ES1068574U - Seguidor solar de un eje acimutal de varias filas paralelas. - Google Patents

Abstract

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. 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.

Description

Seguidor solar de un eje acimutal de varias filas paralelas.

Objeto de la invención

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.

Antecedentes de la invención

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.

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.

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.

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.

Descripción de la invención

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Descripción de las figuras

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:

La Figura 1 muestra un seguidor con 6 parrillas en una perspectiva isométrica con los paneles planos.

La Figura 2 muestra un detalle de la zona donde se ubica el actuador lineal.

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.

Realización preferente de la invención

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.

El marco está compuesto por una serie de tubos metálicos (3) que se unen sobre los apoyos (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).

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.

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.

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.

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.

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.