Colimador solar para enfoque de un colector cilindro-parabólico

8/14/2019 Colimador solar para enfoque de un colector cilindro-parablico

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19 OFICINA ESPAOLA DEPATENTES Y MARCAS

ESPAA

11 Nmero de publicacin: 2 325 97521 Nmero de solicitud: 200802081

51 Int. Cl.:G01S 3/786 (2006.01)

12 SOLICITUD DE PATENTE A1

22 Fecha de presentacin: 14.07.2008

43 Fecha de publicacin de la solicitud: 25.09.2009

43 Fecha de publicacin del folleto de la solicitud:25.09.2009

71 Solicitante/s: Universidad Politcnica de Madridc/ Ramiro de Maeztu, 728040 Madrid, ES

72 Inventor/es: Martnez-Val Pealosa, Jos Mara

74 Agente: Carvajal y Urquijo, Isabel

54 Ttulo: Colimador solar para enfoque de un colector cilindro-parablico y procedimiento para orientar uncolector cilindro-parablico.

57 Resumen:Colimador solar para enfoque de un colector cilindro-pa-rablico y procedimiento para orientar un colector cilindro-parablico.Colimador solar para enfoque de un colector (1) cilindro-parablico y procedimiento para orientar un colector (1)cilindro parablico. El colimador asegura una precisin deenfoque del colector (1) hacia el sol determinada. El coli-mador tiene fotodiodos (4, 12, 6, 13,8, 15) dispuestos enuna regleta (5) paralela al eje focal (2): un fotodiodo deanverso (4, 12) est colocado en una cara iluminada por

el sol; un fotodiodo de reverso (8, 15) est colocado enuna cara no iluminada por el sol; un fotodiodo encapsula-do (6, 13) est colocado en una cara iluminada por el soldentro de un receptculo (7, 14). El procedimiento paraorientar un colector (1) cilindro-parablico verifica experi-mentalmente que la radiacin solar recibida en el colector(1) cilindro-parablico llega en direccin apropiada.

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Venta de fascculos: Oficina Espaola de Patentes y Marcas. P de la Castellana, 75 28071 Madrid


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DESCRIPCIN

Colimador solar para enfoque de un colector cilindro-parablico y procedimiento para orientar un colector cilindro-parablico.

Campo de la invencinLa invencin se encuadra en los aparatos de concentracin de luz solar por medio de espejos cilindro-parablicos.

En la lnea focal de estos espejos se ubica un tubo absorbedor de energa solar, en el caso de las aplicaciones trmicas,o una banda de clulas fotovoltaicas, en el caso de produccin directa de electricidad, por efecto fotovoltaico.

En todo caso, e independientemente del dispositivo de conversin o captacin de energa que se ubique en la lneafocal, lo que resulta crtico para efectuar la concentracin de la luz solar es que el espejo cilindro-parablico est bienenfocado al sol, lo cual significa que el sol (como punto imaginario, aunque su anchura visual no es puntual, sino demedio grado sexagesimal) est en el plano imaginario constituido por extensin hacia el infinito del plano longitudinalde simetra del espejo, que a su vez contiene al eje focal.

Antecedentes de la invencin

Los colectores cilindro-parablicos se montan tpicamente en la lnea del meridiano, o configuracin norte-sur

(N-S) en la cual el eje focal coincide con el meridiano local. El colector gira en este caso desde su apertura ptica alEste, a la apertura hacia el Oeste, segn avanza el da. Al pasar el sol por el medioda local, estar en el sur (S) en laslocalizaciones del hemisferio Norte, y en el norte (N) en las del Sur.

Para enfocar los colectores basta tener un reloj local bien calibrado, para lo cual podra servir un reloj de sol biengraduado, pues su sombra marcara el azimut local del sol, que servira para enfocar los colectores. El enfoque se daracuando el plano formado por la aguja vertical del reloj de sol y su sombra, coincidiera con el plano de simetra delcolector. Esta coincidencia geomtrica no es fcil de precisar por mtodos cientficos, aunque sirve para una colimacingrosera hecha a ojo.

En el caso de usar relojes mecnicos o electrnicos, en funcin de la fecha dentro del ao, cabe tener tablas queindican la posicin del sol, y por tanto la orientacin que hay que dar a los colectores (es decir, la inclinacin de suplano de simetra).

Adems del montaje anterior (y en funcin, por ejemplo, de la orografa del terreno y las bancadas horizontalesque queda realizar) los colectores pueden disponerse en sentido del paralelo, de tal manera que la lnea focal vaya deeste a oeste (E-W). En este caso, la inclinacin de los colectores. no va, como en el montaje N-S, desde 90 gradossexagesimales hacia el Este, hasta 90 grados hacia el Oeste, sino desde la horizontal hacia el sur hasta la vertical o unapequea cada hacia el norte. Esta ltima slo se requiere hacia el final de la primavera y principio del verano (en elhemisferio Norte) y para las horas de poco despus del amanecer a poco antes del atardecer, pero son horas de muybaja iluminacin solar directa (por la atenuacin atmosfrica) por lo que puede decirse que en los montajes E-W, lainclinacin del plano de simetra oscila, para el enfoque al sol, entre la horizontal hacia el sur y la vertical. En estecaso, la variable de posicin solar que sirve para efectuar el enfoque es la altura astronmica (elevacin del Sol desdeel horizonte local) lo cual tambin cabe determinarlo con un reloj acompasado al tiempo del emplazamiento.

Descripcin de la invencin

Como introduccin a la descripcin de la invencin, se plantea el problema tcnico a resolver.

En principio, la precisin actual de los datos astronmicos es tal que el enfoque basado en las coordenadas del em-plazamiento y la hora diaria y el calendario, son suficientes para efectuar el enfoque. Sin embargo, de haber errores decualquier tipo, que estn produciendo un enfoque no perfecto de un colector, la deficiencia no se observa directamente.En algunos casos puede inferirse que hay dicha deficiencia porque la energa obtenida sea menor que la esperada, oporque la energa absorbida en un colector sea inferior a la de colectores vecinos.

La invencin aqu propuesta pretende resolver el problema de saber si un colector est en su posicin ptimade enfoque, o podra obtener an mejor captacin de energa, enfocando mejor. De esa manera, aunque el enfoqueprimario se realizara por mtodos cronolgico-astronmicos, se podra certificar la buena precisin de dicho enfoque,o mejorarlo si cabe, mediante una medida experimental in-situ.

La invencin se basa en determinar experimentalmente la intensidad de la radiacin solar directa, medida en vatiospor metro cuadrado (W/m2) y comprobar que sta es exactamente la que incide sobre el colector cilindro-parablicoen paralelo al plano de simetra, pues entonces la radiacin reflejada por el espejo cilindro-parablico se concentrarsobre el eje focal.

Para medir la radiacin solar se usar un nmero de fotodiodos calibrados, de iguales medidas y prestaciones, enlos diversos lugares del montaje que constituye la invencin, haciendo falta tres fotodiodos como mnimo, aunque paraevitar interferencias de sombras, en el montaje general se usan cinco.

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Los fotodiodos van montados en una bandeja longitudinal o regleta situada no necesariamente sobre el eje focal,aunque en disposicin paralela al mismo. Adems, el plano de la regleta debe ser perpendicular al plano de simetradel colector. Uno de los fotodiodos no lleva interferencia ni sombreado ninguno, por lo que recibe toda la luz solar,tanto directa como difusa. Otro se coloca en sombra, para que el sol no le d directamente, por lo que slo recibela radiacin difusa. A estos efectos, se puede poner justo en la parte de debajo de la propia bandeja donde van los

fotodiodos que s deben recibir la radiacin directa. Adems del primero de los descritos, habr otro que ir emplazadode forma semejante y paralela al primero, pero embebido entre dos pequeas paredes semicirculares que son paralelasal plano de simetra del colector, y se asientan sobre la regleta. Como se ver con mayor claridad en la explicacinde los dibujos adjuntos, cuando el fotodiodo embebido en el receptculo de paredes paralelas d la misma seal deintensidad de radiacin recibida (en W/m2) que el valor de la radiacin directa, determinado ste experimentalmentecomo diferencia de las medidas de los otros dos fotodiodos, es que el enfoque es perfecto. Caso de no ser as, se sabren qu cantidad de radiacin est afectando el desenfoque, y as mismo se podr girar el colector para maximizar laradiacin recibida.

Para aplicar la invencin se habr de partir de un fotodiodo tipo de caractersticas conocidas. Al aumentar laintensidad de luz recibida, la potencia suministrada se incrementa (aunque no linealmente) para lo cual el circuitodel fotodiodo se cierra elctricamente con una carga permanente resistiva, de modo que el producto de la diferenciade potencial por la intensidad proporciona una medida absolutamente fiable de la potencia, al ser la electricidad decorriente continua.

Es importante tener en cuenta que los fotodiodos pierden rendimiento de generacin de electricidad cuando secalientan, por lo que habr que registrar la temperatura de los mismos, por si las diferencias fueran significativas, yhubiera que efectuar las correcciones pertinentes, al tener que inferir la intensidad I (W/m 2) a partir de la potenciamedida, usando la curva de temperatura que corresponda.

Breve descripcin de los dibujos

La figura 1 presenta las curvas caractersticas del fotodiodo tipo usado en la invencin donde se muestra cmo laintensidad depende de la temperatura.

En la figura 2A se muestra una vista superior de un colector cilindroparablico (a la izquierda) mientras que en lafigura 2B est el dispositivo objeto de la invencin, en una vista asimismo superior. Los elementos que se ven en ellason los siguientes:

1. Espejo cilindro-parablico del colector.

2. Eje focal del cilindro parablico. El plano de simetra del espejo corresponde en este caso al plano quecontiene a la lnea focal y es perpendicular al plano del dibujo.

3. Tubo absorbedor 3 de la radiacin, en las aplicaciones termosolares, o bandeja de ubicacin de los fotodiodos(por la parte que mira al espejo) en las aplicaciones fotovoltaicas.

4. Fotodiodos de captacin de la radiacin solar total.

5. Regleta sobre la que se sitan los fotodiodos 4. La regleta debe montarse en un plano perpendicular al planode simetra, y debe estar en la misma direccin, o en paralelo, al eje focal 2.

6. Fotodiodo igual a los fotodiodos 4, pero emplazado dentro de un receptculo de paredes interiores negras(absorbentes de radiacin) con abertura ptica a lo largo de todo el semicrculo que conforman las paredes

del receptculo.

7. Paredes del receptculo. Deben ser de un material de alta conductividad, para evacuar bien el calor, e inte-riormente deben ir pintadas de negro para tener una reflectividad prcticamente nula.

La figura 3A representa una ampliacin detallada de la invencin, en un alzado lateral a la izquierda, y en un perfiltransversal en la figura 3B; en ellas se aprecian los elementos 4 a 7 de la figura 2B, ms los siguientes.

8. Fotodiodos iguales a los fotodiodos 4, pero ubicados en la parte baja de la bandeja 5, de tal manera que noincide sobre ellos la radiacin directa del sol, pero s la difusa.

9. Estructura soporte del conjunto

10. Larguero del armazn del colector, que debe ser paralelo a su eje focal.

11. Cubierta transparente del receptculo semicilndrico, formado por las dos paredes 7, que asientan en la ban-deja 5. La cubierta se ha de poner para evitar el ensuciamiento interior por polvo, que puede depositarse enesta cubierta, la cual se puede limpiar cuando convenga.

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Las figuras 4A, 4B, 4C representan una ampliacin an mayor de los fotodiodos montados para la invencin,que conviene tengan al menos tres facetas, para recibir la luz desde varias direcciones, pues el sol ocupar alturas yazimuts muy diferentes de un momento a otro. Tanto los fotodiodos 4, como el 6 y los 8, han de ser iguales en forma,tamao, material y circuito resistivo. Los fotodiodos 4 han de estar ubicados paralelamente al fotodiodo 6. En muchassituaciones solares, ambos fotodiodos 4 recibirn sol sin sombra, por lo que sus lecturas de potencia sern iguales. En

otros casos, alguno de ellos puede recibir sombra del propio receptculo 7, y dar menor lectura, por lo que no se usarpara el enfoque. Los fotodiodos 8 se pondrn en proximidad a los 4 correspondientes, pero por debajo de la bandeja5. Todos los fotodiodos no encapsulados en el receptculo, deben ir forrados con la misma cubierta transparente querecubre la abertura del receptculo.

Es importante sealar una especificacin constructiva del receptculo en el que va embebido el fotodiodo 6. Dichofotodiodo tendr una anchura a, que ser igual al espacio existente entre las paredes semicirculares del receptculo7. Estas paredes tendrn un radio R que no debe elegirse a discrecin, sino teniendo en cuenta su cometido. Para ellose ha de considerar que el sol es, desde nuestra visual, un disco con un arco diametral de 32 minutos sexagesimales,es decir 0,00931 radianes. As pues, y teniendo en cuenta las tolerancias de montaje, la relacin constructiva idneaentre la mencionada anchura a y el radio R de las paredes debe ser

a = 0,01 R

La invencin se puede aplicar con mayores valores de la relacin (a/R) aunque su precisin de enfoque decrecer(lo cual puede ser aceptable si las tolerancias de fabricacin y montaje de los espejos y el tubo 3 no son pequeas.Como valor mximo de esa relacin se prescribe 0,033.

Las figuras 5A, 5B, 6A, 6B, 7A, 7B, 7C corresponden a una simplificacin de la invencin para el caso de que elmontaje de los colectores sea en eje N-S, es decir, segn el meridiano local. En tal caso, y para el hemisferio Norte, lasposiciones del sol cuando interesa un buen enfoque estn en el lado sur, pues en el lado norte slo estarn a primerashoras del alba, y a ltima hora del da, slo a finales de primavera y principios de verano, pero entonces su irradiacinsobre los colectores ser muy dbil. En este montaje N-S, en vez de utilizar un receptculo semicircular para instalaren su, seno el fotodiodo de colimacin, se puede usar un cuarto de circunferencia, cerrando con una pared negra elreceptculo por su cara norte. Eso es lo que se expone en las figuras 5A, 5B, donde se seala que el montaje del ejefocal, 2, es N-S, y donde adems se aprecian los nuevos elementos siguientes:

12. Fotodiodo exento, sin sombras, que recibe luz solar directa y difusa.

13. Fotodiodo ubicado en el interior del receptculo de colimacin, cuyas paredes han de ser paralelas al planode simetra del espejo.

14. Paredes del receptculo, paralelas al plano de simetra del espejo, y pintadas interiormente de negro, paraimpedir la reflexin de la luz.

Las figuras 6A, 6B son una ampliacin del dispositivo de la invencin, mostrando el alzado lateral y en perfiltransversal. Se muestran en las figuras varios elementos constructivos ya presentados anteriormente como la bandejalongitudinal o regleta de ubicacin de los fotodiodos 5, que debe ser paralela al eje focal del colector y perpendicularal plano de simetra del colector, y el armazn 9 que la liga al larguero 10 de montaje. Otros elementos han sidomostrados en la figura 5B, como los fotodiodos 12, 13, y las paredes 14, del receptculo donde se aloja el fotodiodo13. Como elementos nuevos aparecen:

15. Fotodiodo ubicado por debajo de la bandeja 5, que slo recibe radiacin difusa.

16. Cubierta transparente del receptculo, asentada sobre las paredes 14.

Las figuras 7A, 7B, 7C no muestran ningn elemento nuevo, sino que exponen ampliadamente como se configuranlos fotodiodos, que deben ser iguales entre s. En este caso, no hay facetas del mismo apuntando a la cara norte, dadala configuracin del montaje en este caso, presentado en las figuras 5A, 5B.

Descripcin de una realizacin preferida de la invencin

El colector cilindro-parablico 1 se orienta para su enfoque segn las tcnicas habituales, que descansan en elconocimiento exacto (en realidad, con una precisin mejor que medio grado sexagesimal) de la posicin del sol, porcronologa astronmica. Tambin cabe orientarlo aproximadamente por mera visual geomtrica, con una alidada devisor atenuado.

Mediante la invencin aqu propuesta, se puede verificar experimentalmente que la radiacin solar recibida enel espejo (1), llega en la direccin apropiada, en paralelo al plano de simetra del espejo, para que sea concentradasobre el eje focal (2). Para ello se determina el valor de la radiacin directa del sol, en W/m 2, mediante la diferenciaentre la medida del fotodiodo que recibe la radiacin total, que es el fotodiodo (4) que no tenga sombras del propioreceptculo (7), y la medida del que recibe slo difusa, que es el fotodiodo (8) prximo al anterior, pero por la cara

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opuesta. En esta determinacin es fundamental tener en cuenta las temperaturas de los fotodiodos en cuestin, quese han de conocer mediante los termopares pegados a ellos. En cada caso, el valor de la radiacin solar se ha dedeterminar a partir de la curva de temperatura correspondiente, en funcin de la potencia elctrica generada, y medida,en el fotodiodo en cuestin. La diferencia de radiacin as determinada es el valor de referencia, contra el cual se hade comparar el valor de la medida del fotodiodo encapsulado (6) en el receptculo (7) de paredes paralelas al plano

de simetra del espejo, situado en la regleta de apoyo (5) de los fotodiodos. En esta ltima medida se ha de utilizarla curva correspondiente de las caractersticas de los fotodiodos, en funcin de la temperatura que mida el termoparpegado al centro del receptculo. Cuando ambas medidas coincidan dentro de las tolerancias de la ptica geomtricadel colector, la inclinacin del espejo (1), que es la de su piano de simetra, ser la correcta. Si no hay coincidencia, seha de ir variando gradualmente la inclinacin del colector, para encontrar la posicin en la que se verifica la igualdadde valores de la radiacin directa determinada por los dos procedimientos descritos, dentro de los mrgenes de lastolerancias de las sensibilidades de los fotodiodos, y la tolerancia asociada a que el sol tiene un tamao aparente,desde la Tierra, de 32 minutos de arco sexagesimal. Con este mtodo de verificacin experimental se logra garantizarel correcto funcionamiento de los colectores, para maximizar la captacin de energa solar.

Para efectuar el montaje, sobre una bandeja longitudinal o regleta rgida (5) se han de fijar los fotodiodos antedi-chos, tanto los que reciben la irradiacin total, (4, 12) como los que slo reciben la difusa (8, 15) y el que va a quedarencapsulado (6, 13) por el receptculo de paredes paralelas (7, 14) al plano de simetra del colector. Para ello se uti-lizan fotodiodos cuyas curvas caractersticas de relacin entre la irradiacin recibida y la potencia elctrica generadasobre un circuito resistivo dado, son conocidas en funcin de la temperatura. En el montaje general, dichos fotodiodos

se ubican sobre la bandeja longitudinal o regleta (5) paralela al eje focal del colector (2), de tal modo que tres de ellos(los 4 y el 6) queden por la cara que va a ser iluminada por el sol, y dos (los 8) por su reverso; y encapsulando elintermedio de los tres primeros diodos (6) en el centro un receptculo (7) de paredes planas paralelas al plano de sime-tra del colector, teniendo dichas paredes forma semicircular, y estando pintadas interiormente de negro, y quedandoubicado el fotodiodo (6) en el centro del receptculo (7) asentado sobre la regleta (5).

Hay que precisar que el receptculo (7, 14) de alojamiento del diodo (6, 13) que slo ha de recibir la radiacinsolar directa, tiene una anchura interior igual a la de dicho fotodiodo, teniendo sus paredes paralelas semicirculares unradio entre 30 y 100 veces el valor de la anchura, correspondiendo la mayor precisin a la relacin mayor, y estandola parte exterior de la apertura del receptculo cubierta por un material transparente (11), para facilidad de limpieza ypara impedir el ensuciamiento del interior del receptculo; y estando los dems fotodiodos forrados con una cubiertadel mismo material y espesor que la cubierta transparente del receptculo; y teniendo que ser iguales entre s, entamao, forma, material y circuito resistivo todos los fotodiodos (4, 6 y 8), que deben tener facetas o caras en nmeroigual o superior a tres, cubriendo con sus caras los 180 grados sexagesimales de la semicircunferencia, y con unasdimensiones transversales y longitudinales similares a la anchura anteriormente dicha.

En los montajes de los colectores en disposicin norte-sur, es decir, coincidiendo el eje focal del colector con elmeridiano local, se puede sustituir el montaje general anteriormente descrito por un dispositivo con slo tres fotodiodos(12, 13 y 15) y un receptculo de slo un cuadrante circunferencial (14), siguiendo ste las prescripciones de losprrafos anteriores en cuanto a color negro del interior de sus paredes y tamao radial de las mismas, y estandoorientado al sur en su apertura con la cubierta transparente (16) en los montajes del hemisferio Norte (y al norte en losdel hemisferio Sur). Los diodos no encapsulados, 12 y 15, sern iguales en forma, tamao, material y circuito resistivoque el encapsulado, 13, e irn forrados con la misma cubierta transparente que cubre la abertura del receptculo 14. Elprocedimiento de colimacin del colector al sol, es decir, de hallar la inclinacin precisa del plano de simetra, es elmismo que el del montaje general.

En definitiva, para la resolucin del problema identificado de asegurar experimentalmente la buena orientacin delos colectores cilindro-parablicos de concentracin de la radiacin solar, se ha ideado una invencin que se mate-rializa en un montaje general, o en un montaje simplificado para los colectores situados con el eje focal en direccin

norte-sur, ms un procedimiento de uso de estos montajes, que se expresa a continuacin:

Para asegurar una precisin determinada de enfoque del colector (1) hacia el sol, se monta el colimador con unapluralidad de fotodiodos (4, 12, 6, 13, 8, 15) cuyas curvas caractersticas de relacin entre irradiacin recibida y po-tencia elctrica generada sobre un circuito resistivo dado, son conocidas en funcin de la temperatura. Los fotodiodos(4, 12, 6, 13, 8, 15) estn dispuestos en una regleta (5) paralela al eje focal (2) del colector y en plano perpendicular alplano longitudinal de simetra del colector, siendo la disposicin de los fotodiodos la siguiente:

- fotodiodos de anverso (4, 12) colocados en la cara superior de la regleta, iluminada por el sol;

- fotodiodos de reverso (8, 15) colocados en la cara no iluminada por el sol;

- un fotodiodo encapsulado (6, 13) colocado en la cara de la regleta (5) iluminada por el sol, dentro de unreceptculo (7, 14) que tiene paredes planas paralelas al plano longitudinal de simetra, teniendo dichasparedes forma de sector circular y un recubrimiento interno de reflectividad nula, y estando dichas paredesasentadas en pi sobre la regleta 5.

El receptculo (7) tiene una anchura interior, a, igual a la del fotodiodo encapsulado (6, 13), teniendo las paredesun radio R comprendido entre 30 y 100 veces el valor de la anchura, 30a


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La parte exterior de la apertura del receptculo (7) est cubierta por un material transparente (11, 16), para facilidadde limpieza y para impedir un ensuciamiento del interior del receptculo.

Los fotodiodos de anverso (4, 12) y los fotodiodos de reverso (8, 15) estn forrados con la misma cubierta de unmaterial transparente (11, 16) usada para cerrar la apertura del receptculo (7, 14).

Los fotodiodos (4, 6, 8) son iguales entre s en tamao, forma, material y circuito resistivo, y tienen al menos tresfacetas conformadas para cubrir 180 grados sexagesimales de una semicircunferencia; y tienen dimensiones transver-sales y longitudinales del orden de magnitud de la anchura interior, a.

Para el montaje simplificado en colectores con eje focal Norte-Sur, los fotodiodos (12, 13, 15) son iguales entre sen tamao, forma, material y circuito resistivo, y tienen al menos tres facetas conformadas para cubrir 90 grados sexa-gesimales de un cuarto de circunferencia; y tienen dimensiones transversales y longitudinales del orden de magnitudde la anchura interior, a.

Tanto los fotodiodos del anverso (4,12) como los fotodiodos del reverso (8, 15), estn provistos de un termopar omedidor de temperatura, pegado a l, habiendo otro termopar pegado a la parte central del receptculo, dentro del cualse aloja el fotodiodo encapsulado (6,13).

En el procedimiento de colimacin se registran las temperaturas de cada termopar, para utilizar en cada fotodiodo

la curva caracterstica de relacin de potencia elctrica generada respecto de radiacin recibida, correspondiente a sutemperatura.

En el montaje del colector (1) en disposicin norte-sur, es decir, coincidiendo el eje focal (2) con el meridianolocal, puede montarse la opcin que comprende tres fotodiodos (12, 13 y 15), siendo uno de ellos de anverso (12), otrode reverso (15), y un fotodiodo encapsulado (13) en un receptculo (14) de forma de cuadrante circunferencial.

En el caso del montaje simplificado Norte-Sur, la apertura con la cubierta transparente (16) est orientada:

al sur en montajes en el hemisferio Norte;

al norte en montajes en el hemisferio Sur.

El colimador anteriormente descrito se utiliza mediante un procedimiento para orientar un colector (1) cilindro-parablico, verificando experimentalmente que la radiacin solar recibida en el colector (1) cilindro-parablico llegaen direccin apropiada, paralela a su plano longitudinal de simetra, para que sea concentrada sobre el eje focal (2).Ello se verifica mediante las fases siguientes:

a) determinar el valor de la radiacin directa del sol, mediante una diferencia entre la medida del fotodiodode anverso (4, 12) configurado para recibir radiacin total, y la medida del fotodiodo de reverso (8, 15)que recibe slo radiacin difusa, siendo la diferencia el valor de referencia;

b) determinar la medida del fotodiodo encapsulado (6, 13) y compararla con la del valor de referencia ante-rior, considerando que el colector est bien orientado si ambas medidas coinciden dentro de los mrgenesde las tolerancias de las sensibilidades de los fotodiodos, y la tolerancia asociada a que el sol tiene untamao aparente, desde la Tierra, de 32 minutos de arco sexagesimal;

c) en caso de no coincidencia, variar gradualmente la inclinacin del colector (1) cilindro-parablico hastaencontrar la posicin en la que se verifica la igualdad del valor de referencia con el valor de medida del

fotodiodo encapsulado (6, 13) dentro de los mrgenes antedichos.

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REIVINDICACIONES

1. Colimador solar para enfoque de un colector (1) cilindro-parablico, para asegurar una precisin determinadade enfoque del colector (1) hacia el sol, comprendiendo el colimador una pluralidad de fotodiodos (4, 12, 6, 13, 8,15) cuyas curvas caractersticas de relacin entre irradiacin recibida y potencia elctrica generada sobre un circuitoresistivo dado, son conocidas en funcin de la temperatura; caracterizado porque los fotodiodos (4, 12, 6, 13, 8, 15)estn dispuestos en una regleta (5) paralela al eje focal (2) del colector y en plano perpendicular al plano longitudinalde simetra del colector, siendo la disposicin de los fotodiodos la siguiente:

- fotodiodos de anverso (4, 12) colocados en la cara superior de la regleta, iluminada por el sol;

- fotodiodos de reverso (8, 15) colocados en la cara no iluminada por el sol;

- un fotodiodo encapsulado (6, 13) colocado en la cara de la regleta (5) iluminada por el sol, dentro de unreceptculo (7, 14) que tiene paredes planas paralelas al plano longitudinal de simetra, teniendo dichasparedes forma de sector circular y un recubrimiento interno de reflectividad nula, y estando dichas paredesasentadas en pi sobre la regleta 5.

2. Colimador solar para enfoque de un colector (1) cilindro-parablico segn la reivindicacin 1, caracterizadoporque el receptculo (7) tiene una anchura interior, a, igual a la del fotodiodo encapsulado (6, 13), teniendo las paredesun radio R comprendido entre 30 y 100 veces el valor de la anchura, 30a


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a) determinar el valor de la radiacin directa del sol, mediante una diferencia entre la medida del fotodiodode anverso (4, 12) configurado para recibir radiacin total, y la medida del fotodiodo de reverso (8, 15)que recibe slo radiacin difusa, siendo la diferencia el valor de referencia;

b) determinar la medida del fotodiodo encapsulado (6, 13) y compararla con la del valor de referencia ante-

rior, considerando que el colector est bien orientado si ambas medidas coinciden dentro de los mrgenesde las tolerancias de las sensibilidades de los fotodiodos, y la tolerancia asociada a que el sol tiene untamao aparente, desde la Tierra, de 32 minutos de arco sexagesimal;

c) en caso de no coincidencia, variar gradualmente la inclinacin del colector (1) cilindro-parablico hastaencontrar la posicin en la que se verifica la igualdad del valor de referencia con el valor de medida delfotodiodo encapsulado (6, 13) dentro de los mrgenes antedichos.

11. Procedimiento para orientar un colector (1) cilindro-parablico segn la reivindicacin 10, caracterizado por-que en el procedimiento de colimacin se registran las temperaturas de cada termopar, para utilizar en cada fotodiodola curva caracterstica de relacin de potencia elctrica generada respecto de radiacin recibida, correspondiente a sutemperatura.

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OFICINA ESPAOLA DEPATENTES Y MARCAS

ESPAA

11 ES 2 325 975

21 N de solicitud: 20080208122 Fecha de presentacin de la solicitud: 14.07.2008

32 Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TCNICA

51 Int. Cl.: G01S 3/786 (2006.01)

DOCUMENTOS RELEVANTES

Categora 56 Documentos citados Reivindicacionesafectadas

Categora de los documentos citados

X: de particular relevanciaY: de particular relevancia combinado con otro/s de la

misma categoraA: refleja el estado de la tcnica

O: referido a divulgacin no escritaP: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentacin

de la solicitudE: documento anterior, pero publicado despus de la fecha

de presentacin de la solicitud

El presente informe ha sido realizado

para todas las reivindicaciones para las reivindicaciones n:

Fecha de realizacin del informe Examinador Pgina

14.09.2009 P. Tauste Ortiz 1/1

A US 4297572 A (ACUREX CORP) 27.10.1981, columna 3, 1,3-5,8-10lnea 25 - columna 12, lnea 44; figuras 1-13.

A ES 466393 A1 (ACUREX CORP) 16.10.1978, pgina 4, 1,2,10lnea 2 - pgina 10, lnea 5; figuras 4-8.

A US 4326685 A (NASA) 27.04.1982, columna 3, lnea 7 - columna 6, 1,2,10lnea 65; figuras 4-5.

A US 3421004 A (KENNETH D CASHION) 07.01.1969, columna 3, 1,2,10lnea 31 - columna 4, lnea 62; dibujos.

A US 5148012 A (C & A TECHNOLOGY) 15.09.1992, columna 3, 1,2,10lnea 43 - columna 5, lnea 36; dibujos.

A US 4107521 A (WINDERS GORDON ROBERT) 15.08.1978, columna 3, 1,2,10lnea 6 - columna 8, lnea 14; dibujos.

A FR 2478279 A (PRAT SERGE) 18.09.1981, todo el documento. 1,2,10

Documents

Colimador solar para enfoque de un colector cilindro-parabólico