La presente invención describe un sistema de soporte de las facetas al bastidor de un heliostato, de los utilizados en las plantas solares termoeléctricas.

Antecedentes de la invención

Un heliostato consiste en una superficie reflectante a modo de espejo, cuya principal misión es la de reflejar la radiación solar y dirigirla hacia el lugar deseado. Dichos heliostatos son orientables y para ello habitualmente dispone de dos accionamientos para realizar un seguimiento individual del sol en dos ejes. Estos accionamientos permiten al heliostato realizar un movimiento azimutal y otro de elevación.

El heliostato, por lo tanto, es un elemento que consta de una superficie reflectiva, una estructura soporte, un mecanismo de accionamiento en azimut y elevación, un pedestal, con su correspondiente cimentación y un sistema de control local.

La superficie reflectiva está formada por un conjunto de espejos, que se encuentran sobre un bastidor. Cada unidad de espejo junto con su unidad de bastidor se denomina faceta. El conjunto de todas estas facetas es el que posteriormente será montado sobre la estructura móvil del heliostato (cerchas, brazos y accionamiento).

Para concentrar la radiación solar estos espejos reflectores son ligeramente curvados, siendo el radio de curvatura una de las características ópticas críticas en la fabricación de los mismos, pues para dirigir la luz solar correctamente hasta el receptor se requiere una gran precisión.

Según la distancia a la que se sitúe el receptor, los espejos presentan una curvatura determinada. Para conseguir un rendimiento lo más elevado posible, es necesario respetar lo más exactamente posible los parámetros de curvatura de la superficie de espejo.

También es posible construir heliostatos a base de facetas planas y orientarlas de manera que el conjunto total del heliostato tome la curvatura deseada.

En lo que se refiere a heliostatos facetados, podemos encontrar en el estado del arte, diferentes configuraciones para la colocación de dichas facetas. La patente US4276872A divulga mediante sus figuras un heliostato facetado, donde las facetas que componen dicho heliostatos, cuentan con una estructura o soporte con una superficie reflectante plana. Dichas facetas se encuentran pegadas al soporte del heliostato. También en la patente ES8306688 las facetas se sujetan a la estructura pegadas o empotradas en espuma.

En la patente ES2351755 se describe un sistema de fabricación de facetas para heliostatos, constituidas por una superficie reflectante y un bastidor.

Existen en el estado de la técnica soportes de facetas tipo bastidor como el descrito en la patente US4373783 (25, figura 3) compuesto por una plancha superior y otra inferior paralelas (27, 29) con estructura interna a base de vigas (35) adheridas o soldadas a dichas planchas.

La patente ES2326586 describe una faceta para helióstato, configurada a partir de una estructura plana, en la que el cuerpo reflectante se encuentra curvado. El soporte descrito para la faceta consiste en un bastidor con una serie de puntos de apoyo para la misma. En cada uno de los puntos de apoyo se pueden disponer orificios pasantes para la conexión de la faceta con el soporte del helióstato, pudiéndose practicar alrededor de cada uno de los orificios una pluridad de embuticiones, las cuales rigidizan la zona que rodea a los orificios para una mejor transmisión de los esfuerzos desde los orificios hacia el resto de las zonas.

Es de vital importancia desarrollar helióstatos resistentes, fiables, con elevada calidad óptica y a un bajo coste para conseguir que una planta termosolar sea lo más rentable posible, pues el campo de helióstatos es responsable de aproximadamente la mitad del coste total de estas centrales.

Por ello, cualquier sistema o invención que consiga simplificar el montaje y la fabricación de estos espejos, así como aumentar su resistencia y fiabilidad, supone un avance importantísimo para este tipo de tecnología.

Por todo ello, la presente invención tiene como objetivo desarrollar un soporte de facetas que permita regular la orientación de la faceta dentro del helióstato de manera que simplifique el montaje de los espejos y su sustitución en caso de rotura de alguno de ellos.

Descripción de la invención

La presente invención consiste en un soporte para sujetar las facetas a la estructura de un helióstato.

A diferencia del estado de la técnica conocido, el soporte reivindicado no utiliza ningún tipo de bastidor para la faceta que vaya pegado o soldado al helióstato. Sino que el soporte que la invención describe tiene la propiedad, frente a lo divulgado hasta el momento, de ser un soporte que permite movimiento y orientación de la faceta dentro del conjunto del helióstato, sin necesidad de tener el espejo montado. El soporte reivindicado comprende una chapa conectora plegada en forma de "S" y un perno roscado.

La chapa conectora mantiene unida la faceta al perno roscado.

El perno roscado mantiene unidos la chapa conectora con la estructura del helióstato. La chapa conectora cuenta en cada una de sus dos superficies horizontales, donde conecta con el perno y con la faceta, con al menos un taladro.

La chapa conectora se une de forma rígida a la faceta por su superficie horizontal superior, mediante un tornillo con arandela o sistema de unión equivalente que atraviesa la chapa conectora por su taladro.

Así mismo, la superficie horizontal inferior de la chapa conectora se une al perno roscado (introducido por el taladro de la chapa), mediante el uso de una tuerca, una arandela esférica y otra cónica, por cada uno de sus extremos. De esta manera se puede regular la altura del perno a la que se fija la chapa y, en consecuencia, la orientación de la faceta.

El perno por su extremo inferior, se une a la estructura del helióstato.

Este soporte o sistema de fijación permite regular la orientación de la faceta regulando la altura a la que se sitúa la chapa conectora, de manera que se puede regular sin necesidad de tener la faceta fijada, lo que simplifica mucho el proceso tanto del montaje original, como de la sustitución de espejos por mantenimiento, ya que sustituir un espejo no implica tener que orientar todas las facetas de nuevo como ocurre en la actualidad.

Este sistema es válido para la utilización de facetas con superficies reflectantes planas o curvas, pero supone un extraordinario ahorro en el coste del helióstato si se configura con facetas planas, ya que no contaríamos con la necesidad de curvar todos los espejos que constituyen la superficie del concentrador, manteniendo dicha capacidad de concentración gracias a la orientación de los espejos en la forma deseada, ya sea de paraboloide o incluso esférica, para la mejor concentración de la radiación solar.

Además las facetas de superficie reflectante plana no cuentan con el efecto de aberración astigmático con el que cuentan las facetas de superficie esférica, y puede mantenerse su tamaño pequeño, que le confiere mayores ventajas, puesto que podemos incluir tantas facetas como deseemos, para conformar el conjunto del helióstato y orientarlas con este soporte con gran facilidad y bajo coste. Descripción de los dibujos

Para completar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de la invención, se acompaña un juego de dibujos donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

5 Figura 1 Conjunto soporte de faceta

Figura 2 Alzado y planta de chapa conectora

Figura 3 Perno roscado

Figura 4 Detalle de la unión chapa conectora-faceta

Figura 5 Helióstato de facetas planas orientadas

10 Figura 6 Helióstato de facetas cilindricas orientadas

Listado de referencias:

1) Arandela esférica

2) Arandela cónica

3) Tuerca

15 4) Perno roscado

5) Arandela

6) Tornillo cabeza hexagonal

7) Arandela

8) Chapa conectora

20 81) Taladro superficie horizontal superior de la chapa conectora

82) Taladro superficie horizontal inferior de la chapa conectora

9) Tuerca

10) Faceta

20) Estructura del helióstato

25 Realización preferente de la invención

Para lograr una mayor comprensión de la invención a continuación se va a describir, en base a las figuras, una realización preferente del conjunto de soporte de facetas.

En la figura 1 se observa el conjunto de la invención. El soporte mantiene unidos la faceta (10) con la estuctura del helióstato (20).

30 El soporte reivindicado comprende, como elementos esenciales, una chapa conectora (8) y un perno roscado (4), así como una unión fija de la chapa conectora (8) a la faceta y una unión móvil entre la chapa conectora (8) y el perno roscado (4).

Como se observa en la figura 2, la chapa conectora (8) es una chapa plegada en forma de "S" que cuenta en cada una de sus dos superficies horizontales, superior e inferior, con un taladro (81 , 82). En una realización preferente, los taladros tienen distintos diámetros debido a las distintas dimensiones del perno (4) y del tornilo (6).

La chapa conectora (8) mantiene unida la faceta (10) al perno roscado (4).

La unión entre la chapa conectora (8) y la faceta (10) se muestra en detalle en la figura 4. En ella se observa cómo la chapa conectora (8) se une de forma rígida a la faceta (10) por su superficie horizontal superior, mediante un tornillo (6) de cabeza hexagonal con arandela (7) que atraviesa la chapa conectora por el taladro (81) roscando en la faceta (10).

En la figura 3 se muestra el perno roscado (4). Este perno roscado (4) mantiene unidos la chapa conectora (8) con la estructura del helióstato (20). Se trata de una unión móvil. Como se observa en la figura 1 , para realizar esa unión, el perno roscado (4) se introduce por el taladro (82) de la superficie inferior de la chapa conectora (8), sujetándolo a dicha chapa (8) por ambos extremos, mediante una tuerca (3) una arandela esférica (1) y una arandela cónica (2). La parte inferior del perno roscado (4), se fija a la estructura mediante dos tuercas (9) y dos arandelas (5).

El hecho de que esta unión sea móvil permite fijar la orientación de la faceta dentro del helióstato sin necesidad de tener montado el espejo, lo que facilita enormemente el mantenimiento del helióstato, ya que en caso de rotura de un espejo no es necesario volver a regular la orientación, si no que directamente se sustituye el espejo dañado por uno nuevo y la orientación de la faceta mediante la unión móvil del perno (4) a la chapa (8) queda intacta y sólo habría que soltar el tornillo (7) o la unión fija equivalente que se instale entre la chapa (8) y la faceta (10) para realizar el mantenimiento.

La figura 5 muestra una vista general de una realización preferente de un helióstato de facetas planas, donde cada una de dichas facetas se orienta gracias a la unión móvil del soporte reivindicado. Se comprueba como, gracias a este soporte, se puede lograr la curvatura deseada en el helióstato y se puede abaratar su fabricación usando facetas planas en lugar de curvadas.

También se puede describir una realización preferente, como la que se muestra en la figura 6, en la que el helióstato está formado por facetas de curvatura cilindrica y con este tipo de soporte se logra la curvatura general buscada mediante la orientación independiente e individual de cada una de las facetas.

Este soporte está diseñado especialmente para su aplicación en la fabricación de facetas para heliostatos de plantas de concentración solar, pero no se descarta su extensión a otros campos de la industria que requieran montajes de características similares.