WO2011070180A1

WO2011070180A1 - Módulo de colector solar

Info

Publication number: WO2011070180A1
Application number: PCT/ES2009/000562
Authority: WO
Inventors: Patrick Marcotte; Kenneth Biggio; Edmund Kenneth May; Kerry Manning; Rachel Backes; Janina Nettlau; Rick Sommers
Original assignee: Abengoa Solar New Technologies SA
Current assignee: Abengoa Solar New Technologies SA
Priority date: 2009-12-07
Filing date: 2009-12-07
Publication date: 2011-06-16
Anticipated expiration: 2012-06-07
Also published as: ZA201204937B; CL2012001496A1; ES2400275B1; ES2400275A1

Abstract

Módulo de colector solar de los usados en una planta de concentración de energía solar, más concretamente, a las estructuras que se utilizan para mantener o soportar los espejos y los receptores encargados de concentrar la radiación solar Esta estructura cuenta con una serie de características que aumentan su eficiencia respecto a lo conocido: adición de aletas en forma de caja en los nodos para facilitar la conexión de las barras, utilización de conectores planos o huecos para fijar la barra al nodo, realizar estructura asimétrica con barras mucho más reforzadas que otras, que serán aquellas que soporten la carga, división del cordón longitudinal que recorre la estructura en segmentos discretizados y eliminación de aquellos que no realicen esfuerzo, desplazamiento de los nodos a ubicaciones más óptimas y creación de un nodo de larga longitud (cordón) al que se acoplan directamente las barras gracias a las aletas sin necesidad nodos.

Description

MÓDULO DE COLECTOR SOLAR

Sector técnico de la invención

Esta invención se refiere a los módulos de colectores solares de los usados en una planta de concentración de energía solar, más concretamente, a las estructuras que se utilizan para mantener o soportar los espejos y los receptores encargados de concentrar la radiación solar.

Antecedentes de la invención

En las plantas de colectores solares se emplean estructuras soporte para los espejos encargados de concentrar la radiación solar. En general, todos ellos poseen además un dispositivo que les permite orientarse en dirección al sol, denominado seguidor solar, el cual permite un seguimiento muy exacto del sol que conduce a la obtención de altos rendimientos.

La invención que aquí se reivindica hace referencia a la estructura soporte del módulo, sin entrar a reivindicar el seguidor solar que luego se le podrá acoplar.

Existe una gran cantidad de estado de la técnica referente a las estructuras soporte de módulos de colectores solares, como pueden ser las patentes US6414237, US5069540, ES2326303, ES2161589, CA1088828, EP0082068 y muchas otras. Pero quizá unos detalles más cercanos de los módulos de colectores solares que la invención describe se encuentran en la solicitud de modelo de utilidad española U1070880 que se presentó el 1 de julio de 2009 y titulada "Seguidor Solar de Concentración Térmica".

En ella se describe una estructura de celosía que determina unos brazos mediante los que define una forma cilindro-parabólica para la colocación de los espejos. Cada uno de los brazos está formado por un conjunto de perfiles unidos, sobre los cuales va dispuesto en el borde frontal un perfil curvado según la curvatura de la formación cilindro-parabólica de colocación de los espejos componentes del concentrador térmico. Para esta estructura sólo se usa un tipo de piezas de amarre independientemente de la carga que soporten las mismas en la estructura y por lo tanto no teniendo en cuenta la diferencia de cargas soportadas en los diferentes puntos de la estructura.

A la vista del estado de la técnica, la invención aquí reivindicada pretende divulgar una estructura que, aún a pesar de estar formada por una estructura reticular del tipo nudos y barras, tiene una serie de características que hacen que difiera substancial- mente de las conocidas en el estado de la técnica, aportando una serie de ventajas, tanto de resistencia estructural, pues se consigue que soporte mayores cargas, como en el proceso de fabricación, pues se simplifica en gran medida, como en costes consiguiendo, para la misma respuesta mecánica un importante abaratamiento o para el mismo coste, mejores características técnicas.

Descripción de la invención

La invención consiste en una estructura que sirve de soporte para los espejos o los receptores de un módulo de concentración solar.

La estructura comprende un entramado de barras realizado preferiblemente en aluminio, de manera que resista las agresiones climatológicas, teniendo en cuenta que toda su vida útil trabajará a la intemperie.

Esas barras se conectan entre ellas mediante unos nodos o uniones rígidas, que no cuentan con ningún grado de libertad.

Existen diferentes denominaciones para las barras que componen este tipo de estructuras en función de la posición que ocupen. Se denominan cordones aquellas barras que recorren la estructura de un extremo a otro longitudinalmente y diagonales aquellas que conectan un nodo con otro siguiendo una línea diagonal.

Los puntales son las piezas que conforman los tramos finales de las barras, por donde se conectan a los nodos y que se diseñan para resistir presión. Suelen ser de geometría circular o semicircular.

De forma general, esta estructura o armazón cuenta con una serie de características que la diferencian de las estructuras hasta ahora conocidas en el estado de la técnica. Estas características son:

• Nodos con aletas en forma de caja

A los nodos utilizados para realizar las conexiones de las barras se les añaden unas aletas o lengüetas de sección rectangular (tipo caja), diseñadas para poder conectar unas barras con otras. En el estado de la técnica los nodos sujetan las barras de la estructura entre pestañas paralelas opuestas o incluso, utilizan una única pestaña, lo que limita la resistencia de la estructura.

La invención propuesta, con las aletas en forma de caja, reduce al mínimo el tamaño de la sección del nodo suponiendo un ahorro importante para el proceso de fabricación por extrusión; además permite la utilización de barras más grandes, más rígidas y más fuertes y consigue que los elementos de la aleta sean más fuertes y dimensio- nalmente más estables, tanto durante el proceso de fabricación como durante su uso.

Las aletas cajeadas del nodo permiten varias alternativas para la conexión de los puntales de las barras a los nodos. El utilizar un tipo u otro de conexión dependerá de la carga que soporte la estructura, del tamaño de los puntales, del tamaño de los nodos y de las limitaciones de fabricación.

La conexión de los puntales a los nodos podría tener un único elemento de unión, pero se suelen utilizar más para lograr una sujeción fija o rígida. Este hecho de tener múltiples elementos de unión incrementa la resistencia de la estructura permitiendo que el nodo soporte tanto las cargas axiales como los momentos.

Una opción de diseño consiste en que las barras tengan conectores preinstalados en los puntales los cuales se unen al nodo directamente para montar la estructura.

Un conector es un elemento estructural adicional unido a la barra y que tiene características tales como taladros que facilitan la conexión de la barra al nodo. Los conecto- res proporcionan una serie de ventajas, incluyendo que facilitan la transición entre la forma de la barra y la forma del nodo, al mismo tiempo que proporcionan a la estructura resistencia adicional.

Diferentes alternativas del montaje de los puntales se describirán más adelante, en la realización preferente de la invención.

-· Una estructura reforzada dentro de la estructura general.

Los diseños convencionales de estructuras o armazones, están diseñados suponiendo que van a soportar cargas simétricas, a través de un montaje de transferencia de momentos. Se diseñan las estructuras pensando en distribuir las cargas tan uniformemente como sea posible entre sus barras. Esto hace que las barras tengan todas el mismo tamaño (lo que facilita conexiones con el nodo) al mismo tiempo que reduce al mínimo los requisitos de fuerza para barras individuales.

Sin embargo una estructura se puede diseñar para que concentre la carga principal en una localización determinada, concretamente en uno de los vértices, de manera que transmita directamente la fuerza desde ese punto atravesando toda la estructura, hasta salir por otro de los vértices.

Con esta realización, se obtienen unas barras mucho más reforzadas que otras, pues serán las que verdaderamente estén sometidas a esfuerzos.

• Asimetría de la estructura Como se ha dicho anteriormente, los diseños convencionales de este tipo de estructuras (y de hecho los diseños convencionales de tubos de torsión y de cerchas) se basan en la asunción fundamental de la entrada simétrica de la carga, a través de un eje de transferencia del esfuerzo de torsión y de una placa de torsión situados centrados en el plano del centro de la estructura. Esto da lugar a los habituales diseños de las estructuras que son, en su mayoría simétricos respecto del plano del centro. En el apartado anterior ya se introdujo el hecho de variar está condición de simetría utilizando una serie de barras que resistiesen más carga que otras. Así pues, podemos contar con una estructura o armazón simétrico respecto a un plano del centro, pero asimétrico respecto a un plano longitudinal del centro, con unas barras mucho más grandes que otras para cumplir las condiciones asimétricas de carga.

La ventaja principal de una estructura asimétrica de este tipo es la eficiencia del material. En el caso de tener una estructura que se diseñe para soportar las cargas por el borde, un lado tendrá la estructura más reforzada que el otro y este último incluso puede contar con menos barras. En cualquier caso, la estructura total puede cumplir requisitos de diseño con menos material.

• Cordón dividido en segmentos individuales

Otra de las características que presentan las estructuras de la invención, es el hecho de dividir los cordones (las grandes barras longitudinales que recorren la estructura de un extremo al otro) en elementos individuales menores, es decir, en lugar de tener un gran cordón de una sola pieza que recorre toda la estructura, se divide en una serie de segmentos individuales menores.

Estos elementos individuales se fabrican más fácilmente y con mayor precisión. Asimismo, el montaje final también se simplifica drásticamente al basarse en elementos de tamaños mucho más pequeños.

Adicionalmente, los elementos individuales a lo largo del eje del cordón se pueden optimizar de forma individual para maximizar la eficacia estructural y de material, tal y como se planteaba anteriormente para ciertas barras.

Si se utiliza un cordón único, sin dividir, la sección de dicho cordón ha de ser constante a lo largo de toda su longitud, por la naturaleza de los procesos de extrusión y de ensamblaje y ha de estar dimensionada está sección para resolver la carga máxima esperada en cualquier punto del eje del cordón. Dividiendo el cordón, pode- mos eliminar tramos enteros y reducir la sección de otros, en función de la carga que vayan a soportar, optimizando costes.

• Eliminación de cordones

Se demuestra que hay secciones del cordón que no soportan ningún esfuerzo y que se pueden omitir sin un efecto significativo sobre la fuerza o la rigidez del bastidor, especialmente cuando el esfuerzo de torsión se transmite entre los módulos adyacentes utilizando un cordón lateral.

La omisión de los cordones puede proporcionar un ahorro en costes significativo, debido a la reducción del material requerido para hacer la estructura, así como la reducción de trabajo requerido para montarla.

Además, la omisión de algún cordón permite la colocación independiente de los nodos que, de otra manera, se podría haber visto determinada por la posición de los cordones. Los nodos y sus nodos asociados se pueden colocar en localizaciones estructuralmente más eficientes.

• Nodos de "longitud total"

Se trata de una opción de realización en la que en lugar de nodos, se utiliza un cordón de longitud igual a la longitud total del colector. Los puntales de las barras de la estructura se conectan directamente a este cordón aleteado por cualquier método apropiado.

Esto podría tener una penalización en material pero podría simplificar drásticamente la fabricación y el montaje de la estructura pues se evitarían las uniones nodo- cordón.

• Nodo con sistema de unión independiente

Se trata de una alternativa para realizar las conexiones entre los elementos de la estructura. En este caso se utilizan una serie de aletas o pestañas sujetas a las barras con remaches, tornillos, pernos, soldadura o cualquier sistema de unión equivalente, en las cuales se conectan las barras o puntales que se vayan a conectar. Este diseño es potencialmente ventajoso debido a su simplicidad y porque permite que el diseñador lo simplifique aún más eliminando las piezas de terminación del puntal.

• Separación del espejo.

De acuerdo con otra realización, se pueden proporcionar unos espaciadores para distanciar adecuadamente el espejo o los espejos de la estructura. Estos espaciadores son piezas extruídas que actúan como puente entre las estructuras de geometría plana y los espejos, de geometría parabólica. Estos espaciadores se sitúan . en los extremos del colector, donde la diferencia de alturas entre ambos es mayor.

Gracias a estos espaciadores los espejos pueden ser soportados directamente por la estructura sin tener la necesidad de instalar una correa longitudinal, más concreta- mente, por los cordones y barras de los extremos del módulo. Así, el cordón cumple una doble función de actuar como elemento estructural y como soporte del espejo, con el consiguiente ahorro de material al no necesitar correa y acentuado aquí puesto que se requeriría una correa muy larga.

Esta estructura se diseña especialmente para su aplicación como soporte o armazón de los espejos de un colector solar, pero no se descarta su extensión a otros campos de la industria que requieran características similares.

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:

Figura 1A: Estructura del módulo de colector solar

Figura 1 B: Estructura del módulo de colector solar

Figura 2: Nodo con aletas en forma de caja y cordón axial pasante

Figura 3: Nodos extruidos con aletas en forma de caja

Figura 4: Detalle de elementos de unión en los puntales

Figura 5: Tubo con entalladuras

Figura 6: Conectores de placas planas

Figura 7: Conectores huecos

Figura 8: Placas dobladas a modo de conector

Figura 9: Conectores fabricados por estampación

Figura 10: Conector alternativo fabricado por estampación

Figura 11A: Alzado de estructura con barras reforzadas

Figura 11 B: Vista en planta de una estructura con barras reforzadas

Figura 12: Representación del plano central longitudinal

Figura 13: Ejemplo de Asimetría

Figura 14A: Ejemplo del nodo utilizado con segmentos de cordón discretizados Figura 14B: Ejemplo del nodo utilizado con segmentos de cordón discretizados Figura 15: Estructura con segmentos de cordón de secciones no uniformes a lo largo del eje del cordón

Figura 16: Segmentos desalineadas de cordón en una estructura asimétrica

Figura 17: Segmentos de cordón eliminados

Figura 18: Vista posterior de la estructura de disposición tradicional

Figura 19: Vista posterior de la estructura con nodos desplazados y cordones eliminados

Figura 20: Nodo de longitud total

Figura 21 : Aletas de unión al nodo remachadas

Figura 22: Separadores

Realización preferente de la invención

Para lograr una mayor comprensión de la invención a continuación se van a describir, según una realización preferente y analizando las características novedosas respecto a lo conocido en el estado de la técnica, la estructura que divulga la invención, en base a las figuras que se adjuntan.

(Nota: las figuras representan realizaciones alternativas para este tipo de estructuras, por lo tanto se han utilizado referencias diferentes en cada figura, pues aunque los elementos se llamen de la misma forma (barras, nudos...) no tienen porque ser de geometría igual y denominarlas con el mismo número podría dar lugar a confusión)

1. Configuración de la estructura y terminología

Las figuras 1A y 1 B muestran los términos utilizados para describir las distintas partes de una estructura de un módulo de colector solar, de acuerdo con la realización preferente de la invención.

Se denominan nodos a los elementos de unión de varias barras (101), se denominan cordones aquellas barras que recorren la estructura de un extremo a otro longitudinalmente (104) y diagonales (102) aquellas que conectan un nodo (101) con otro siguiendo una línea diagonal.

En la figura 1A se muestra además el brazo ( 03) que transmite el par del seguidor solar.

2. Nodo con aletas en forma de caja En primer lugar y según muestra la figura 2, se observa un nodo (201) para conectar una serie de barras. El nodo (201) tiene unas aletas de sección rectangular (202) diseñadas para poder conectar otros miembros de la estructura, tales como cordones (203) u otras barras (204). El tamaño y la orientación de las aletas rectangulares (202) se pueden variar dependiendo del tamaño de los miembros a conectar y de la geometría deseada para la estructura. Para aumentar la resistencia, las aletas (202) se pueden reforzar internamente o incluso hacerlas sólidas. Los diferentes elementos de Ja estructura, incluyendo los cordones (203) y las barras (204), son preferiblemente tubulares, ya sean de sección circular, semicircular, rectangular, o de cualquier otra geometría. Dependiendo de la aplicación, se puede utilizar para alguno o todos los miembros de la estructura, formas de sección en "I", canales, formas sólidas, etcétera.

El nodo (201) de la realización preferente se configura para encajar sobre el borde exterior o periférico del cordón pasante (203).

La figura 3 ilustra una realización preferente del nodo (201), así como otras geometrías alternativas (301), (302) que tienen cajeadas aletas de secciones rectangulares (202). Cada aleta de sección rectangular (202) incluye dos paredes laterales y una pared (303) que une las paredes laterales, formando una forma de la caja. En las geometrías mostradas en la figura 3, las paredes laterales son paralelas, y las secciones cajeadas rectangulares, aunque otras geometrías serían posibles, incluyendo cajeados con paredes no paralelas, de diferentes tamaños o de diferentes formas. La figura 4 ilustra una posible técnica para unir las barras a las aletas en forma de caja. Los elementos de unión (401) utilizados pueden ser clavos, tornillos o cualquier equivalente conocido en el estado de la técnica.

3. Diseños de las terminaciones de las barras

Como se comentó en la descripción de la invención, el cajeado del nodo permite varias alternativas para la conexión de las barras a los nodos.

Varios ejemplos de las diferentes alternativas del montaje de los puntales se muestran en las figuras 5-10.

Cualquier combinación posible de geometría del conector y de la barra puede ser utilizada. Por ejemplo, las barras pueden ser de sección circular, cuadrada o rectangular, con los lados planos o de cualquier otra forma conveniente y no todas las barras de una estructura han de tener la misma geometría. Alternativamente, los puntales o parte final de las barras, pueden contener caras planas para lograr una conexión directa, por ejemplo en el caso de que tuviesen sección hexagonal u octogonal. En este caso, no sería necesario utilizar ningún conector adicional para conectar al nodo si la barra o el puntal están correctamente entallados. Por ejemplo, en la figura 5, el extremo final de la barra (501 ) está entallado y los lados cuentan con unos agujeros compatibles con la aleta en forma de caja (502) del nodo (503). En esta alternativa de unión, no se requiere ningún conector adicional. La figura 6 muestra otro ejemplo de conexión, esta vez utilizando un conector de placas planas. En esta alternativa, una o más placas planas (601 ) se fijan a las barras (602), por ejemplo utilizando elementos de unión (no mostrados) como remaches, tornillos, soldadura u otros medios. Las placas planas (601 ) son provistas de agujeros (603) u otros medios compatibles con la aleta (604) del nodo (605).

La figura 7 muestra dos vistas de otro tipo de conector. En esta realización, uno o más conectores tubulares (701 ) se fijan a las barras (702). Los conectores (701 ) son barras rectangulares que se han cortado con una sierra de inglete al ángulo deseado. La configuración tubular hueca de los conectores (701 ) puede proporcionar fuerza y rigidez adicionales a la unión.

La figura 8 muestra dos vistas de otro conector alternativo. En esta realización, una o más placas (801) están dobladas para alcanzar una unión compatible entre la barra (802) y el nodo (803). Las placas (801 ) se pueden hacer del metal estampado y pueden unirse interior o exteriormente a la barra (802). Esta realización es especialmente apropiada para realizar uniones entre largas barras a nodos.

La figura 9 muestra un conector de tipo cordón según otra realización. Este tipo de conectores son piezas estampadas y redondeadas que proporcionan mejor soporte a la estructura que los conectores (701), por ejemplo, debido a los ángulos a los que dirige la carga. En este caso uno o más conectores (901) se pueden fabricar por estampación en una forma compuesta y unir a las barras tal y como se unen a la barra (902) de la figura.

La figura 10 muestra un conector (1001 ) de acuerdo con otra realización alternativa. El conector (1001 ) se puede fabricar por estampación de una pieza única de metal. Las bandas o correas (1002) se forman alternativamente en lados opuestos de una porción plana (1003) (como una espiral) y forman un receptáculo o conector que puede recibir a la barra (no mostrado). Mientras que el receptáculo se representa circular en la figura 10, otras formas pueden ser elegidas. El conector (1001) se puede unir a la barra de la estructura y también atar al nodo (no mostrado en la figura) utilizando elementos de unión en los agujeros (1004) o cualquier otro método de unión alternativo.

4. Una estructura reforzada dentro de la estructura general

En la realización preferente de la invención se diseña la estructura para que concentre la carga principal en una localización determinada de la estructura, concretamente una esquina, de manera que transmita directamente la fuerza desde esa esquina atravesando toda la estructura, hasta salir por otra esquina.

Las figuras 11A y 1B ilustran vistas oblicuas y superiores de una estructura en la cual se han reforzado ciertas barras (1101) para soportar cargas específicas, por ejemplo cargas acumuladas en un borde.

Esta estrategia -cuya puesta en práctica es facilitada por el uso de las aletas en forma de caja y los extremos de las barras o de los puntales descritos anteriormente- que consiste en concentrar la fuerza sólo en unas barras ( 101) de la estructura, hace que dichas barras (1101) hayan de ser fuertemente reforzadas. Por consiguiente, esto reduce al mínimo los requisitos de carga de la mayoría de las barras de la estructura, permitiendo barras más pequeñas que requieren menos material. Al mismo tiempo, los miembros que soportan las cargas (1101) pueden ser reforzados fuertemente, creando una estructura total más rígida.

5. Asimetría de la estructura

La "estructura reforzada dentro de la estructura general" mostrada en las figuras 1 A y 11B es un ejemplo de una estructura asimétrica. En ese ejemplo, la estructura o armazón es simétrico a través un plano del centro, pero asimétrico sobre un plano longitudinal del centro. Algunas barras de las situadas en un lado del plano longitudinal del centro son mucho más grandes que las barras correspondientes al otro lado del plano longitudinal del centro para cumplir condiciones asimétricas de carga. Algunas barras pueden incluso no tener contrapartes en el lado opuesto.

El plano longitudinal del centro se ilustra en la figura 12, mostrando una vista posterior y una vista en perspectiva.

Este concepto se podría magnificar dramáticamente, incluyendo asimetría extrema en la geometría de la base de la estructura y en una variación enorme del tamaño o la construcción de las barras. El resultado puede ser una estructura que se optimiza completamente en tres dimensiones para las cargas asimétricas soportadas por los bordes. Por consiguiente, la configuración óptima de la estructura es generalmente disimétrica, y puede ser extremadamente asimétrica, según las indicaciones de los ejemplos. En la figura 13, se muestran vistas simplificadas de las estructuras del colector de acuerdo con las distintas realizaciones de la invención.

6. Cordón dividido en segmentos individuales

Esta mejora consiste en dividir el cordón longitudinal que recorre la estructura en cordones menores. En un ejemplo de realización podríamos estar pasando de un cordón de 12 metros a cuatro cordones de 3 metros.

Las figuras 14A y 14B ilustran los nodos de una realización preferente (1401) y (1402) que utilizan estos segmentos reducidos.

Además, y siguiendo lo explicado anteriormente, se trata de no hacer todos los elementos del cordón de una misma sección, si no que cada uno esté dimensionado de forma apropiada a la carga que vayan a soportar.

La figura 15 muestra una vista de la superficie inferior de un módulo del colector de acuerdo con esta realización. En este ejemplo, un cordón del borde abarca tres secciones del cordón (1501), (1502), y (1503). Las tres secciones pueden tener diversos requisitos de la carga, tales que la sección (1502) del cordón del centro no necesita soportar la carga tan elevada como ésas experimentadas por las secciones (1501) y (1503). En ese caso, la sección (1502) del cordón del centro puede tener una sección más pequeña (por ejemplo un diámetro más pequeño), de modo que se ahorre material y disminuya el coste, con respecto a hacer la sección (1502) del cordón tan grande como las secciones (1501) y (1503). Otras geometrías de la estructura pueden dar lugar a diversas secciones del cordón, ya sean más grandes o más pequeñas. Los ejes de los elementos individuales del cordón pueden estar también desalineados (con respecto al eje longitudinal del colector) para maximizar la eficiencia estructural y para permitir la creación -de las geometrías antisimétricas, verdaderamente tridimensionales de la estructura. La figura 16 muestra una vista del colector, en el cual por lo menos un nodo se desplaza. Por ejemplo, el nodo de centro (1601) de un borde (1602) de abajo (1603) de la estructura se puede desplazar hacia arriba y hacia adentro, de modo que los nodos en ése borde (1602) del bastidor no sean coli- neales.

7. Eliminación de cordones En otra realización preferente, ciertos miembros de la estructura pueden ser quitados o eliminados completamente. La figura 17 muestra una vista oblicua de una estructura que ha omitido uno de los tradicionales cordones inferiores entre los nodos (.1701 ). La omisión de barras de la estructura es especialmente conveniente cuando los cordones han sido divididos y se utilizan nodos tales como los mostrados en las figuras 14A^'y 14B.

En una realización que omite cordones, la disposición de la estructura es tradicional, con nodos en las localizaciones habituales de los cordones que son colineales. La figura 18 ilustra una vista posterior de esta disposición.

Por ejemplo, la figura 19 ¡lustra una vista posterior de un bastidor en el cual un nodo central (1901 ) de un borde (1902) inferior (1903) de una estructura se ha movido hacia arriba y hacia adentro de la estructura. Cabe observar que el nodo (1901) no está conectado por una barra con el borde (1902).

8. Nodos de "longitud total"

Se trata de utilizar un cordón de una gran longitud al que se le han unido las barras directamente sin necesidad de nodos. La figura 20 ilustra esa barra (2001), a la cual varios puntales (2002) se conectan. Las barras de la estructura se conectan directamente a este cordón aleteado por cualquier método, ya sean los descritos anteriormente u otros.

9. Nodo con sistema de unión independiente

La figura 21 ilustra otro ejemplo de montaje para realizar las conexiones entre los elementos de la estructura. En este ejemplo, las piezas (2101), (2102) se fijan a un cordón (2103), por ejemplo usando remaches, tornillos, pernos, soldadura,_.. u otro medio apropiado. Este concepto del nodo crea múltiples sistemas de aletas paralelas para conectar los puntales (no mostrados) entre las aletas.

10. Separación del espejo.

Existen una serie de elementos espaciadores que se pueden proporcionar para espaciar adecuadamente el espejo o los espejos de la estructura del módulo del colector. La figura 22 ilustra una vista oblicua de una parte de un módulo de colector. El espejo curvado (2201) se puede fabricar a partir de uno o más segmentos de vidrio aluminizado, de metal pulido o de otro material reflectivo adecuado. El espejo

(2201) puede tener la forma de un cilindro parabólico. La estructura puede tener aproximadamente la forma curvada del espejo (2201), pero los elementos de transi- ción pueden resolver las restantes diferencias de forma.

En la realización preferente mostrada en la figura 22, los separadores (2202) se distribuyen a lo largo de un cordón (2203) en el extremo del colector. Los separadores

(2202) se fijan al cordón (2203) usando remaches, pernos, tornillos, soldadura, o cualquier otro medio conveniente de fijación.

Igualmente, el espejo (2201) es fijado con los separadores (2202) por cualquier medio conveniente de fijación.

Los separadores (2202) son fabricados preferiblemente por extrusión, pero se pueden fabricar por otros medios. Los separadores individuales colocados distanciados a lo largo del cordón (2203) y de otros miembros de la estructura, pueden reducir signi- ficativamente los requisitos de material para el módulo, respecto a otras técnicas para sostener el espejo (2201) en la posición adecuada.

Por ejemplo, una alternativa sería utilizar una correa muy larga recorriendo la longitud de la barra, solución que sería costosa por el hecho de utilizar mucho más material que el contenido en los separadores individuales (2202).

Este sistema se diseña especialmente para su aplicación en estructuras o armazones para espejos de receptores o colectores solares, pero no se descarta su extensión a otros campos de la industria que requieran características similares.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Módulo de colector solar que sirve de soporte de espejos u otros medios de concentración solar, de los formados por una estructura de barras preferible- mente tubulares y de cualquier geometría (sección circular, semicircular, en

T... ) caracterizado porque la estructura es asimétrica respecto a un plano longitudinal del centro, con unas barras más resistentes que otras para cumplir las condiciones asimétricas de carga .

2. Módulo de colector solar según reivindicación 1 caracterizado porque está formado de barras y nodos, y tiene en los nodos instaladas unas aletas de sección rectangular en forma de caja formadas por dos paredes laterales y una pared que une las paredes laterales, donde se conectan las barras.

3. Módulo de colector solar según reivindicación 1 caracterizado porque tiene un cordón o barra que atraviesa longitudinalmente de lado a lado la estructura, con aletas en forma de caja fijadas al cordón, al cual las barras se conectan directamente y sin necesidad de nodos.

4. Módulo de colector solar según reivindicación 2 ó 3 caracterizado porque las aletas (202) se refuerzan internamente dependiendo del tamaño de los miembros a conectar y de la geometría deseada para la estructura.

5. Módulo de colector solar según reivindicación 2 ó 3 caracterizado porque las aletas tienen las paredes laterales paralelas.

6. Módulo de colector solar según reivindicación 2 ó 3 caracterizado porque las aletas tienen las paredes laterales no paralelas.

7. Módulo de colector solar según reivindicación 2 ó 3 caracterizado porque se- gún una realización alternativa la conexión entre los nodos o el cordón y las barras se realiza porque los nodos o el cordón y los puntales (parte final de las barras) se encuentran entallados con caras planas y los lados del puntal cuentan con unos agujeros que encajan en la aleta en forma de caja (502) del nodo (503) o el cordón (2001 ).

8. Módulo de colector solar según reivindicación 2 ó 3 caracterizado porque según una realización alternativa la conexión entre los nodos o el cordón y las barras se realiza fijando una o más placas planas (60 ) a las barras de la estructura (602) utilizando elementos de unión como remaches, tornillos, sóida- dura u otros medios; las placas planas (601) son provistas de agujeros (603) u otros medios compatibles con la aleta (604) del nodo (605) o el cordón (2001), permitiendo la conexión entre las barras y la aleta.

9. Módulo de colector solar según reivindicación 2 ó 3 caracterizado porque según una realización alternativa la conexión entre los nodos o el cordón y las barras se realiza fijando uno o más conectores tubulares huecos (701) a las barras (702) conectándolos a los nodos o al cordón, siendo los conectores (701) barras rectangulares que se han cortado con una sierra de inglete al ángulo deseado.

10. Módulo de colector solar según reivindicación 2 ó 3 caracterizado porque según una realización alternativa la conexión entre los nodos o el cordón y las barras de gran longitud se realiza uniendo interior o exteriormente a la barra (802) una o más placas (801) dobladas que conectan con el nodo (803) o el cordón (2001).

11. Módulo de colector solar según reivindicación 10 caracterizado porque las placas dobladas (801) son de metal estampado.

12. Módulo de colector solar según reivindicación 2 caracterizado porque según una realización alternativa la conexión entre los nodos y las barras se realiza utilizando un conector de tipo cordón (901) que es una pieza estampada y redondeada y que se une a la barra (902).

13. Módulo de colector solar según reivindicación 2 ó 3 caracterizado porque según una realización alternativa, la conexión entre los nodos o el cordón y las barras se realiza introduciendo la barra en un conector (1001) en forma de espiral tubular que consiste en una serie de bandas o correas (1002) que se forman alternativamente en lados opuestos de una porción plana (1003) que tiene varios agujeros (1004), y uniéndola al nodo utilizando elementos de unión (tornillos, remaches...) en los agujeros (1004).

14. Módulo de colector solar según reivindicación 13 caracterizado porque el conector (1001) se puede fabricar por estampación de una pieza única de metal.

15. Módulo de colector solar según reivindicación 2 caracterizado porque el cordón o barra longitudinal que recorre toda la estructura de extremo a extremo, se divide en elementos individuales del cordón o cordones menores, de dife- rente sección dimensionados de forma apropiada a la carga que vayan a soportar.

16. Módulo de colector solar según reivindicación 15 caracterizado porque los ejes de los elementos individuales del cordón se encuentran desalineados con respecto al eje longitudinal de la estructura.

17. Módulo de colector solar según reivindicación 16 caracterizado porque los nodos dejan de ser colineales.

18. Módulo de colector solar según reivindicación 1 , 2 ó 3 caracterizado porque ciertos miembros de la estructura se eliminan completamente por no soportar cargas.

19. Módulo de colector solar según reivindicaciones 1 , 2 ó 3 caracterizado porque si lo que va a soportar la estructura es un espejo curvado existen una serie de elementos espaciadores que actúan como puente entre la estructura de geometría plana y los espejos, de geometría parabólica, situándose estos espaciadores en los extremos del colector, donde la diferencia de alturas entre ambos es mayor.