CUBIERTA TRANSPARENTE PARA COLECTORES SOLARES TERMICOS

Hoy en nuestra sección de Patentes Verdes os dejamos la última invención en energía solar de la FUNDACION CIDAUT: Cubierta transparente para colectores solares térmicos.

La invención se refiere a una nueva estructuración especialmente concebida para mejorar el aislamiento térmico en sistemas con una cubierta transparente. Concretamente, el objeto de la invención es la aplicación de este sistema a colectores solares térmicos para reducir las pérdidas a través de la cubierta transparente por la que pasa la radiación solar.

El sistema se basa en aplicar un elastómero o un gel transparente en el vidrio de la cubierta de un colector solar térmico, de tal modo que mejore el aislamiento térmico y absorba el infrarrojo con el fin de reducir las pérdidas de calor en el sistema y mejorar el rendimiento.

Los colectores solares térmicos están dotados de una cubierta transparente por varios motivos. Un primer motivo es la protección de la intemperie, sobre todo del granizo, lluvia y polvo. Un segundo motivo es la reducción de las pérdidas del colector por su parte de incidencia de la radiación.

ENERGIA-CAPTADORES-SOLARES

El material utilizado de forma más extensa como cubierta es el vidrio de alta transmitancia al espectro solar, bajo en óxidos, y, en algunos casos, además tiene capas antirreflectivas que aumentan la transmisión de radiación. Sin embargo, su conductividad térmica no puede modificarse sin alterar las propiedades ópticas de forma importante.

El colector solar por la parte posterior y por los laterales suele tener aislantes con baja conductividad que provocan pérdidas bajas en dichas zonas. Sin embargo, por la parte anterior, que es la zona por donde incide la radiación solar, las pérdidas son mucho mayores, sobre todo a medida que se va incrementando la temperatura respecto a la temperatura ambiente.

Las pérdidas en dichas zonas se deben a la radiación infrarroja que atraviesa el vidrio, así como las pérdidas con convección y radiación del vidrio al exterior. ...seguir leyendo este artículo sobre energía »

CONCENTRADOR DE RADIACION HIPERBOLICO PARABOLICO

Os queremos presentar la última invención en energía solar de la Universidad Politécnica de Madrid: Concentrador de radiación hiperbólico parabólico.

La invención se encuadra dentro del sector técnico de la óptica, concretamente como componente óptico concentrador, colimador, acoplador, reflector o en general manipulador de haces o fuentes de energía radiante no formadores de imagen.

La concentración óptica es un campo de interés creciente dentro de la óptica, usualmente de aplicación en dispositivos de energía solar para incrementar la densidad de energía radiante en un detector aumentando la capacidad
energética del dispositivo.

ENERGIA-SOLAR-HIPERBOLICO-PARABOLICO

La óptica no formadora de imagen (anidolica) estudia el diseño de estos concentradores. Típicamente pueden funcionar de dos formas diferenciadas, concentrar energía de una fuente distante (como puede ser el sol) en un detector o bien puede colimar radiación de una fuente “extensa” que se encuentre próxima al sistema. La ventaja de la óptica no formadora de imagen es la libertad de diseño que se obtiene al no ser importante la conjugación de puntos necesaria en los sistemas tradicionales formadores de imagen.

Descripción de la invención

La invención tiene por objeto un componente óptico para manipulación de radiaciones, principalmente diseñado como concentrador de radiación solar por reflexión, mejora claramente los ratios de concentración de los dispositivos conocidos, aunque puede, emplearse también en modo inverso, como colimador o acoplador óptico, y como componente refractivo en lugar de reflexivo tanto para concentración como para colimación de radiación.

El componente óptico de la invención comprende una superficie que está generada a partir de un perfil geométrico,
en dos dimensiones, que ...seguir leyendo este artículo sobre energía »

SEGUIDOR SOLAR CON CONCENTRADOR PARABOLICO

Hoy en nuestra sección de Patentes verdes, os dejamos una nueva invención en el campo de la energía solar, de la empresa Navarra, Mecanizados Solares, S.L. : Seguidor solar con concentrador parabólico.

La invención está relacionada con el aprovechamiento de las radiaciones solares para la generación de formas de energía consumibles, proponiendo un seguidor solar que incorpora un concentrador parabólico de espejos para proyectar las radiaciones solares sobre un motor Stirling, con unas características de formación estructural que mejoran la regulación del posicionamiento de los espejos y del motor Stirling, así como las características del conjunto estructural portante.

En el ámbito del aprovechamiento de la energía solar para la generación de energías consumible, como la eléctrica o la térmica, es conocida la disposición de concentradores parabólicos formados por espejos, para recoger las radiaciones solares y proyectarlas hacia un elemento conversor de la energía, tal como, por ejemplo, un motor Stirling generador de electricidad.

Es conocida también la disposición de concentradores solares de ese tipo en montaje móvil sobre una sustentación, con movimiento en uno o dos ejes para seguir la trayectoria del sol, con el fin de conseguir la máxima captación de las radiaciones solares en cada momento durante el transcurso de las horas del día.

ENERGIA-SEGUIDOR-SOLAR

Para la efectividad de esas disposiciones es sumamente importante el posicionamiento de los espejos del concentrador parabólico, así como la colocación del elemento conversor de la energía frente a dicho concentrador parabólico, para lo cual se han desarrollado soluciones complicadas y costosas, con las que no se resuelve sin embargo satisfactoriamente el problema.

También tiene mucha importancia la formación del conjunto estructural sobre el que se dispone el montaje de los espejos componentes del concentrador parabólico, ya que debe ser una estructura rígida para mantener los espejos fijos y resistir los esfuerzos de incidencia del viento que el conjunto estructural tiene que soportar en la disposición de aplicación, debiendo
además ser una estructura lo más ligera posible, para simplificar el montaje y la efectividad de movimientos del conjunto seguidor solar, sobre la sustentación portante.

Objeto de la invención

De acuerdo con la invención se propone un seguidor solar que incorpora un concentrador parabólico para proyectar las radiaciones solares sobre un motor Stirling ...seguir leyendo este artículo sobre energía »

CAPTADOR ELECTROSOLAR POR EFECTO TERMOGALVANICO

Comenzamos el año incluyendo en nuestra sección de Patentes Verdes, la última invención de Juana María Aparicio Adarbe en el campo de la energía solarCaptador electrosolar por efecto termogalvánico.

El sector de la técnica en el que se enmarca el  invento es el de la Energía y más concretamente en el de las Energías Renovables, así como en el subsector de la Energía Solar para Producción Eléctrica.

En la actualidad los generadores de electricidad por el efecto de la radiación solar son los denominados paneles fotovoltaicos, los cuales se basan en la
consecución de placas de efecto P-N mediante láminas de silicio (amorfo, policristalino o monocristalino), las cuales requieren de maquinaria muy compleja para su elaboración, con unos consumos de energía muy elevados en los procesos de fabricación.

ENERGIA SOLAR-CAPTADOR-ELECTROSOLAR

Con la invención se pretende realizar un equipo que genere electricidad por efecto de la radiación solar, donde su fabricación no requiere de compleja maquinaria, no genera residuos tóxicos, todos sus materiales son reciclables y muy abundantes en el medio natural, sus consumos de producción son mínimos y sus beneficios notables.

Descripción de la invención

Se trata de un equipo de producción de energía eléctrica por la acción termogalvánica que provoca la radiación solar sobre un captador semiesférico el cual está compuesto de dentro hacia afuera por una lámina metálica seguida de otras constituidas por silicatos adheridos, y todo ello recubierto por su parte externa con aislamiento ignífugo.

Este captador semiesférico se encuentra ...seguir leyendo este artículo sobre energía »

RECEPTOR SOLAR DE SERPENTIN PARA DISCO STIRLING

Comenzamos el año incluyendo en nuestra sección de Patentes Verdes, la última invención de ABENGOA SOLAR: Receptor solar de serpentín para disco Stirling y el método de fabricación.

La invención se encuadra dentro la tecnología de los colectores solares y más concretamente se centra en el diseño de receptores solares para disco Stirling.

Los sistemas disco Stirling son unidades de generación de electricidad que usan la radiación solar como fuente de energía. La capacidad de una sola unidad está entre 3 y 50 kWe. Los sistemas disco Stirling transforman con alta eficiencia la radiación solar concentrada en energía eléctrica.

Los componentes esenciales del sistema son:

• Concentrador solar parabólico.
• Sistema de seguimiento.
• Motor Stirling con generador eléctrico.
• Intercambiador de calor solar (receptor solar).

El modo de funcionamiento de un sistema de disco Stirling es el siguiente: el concentrador refleja la radiación solar hacia el receptor que está situado en el punto focal del concentrador. La radiación solar se absorbe en el receptor y este calienta el gas (helio o hidrógeno) del motor Stirling a temperaturas que rondan los 650ºC. Este calor se convierte en energía mecánica en el motor Stirling. Un generador eléctrico convierte esta energía mecánica en electricidad. Para conseguir que la radiación reflejada incida en el punto focal durante todo el día, un sistema de seguimiento solar mueve el concentrador continuamente para seguir la trayectoria del sol.

ENERGIA SOLAR-DISCOS STIRLING

La tecnología de los receptores solares se desarrolla en función del tipo de proceso en el que se vaya a utilizar, es decir, el tipo de planta y el ciclo utilizado. La invención que se presenta se refiere a la planta de recepción solar con disco y el ciclo es el de Stirling. Por supuesto, es interesante conocer los antecedentes y desarrollos previos utilizados en aplicaciones solares. Las tecnologías utilizadas para plantas solares de receptores de torre suponen un referente de aplicación.

En particular, para el disco parabólico Stirling se utilizan dos tipologías de sistemas receptores:

• Sistemas receptores externos.
• Sistemas receptores de cavidad.

La  invención tiene como objetivo proporcionar un receptor solar que, superando las deficiencias encontradas en los anteriores diseños:

- Aumente la resistencia a fatiga térmica

- Minimice las sombras entre tubos

- Que sea de tubos directamente iluminados, para simplificar el sistema evitando la inclusión de un fluido caloportador intermedio y de un intercambiador de calor adicional así como para flexibilizar el diseño óptico del
concentrador y que el motor pueda funcionar en otras posiciones que no sea de espaldas al sol

- No deje huecos entre los tubos al deformarse por dilataciones, escapándose la radiación solar concentrada por dichos huecos

- Fácilmente soldable

- Que reduzca las pérdidas de carga.

El nuevo diseño permite pues aumentar la eficiencia del disco y reducir los costes de fabricación y de operación y mantenimiento.

Además ofrece la posibilidad de:

- Refrigerar fácilmente ante sobretemperaturas (ventilador) ...seguir leyendo este artículo sobre energía »

FOTOBIORREACTOR PARA EL CULTIVO CONTINUO DE MICROALGAS

Hoy dentro de nuestra sección de Patentes Verdes os dejamos una nueva invención del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), relacionada con las energías renovablesFotobiorreactor para el cultivo en continuo de microalgas y sistema modular que comprende dichos fotobiorreactores.

La invención se puede incluir en el campo de la acuicultura, en particular en el campo del cultivo de microalgas. El objeto de la invención se centra en un fotobiorreactor para el cultivo en continuo de microalgas, así como en un sistema modular que comprende dichos fotobiorreactores.

En los últimos años, se han hecho avances en el diseño conceptual de fotobiorreactores para el cultivo de microalgas, en general se considera que para llevar a cabo la producción masiva de microalgas es imprescindible seleccionar adecuadamente el diseño de reactor que se va a utilizar. Para ello se deben tener en cuenta una serie de parámetros función del microorganismo que se va a emplear, como condiciones óptimas de crecimiento y resistencia a variaciones ambientales, así como parámetros económicos, tales como valor del producto obtenido, capital inmovilizado necesario, costos de operación estimados, etc.

ENERGIA---MICROALGAS

Las áreas de trabajo en este campo implican:

- Caracterización fluidodinámica y de transferencia de materia y energía.

- Cuantificación de los fenómenos de estrés a que se ven sometidas las células.

- Determinación de la disponibilidad de luz por las células individuales.

- Determinación y control de las variables de operación (pH, temperatura, CO2, O2 etc.)

- Productividad del sistema.

Estas áreas están interrelacionadas, así la caracterización fluidodinámica y transferencia de materia y energía influye y a la vez estará determinada por el estrés producido en las células o sus necesidades en cuanto a temperatura y también sobre las variables de operación a controlar como nivel y remoción de oxígeno, CO2 y control de pH, etc. Todo ello influye en la productividad del sistema. En general, en un mismo fotobiorreactor es posible establecer diferentes condiciones de mezclado para manipular el régimen de iluminación y así la tasa de fotosíntesis. Los sistemas basados en la aireación del cultivo con aire comprimido (airlift), se emplean comúnmente por su sencillez y porque pueden diseñarse para inducir un esfuerzo de corte pequeño que no cause daño mecánico a las células.

El problema técnico que se plantea trata de la necesidad de producción de microalgas con una relación producto/coste optimizada mediante el diseño de fotobiorreactores que permitan alcanzar alta productividad media sin forzar el cultivo, a unos costes moderados y con un grado de automatización y control elevado, de tal manera que se posibilite la optimización de una curva de crecimiento en unas condiciones, si bien no enteramente axénicas, al menos acotadas y fiables, además de escalabilidad.

Descripción de la invención

La invención resuelve el problema técnico planteado por medio de un fotobiorreactor modular para el cultivo en continuo de microalgas cuyo funcionamiento está basado en la conjunción de una columna de burbujeo y de un sistema de riego localizado. Por una parte, la columna se burbujeo se asimila en la invención a una planta receptora de medio de cultivo (riego y abonado) de un sistema de riego localizado y, por otra parte, por medio de la invención se adapta un sistema de riego por goteo a un cultivo acuícola, obteniéndose en un sistema de riego por inundación controlada dentro de una cámara de cultivo, dado que l microalga objeto del cultivo vive sumergida. Un posterior drenaje se identifica con la cosecha o recolección.

La invención resuelve el problema técnico de obtener cultivos de microalgas en un fotobiorreactor con productividad moderadamente alta y alta escalabilidad y sin necesidad de elevadas inversiones, debido a su facilidad de implantación a su bajo coste y su versatilidad, así como a su capacidad para reutilizar materias primas alternativas, en ocasiones obtenidas de la propia explotación, como son las cenizas de poda o salmueras de desaladora. Adicionalmente, el empleo del fotobiorreactor de la invención posibilita una rentabilidad elevada que permite alcanzar una relación producto/coste optimizada debido a que dicho biorreactor no ejercita elevados esfuerzos cortantes sobre las células del cultivo, requiere bajo mantenimiento y posee alto grado de automatización, permitiendo además una densidad de cultivo (litros/m2) igual o mayor que el sistema de estanques con una superficie de iluminación tres veces mayor.

Se aplica preferentemente a sistemas cerrados, puesto que permiten un mejor control de las condiciones de operación. Dentro de los sistemas cerrados, son aún más preferidos los de tipo de fotobiorreractor con forma de columna de burbujeo, de mezcla continua y de tipo modular, lo que permite el escalado por medio agrupación modular de fotobiorreactores.

Como se ha comentado anteriormente, la invención trata de un sistema modular de fotobiorreactores cerrados para el cultivo de microalgas en un medio de cultivo continuo. Los biorreactores se conectan entre sí en serie o en paralelo según módulos que, a su vez, se pueden agrupar en sectores, etc. de forma que cada unidad superior de agrupación a partir de un simple fotobiorreactor está controlada por un programador.

El circuito de aireación permite suministrar CO2 en el interior de la cámara de cultivo y retirar a su vez O2 de dicha cámara de cultivo. Dicho circuito de aireación comprende un compresor y un filtro, a través de los cuales el aire exterior se impulsa hacia el fondo de la cámara de cultivo y posteriormente hacia el exterior en forma de burbujas, con un caudal regulable en intensidad y en tamaño de burbujas, por medio del compresor y de unos difusores. La regulación del circuito de aireación es independiente del control establecido por el programador.

FUENTE | OEPM

TORRE PARA PLANTA DE CONCENTRACION SOLAR CON REFRIGERACION DE TIRO NATURAL

Hoy en nuestra sección de Patentes verdes incluímos una nueva invención de la empresa ABENGOA SOLAR dentro del campo de la energía solarTorre para planta de concentración solar con refrigeración de tiro natural.

La invención se refiere a plantas de concentración solar de tecnología de torre con sistema de tiro natural y separación física del evaporador y el sobrecalentador así como control dinámico adaptativo del campo de helióstatos, para producción de electricidad, producción de calor de proceso, producción de combustibles solares o aplicación a procesos termoquímica.

Dentro de los sistemas de alta concentración solar podemos distinguir los discos Stirling, los colectores cilindro-parabólicos y la tecnología que actualmente nos ocupa, tecnología de receptor central.

Los sistemas de receptor central están constituidos por un campo de helióstatos, siendo estos espejos de gran superficie (40-125 m2 por unidad) denominados helióstatos con seguimiento solar, que reflejan la radiación solar directa sobre uno o varios receptores centrales situados en la parte superior de una torre de gran altura. Estos receptores se encuentran habitualmente albergados en cavidades “escavadas” en la propia torre.

ENERGIA SOLAR - TORRE TIRO NATURAL

La radiación solar concentrada calienta en el receptor un fluido, cuya energía térmica puede después utilizarse para la generación de electricidad.

En los sistemas de receptor central la tecnología agua-vapor es actualmente la más habitual, empleándose tanto vapor saturado como sobrecalentado como fluido calo portador. Con el fin de reducir el autoconsumo eléctrico en las plantas térmicas convencionales se utiliza lo que se denomina torres de tiro natural o de tiro hiperbólico.

El flujo de aire a través de la torre de tiro natural se debe en su mayor parte a la diferencia de densidad entre el aire fresco de la entrada y el aire tibio de la salida eliminando con ello la necesidad de ventiladores mecánicos. Estas torres tienen bajos costos de mantenimiento y son muy indicadas para enfriar grandes caudales de agua.

Las torres de tiro natural han de ser altas y además, deben tener una sección transversal grande para facilitar el movimiento del aire ascendente.

Descripción de la invención

La invención que actualmente se plantea es la de una torre solar que se emplea como torre de refrigeración mediante tiro natural en una planta de concentración solar de energía solar termoeléctrica, en la que la que el elemento concentrador es un campo de helióstatos que concentran la radiación solar sobre varios receptores situados en la parte superior de dicha torre.

El vapor que de dichos receptores se extrae es conducido a una turbina para la producción de electricidad. Con el fin de facilitar además este efecto de tiro natural, la torre de la invención cuenta con un diseño de estructura hiperbólica y hueca de manera que se produzca por ella una corriente de aire de ascenso para enfriamiento del vapor por convección natural.

Empleando la torre solar como torre de refrigeración, se le da a esta doble función: la de albergar los receptores a la altura necesaria para la concentrar de radiación y la de utilizarla como torre de refrigeración. La torre de nuestro campo de helióstatos tiene la altura necesaria para poder concentrar la energía solar reflejada por el campo de helióstatos en un foco o punto de enfoque situado en lo alto de la misma, minimizando así las pérdidas por efecto coseno (ángulo que forma el rayo incidente con la normal al helióstato y que hace que éste no vea al sol en su totalidad).

Estamos hablando de alturas de torre superiores a 100m, siendo esta altura suficiente para facilitar el empleo de la torre para este efecto de tiro natural. Además ...seguir leyendo este artículo sobre energía »

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