ELEMENTO AISLANTE PARA LOS RECEPTORES SOLARES

Agregamos una nueva invención de Abengoa Solar a nuestra sección de Patentes Verdes, relacionada con el campo de la energía solar : Elemento aislante del dispositivo de compensación de expansión y procedimiento de fabricación del mismo.

La invención describe un elemento aislante que permite disminuir las pérdidas térmicas en el dispositivo de compensación de expansión de los receptores solares en forma de tubo.

El principio general de la tecnología termosolar está basado en el concepto de la concentración de la radiación solar para producir generalmente vapor, que es utilizado posteriormente en plantas eléctricas convencionales.

Aumentar la captación de energía solar, que tiene una densidad relativamente baja, es uno de los mayores retos en el desarrollo de plantas termosolares.

Existen dos tipos de concentradores solares: concentradores lineales y concentradores puntuales. La concentración lineal es más fácil de instalar al tener menos grados de libertad, pero tiene un factor de concentración menor y por lo tanto puede alcanzar menores temperaturas que la tecnología de concentración puntual.

Es por eso que se trata de avanzar en el desarrollo de los tubos receptores usados en la concentración lineal, para tratar de aumentar la captación de energía solar y disminuir las pérdidas térmicas, de manera que el rendimiento global de la planta de concentración se vea incrementado.

En general, un tubo receptor consta de dos tubos concéntricos entre los cuales se genera vacío. El tubo interior o tubo absorbedor, por el que circula el fluido que se calienta, es metálico y el tubo exterior es de vidrio, habitualmente de borosilicato.

Entre ambos tubos se coloca el dispositivo compensador de expansión, de tal forma que permite el movimiento en sentido longitudinal de los tubos y garantiza el vacío, absorbiendo las tensiones que se crearían por la diferencia existente entre los coeficientes de dilatación del metal y del vidrio.

Pero este elemento necesita ser aislado por su extremo para evitar las pérdidas que se producirían por convección natural. Ese elemento aislante es el que desarrolla esta invención.

Con este sistema de aislamiento se ha comprobado que si se trata de introducir mejoras en el dispositivo de compensación de expansión que incrementen el rendimiento del colector solar, no existe ningún elemento que resuelva el tema de las pérdidas térmicas en los extremos del tubo.

Por todo ello, la invención tiene como objetivo proporcionar un elemento aislante que disminuya las perdidas térmicas en los extremos del tubo absorbedor para mejorar así la eficiencia del sistema.

Descripción de la invención

La invención consiste en una pieza que permite aislar y disminuir las pérdidas térmicas en el dispositivo de compensación de expansión, siguiendo los movimientos relativos que pueda haber entre el conjunto formado por el tubo de vidrio, anillo Kovar o elemento de transición vidrio metal, dispositivo compensador de expansión, vaso (final del tubo metálico absorbedor), tapa y el tubo absorbedor.

La pieza consiste en un elemento en forma de fuelle fabricado por hidroconformado que aloja en su parte interior un material aislante del tipo de lana de roca que copiará la geometría del dispositivo de compensación de expansión. De esta forma se genera una cámara de aire que permite disminuir las perdidas por los extremos de los tubos receptores.

El elemento aislante de la invención se puede situar de dos maneras: o bien envolviendo completamente el dispositivo compensador de expansión consiguiendo una mayor reducción de las pérdidas térmicas o bien llegando hasta la parte media del vaso (final del tubo absorbedor), solución que se adapta a los soportes comerciales actualmente existentes.

La selección de una geometría tipo fuelle nos permite tener un elemento que siga los movimientos relativos del dispositivo compensador de expansión sin introducir carga que, si bien no es un problema por los bajos valores de rigidez del dispositivo compensador de expansión, si lo sería si no permitiera los movimientos relativos entre el tubo de vidrio y el tubo absorbedor.

Este sistema, a diferencia del estado de la técnica conocido, disminuye drásticamente las pérdidas por convección
natural proporcionando un aislamiento total al extremo del tubo absorbedor, de tal forma que si se emplease este elemento aislante en los desarrollos de tubo actualmente existentes, se disminuirían las perdidas térmicas en un 0,02% por tubo y dado que una planta solar de 50 MWe cuenta con unos 90.000 tubos, la reducción de las perdidas térmicas en toda la planta sería elevadísima.

FUENTE | OEPM