedan determinadas en esta invención. Y la variedad de lamas que se consideran protegidas son todas las que corresponden a geometrías y configuraciones descritas para CAAs en esta invención, que se enumeran en los distintos apartados y que si se exigiera se detallarían aquí también como lamas.

Si desde el ACe se continua con la envolvente de luz {generalizando, una superficie cóncava cuya concavidad es opuesta a la del concentrador) toda la radiación es reflejada hacia el lado interior mejorando ia eficiencia respecto a la lama en Z anterior, donde parte de la radiación que entraba incidía en la parte trasera del concentrador y podía reflejarse de nuevo al exterior, y como se ha mencionado tampoco es necesario prolongar dicha envolvente más allá del punto donde ya no se producirían reflejos hacia fuera de la radiación que ha entrado por el AC.

O por ejemplo también seria muy útil una lama constituida por el concentrador más el tramo FSC-ACi más un AC físico transparente más una envolvente de luz completa, porque basta disponerla con la inclinación apropiada y no importa mucho la disposición del resto de lamas respecto a ella. Por así decirlo, es bastante autónoma.

Estas configuraciones con AC físico o hueco donde del ACe parte un tramo que se continúa con una superficie cóncava reflexiva, que en principio sería la envolvente de luz, es también directamente aplicable a Sistema Compatible de Captación Solar y Generación de Imágenes, sin necesidad que este constituido por lamas.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) Dichas lamas en Z forman un AC hueco pero pueden prolongarse en cualquiera de sus lados con un tramo transparente que forme el AC y evite totalmente el flujo de aire entre la parte interior a las lamas y la exterior.

La configuración anterior de lamas sería equivalente a otra en que la lama fuera desde la mitad del concentrador al FSC, de ahí al ACi, de ahí un tramo transparente continuo hasta el ACe, desde este al extremoPS y desde este extremoPS al centro del concentrador del CAA siguiente, que viéndolo en la figura 1 sería una lama que fuera del punto 24 a su homologo del CAA de arriba y con un AC transparente.

Estas lamas que empiezan justo cuando termina la anterior son más eficientes si se prolongan al comienzo y/o al final con un tramo que se solape con la lama siguiente y tenga su misma forma.

Las lamas se pueden complementar para ser más eficientes, como por ejemplo añadiendo la envolvente de luz desde el ACe y podrían seguir siendo apilables, por ejemplo una lama que fuera todo el concentrador más el tramo FSC-ACi, más e¡ área de captación transparente, más ta envolvente de luz, como se puede ver con la figura 8.

Incluso, si en dicha figura la envolvente de luz tocara el concentrador que tiene detrás, la lama podría ser únicamente el concentrador soldado a dicha envolvente en el punto de contacto y/o complementado con el tramo FSC-ACi, es decir 8-12-13 con la envolvente soldada detrás y el tramo 13-6 (el extremoPS-ACe) no es físico sino que lo delimitan el extremo del concentrador y el comienzo de la envolvente.

Más eficiente todavía es la lama de luz, ya descrita como un perfil extruído de material aislante con las superficies del concentrador y de la envolvente de luz reflexivas.

Otra forma eficiente de lama es la de la figura 14 formada por el concentrador más un aislante más una chapa posterior.

Por tanto, dado que la lama puede tener añadida una envolvente de luz y puede no ser una chapa (una superficie) si no un volumen, una caracterización precisa es que una lama solar es el volumen o superficie cuyo contorno frontal de su sección recta contiene un tramo de la línea formada por una sucesión continua de CAAs y que al menos dicho tramo incluye el concentrador reflexivo, en un sólo tramo o como dos tramos en los extremo de la lama como la mencionada que iba del punto 24 a su homologo 24 del CAA siguiente.

Y si no es suficientemente acotada se especificaría "que al menos dicho tramo incluye el concentrador reflexivo de un CAA dado y el tramo ACe-extremoPS del CAA anterior"; y/o que contiene el tramo FSC-ACi del dicho concentrador dado y/o el resto de configuraciones descritas, como que el concentrador tiene forma perfeccionada; o que el tramo extremoPS- AC puede tener la forma de la envolvente ACe-ACi; o que se puede añadir la envolvente de luz reflexiva al tramo extremoPS-ACe o al tramo FSC-ACi-ACe; y/o que dicho tramos son

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) convenientemente reflexivos o poco absortivos; o que lamas están formadas por el concentrador más un aislante trasero (figura 14) que crea parcialmente el tramo FSC-ACi y/o el tramo extremoPS-ACe; y/o que dicho aislante tiene en su parte trasera una chapa que crea el AC conductor y dicha chapa puede prolongarse más allá del ACe; y que cualquier AC puede ser absortivo-conductivo o parcialmente transparente, hueco o translúcido; y finalmente se añadiría que en algunos casos las lamas forman una persiana apiíable y que desplegada forma una sucesión de CAAs y/o que se puede modificar la inclinación de las lamas.

La mencionada figura 14 es la representación de una lama, que forma una persiana con sus contiguas, con una configuración de CAA con AC debajo de tipo absortivo para captar energía sin generación de imágenes.

El concentrador o superficie reflexiva (22) tiene en su parte trasera un aislante (21) que abarca más que el propio contorno del concentrador e impide que la parte alta o extremo del mismo toque la cubierta transparente (105) y pierda calor a través de él. Mientras que en la parte de abajo, en aislante llegaría hasta el punto (18) que es el ACi.

Otra chapa (109) se adhiere al aislante (21) en la parte trasera del mismo y realiza funciones captación en la zona desde el ACi (184) al ACe (19), que es absortiva y conductora y las funciones de radiador o intercambiador de calor con el aire interior de la habitación a lo largo de toda su longitud.

La parte inferior de la chapa (109) no necesariamente termina en el ACe (19) sino que puede terminar en otro punto del AC o alargarse más allá del ACe volviéndose hacia abajo y hacía el lado interior de la persiana para mejorar la transmisión de calor al aire; de hecho en la concavidad que se forma podrían "soldarse" un grupo de hojas para crear una palmera formando un librillo, que no necesariamente impide el plegado.

La parte alta de chapa (109) puede prolongarse más allá del ACe y/o podría ser reflexiva y tener la forma de la envolvente de luz si el AC es parcialmente transparente o con agujeros o por si persiana se deja algo abierta para permitir el paso de luz por la zona del AC.

Este diseño de lama como "chapa reflexiva interior - aislante - chapa exterior" forma una estructura en panel de sandwich ligera y muy resistente que evita deformaciones perjudiciales para la óptica del concentrador y además de ser apilable, crea o mejora el aislamiento entre la zona interior a la persiana y la exterior mejorando ¡a eficiencia de la captación de calor.

De hecho esa estructura en sándwich es la caracterización principal de este tipo de lama y que para que el aislamiento entre el interior y el exterior sea eficaz, lo conveniente es los tramos ACi-FSC y extremoPS-ACe ios cree total o parcialmente el aislante.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) La chapa trasera, que no necesariamente es metálica, tiene que ocupar total o parcialmente ei contorno exterior del aislante y puede prolongarse de muchas formas como se ha visto, incluso sus extremos pueden ser el ACi y el ACe, dejando el AC hueco. También puede ser que la chapa (109) sea en el AC y se prolongue desde el ACe en envolvente de luz reflexiva, u otras muchas combinaciones para completar distintos perímetros de lama posibles.

La chapa (109) puede no existir si el aislante y/o la superficie concentradora tienen suficientemente rigidez estructural y el AC que se crearía sería un hueco. Por tanto, dicha chapa (109) se considera como mejora adicional que se incluiría si no se considera suficiente la caracterización principal que sería una chapa delantera reflexiva que forma el concentrador y que tiene unida a su parte trasera un aislante cuyo contorno frontal es mayor que concentrador e incluye total o parcialmente los segmentos FSC-ACi del CAA al que pertenece el concentrador y el extremoPS-ACe del CAA anterior.

Este tipo de lama de la figura 14, al igual que otras descritas, pueden formar persianas "solares" tal que cuando la persiana esta desplegada el AC (tramo 18-19) está en la posición exacta para captar los emin y emax de diseño.

Para ello el cable (1 10) tiene sus nudos (107) a la distancia requerida y tirando o soltando del cable 108 se modifica por igual la inclinación de todas las lamas, ya que los nudos (1 14) están a la misma distancia entre ellos que los nudos (107), ajusfando dicha inclinación a la requerida. Es más, si no es necesario que la persiana pueda recogerse, para ajusfar la inclinación de las lamas basta con que estas puedan pivotar respecto a un punto fijo de la lama, que es el mismo en todas ellas, por ejemplo el (107), y que un cable o varilla que conecta las lamas en otro punto, que es el mismo en todas las lamas, pueda subir y bajar. En principio, la lama reposa en el cable (1 1 1) que se une al cable (1 10) en el nudo (107) y que en su extremo contrario atraviesa la lama por un canal (1 13) que le lleva al punto (1 14), donde se une ai cable 108. Dicho punto (1 14) está a una distancia inferior al 20% de la longitud del concentrador, del punto de la superficie exterior de la lama más alejado del nudo 107.

No obstante cuando las lamas estuvieran totalmente apiladas el cable 1 1 1 tendría que ser más largo para seguir el contorno de la parte convexa de su lama inferior y eso requiere que también ese nudo 1 14 pueda entrar y salir por dicho cana! 1 13. Sin embargo, también puede ser que se prescinda del cable 1 1 1 y de dicho canal, y que el punto 1 14 sea directamente un nudo o anclaje entre la lama y el cable 108, como ocurriría con el nudo 107 y el cable 1 10. Para que la lama pueda girar libremente debe tener un hendido o una raja desde el punto 114 en la dirección vertical cuando la persiana esté totalmente desplegada y también es conveniente que tenga una ranura o hendido desde dicho punto en la dirección vertical cuando la lama esté totalmente girada.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) Esta última ranura debería partir del borde de la lama, es decir de cerca del ACe. Si la lama sólo se va a girar totaimente para hacer la recogida de la persiana, esta ranura puede no ser necesaria puesto que sobrará cable y quedará haciendo zigzag entra lama y lama cuando la persiana esté plegada.

La persiana más básica no tiene porque recogerse o modificar inclinaciones de lamas y es la primera caracterización, que si no es suficiente se mejora con lo necesario (ranuras, hendidos, etc.) para modificar la inclinación de las lamas y/o que si no es suficiente se mejora con lo necesario para realizar el plegado.

La ventaja de las ranuras y hendidos descritos es que permiten cerrar completamente una lama sobre la inferior dejando la habitación totalmente a oscuras y que no conocemos otro sistema que pueda hacerlo.

Para realizar dicha recogida de la persiana, lo primero es girar la lama hasta que el punto (1 14) quede aproximadamente por encima del punto (107) y que la chapa del AC quede más o menos en vertical para no interferir con su lama de debajo cuando está se eleve.

Una vez realizada esa rotación completa, el cable 106 se encarga de la recogida de las lamas. Este cable atraviesa la superficie interior de la lama en el punto o ranura (112) que cumple que cuando la persiana está totalmente recogida, la recta que une dichos puntos homólogos (13) de las distintas lamas, es vertical y pasa por el centro de gravedad de la (ama, o a una distancia del mismo inferior al 15% de la longitud de la lama. Y el cable 106 está anclado a la última iama, la inferior, por lo que al tirar de él dicha lama inferior levanta las demás y quedan apiladas.

Desde el punto (1 12) hacia la superficie (109) se vacía un sector para que el cable 106 no interfiera durante el giro previo a la recogida de la lama, quedando la superpie (109) con una ranura en toda la longitud que abarca el sector.

Para que el cable (106) quede vertical cuando la persiana está desplegada, la lama tiene que tener una ranura desde el borde de la lama más próximo al ACe hasta el punto donde el cable 106 atraviesa la lama en su parte inferior y si ambos puntos están muy cerca dicha ranura podría ser un hendido, que sería vertical cuando la lama está desplegada, incluso se podría aprovechar la ranura que va desde el punto 114 a ese borde de la lama.

Sin embargo tampoco esta ranura es obligatoria sino una mejora, porque si el cable es suficientemente largo y las lamas suficientemente pesadas, el cable 106 podría quedar haciendo zigzag entre el punto 112, el ACe, el punto 112 de la lama inferior, el ACe de esta y así sucesivamente.

Por tanto y con todo lo anterior, basta decir que las ranuras, hendidos o vaciados parten de cada punto en que los cables se anclan a la lama o atraviesan la misma y dichas ranuras, hendidos y/o vaciados tienen la suficiente amplitud para no impedir la recogida de la

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) persiana y/o la modificación de la inclinación de todas las lamas por igual. Y podría acotarse aún más, pero perdiendo algunos casos como los mencionados zigzag, con que dichas ranuras, hendidos o vaciados cubren los sectores centrados en los puntos referidos y que están contenido entre la línea vertical +-20° cuando la lama está en su posición de máxima inclinación y la línea vertical +-20° cuando la lama está en su posición de mínima inclinación. Dada la gran rigidez estructural de las lamas, el cable de recogida y/o los de modificación de la inclinación podrían estar en el extremo lateral de la lama, en cuyo caso no serían necesarios los hendidos, ranuras o taladros descritos. Y se entiende, lógicamente, que lo representado en la figura 14 se repite al menos en otra sección de la lama y/o que también existen cables de recogida o modificación de la inclinación en uno o ambos extremos de la lama.

De hecho, mediante guías y/o cables tensos se puede realizar eí plegado de persianas que no estén verticales, por ejemplo que fuera una disposición horizontal de lamas como la de la figura 14 una detrás de otra como si estuvieran en un suelo plano, o con la misma actitud que tienen pero desplegadas en un plano oblicuo. O como en la figura 15 en que se podrían recoger únicamente las chapas de concentradores "una encima de otra" si todas tuvieran el escalón-goterón 1 17 y dejando las AC en su sitio.

Y generalizando, el giro que hay que dar a la lama previo a la recogida es hasta que el AC quede en la dirección de la recogida aproximadamente, si bien este giro puede no ser necesario o de menor magnitud, por ejemplo si en la figura 14 se tira del cable (106) cada lama tendería a subir a pesar de que el extremo inferior de cada lama rayase la chapa (109) de su lama inferior. Por tanto, esta mejora, es decir ese procedimiento de giro previo, se añadiría a la caracterización si está no fuera suficiente.

Por otra parte, siempre es conveniente que la superficie externa o la interna de la lama incorpore pequeños tacos para que no se rayen las superficies reflexivas cuando la persiana está recogida. En lugar de estos tacos separadores, la propia chapa de la lama podría tener protuberancias y el deterioro únicamente se produciría en ia zona de la protuberancia.

La superficie de la chapa 109 podría tener corrugados o acanaladuras para aumentar la superficie de contacto con el aire y/o tener ciertas aletas en la zona del AC que fueran suficientemente finas para que flexaran al ser comprimidas en la recogida de la persiana, adaptándose al resto del contorno de la lama.

Estos tacos, protuberancias, corrugados o aletas también se incluirían como mejoras si fuera necesario.

Una lama como la mostrada en la figura 14 pero sin la chapa (109) puede ser útil por ejemplo si entre las lamas se dispone un librillo o tubería fijos, como sería la figura 7. La ventaja de ser lamas es que si tuvieran libre la rotación respecto al extremo del

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) concentrador, una pequeña rotación, a izquierdas en la figura 7, puede tapar la tubería y evitar sobre temperaturas.

Como se ha dicho, para permitir el paso de la luz a la habitación se pueden abrir un poco las lamas de AC opaca o utilizar una configuración con un AC que es un agujero o lo que sería bastante equivalente, un AC opaco pero donde se han realizado unos taladros. En estos casos el aire calentado fluiría por ambos lados de ia lama y sería conveniente separar la lama de la ventana o cubierta transparente frontal (105) y tampoco se necesitaría el aislante intermedio, salvo por razones estructurales.

En esta configuración se capta el calor de la radiación cuando está en las elevaciones óptimas y se refleja cuando las elevaciones son propias de estaciones calientes y también se disminuye las pérdidas de calor por radiación desde el interior al exterior al ser reflexivas las superficies y las pérdidas por conducción y/o convección.

Visto esto, se entiende que una chapa "continua" que tuviera esa misma configuración, tendría ias mismas ventajas que las descritas para las lamas, salvo las ventajas relativas a la modificación de su inclinación y a la recogida de las mismas.

Un ejemplo sería una chapa con las formas de la figura 1 con cada CAA unido al siguiente en la línea de los extremos del concentrador. Y dichas uniones podrían ser tipo bisagra para que la cortina pudiera ser enrollada en un tambor. Si bien las lamas podrían ser desde el punto (24), figura 1 a su homologo superior o inferior y las líneas de unión estarían en esos puntos.

También las lamas pueden tener volumen, como las de la figura 14, y una cortina solar es el resultado de unir todas las lamas por su línea o zona de contacto cuando están desplegadas, es decir formando el Sistema Compatible de Captación Solar y Generación de Imágenes, de forma más simplificada es una sucesión continua de CAAs con las distintas formas que pueden presentar (AC conductiva, o transparente o agujereada con o sin envolvente de luz, etc ..)

Y se entiende, lógicamente, que las lamas puedes estar fijas, por ejemplo sujetas por perfiles, en lugar de ser parte de una persiana o una cortina, y todas las posibilidades anteriores están incluidas en lo que se denomina panel o panel de CAAs en esta invención. Se considera que muchas, sino todas, las formas y configuraciones descritas de las lamas son novedosas de por sí y más aún lo son si se utilizan las posiciones óptimas del ACi, ACe, FSC y otros parámetros reivindicados en esta invención.

Optimización de parámetros para la captación de energía.

En el apartado "Geometría mejorada del concentrador y del resto de elementos" ya se han tratado dichos temas caracterizadores y diferencíadores de la invención respecto a posibles antecedentes. Otra diferenciación importante de la presente invención es su optimización

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) hacia la captación de energía de acuerdo con la curva de la demanda anual en lugar de intentar maximizar la captación anual, que es lo usual.

Naturalmente la particularización con precisión de los parámetros de esta optimización energética como emax, emin, "Rotación Horizontal" del panel etc., a cada localización depende de las condiciones locales de irradiancia, climatológicas, de temperaturas y de la orientación de la pared o panel, pero el rango de los mismos está claramente determinado por el objetivo y funcionalidad que persigue la invención.

Las numerosas simulaciones para ciudades de distintas climatologías y latitudes han determinado dichos rangos óptimos, y dentro de la variabilidad referida hay influencia principalmente de dos variables que son la latitud ("lat") y la orientación de la pared (del pane!, mejor dicho) respecto al sur ("ori").

Los procesos de optimización de todos estos parámetros son complejos y hay muchos más parámetros que intervienen en el proceso, pero los resultados son de aplicación mundial con unos márgenes de incertidumbre razonables.

Dar una "Rotación Horizontal" al panel tiene importantes beneficios en ia energía captada y su adecuación a la curva de la demanda sobre todo en paredes "no sur" (se considera que los paneles están paralelos a la pared), lo que no resulta nada obvio.

Las figura 9 y de la figura 10 muestran el porqué de este beneficio y básicamente lo que se pretende es que un CAA "de sombra al de debajo" (o se de sombra a si mismo, que es equivalente) cuando el azimut solar es propio de verano y que en invierno la trayectoria del sol, respecto al panel, sea lo más plana posible para aproximar emin a emax, posibilitando un aumento de la concentración sin apenas perder horas de sol.

La figura 9 un diagrama de elevación-azimut (en ordenadas y abcisas respectivamente) genérico, pero que en este caso corresponde a un latitud de 40° Norte. Las curvas concéntricas representan la posición del sol en función de la hora solar en fechas concretas del año, siendo la más exterior la correspondiente al solsticio de verano y la interior la del solsticio de invierno.

El diagrama se ha particularizado para mostrar las horas de luz captadas en las distintas fechas del año por un panel orientado al sur (recibe sol desde Az= -90° hasta Az= 90°) y cuyo ángulo máximo de captación, emax, se a limitado a 30° (cota 87) y el emin a 5 ^o (cota 88). Las horas en las que el sol se concentra todos sus rayos en el AC en cada fecha son las correspondientes a las líneas más gruesas que el resto.

La concentración es, de forma aproximada, inversamente proporcional a (emax - emin) por lo que generalmente interesa aumentar el emin y/o disminuir emax a valores óptimos. Por debajo de la línea 89 se capta energía residualmente ya que la transición entre captar toda

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) la radiación (emin) a no captar nada es gradual (y lo mismo ocurre con emax) como se puede apreciar en las figura de 1 a 4.

La figura 10 muestra el mismo diagrama E!-Az (elevación-azimut) pero para un panel orientado en dirección sur + 30°, por lo que únicamente ve el sol desde Az= -60° a Az=120°. Si el panel no se rota las horas en las que se captaría energía serían las comprendidas en el mismo rectángulo de la figura 9 pero desplazado para ocupar esos -60° a 120° en azimut. No obstante esta figura justifica que una rotación del panel, como se reivindica en la invención, representada por el ángulo (90) (que no es 90°, ni se ajusta a la realidad), puede obtener mejoras tanto en la captación de energía como en el ajuste de la energía captada a una curva característica de demanda de un hogar.

Por una parte, se observa que para Az entre 90° y 120°, que corresponde a épocas próximas al solsticio de verano, el número de horas captadas es bastante menor que el caso de que no se rote el panel. Tengamos en cuenta que la limitación de emax y emin son respecto al panel, están definidas en ef plano del CAA, en la sección recta del CAA cilindrico, por lo que las líneas gruesas son las trayectorias que describe el sol "vistas desde el panel".

Durante el solsticio de invierno, las horas que el panel "ve el sol" son aproximadamente las mismas que si el panel no se rota, sin embargo el emax necesario es menor y la franja emax-emin se acorta, mejorando ¡a concentración de la radicación y la energía captada. La cota 87 es emax.

Utilizando un emin (respecto al panel) como la cota 88, se captarían algo menos tiempo invierno pero se aumenta más aún la concentración. Incluso es rentable aumentar más aún el emin que el mostrado en la figura.

Como se ha explicado anteriormente por debajo de emin también se capta energía y en las épocas del solsticio de invierno se captan "horas adicionales por debajo del horizonte del panel", ver la zona de Az próxima a -60°.

En efecto, en paneles no rotados no se puede captar energía por debajo del horizonte que coincide con la HorizontalSR de! panel porque no ha salido el sol (elevación=0). Pero en paneles rotados la línea 92 es la que representa el elevación=0 y como esa captación "residual" por debajo de emin pueden ser bastantes grados, el panel podría captar energía "adicional" desde la línea 89 hasta la cota 91 , que está por debajo de elevación=0 (línea 92, "elevación" es respecto al panel).

En una orientación de 60° al este, el sol incide sobre la pared desde primera hora de la mañana en verano, lo que no es apropiado. Dando una "Rotación Horizontal" al panel ("dejando caer su eje hacia donde sale el sol" esto es, que es levantar el lado del CAA cilindrico más próximo al ecuador) lo que ocurre es que visto desde el panel, el sol ya esta

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) alto incluso al amanecer y se eleva rápidamente por encima de emax, que es la elevación máxima del sol (desde el punto de vista del panel) captada.

La caracterización la "Rotación Horizontal" óptima para paneles que captan energía es menor de 25° y que se podría ajustar algo más, perdiendo algunos casos, con Rotación Horizontal 10° para paneles con cubierta transparente delante y Rotación Horizontal <20° para paneles sin cubierta transparente delante (lo que es lógico porque estos segundos necesitan mayores concentraciones). También se puede utilizar la correlación- caracterización Rotación Horizontal < 16° + 0,12 * Oh(°) que muestra la tendencia de la rotación óptima a aumentar cuando la orientación del panel se separa de la orientación sur, como era de esperar de la figura 9 y figura 10.

El parámetro caracterizado es la Rotación Horizontal y no el módulo del giro respecto al eje perpendicular al panel, porque el giro necesario en un tejado es mayor que el necesario en un panel vertical. Aproximadamente, tangente(°giro sobre el tejado) = tangente(°giro sobre pared vertical) / seno(°lnclinación del tejado).

Cuando los paneles se rotan óptimamente emax se puede caracterizar como (EMAX < 31° - 0,16 ^* ORl(°) +-17° y EMAX> 10°), que muestra la tendencia de emax a disminuir con la rotación del panel porque el sol alcanza menos elevación respecto al CAA que cuando el panel no se rota.

Aun así, las dificultades constructivas o de adaptación de los paneles a los espacios disponibles en la fachada (normalmente verticales) pueden aconsejar no rotar los paneles o los CAA, en cuyo caso los parámetros a utilizar serían los siguientes:

Optimizaciones de CAAs con AC abajo destinados a captar energía.

Un factor a tener en cuenta en el diseño u optimización de parámetros es evitar destellos molestos o peligrosos a las personas circundantes a la instalación o en la calzada. Ello condiciona de forma importante el rango de soluciones especialmente en este tipo de configuraciones con CAAs con AC abajo destinadas a captar energía, resultando los siguientes valores óptimos:

eep = -0,18 * Xmax ^A 2 + 7,23 ^* Xmax + 0,5 * "Tejado -99° +-15°, que puede reducirse a +-6° en lugar de +-15°, perdiendo algunos casos. Y Xmax ^A 2 significa Xmax al cuadrado

°Tejado es la inclinación sobre la horizontal local de la línea de! tejado o la inclinación del panel, más propiamente dicho. °Tejado=90° es la vertical.

Coordenada X del extremoPS = -0,03 * Xmax ^A 2 + 0,9 ^* Xmax - 6 +-2,5 , que se puede acotar más con +-1 en lugar de +-2,5 , perdiendo algunos casos. Coordenada Y del extremoPS = 0,046 ^* Xmax ^A 2 - 0,54 * Xmax -0,1 ^* "Tejado +15 +-3 , que se puede acotar más con +-2 en lugar de +-3 , perdiendo algunos casos.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) El ACe está en el primer punto iluminado por rayos reflejados en el concentrador cuando elevación=emin de la recta que pasa por extremoPS con inclinación emin, para minimizar las pérdidas de área frontal y con un margen de error de 1 ,5 que podría reducirse a 1 , perdiendo algunos casos.

La expresión "el primer punto iluminado" se refiere a que los rayos reflejados en el concentrador para elevación= emin forman un haz dado y el ACe está en el punto más externo del corte de dicho haz con la recta que pasa por extremoPS y tiene inclinación emin. Una particularidad que ocurre en las soluciones con CAAs con AC abajo para captar energía, es que una vez determinada la parábola (y=x ² /4/P) más adecuada para los objetivos pretendidos, que cumple las características anteriores, se puede hacer un perfeccionamiento adicional de la óptica modificado la parte más próxima al extremo, creando el "concentrador mejorado en el extremo".

Estas modificaciones consisten en "abrir" más la parábola o concentrador original en la zona próxima al a su extremo, para distribuir la radiación más uniformemente en el área de captación durante el rango de elevaciones entre emin y emax y que los rayos reflejados permanezcan más tiempo en el AC.

En la figura 14 se ilustra como los 3 rayos reflejados que parten de ¡as proximidades del extremo del concentrador no siguen la pauta de los demás sino que apuntan más hacia el ACe (19), mientras que si se hubiera seguido la forma de la parábola original dichos reflejos ya hubieran salido del ACi (18), viendo que el siguiente rayo (el cuarto) ya prácticamente sale del ACi.

Para conseguir lo anterior lo que se hace es que a partir de un punto de la parábola original, en este caso del punto que dista 4 unidades del extremo del concentrador, se modifica la tangente en cada punto tal que su reflejo cuando elevación = emin apunte hacia las proximidades del ACe, para que cuando elevación = emax su reflejo no quede ya fuera de ACi. Esta condición implica que dicho tramo modificado es significativamente parecido a una parábola de eje emin y foco en el ACe descrito.

Y dado que para elevación= emax todos los rayos deben quedar dentro del ACe, dicho punto desde el que se modifica la parábola o el concentrador original es aproximadamente el punto cuyo rayo reflejado para elevación= emin pasa por el ACe.

Con la modificación anterior de la óptica, el ACi óptimo tiene que estar en la recta que va desde extremo de dicho "concentrador mejorado en e! extremo" al ACe, girada (emax- emin) ⁰ .

Esto es porque dicha recta "girada" es e! rayo reflejado en el extremo del concentrador cuando elevación= emax, dado que esa recta sin girar es aproximadamente el rayo reflejado que pasa por el ACe cuando e!evación= emin. Precisamente esa es la modificación de la

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) óptica, girar el rayo reflejado en el extremo cuando elevación= emin para que pase por el ACe (y ios rayos de los puntos próximos también).

Por otra parte el AC debe ser lo menor posible para que la concentración sea lo mayor posible, por lo que el ACi debería estar más o menos en la recta que pasa por el ACe y es perpendicular a la dicha recta "girada". Todo ello con un margen de error porque puede convenir retrasar el ACi para poder alargar el concentrador en su parte interior, o adelantar e! ACi para aumentar la incidencia de radiación directa sobre el AC.

Esto es: "el ACi se posiciona a una distancia menor que 2 del punto de corte de ia recta que pasa por extremo del concentrador con una inclinación sobre la horizontal que es (emax- emin) grados inferior a la de la recta que va desde ACe a extremo del concentrador, con la recta que pasa por el ACe y es perpendicular a dicha recta desde ACe a extremo del concentrador". Y normalmente dicho concentrador será el mencionado "concentrador mejorado en el extremo" pero también es aplicable sin este perfeccionamiento de ia óptica, con una inclinación sobre la horizontal 80° inferior a la inclinación de la recta que va desde ACe a extremo del concentrador. Y dicha distancia menor que 2 podría reducirse a menor que 1 perdiendo algunos casos, y dicho margen de 2 podría reducirse a 1 perdiendo algunos casos.

Ei FSC en estas configuraciones de CAA con AC abajo que captan energía sobre un AC y no aprovechan las zonas de máxima concentración puntual, es un punto que dista menos de 1 del punto de corte de la recta ACe-ACi con el concentrador original y normalmente estará en el concentrador original, pero podría salirse ligeramente del mismo. Y esto se deja como mayor caracterización de dicha configuración si la reivindicada no fuera suficiente. Y los parámetros que optimizan la captación de energía y su adecuación a la curva de la demanda dependen de si el panel lleva una cubierta transparente delante o no:

Con cubierta transparente delante: Emin= 22° - 0,25 ^* lat +-11 ⁰ y Emax= 79 - 1 , 1 ^* lat +-13 ^o (mas acotado con emax= 76 - 1 ,1 * lat +-5°, perdiendo algunos casos).

Sin cubierta transparente delante: Emin= 25° - 0,25 * lat +-11 ^o y Emax = 52,5° -0,58 * LAT(°) +-16°, que se puede acotar algo más con emax = 67° -0,81 * LAT(°) +-12° perdiendo algunas soluciones y con emax = 64,6 -0,88 * LAT +-5° se caracterizan las soluciones más favorables.

Estos valores óptimos de emin y emax son los mismos que para CAAs con AC arriba, ya que ambos tipos obtienen concentraciones similares para un mismo rango emax-emin, mientras que las posiciones del ACe, ACi, extremoPS y otros para CAAs con AC arriba ya ha sido determinada anteriormente.

El rango apropiado para Xmax, que determina también los rangos de otros parámetros como se ha descrito es Xmax= 14 +-10, que también coincidente con las soluciones de CAA con

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) AC arriba. Y es importante notar que todas las unidades de longitud, como Xmax o coordenadas en los ejes X, y (horizontal y vertical en la sección recta del CAA) están referidas a la longitud P/5, es decir Xmax=8 significa que Xmax es 1 ,6 veces la distancia del foco al vértice de la parábola verdadera o de la parábola equivalente del concentrador, lo que corresponda, y es el criterio utilizado en toda la descripción y reivindicaciones.

Otro parámetro es la elevación def eje del concentrador, que para CAAs con AC arriba destinados a captar energía sin aprovechar las zonas de concentración puntual máxima, se optimiza con el valor eep=(emax + emin)/2 +- (emax - emin)/1 ,7. Y para CAA con AC arriba que capta en dicho AC y sí aprovecha dicha zona es eep > (emax + emin)/2 que refleja la conveniencia incluso de que ACe quede más interior que el foco.

Optimizaciones de CAAs con AC abajo destinados a captar energía y generar imágenes conjuntamente:

La descripción de la figura 13 explica este tipo de concentradores y sus puntos característicos.

El ACe se posiciona de acuerdo con el emin que optimiza !a captación de energía y sus coordenadas X e Y son X.ace= 0,2 +-0.7 e Y.ace = 0,0005 ^* (emin-eep) ^z - 0,09 ^* (emin-eep) + 4 +- 1 ,5 (que resulta en un rango de Y.ace entre 0,6 y 2 aproximadamente perdiendo algunos casos).

El ACi se posiciona a una distancia menor de 1 del punto de coordenada X igual a 0,7 y coordenada E igual a 0. Y el FSC normalmente es el propio ACi pero puede resultar conveniente separarlo del mismo si la superficie concentradora es metálica por lo que, el FSC es un punto de la superficie concentradora que tiene coordenada X igual a ia coordenada X del ACi + 0,8 +-1. Y esto se deja como mayor caracterización de dicha configuración si la reivindicada no fuera suficiente.

Óptimamente emin = 47° -0,66 ^* l-AT +-8° ó mas amplio emin= 50° -0,66*lat +-15°, que resultan valores considerablemente altos, respecto a las elevaciones solares invernales, principalmente debido a que bastante antes de que todos los rayos reflejados sean captados (definición de emin) ya están entrando en el AC rayos reflejados en el concentrador.

Óptimamente eep = 12° - 0,66 * lat" +-16°

Óptimamente Xmax= 9 +-5, que se puede acotar más con +-3 en lugar de +-5, perdiendo algunos casos, que es el rango óptimo siempre que se pretenden generar imágenes o captar energía de alta concentración puntual, pero que al estar incluida en el rango reivindicado de Xmax = 14 +-10, sófo se añadiría como reivindicación se fuera necesaria está mayor acotación.

Óptimamente el extremoPS se posiciona de acuerdo con lo determinado en el apartado de "Envolvente de focos y envolvente ACe-ACi" para maximizar la concentración puntual.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) Nota: Es importante destacar que los valores emax, emin, eep y xmax se han optimizado para adecuar la captación de energía a la demanda anual en las distintas latitudes o zonas climáticas, por lo que se pide su protección de por sí como dependientes de la reivindicación primera. También es importante tener en cuenta que en la reivindicación primera se dice que cuando son múltiples CAAs hay configuraciones que captan energía y generan imágenes, y esta descrita es una de ellas, sin embargo en la reivindicación primera no se dice que el AC u otros parámetros deban ser obligatoriamente ios aquí descritos, que son que aproximan la captación a la demanda.

Ahora bien, todos los puntos clave, geometrías, formas, configuraciones y disposiciones de los CAAs influyen y son determinantes del rendimiento apropiado de los concentradores a lo largo todo el año, que propiamente es lo que proporciona la adecuación de la captación a la curva de la demanda, es decir que ambas curvas se superpongan lo más posible. Y dichos puntos clave, geometrías, disposiciones etc. se han formulado utilizando estos parámetros, por lo que al menos las caracterizaciones de emax, emin, eep y xmax deben permanecer como reivindicaciones dependientes de las relativas a la obtención de dichos puntos clave, geometrías, formas, configuraciones y disposiciones de los CAAs.

Alguna invención del estado de la técnica que guardase cierta similitud con esta invención podría haber reivindicado algún rango de eep, o emax por ejemplo, sin comprender donde es aplicable y donde no, y los rangos u funciones descritos en esta invención serían una mejora respecto a dichas posibles reivindicaciones existentes. Pero si aún así estás mejoras no fueran a considerarse protegibles, se entiende que se reconvertirían en tablas de rangos de los que se eliminarían los rangos ya protegidos, y/o se reformularian las posiciones de los puntos clave de las geometrías de esta invención sin guardar dependencia con dichos parámetros eep, emax, etc..

Tanto en sistemas destinados a captar energía como en los generación de imágenes ya sean con CAAs con AC arriba o hacia abajo, una configuración beneficiosa es embeber los CAAs en vidrio u otro medio transparente de mayor índice de refracción que el aire, al menos la mayor parte del volumen de la oquedad que forma el concentrador con el área de captación y sus áreas adyacentes. Esto mejora la concentración y/o mejora la elevación máxima a concentraciones y protege de la suciedad y elementos exteriores.

El índice de refracción del vidrio (1 ,5) hace que la elevación aparente del sol disminuya. Por ejemplo si el emax requerido es (27°), está elevación solar "vista" por el CAA embebido en vidrio sería menor y sería seno(elev. vidrio) = seno(27°) / 1 ,5 = 17,6°. Si el emin fuera 18° correspondería con una elevación "vista" por el CAA embebido en vidrio sería de 12°, reduciendo la apertura de (27 - 18°) a (17,6 - 12°), con el consiguiente aumento de concentración.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) Por otra parte, si la superficie del vidrio o elemento transparente de mayor índice de refracción que el aire, se inclina hacia el suelo este efecto es todavía más positivo. Por ejemplo, inclinando todo el panel, o el todo un CAA o lo que es más novedoso, que el vidrio no rellene todo el CAA sino que su superficie vaya desde el extremoPS a un punto intermedio del concentrador, visto en fa figura 1 , la superficie del vidrio no iría desde 1 a 23 sino de (1) a un punto intermedio de la superficie cóncava.

Si el panel o la superficie del vidrio en general, se inclinan -30° (esto es, inclinar la cara por donde entra la radiación hacia el suelo los emax= 27° y emin=18° se "transforman" en 57° y 48° respectivamente y que después de refractarse serían 34° y 29,7°, reduciéndose la apertura requerida más del 50%, de 9 ^o a 4,3°.

Igualmente si un CAA dado con su inclinación y demás parámetros dados tiene una elevación máxima a concentraciones de 40°, al estar embebido en vidrio dicha elevación máxima a concentraciones pasaría a ser igual a arcoseno{1 ,5 ^* seno 40°) = 74,6°

Esto muestra la gran utilidad de embeber los CAAs en un elemento de mayor índice de refracción que el aire, por ejemplo vidrio. Esto ya era conocido, pero lo útil y novedoso es la combinación de embeber en dicho vidrio e inclinar la superficie del vidrio hacia e! suelo, o el embeber y aprovechar las zona de máxima concentración puntual para ubicar captadores individuales o generar imágenes cambiantes.

Es importante notar que las formas de captación descritas como envolvente o conducto de luz o las lamas que dejan AC hueco o transparente, revelan otro concepto sutil en la invención, que es no tanto la captación sino la discriminación o captación selectiva, de ahí que sea aplicable a cualquier tipo de panel existente y constituya una mejora reclamada sobre los mismos.

Por así decirlo, un uso destacado del sistema es "dar sombra" cuando se necesita y esta sombra la puede proporcionar una cortina - lamas solares de 1 o 2 cm de espesor.

Por ejemplo si en una determinada región la demanda de electricidad es claramente mayor en invierno que en verano o a primera hora de la mañana y última de la tarde entonces basta con poner un panel, persiana o cortina de luz con los parámetros adecuados dentro de cada panel fotovoltaico.

En un sistema de agua caliente sanitaria por tubos de vacío, las horas centrales del día en verano pueden hacer que revienten dichos tubos pero mejorando dicho panel con una cortina o lamas fijas descritas se puede producir suficiente agua caliente utilizando las primeras o ultimas horas del día. Lo mismo es aplicable a paneles de placa plana o fotovoltaicos o el mencionado muro trombe perfeccionado, que podría mejorarse aún más si el panel de CAAs es con AC tipo pincho y dichos pinchos llegan aislados hasta el interior del muro trombe.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) Si por ejemplo dichos paneles convencionales no pueden estar orientados al sur, cuando tienen la "capa previa" de cortina-lamas solares o de CAAs pueden mejorar su "adecuación" a la curva de la demanda realizando la rotación del panel y/o de la cortina o CAAs.

Por tanto, el hecho de poner un panel de CAAs por delante de un panel de captación convencional o muro trombe (y mejor aún si va dentro del cristal del panel) formando un único bloque, supone una mejora o perfeccionamiento importante respecto al tipo de panel convencional en cuestión y se reivindica como tal. Y el caso en que las áreas de captación son parcial o totalmente transparentes o huecas son un caso particular de ello, que es el más útil.

Otro ejemplo sería un sólo CAA con una tubería en su AC y todo dentro de un tubo en el que se hace el vacío. Es un nuevo diseño de tubo de vacío con elevado rendimiento y que se ajusta a la curva de la demanda, o a otra curva si el CAA se diseña para ello.

De todo lo dicho en toda la descripción del Sistema Compatible de Captación Solar y Generación de Imágenes se desprende que el conjunto de la invención es una unidad inventiva en la que se pasa de unas soluciones a otras de forma "continua", con distintas inclinaciones del eje del concentrador, y las soluciones y envolventes para CAAs con AC arriba son "las mismas" que con CAAs con AC abajo, y el panel puede ser continuo o seccionarse por las líneas adecuadas para convertirse en lamas independientes, y que estas pueden estar fijas o plegarse, y que tanto paneles como lamas se pueden aplicar a tejados y pueden utilizar áreas de captación (AC) de transmisión de calor por conducción o con AC que crea conductos de luz, y todas ellas pueden combinar la captación de energía (sobre un AC o elementos individuales de captación) con la generación de efectos visuales e imágenes cambiantes, y se determinan los parámetros y geometrías óptimas en cada caso.

Y la rotación de los paneles es ventajosa para todos ellos, así como la aplicación de las distintas envolventes descritas.

Y esto es lo que justifica que en la reivindicación primera se utilicen "y/o", porque se pueden crear "particularizaciones" o "subsistemas" independientes o vendibles por separado formados por cualquiera de las combinaciones entre captar energía sobre un AC y/o captar energía sobre captadores individuales y/o Generar imágenes. Cada combinación puede quedar más delimitada por reivindicaciones independientes que son aplicables a todas las dichas combinaciones (o a un grupo)

Definiciones

Este apartado incluye la definición en orden alfabético de los parámetros y abreviaturas utilizados en la invención y se utiliza la figura 1 , que muestra la disposición de los elementos que definen la geometría.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) En esta figura 1 se muestra la situación de los rayos reflejados en el concentrador correspondientes a una radiación incidente de elevación ("elevación") igual a la elevación mínima de diseño ("emin"), que es el ángulo 14.

El concentrador representado es la parábola perfeccionada, que se compone de un tramo exterior que es una parábola verdadera y un tramo interior denominada envolvente de vértice optimizada a AC mínima (elemento 16), o a concentraciones si fuera el caso, pero el concentrador podría ser otro.

El foco del concentrador se define como el punto medio del segmento sobre el que se consigue la máxima concentración puntual para cualquier dirección de la radiación incidente, de las que el concentrador no produce sombra sobre si mismo. Y se define concentración puntual para una dirección dada de la radiación incidente como la distancia entre el rayo que incide sobre un extremo del concentrador y el rayo que incide sobre el otro extremo del concentrador, dividida por la longitud del menor segmento sobre le que inciden todos los rayos reflejados en el concentrador para la dicha dirección incidente dada. Y se define el eje del concentrador como la recta que pasa por el foco de dicho concentrador y tiene la dirección de la radiación incidente que produce dicho foco y el sentido del eje es el opuesto al de dicha radiación incidente que produce el foco. Y cuando el concentrador es una parábola o un segmento de la misma el foco y el eje son los procedentes de la propia definición de la parábola como el lugar geométrico de los puntos de un plano que equidistan de una recta (la directriz) y un punto fijo llamado foco, y el eje de la parábola es el eje de simetría de la misma, que es perpendicular a la directriz y pasa por el foco.

AC, es el área de captación o área de concentración, es el segmento sobre el que inciden todos los rayos reflejados en el concentrador del CAA en el intervalo de elevaciones entre emin y emax, si no existen obstáculos intermedios y buscando que sea mínimo. Es el elemento 6 y no necesariamente el contorno del captador o captadores siguen ese tramo recto sino que se disponen para recibir los rayos que incidirían sobre el AC, es decir puede tener cierta forma cóncava o convexa o estar delante o detrás del AC.

ACe, es el extremo más hacia el exterior del AC, el más próximo a la línea de tejado, o la verticalSR según corresponda. Es la posición que ocuparía el extremo más externo del captador. Su posición se optimiza en la descripción. Es el elemento 9.

ACi, es el extremo más hacia el interior del AC. Es la posición que ocuparía el extremo más interior del captador. Su posición se optimiza en la descripción. Es el punto 18. Para CAAs con AC abajo es el punto 18 de la figura 13.

CAA, significa "concentrador más AC y adyacentes" y es la sección plana compuesta por la línea que empieza en el extremo (o comienzo) del concentrador (punto 23) y está formada por el propio concentrador, seguida del área adyacente al AC que va desde el FSC al ACi,

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) más el dicho área de captación y terminada por e! área adyacente al AC que va desde el ACe al extremoPS (que suele ser el extremo o comienzo de CAA siguiente), pudiendo alguno de estos tramos no ser físico o material sino una línea imaginaría. De existir el goterón este tramo forma parte también de la línea que define el CAA. En la figura 1 el CAA es la línea constituida por los segmentos entre 1-19-18-2-15-23, pero en la figura 7 el tramo goterón (78)) se incorpora como tramo del CAA. CAAs es el plural de CAA.

CAA cilindrico es la extrusión o desarrollo de un CAA respecto a un eje perpendicular al plano del CAA, si bien se entiende que dicha extrusión no es infinita.

CAA con AC abajo es e! que tiene el área de captación o destino de los rayos reflejados de concentrador más abajo que el concentrador de dicho CAA, como en figura 13 y figura 14. CAA con AC arriba es el que tiene el área de captación o destino de los rayos reflejados de concentrador más arriba que el concentrador de dicho CAA, como en figura 1 y el resto de figuras distintas de figura 13 y figura 14.

CAA con AC desprendida por definición es la configuración en la que la línea que une los comienzos de los concentradores está por debajo de la que une los ACi, quedando el AC sin continuidad con los concentradores. Ver figura 15

CAA con AC no desprendida es la configuración que no es en tejado con AC desprendida, incluidos los paneles verticales. Ver figura 11.

"CAA siguiente" es aquel cuyo inicio es el extremoPS del CAA dado. Si el CAA dado es CAA con AC arriba el CAA siguiente es el que tiene encima y viceversa si el CAA es con AC abajo, el CAA siguiente es el que tiene debajo. En la figura 1 el CAA siguiente es el que empieza en (1) y continúa con el concentrador que sale de él hacia arriba y luego seguirían los homólogos a 2-18-19-1. En figura 13, CAA siguiente es el que empieza en (1), que es el punto más bajo de CCA representado y continúa con el concentrador que sale de él hacia abajo más el resto de tramos homólogos.

"CAA anterior" es el concepto opuesto a CAA siguiente y ambos se usan también refiriéndose al concentrador o parábola siguiente o anterior.

Concentración puntual, ver al principio de la descripción de esta figura, con la matización para la parábola.

Eep, es la elevación del eje del concentrador sobre la horizontalSR, con la matización para la parábola verdadera, y no produce inconsistencia con la propia definición de horizontalSR porque eep un dato de diseño, un parámetro de optimización, con el que se posiciona la horizontalSR. Es el ángulo-elemento 13. Y todas las magnitudes de ángulos se miden en esta invención en grados sexagesimales.

Elevación es el ángulo de inclinación o elevación de la radiación incidente en el plano del CAA y respecto horizontalSR. Si el panel no está rotado (ver definición de rotación) es la

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) elevación o inclinación del sol (de la radiación) sobre el horizonte. La "elevación" representa la elevación del sol "visto desde el CAA" (esto es, en el plano de CAA o de la sección recta del CAA cilindrico). En la figura 1 la "elevación" coincide con emin.

Eje del concentrador, ver ai principio de la descripción de esta figura, con la matización para la parábola.

Eje "x", es el perpendicular al eje "y", rotado en sentido contrario a las agujas del reloj respecto al eje "y". Elemento 7. nota: esta rotación se ha elegido así arbitrariamente cuando usualmente es la contraria.

Eje "y", es el eje del concentrador, con la matización para la parábola, en que también es el eje de simetría de la misma. Elemento 12

emax, es la máxima elevación (en el plano del CAA) de la radiación incidente para la que todos los rayos reflejados en el concentrador incidirían sobre el área de captación (AC) de no encontrar obstáculos intermedios y si la superficie del concentrador fuera reflexiva perfectamente especular. Es un dato de diseño, un parámetro de optimización que está referido a la sección recta del CAA cilindrico. Es mencionado en esta figura para facilitar la comprensión de la descripción de la invención pero que es representado gráficamente en la figura 2 ángulo 25.

emin, es la mínima elevación (en el plano del CAA) de la radiación incidente para la que todos los rayos reflejados en el concentrador incidirían sobre el área de captación (AC) de no encontrar obstáculos intermedios y si la superficie del concentrador fuera reflexiva perfectamente especular. Es un dato de diseño, un parámetro de optimización que está referido a la sección recta del CAA cilindrico, con las matizaciones para paneles rotados. Es el ángulo-elemento 14.

Envolvente de focos es el lugar geométrico de los focos producidos por el concentrador para las distintas direcciones de la radiación incidente.

Extremo del concentrador, es el más alejado de ACi de los dos extremos de la superficie concentradora, es el extremo opuesto al FSC. Representa el comienzo del concentrador. Es el punto (23) y convenientemente está en ia línea de tejado.

ExtremoPS, es el final del CAA dado, esto es, el extremo del CAA del lado opuesto ai extremo del concentrador. Convenientemente debe ser un punto físico y que producirá las sombras en el concentrador y la posición óptima del extremo del concentrador del CAA siguiente en configuración CAA con AC arriba no desprendida. Nota: En configuraciones de CAA con AC arriba destinados únicamente a captar energía en el AC, si el concentrador del CAA siguiente empezara más arriba del extremoPS óptimo, derivaría en pérdidas de área frontal y pequeños cambios en la posición del AC (es el punto 1 de la figura 1 ). En CAA con AC abajo destinados únicamente a captar energía en el AC, el extremoPS es importante que

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) sea un punto físico porque es el encargado de evitar destellos peligrosos a la calzada, es decir, el tramo desde el extremoPS al extremo de CAA siguiente debería ser físico y opaco {es la parte alta del aislante justo por encima del nudo 6). Y en las configuraciones que pretenden utilizar las zonas de máxima concentración puntual, que el punto que produce las sombras no sea el extremoPS óptimo, deriva en menores valores de concentración y variación en las posiciones de máxima concentración. Convenientemente está en la línea de tejado.

Foco del concentrador, ver al principio de la descripción de esta figura, con la matización para la parábola. Es e! punto 5 en la figura 1.

FSC, es el final del concentrador, el extremo opuesto al "extremo del concentrador". Y describe como mayor caracterización de las distintas configuraciones de concentrador con AC arriba o AC abajo, para captar energía sobre un AC y/o para aprovechar ias zonas de máxima concentración puntual. Es el elemento 2.

HorizontalSR, es la dirección horizontal en el plano del CAA. Es la dirección en el plano del CAA que forma un ángulo "-eep" con el eje del concentrador y es el origen de ángulos (de elevaciones) (Elemento 4). Hay que considerar que eep es un dato de diseño, un parámetro a optimizar, que se refiere a la elevación del eje de la parábola (del concentrador) sobre esta recta. Arbitrariamente, esa recta HorizontalSR se la dibuja pasando por el extremoPS.

Inclinación máxima de diseño del punto de vista del observador es la inclinación del punto de vista del observador a partir de la cual dicho observador empieza a ver reflejos en el concentrador de un CAA dado, no procedentes del propio CAA, cuando el dicho CAA se encuentra a dicha inclinación máxima de ese observador. Se puede entender más gráficamente suponiendo un caso de un observador enfrentado a una pared infinitamente alta de CAA horizontales de muy poca altura. Dicha inclinación máxima del punto de vista sería la inclinación de la recta entre el observador y el CAA en que empezasen a verse reflejos de la calzada circundante al observador.

lat o Latitud, es la latitud geográfica de la localización del punto o población en la que se encuentra el CAA en cuestión, en valor absoluto. Mientras que Az se utiliza como la abreviatura de Azimut.

Línea de tejado es la recta que une los puntos homólogos más exteriores de dos o más CAAs consecutivos en el plano del CAA, por ejemplo podría ser la recta que une el comienzo de un concentrador con el comienzo del siguiente en la sección recta del panel de CAAs cilindricos y un panel vertical es un caso particular de un panel cuya línea de tejado forma 90° sobre el plano horizontal local y cuando los paneles no están rotados, la inclinación del tejado es la inclinación de esta línea de tejado. La línea de tejado es una

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) recta de un plano paralelo al panel y no crea inconsistencias con la determinación de comienzo del CAA siguiente.

Orientación, referida también como "ori" en la formulación, es la orientación del panel o pared (donde se encuentra totaimente apoyado) respecto al sur (respecto al norte para el hemisferio sur) en valor absoluto, es decir salvo que se especifique lo contrario, no se distingue entre si la orientación es al este o al oeste.

P es la distancia desde foco de la parábola a su vértice y si el concentrador no es una parábola verdadera entonces se toma la parábola equivalente y el dicho vértice es origen de coordenadas. Y lo largo de la descripción y de las reivindicaciones se asume que P=5.

Parábola verdadera es y=x ^A 2 /4P, (ía coordenada "x" al cuadrado dividida de 4 y de P) y P es la distancia entre su vértice y su foco y se toma el valor P=5, y el eje "y" es el eje de simetría de la parábola, y eje "x" es el perpendicular al eje "y" a izquierdas por el vértice de la parábola, que implica por ejemplo que Xmax=9 significa que la coordenada "x" del punto extremo de la parábola es 9/5 de la distancia focal P

Parábola equivalente es: si el concentrador tiene algún tramo de parábola verdadera ia parábola equivalente es el tramo de parábola verdadera más alejado del "extremo del concentrador" y si el concentrador no tiene ningún tramo de parábola verdadera entonces la parábola equivalente es la correspondiente al tramo de parábola verdadera que tiene la misma longitud que el concentrador y que forma la menor área con el mismo, y si dicho menor área es superior al 10% de la longitud del concentrador al cuadrado, entonces dicho concentrador no tiene parábola equivalente y no es válido para esta invención, es decir se considera fuera del alcance de la misma. Y a todos los efectos los puntos clave y parámetros del concentrador (por ejemplo foco, vértice, Xmax, FSC etc.) son los de su parábola equivalente. Y en caso de que esta caracterización del concentrador como "que tiene parábola equivalente" no fuera admisible dentro de la caracterización primera de la invención, entonces se restringiría dicho 10% lo necesarios, incluso hasta llegar a que el concentrador es sustancialmente una parábola.

Pérdidas de área, son las debidas a las partes del CAA, distintas del AC y del concentrador, que reciben irradiación de forma directa procedente de elevaciones entre emin y emax. Normalmente son las debidas ai tramo desde el ACe al comienzo del CAA siguiente y/o ai tramo FSC-ACi.

PSN, por definición es el punto de sombra natural, es la intersección de la línea de tejado con el rayo cuyo reflejo va en su misma dirección para elevación=emax. La sombra de! PSN sobre el concentrador para elevación=emax es el PSNP. El PSN es el elemento 1 , que en la figura 2 se ve como perteneciente a dicho rayo incidente que refleja sobre si mismo.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) PSNP, por definición es ei punto de sombra natural en el concentrador, es el punto del concentrador en el que la dirección del rayo reflejado coincide con la del incidente cuando la elevación de la radiación es igual a emax. En la parábola verdadera, su determinación matemática es sencilla y está en X=2*P*Tan(emax-eep) e Y=P*tan(emax-eep). Y la pendiente del rayo reflejado es -1/tan(emax-eep). Es el elemento 15 más claramente representado en figura 2.

PSP es el primer punto del concentrador que está en sombra para elevación= emax. El rayo reflejado en el PSP para e= emax, se refiere al rayo reflejado en el punto adyacente al PSP que queda iluminado para elevación = emax.

Rotación Horizontal es el módulo de la proyección sobre ei plano horizontal, del giro con un eje perpendicular a la línea de tejado, realizado a un panel de CAAs o a un CAA individual respecto a la posición en que sus extremos están a la misma altura. La rotación de un panel apoyado enteramente en una pared vertical es el ángulo girado por el panel respecto a la línea perpendicular a la pared. Pero, si un panel está apoyado enteramente en un tejado, el giro que se le da es sobre un eje perpendicular al tejado y la Rotación Horizontal sería la proyección de dicho vector (cuyo módulo es la magnitud del giro dado) sobre el plano horizontal.

La rotación es un dato de diseño, un parámetro de optimización y el sentido de la rotación es positivo cuando el extremo del CAA cilindrico más próximo al ecuador se levanta. Es decir, el giro que se da a un panel para mejorar sus prestaciones es en sentido horario en paredes orientadas de sur a este (paredes sur-este) y norte-oeste y en sentido antihorario en paredes sur-oeste y norte-este, que ya incluye las localizaciones del hemisferio sur.

Este parámetro es mencionado en esta figura por claridad pero su utilidad se comprende mejor en las descripciones de la figura 9 y de la figura 0.

"Tejado, es la inclinación de la línea de tejado del panel sobre la horizontalSR en valor absoluto, y en paneles no rotados Tejado coincide con la inclinación real del tejado sobre el plano horizontal local y por tanto los paneles verticales son el caso particular °Tejado=90°. Si el panel está rotado, la inclinación del tejado sobre el plano horizontal local se obtiene mediante relaciones trigonométricas "sencillas" conocidas con el "Tejado y el ángulo de rotación.

Tramo de sombra, es el tramo del concentrador que queda "oculto" al sol, es decir en sombra, para elevación=emax en CAAs con AC arriba. Si es CAA con AC abajo, el tramo de sombra es el tramo de! concentrador que queda oculto al observador cuando el observador se encuentra a la inclinación máxima de diseño del punto de vista del observador respecto al concentrador dado. Es el elemento-tramo 16. Como definición más general, el tramo de sombra e! tramo del concentrador que no queda iluminado (por la radiación o por la fuente

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) de luz imaginaría en el ojo de! observador) cuando el reflejo en el concentrador sale fuera del extremoPS.

VerticalSR, es la dirección perpendicular a la HorizontalSR en el plano del CAA. Es el elemento 3.

5 Xmax, es la coordenada "x" del extremo del concentrador o punto de comienzo. Si el concentrador no es una parábola, se utiliza su parábola equivalente para determinar el mismo. Es un dato de diseño, un parámetro de optimización. Sus valores están referidos a la parábola verdadera de P=5. Es la magnitud-longitud del punto 8.

Áreas adyacentes al AC, son los tramos desde ACi a FSC y desde ACe al final del CAA, 10 que suele ser el extremoPS.

BREVE ENUNCIADO DE LAS FIGURAS

Figura 1. Los elementos de la figura 1 están descritos en el apartado de definiciones y el elemento 20 es el punto más externo de la zona iluminada por los rayos reflejados para la elevación representada.

15 Los elementos 10 y 1 1 son rayos reflejados en la envolvente de vértice optimizada (el elemento refleja sobre si mismo), se observa que no siguen la pauta o esquema del resto de los reflejados en el concentrador sino que quedan más bajos que ellos, más hacia el exterior del AC.

El punto 24 es un punto intermedio del concentrador, que se utiliza para ¡lustrar el caso en el 20 concentrador no llegará al punto de sombra (15) (el PSP o PSNP según corresponda)

Figura 2. Es la representación característica de una configuración en que el extremoPS (punto 1 ) está en el PSN y la elevación de la radiación es emax (ángulo 25). Se muestra la situación del PSNP, punto 15, cuyo rayo reflejado coincide con el incidente para elevación=emax. El punto 19 es el ACe y queda en la intersección de los rayos reflejados 25 por el extremo del CAA y por el PSNP. El extremo del CAA siguiente está en el extremoPS y queda en la intersección de la verticalSR con el rayo reflejado en PSNP para elevación=emax. El elemento 7 es el eje "x". El punto 8 es el Xmax, ya definido en la figura 1 como la coordenada "x" del extremo del concentrador.

Figura 3. Es una situación genérica en que elevación mayor que emax. Los rayos reflejados 30 26 y 27 ya salen fuera del propio CAA. El resto inciden en la zona más o menos concentrada entre el ACe y el extremoPS y que sirve como franja de píxeles o colores para la generación de imágenes en esta configuración propia de CAA con AC arriba para captar energía.

El elemento 3 es el eje Y. El punto 29 es corte de los rayos reflejados en los extremos del tramo de parábola iluminado, es el extremo exterior del segmento de máxima concentración 35 y sería aproximadamente por donde debería pasar la superficie óptima para ubicar las

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) franjas para la generación de imágenes, si se quieren maximizar el número y la calidad de las imágenes.

Figura 4. Es la representación de la situación genérica en que elevación menor que emin. Los elementos 26, 27 y 28 son rayos reflejados en !a envolvente de vértice optimizada a AC mínima, que no siguen la pauta o esquema del resto de los reflejados en la parábola sino que quedan más bajos que los mismos.

El elemento 30 es el punto más externo de la zona iluminada por los rayos reflejados en la parábola verdadera para la elevación representada. El punto 31 es el corte de los rayos reflejados en el extremo del concentrador y en el PSP, y entre ambos delimitan un a franja relativamente apropiada para la ubicación de elementos de color para la generación de imágenes, pero que no serían de excesiva calidad porque también los puntos hasta el AC y parte del AC están iluminados en el mismo momento. Figura 5, es la representación de un panel con un AC tipo pincho. El elemento 32 es el pincho, básicamente una barra o cable de metal que transmite el calor por conducción. El elemento 33 es un intercambiador del calor con el aire y está conectado al pincho.

El elemento 34 es una pletina "soldada" al pincho sobre la que se suelda la pletina 5, que ya tiene el tamaño y posición del AC requerido en cada aplicación particular.

El elemento 36 es la chapa de CAAs, una chapa continua corrugada para formar los concentradores y la parte cóncava que está detrás de las pletinas más los dos tramos rectos que la unen a cada concentrador. Dicha parte cóncava lleva el agujero por el que pasa el pincho sin contacto entre ambos. Hay otras realizaciones del "pincho" que no incluyen la chapa de CAAs y puede ser un sólo CAA.

El elemento 37 es el aislante que circunda al pincho y pletinas. El elemento 21 es aislante de los concentradores. El elemento 38 es una chapa trasera del aislante que va "soldada" al pincho en el punto 39 y que además de hacer también de intercambiador, crea un panel de sándwich donde esta chapa trasera y la delantera (la de los concentradores) comprimen el aislante intermedio por ia tensión que crea el pincho.

Figura 6 es la envolvente de vértice optimizada a concentraciones y la envolvente de focos y la envolvente ACe-ACi y sus elementos quedan descritos con precisión en dichos apartados.

Figura 7 es una configuración de panel con un captador en "librillo". El elemento 21 es el aislante. El elemento 124 es una lama por ejemplo de madera, que da soporte al concentrador reflexivo (22), si este no es suficientemente rígido. Esta lama 124 y la chapa del concentrador reflexivo (22) se anchan a la perfilaría lateral, como también lo hace la pletina (60) (que en el detalle A de la figura es la parte 56), dando rigidez al panel.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) Las hojas del librillo se despliegan en palmera en el interior del panel y las hojas 61 y 62, contiguas al aislante, podrían ir soldadas entre ellas o fabricarse en una sola chapa continua que recorra todo el panel y forme un sándwich junto con el aislante y las lamas de concentradores. El elemento 78 es el goterón, que es una mejora opcional.

El detalle A muestra el librillo de hojas de aluminio sin desplegar (elemento 55), que se ha representado mucho más corto de lo que sería en realidad. El elemento 56 es la parte del doblez de las hojas del librillo, lo que va a ser la pletina compactada por soldadura o prensada y que lleva el tratamiento absortivo (57) en la cara inferior.

El retranqueo o recorte que llevan las hojas en ambos lados, se hace ha medida en cada instalación para que la parte 57 tenga la anchura de AC requerida, y por eso el tratamiento absortivo continúa hasta el tramo 58, para que pueda cubrir todas las necesidades de AC más ancha o más estrecha.

La parte del librillo retranqueada (elemento 59) es la parte de las hojas que luego se desplegarán en forma de palmera para intercambiar calor. El retranqueo es precisamente para que puedan desplegarse sin interferir con la perfilaría lateral, donde se anclará la pletina compactada para crear la estructura del panel.

En el detalle B se muestra un librillo con una oquedad para recibir una tubería, o conducto de fluido en general, (63) o para formar una tubería propiamente dicha si la oquedad se suelda en la línea 64.

Figura 8 es la representación de las lamas de luz y el conducto de luz en la configuración con CAA con AC arriba. La descripción de todos los elementos de la figura y su función se detalla con precisión en el apartado "Envolvente de conducto de luz" y se omite aquí para evitar duplicidades y simplificaciones imprecisas.

Figura 9. Muestra un diagrama de elevación-azimut (en ordenadas y abcisas respectivamente) genérico, y sus elementos están descritos detalladamente al comienzo del apartado "Optimización de parámetros para ta captación de energía".

Figura 10. Muestra el mismo diagrama El-Az (elevación-azimut) pero para un panel orientado en dirección sur + 30°, por lo que únicamente ve el sol desde Az= -60° a Az=120° y sus elementos están descritos detalladamente al comienzo del apartado "Optimización de parámetros para la captación de energía".

Figura 11 Disposición de CAAs para soluciones de tejado, con CAA con AC no desprendida: (22) es todo el concentrador y empieza en el punto (23), que sería el extremo del concentrador y (5) es foco. (6) es el AC y el canal por el que circula el aire (84). (80) es una tubería opcional que podría estar en cualquier otro punto en contacto con el flujo del canal y que puede calentar agua sin estar sometida a los riesgos de altas concentraciones. (82) es el ángulo o inclinación del tejado (el °Tejado) en el plano del CAA, esto es, en el

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) plano de la sección recta del CAA cilindrico, el ángulo de la recta (81) que va de foco a foco respecto a la HorizontalSR (4). (83) es la menor pendiente del concentrador en la sección recta, muy importante de cara a evacuar el agua de lluvia si el panel no está rotado. (78) es el goterón, que no es obligatorio en tejados pero que es conveniente para evitar en gran medida el deslizamiento de agua de lluvia o sucia por el AC y la zona del FSC de] concentrador inferior. (85) es el forjado, (86) es un aislante que forma el canal. (21) es el aislante del concentrador. La variante A es una versión de este tipo de tejado con un AC con envolvente de luz (70) que refleja esta hacia un cristal o cubierta transparente trasera (73), que podría no existir y dar directamente a la habitación si existe la cubierta transparente frontal (79). (22') y (21 ') son el concentrador y aislante homólogos a 22 y 21 de la figura principal. Y (67) es el punto al que convergen los reflejos en la envolvente de los rayos más bajos en cada punto (ver el apartado y descripción de la envolvente de luz).

Figura 12, representa el "concentrador con extremo prolongado en una o dos envolventes". (22) es el concentrador, (23) es el extremo del concentrador, (2) es el FSC, el final de la superficie concentradora, en la zona de vértice. (94) es la envolvente o doble envolvente que refleja los rayos hacia el captador, la tubería, o conducto de fluido en general (80). Los extremos de la envolvente o las envolventes son los puntos (19) y (18) que son respectivamente el ACe y el ACi.

El haz de rayos reflejados es relativamente estrecho (menor de 90°, dependiendo del Xmax) por lo que se puede conseguir un incremento importante de concentración. De existir el eje de simetría de las envolventes (93) tendría una inclinación igual a la inclinación media de los rayos que inciden en el AC entre el rango de elevaciones solares entre emin y emax.

(97) es el soporte del concentrador y las envolventes, que se ancla a la pared (95) y también da soporte al captador, la tubería (80), que se mantiene aislada del resto de tos elementos mediante el taco aislante (96).

Figura 13, representa la geometría de un CAA con AC abajo destinado a captar energía y generar imágenes cambiantes. El elemento (12) es el eje Y que es ef eje de la parábola (del concentrador), el (7) es el eje X, el (4) es la horizontal y el (3) es la verticaISR.

El rayo (100) forma emin grados con la horizontalSR por lo que todos los rayos reflejados se concentran en todo el tramo AC, desde el ACe (19) al ACi (18).

El tramo 18-101 también recogería todos esos rayos y con un área de captación menor, y por tanto con mayores concentraciones. Sin embargo, en los casos de CAA con AC abajo es necesario tener muy en cuenta la radiación directa que incide sobre el AC, por lo que es más conveniente utilizar el punto 19 como ACe porque presenta más área frontal respecto a dicha radiación directa.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) Ei punto 23 es el extremo o comienzo del concentrador y el concentrador es ei tramo 23-18. El punto 1 es el extremoPS.

El tramo 19-1 es donde estarían las franjas que contienen las imágenes y tendría la forma de la envolvente de focos o la de la envolvente ACe-ACi. Los rayos paralelos 98 y 98' vienen del ojo del observador y se "reflejan" en el concentrador hacia una pequeña franja de la curva 1-19 y los colores de esta franja serían los que vería el observador en toda la superficie del concentrador.

El punto 99 sería el extremoPS cuando se optimiza el sistema para capar más energía por m ² y el tramo 99-19 forma emin grados con la horizontal, y se requeriría mayor consumo de material.

El rayo 104 es la elevación en la cual el extremo del concentrador empieza a producir sombras en el concentrador, es la línea tangente al concentrador en dicho extremo o comienzo del concentrador.

El rayo 103 es el que tiene la inclinación en la que el comienzo del concentrador empieza a producir sombras sobre el AC y la elevación de la radiación en el momento en que el AC queda totalmente en sombra es la inclinación que tiene el rayo 102.

El final de la superficie concentradora, el FSC, es también el punto 18 porque normalmente que ambos coincidan es lo óptimo y por tanto el área adyacente al AC del lado interior, el tramo FSC-ACi, es nulo.

Figura 14, es la representación de una lama de persiana solar y también sirve para ilustrar configuración de CAA con AC abajo para captar energía sin generación de imágenes. (109) es la chapa trasera. (22) es el concentrador o superficie reflexiva. (21) es el aislante intermedio. (18) y (19) son el ACi y el ACe respectivamente. (107) es el anclaje o contacto en la lama del cable de modificación de la inclinación delantero (110). (105) es una cubierta transparente frontal. (114) es el anclaje o contacto en la lama del cable de modificación de la inclinación trasero (108). (113) es ei canal de paso del cordón (11 1) sobre el que reposa la lama y que no necesariamente existe. (1 12) es la ranura o taladro en la superficie del concentrador para el paso del cable de recogida de la persiana (106).

Figura 15, representa una configuración de CAAs con AC desprendida.

En esta solución de AC desprendida, los concentradores forman una chapa continua (concentrador 22 y 22" y otros inferiores), donde el final de un concentrador se une al siguiente, generalmente con un escalón (116). El escalón-goterón (117) sirve para montar una de estas chapas sobre otra adyacente.

En la configuración representada una pletina forma el AC y transmite su calor a las tuberías (80), aunque el AC también podría ser tipo "pincho" que atravesaría el forjado sin tocarlo para entregar su calor en el interior.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) Algunos de los rayos reflejados en el concentrador inferior (22) no inciden en el AC de dicho concentrador (el AC que contiene las tuberías 1) y llegan al AC del concentrador siguiente (rayos 118 y 119) o al AC de concentradores posteriores (rayo 120).

Cada AC tiene un aislante en su parte superior (121) y la superficie que tiene por encima (115) es reflexiva con forma cóncava y concentra sus rayos en el AC del concentrador siguiente. (83) es la menor pendiente en el tejado, relevante para la evacuación de aguas. La variante A representa un AC con envolvente de luz (70), que es una superficie cóncava reflexiva y refleja la luz hacia una ventana (123) no necesariamente con cristal. La envolvente junto con sus laterales, que la unen con su parábola de encima (1 15') formando un perfil continuo. El escalón (1 16') es el homologo al (116) de la figura principal. Y el punto (122) es el comienzo de la ventana y es el punto al que convergen los reflejos en la envolvente de los rayos más bajos en cada punto

Figura 16, figura 17 y figura 18 se han explicado en la descripción de esta invención

Figura 19 El elemento (1) es el "canalón" o perfil reflexivo, que incluye el concentrador principal y el de la parte alta del AC inferior (1 15 de figura 15). El elemento (2) puede ser un posible mamparo o refuerzo para sustentar el AC

MODOS DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

A lo largo de la descripción ya se refieren distintos modos de realización de la invención. Los concentradores pueden realizarse por extrusión, prensado o conformado de una chapa para formar una chapa continua de CAAs, que mediante el plegado por las en las línea apropiadas adoptan las forma definitivas.

Por ejemplo, una matriz que reproduce sobre chapa continua la superficie concentradora, de (23) a (2) en la figura 1 , la concavidad o formas que alojan el AC, de (19) a (18) en la figura 1 , y las áreas adyacentes a esta (de 2 a 18 y de 19 a 1), quedando una superficie "estirada" que reproduce las ondulaciones correspondientes a cada parte. Posteriormente al prensado, se dan dobleces en zigzag por el FSC (2) y el extremoPS (1) para que todas las superficies mencionadas ocupen su posición definitiva, que sería una sucesión continua de CAA como ¡a de la figura 1.

La fabricación por extrusión es también muy sencilla y permite fabricar grandes cantidades de metros cuadrados de concentradores a precios mucho menores que cualquier otro sistema.

Añadir las franjas de colores que generan las imágenes también es muy abordable como paso intermedio en la prensado o conformado mencionados y el plegado, o bien como una pegatina removible posicionada de forma precisa en el tramo FSC-extremoPS o parte del mismo.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) Las lamas que forman conductos de luz son fácilmente fabricables por extrusión en cantidades masivas minimizando costes por metro cuadrado de panel.

Un bloque con múltiples concentradores puede realizarse por fundición y moldeo, con pulido final de las superficies reflexivas, o añadiendo superficies reflexivas sobre elementos ya moldeados con dichas formas, como podría ser un bloque de poliespan u otro elemento al que se le dan las formas descritas y sobre las mismas se añaden la superficie reflexiva, por ejemplo una lamina de aluminio pulido, y los elementos captadores individuales y/o el captador y/o los elementos de color.

Para las distintas configuraciones se ha descrito la posición de los distintos puntos y elementos clave de la geometría: Xmax, ACe, ACi, eep, emax, emin, FSC, extremoPS, y las distintas envolventes y su uso y que son los datos necesarios para la fabricación.

También se ha descrito como realizar los distintos dispositivos de captación, como el pincho, el librillo o el AC transparente o hueco seguido de la envolvente de luz.

Igualmente ya ha quedado suficientemente definido para la fabricación, como realizar la generación de imágenes y/o la captación en elementos individuales de captación y/o en un

AC.

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HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26)