ES1068574U - Solar follower of an acimutal axis of various parallel rows (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents

Abstract

Solar follower of an azimuthal axis, formed by several rows of several photovoltaic modules, each of which has an east-west axis of rotation and can have a certain inclination to the south; characterized in that each of the rows has a connecting rod (5) perpendicular to the plane of the photovoltaic modules, all of them being connected by two steel cables (6) tensioned perpendicular to the axis of rotation of the grills by means of two pieces (7 and 8). ) that press it, and allow its articulation with respect to the connecting rod (5), granting the movement of all the rows simultaneously as if it were a venetian blind, by means of a single linear actuator. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

Seguidor solar de un eje acimutal de varias filas paralelas.Solar tracker with several azimuth axis parallel rows

Objeto de la invenciónObject of the invention

La presente invención se refiere a una máquina que gira múltiples filas de paneles solares sobre su eje de este a oeste simultáneamente mediante un solo actuador lineal y cables tensores.The present invention relates to a machine which rotates multiple rows of solar panels on its axis from east to West simultaneously using a single linear actuator and cables tensioners

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

Existen en la actualidad diversos seguidores de doble eje que buscan la máxima captación energética, dado que siempre están perpendiculares al Sol, y de un eje que buscan un compromiso entre captación solar y sencillez de construcción y/o mantenimiento del seguidor y costes. Entre estos encontramos seguidores con una o varias filas de módulos orientados
Este-Oeste, con una inclinación típicamente entre 15° y 30º al Sur que giran respecto un eje vertical, o bien seguidores con filas de módulos orientados norte-sur, con o sin inclinación al Sur, que giran sobre un eje de este a oeste.There are currently several double-axis followers that seek maximum energy capture, since they are always perpendicular to the Sun, and of an axis that seek a compromise between solar collection and simplicity of construction and / or maintenance of the tracker and costs. Among these we find followers with one or several rows of oriented modules
East-West, with an inclination typically between 15 ° and 30 ° South that rotates with respect to a vertical axis, or followers with rows of modules oriented north-south, with or without inclination to the South, which rotate on an axis from east to west .

El documento ES-1061617 describe un seguidor de dos ejes de filas de módulos solares orientadas norte-sur, donde cada una está sobre un eje que permite el giro de la fila de este a oeste mediante medios de acoplamiento con una transmisión mecánica que permite el accionamiento conjunto tanto a nivel de orientación este-oeste, como inclinación al sur en un eje perpendicular, de diversas filas de módulos unidos por el eje que les proporciona el movimiento este-oeste.Document ES-1061617 describes a two-axis tracker of rows of oriented solar modules north-south, where each one is on an axis that allows the rotation of the row from east to west by means of coupling with a mechanical transmission that allows the joint drive both at orientation level east-west, like tilt south on an axis perpendicular, of different rows of modules joined by the axis that it gives them the east-west movement.

El documento ES-1065866 describe un seguidor de dos ejes con la misma finalidad del documento anterior. Este dispositivo se compone de filas de módulos este-oeste, que giran sobre su eje dando el ángulo de elevación norte-sur, y a su vez están sobre otro eje perpendicular que les permite girar de este a oeste. Paralelos a este eje, se montan varios ejes que permiten el movimiento de elevación al unísono de todos los módulos.Document ES-1065866 describes a two-axis follower for the same purpose of the document previous. This device consists of rows of modules east-west, which rotate on its axis giving the angle north-south elevation, and in turn are on another perpendicular axis that allows them to turn from east to west. Parallel to this axis, several axes are mounted that allow the movement of unison elevation of all modules.

El documento ES-1067337 describe un seguidor de un eje inclinado, formado por dos ejes orientados de norte a sur unidos mecánicamente y estructuralmente, consiguiendo el movimiento este a oeste de ambos ejes simultáneamente y una mayor robustez de la estructura frente al viento.Document ES-1067337 describes a follower of an inclined axis, formed by two oriented axes of north to south mechanically and structurally united, getting the  East-west movement of both axes simultaneously and greater robustness of the structure against the wind.

Descripción de la invenciónDescription of the invention

El seguidor solar de la invención está compuesto por varias filas o parrillas de módulos solares orientadas de norte a sur, con o sin inclinación, y permite el movimiento simultáneo de todas ellas de 60º este a 60º oeste (seguimiento solar acimutal) gracias a un mecanismo compuesto por 2 cables de acero, una biela en cada parrilla, y un actuador lineal controlado por una electrónica con microprocesador que calcula la posición óptima de los paneles.The solar tracker of the invention is composed by several rows or grills of solar modules oriented north to the south, with or without inclination, and allows the simultaneous movement of all of them from 60º east to 60º west (azimuthal solar tracking) thanks to a mechanism composed of 2 steel cables, a connecting rod on each grill, and a linear actuator controlled by a microprocessor electronics that calculates the optimal position of panels.

La estructura del seguidor se compone de dos filas de varios tubos consecutivos, con diversos apoyos al suelo cada fila y sus respectivas cimentaciones. Si la estructura tiene inclinación al sur, los apoyos del lado norte serán más altos que los del lado sur, si el terreno exige una instalación compacta, se puede poner la estructura plana y así no es necesaria una separación mínima entre seguidores paralelos para evitar sombras entre ellos.The structure of the follower consists of two rows of several consecutive pipes, with various floor supports each row and their respective foundations. If the structure has inclination to the south, the supports of the north side will be higher than those on the south side, if the land requires a compact installation, you can put the flat structure and so a minimum separation between parallel followers to avoid shadows among them.

Sobre estas dos filas descansan perpendicularmente las parrillas, sobre sus respectivos ejes, que les permiten el giro este-oeste. La separación entre parrillas típicamente va en función del modulo a instalar, que puede ser de cualquier dimensión, y corresponde a una distancia entre ejes o parrillas igual a dos veces la longitud del panel fotovoltaico, o lo que es lo mismo, la anchura de la parrilla. De esta forma cuando las parrillas están en su posición extrema, 60º, el sol siempre tiene una elevación mayor a 30º. Cuando la elevación es menor, podemos evitar sombreados parciales entre parrillas mediante "backtracking", que consiste en girar los paneles en sentido contrario al sol. Se pierde el ángulo de incidencia óptimo, pero son más perjudiciales los efectos de las sombras parciales que la perdida de perpendicularidad con el
sol.On these two rows the grills rest perpendicularly, on their respective axes, which allow them the east-west turn. The separation between grills typically depends on the module to be installed, which can be of any dimension, and corresponds to a distance between axles or grills equal to twice the length of the photovoltaic panel, or what is the same, the width of the grill. In this way when the grills are in their extreme position, 60º, the sun always has an elevation greater than 30º. When the elevation is lower, we can avoid partial shading between grills by means of "backtracking", which consists of turning the panels in the opposite direction to the sun. The optimum incidence angle is lost, but the effects of partial shadows are more damaging than the loss of perpendicularity with the
Sun.

Cada parrilla tiene en su extremo una biela perpendicular al plano de los módulos solares que está unida por cada uno de sus extremos al cable de acero que transmite el movimiento a todas las parrillas como si se tratase de una persiana veneciana de grandes dimensiones sobre el plano horizontal. En una de las bielas, preferiblemente en medio del seguidor, además de la sujeción al cable, se incluye un actuador lineal que otorga el movimiento al sistema. Está unido en un extremo mediante una rotula a la biela en el mismo punto que el cable de acero, y en el otro extremo bascula la base del actuador mecánico o hidráulico sobre un anclaje en el marco del seguidor.Each grill has a connecting rod at its end perpendicular to the plane of the solar modules that is joined by each of its ends to the steel cable that transmits the movement to all grills as if it were a blind Venetian large on the horizontal plane. In a of the connecting rods, preferably in the middle of the follower, in addition to the fastening to the cable, a linear actuator is provided that grants the system movement. It is attached at one end by a ballhead to the connecting rod at the same point as the steel cable, and at the other end tilts the base of the mechanical or hydraulic actuator on a anchor in the follower frame.

El movimiento está controlado por una electrónica de potencia, que permite al microcontrolador programable calcular la posición solar, y la orientación que deben tener los paneles en todo momento.The movement is controlled by a power electronics, which allows the microcontroller programmable calculate the solar position, and the orientation they should Have the panels at all times.

Se trata por tanto un sistema muy simple en el que se puede mover simultáneamente una superficie total de hasta 350 m^{2} de paneles fotovoltaicos. Dada su simplicidad, resulta muy fácil y rápido de montar, tanto como una instalación fija. El movimiento del actuador se transmite con cables de acero a tracción, sin articulaciones complejas, ni barras, y permite flexibilidad en el montaje de diferentes configuraciones de módulos.It is therefore a very simple system in the that you can simultaneously move a total area of up to 350 m2 of photovoltaic panels. Given its simplicity, it turns out Very easy and quick to assemble, as much as a fixed installation. He Actuator movement is transmitted with steel wires to traction, without complex joints, or bars, and allows flexibility in mounting different configurations of modules

Requiere un mantenimiento mínimo por los pocos elementos articulados que lo componen, frente a la multitud de engranajes o piezas móviles que puede tener un sistema de doble eje. Se usan casquillos antifricción sin mantenimiento, que no necesitan engrase. Así solo se debe revisarse el actuador lineal.Requires minimal maintenance for the few articulated elements that compose it, in front of the multitude of gears or moving parts that a double system can have axis. Maintenance-free anti-friction bushings are used, which are not They need greasing. So only the actuator should be checked linear.

Presenta una resistencia extraordinaria frente a vientos, tanto por las dimensiones de la estructura, mayores a otras soluciones existentes, como por su distribución de las cargas sobre varios apoyos sobre el suelo. La vela que producen los módulos fotovoltaicos es menor dado que al distribuirse los módulos en varias parrillas separadas la superficie continua de módulos es menor. Además, al poner los módulos horizontales en caso de vientos fuertes presenta mejor comportamiento que una estructura fija, que típicamente tiene una inclinación de entre 20º y 30º, mientras este seguidor en el peor caso tendrá una inclinación de 15º al sur.It presents extraordinary resistance against winds, both for the dimensions of the structure, greater than other existing solutions, such as distribution of charges on several supports on the ground. The candle produced by the modules photovoltaic is lower given that when the modules are distributed in several separate grills the continuous surface of modules is Minor. In addition, when placing the horizontal modules in case of winds strong presents better behavior than a fixed structure, which typically has an inclination of between 20º and 30º, while this follower in the worst case will have an inclination of 15º to the south.

El seguimiento acimutal permite obtener una ganancia de energía de hasta un 25% superior a un sistema fijo, y no menor a un 10% respecto a un sistema de doble eje. El seguidor de la presente invención es mucho más simple en varios aspectos que un seguidor de doble eje, con una estructura similar a la de una instalación fija. Conseguimos así una relación óptima entre captación de energía solar y costes del
seguidor.Azimuth tracking allows to obtain an energy gain of up to 25% higher than a fixed system, and not less than 10% compared to a double-axis system. The follower of the present invention is much simpler in several respects than a double axis follower, with a structure similar to that of a fixed installation. We thus achieve an optimal relationship between solar energy collection and the costs of
follower.

Descripción de las figurasDescription of the figures

Para complementar la descripción y facilitar la comprensión de las características de la invención se han realizado una serie de dibujos con carácter ilustrativo y no limitativo, representando lo siguiente:To complement the description and facilitate the understanding of the features of the invention have been made a series of drawings that are illustrative and not limiting, representing the following:

La Figura 1 muestra un seguidor con 6 parrillas en una perspectiva isométrica con los paneles planos.Figure 1 shows a follower with 6 grills in an isometric perspective with flat panels.

La Figura 2 muestra un detalle de la zona donde se ubica el actuador lineal.Figure 2 shows a detail of the area where the linear actuator is located.

La Figura 3 muestra una vista parcial de la parte posterior del seguidor, mostrando claramente el sistema de transmisión del movimiento, con una inclinación este-oeste de los paneles de 30º.Figure 3 shows a partial view of the back of the follower, clearly showing the system of motion transmission, with a tilt east-west of the 30º panels.

Realización preferente de la invenciónPreferred Embodiment of the Invention

El seguidor solar de la invención permite realizar instalaciones fotovoltaicas en campo o sobre cubiertas planas de un conjunto de módulos dispuestos sobre diversos bastidores (1) idénticos formando las parrillas de módulos (2). Estos descansan sobre el marco y están articulados en sus extremos mediante un eje (4) que permite el movimiento este-oeste de la parrilla.The solar tracker of the invention allows carry out photovoltaic installations in the field or on roofs planks of a set of modules arranged on different identical racks (1) forming the module grills (2). These rest on the frame and are articulated at their ends by means of an axis (4) that allows movement East-west of the grill.

El marco está compuesto por una serie de tubos metálicos (3) que se unen sobre los apoyos (14).The frame is composed of a series of tubes metallic (3) that are joined on the supports (14).

Las bielas (5) se sujetan a los cables de acero (6) superior e inferior mediante una pieza intermedia (7 y 8) que se fija al cable de acero (6) prensándolo y articula la biela (5). Para un correcto montaje los cables (6) deben fijarse primero en la última parrilla del seguidor, y tensarlos mediante un tensor en la última parrilla del otro extremo. Una vez tensado se puede proceder a fijar el resto de piezas (7 y 8) y bielas (5) para que todas ellas se muevan simultáneamente estirando los cables (6), o lo que es lo mismo, dotando de movimiento motorizado a una biela (5).The connecting rods (5) are attached to the steel cables (6) upper and lower by means of an intermediate piece (7 and 8) that it is fixed to the steel cable (6) by pressing it and articulates the connecting rod (5). For proper assembly the cables (6) must first be fixed on the last tracker grill, and tension them by means of a tensioner in the Last grill from the other end. Once tensioned you can proceed to fix the rest of the pieces (7 and 8) and connecting rods (5) so that all of them move simultaneously stretching the cables (6), or what is it same, providing motorized movement to a connecting rod (5).

El seguidor fija la inclinación este-oeste de las parrillas mediante el actuador lineal (10). Este tracciona los cables en una biela (5) cualquiera, aunque es preferible situarlo en el centro si el seguidor tiene una longitud elevada, usando dos piezas con perno (7) para prensar el cable, de forma que podemos poner la rotula del husillo (11) en el perno opuesto al que articula la biela (5). La base del actuador (12) está unido al marco (3) mediante una un anclaje (13) que permite que bascule correctamente.The follower sets the inclination east-west of the grills using the actuator linear (10). This pulls the wires on any connecting rod (5), although it is preferable to place it in the center if the follower has a high length, using two pieces with bolt (7) to press the cable, so that we can put the spindle label (11) in the bolt opposite the articulator of the connecting rod (5). The actuator base (12) is attached to the frame (3) by means of an anchor (13) that allow it to swing correctly.

Dados los pocos componentes que lo forman, su montaje resulta rápido y fácil, y permite suficiente flexibilidad para ajustar los componentes de forma óptima según las características de los módulos o del terreno, adaptando las dimensiones del seguidor a cada necesidad.Given the few components that make it up, its assembly is quick and easy, and allows enough flexibility to adjust the components optimally according to the characteristics of the modules or the terrain, adapting the Follower dimensions to every need.

Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención que ser reivindican a continuación.Once nature is sufficiently described of the invention, as well as a preferred embodiment, for the appropriate purposes that the materials, form, size and arrangement of the elements described may be modified, as long as this does not imply an alteration of the essential features of the invention to be claimed by continuation.

Claims (2)

1. Seguidor solar de un eje acimutal, formado por varias filas de varios módulos fotovoltaicos, cada una de las cuales presenta un eje de giro este-oeste y pueden tener una inclinación determinada al sur; caracterizado porque cada una de las filas dispone de una biela (5) perpendicular al plano de los módulos fotovoltaicos, estando unidas todas ellas por dos cables de acero (6) tensados perpendiculares al eje de giro de las parrillas mediante dos piezas (7 y 8) que lo prensan, y permiten su articulación respecto a la biela (5), otorgando el movimiento de todas las filas simultáneamente como si de una persiana veneciana se tratase, mediante un solo actuador lineal.1. Solar tracker with an azimuth axis, consisting of several rows of several photovoltaic modules, each of which has an east-west axis of rotation and may have a certain inclination to the south; characterized in that each of the rows has a connecting rod (5) perpendicular to the plane of the photovoltaic modules, all of them being joined by two tensioned steel cables (6) perpendicular to the axis of rotation of the grills by means of two pieces (7 and 8 ) that press it, and allow its articulation with respect to the connecting rod (5), granting the movement of all the rows simultaneously as if it were a Venetian blind, by means of a single linear actuator. 2. Seguidor solar, según reivindicación anterior, caracterizado porque dispone de una estructura fija formada por dos filas de tubos o perfiles estructurales (3) que distribuyen uniformemente sobre el terreno todas las cargas de la estructura y del viento mediante diversos apoyos ofreciendo un comportamiento óptimo frente al viento, y además permite variar su longitud en función del espacio disponible o las necesidades del lugar.2. Solar tracker, according to the preceding claim, characterized in that it has a fixed structure formed by two rows of tubes or structural profiles (3) that uniformly distribute on the ground all the loads of the structure and of the wind by means of various supports offering optimum performance against the wind, and also allows to vary its length depending on the available space or the needs of the place.