ES2313861B1 - Seguidor solar aplicable a torres eolicas. - Google Patents
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Abstract
Seguidor solar aplicable a torres eólicas que
consiste en un sistema (2) formado por un anillo perimetral fijo
(8), un anillo perimetral móvil (7), un marco (4) y una serie de
tirantes (6) y brazos hidráulicos (5), que forma todo ello una
estructura que va instalada alrededor de un poste eólico (3),
llevando el marco (4) una placa solar (1), proporcionando los
tirantes (6) la sujeción necesaria del marco (4) al anillo
perimetral móvil (7), llevando el anillo perimetral móvil (7) unas
ruedas (13) con uno o varios motores conectados directamente a cada
una de ellas, estando dichas ruedas (13) apoyadas directamente
sobre el carril (11) del anillo perimetral fijo (8) permitiendo el
movimiento alrededor del poste eólico (3) y llevando también los
brazos hidráulicos (5) que proporcionan al marco (4) movimiento
cenital.
Description
Seguidor solar aplicable a torres eólicas.
La presente invención se refiere a un seguidor
solar aplicable a torres eólicas como proyecto de integración de
energía eólica y solar.
Son conocidas las energías renovables que
emplean recursos naturales para la obtención de energía eléctrica.
Las más utilizadas son la energía eólica, que es la energía
obtenida del viento, y la energía solar, que aprovecha la luz del
sol.
En la energía eólica el viento mueve una hélice
situada en lo alto de un poste y mediante un sistema mecánico, el
movimiento de la hélice hace girar el rotor de un alternador, que
produce la energía eléctrica. Para que su instalación resulte
rentable, los postes suelen agruparse en concentraciones denominadas
parques eólicos.
En la energía solar fotovoltaica se obtiene
energía eléctrica a través de paneles fotovoltaicos. Los paneles,
módulos o colectores fotovoltaicos están formados por dispositivos
semiconductores tipo diodo que, al recibir radiación solar, se
excitan y generan una pequeña diferencia de potencial en sus
extremos. En ocasiones, los paneles solares se montan en seguidores
solares o sun trackers que son dispositivos mecánicos capaces de
orientar los paneles solares de forma que éstos permanezcan
cercanos a la perpendicular de los rayos solares, siguiendo al sol
desde el este en la alborada hasta el oeste en la puesta.
En los parques eólicos, el flujo de viento no
siempre es óptimo y generalmente y por diversos motivos, suele
haber torres paradas, con lo cual el rendimiento del parque no
siempre es el deseado. Para mejorar dicho rendimiento, se ha
pensado en el uso de varias energías naturales, sobre todo en
relacionar sistemas de energía eólica con sistemas de energía
solar.
Actualmente existen parques eólicos junto a
parques solares, pero que recogen su energía independientemente.
Esto conlleva un gran impacto ambiental por la ocupación excesiva
de terreno y por la necesidad de grandes infraestructuras, centros
de transformación y líneas de evacuación. También existen
seguidores solares en algunos parques eólicos pero que igualmente
ocupan el doble de terreno, duplicando las obras civiles y con un
gran impacto ambiental por no haber una integración física de ambos
sistemas.
En ocasiones, también se han integrado células
fotovoltaicas en los postes o incluso en las aspas de la torre
eólica, con poca efectividad real, pues la superficie que recoge la
luz solar es muy pequeña en estos casos.
El invento que se presenta a continuación da
respuesta a los problemas anteriormente mencionados y consiste en
un sistema de aprovechamiento de la energía solar a través de la
integración de un seguidor o sun tracker en un poste eólico. Se
trata de un sistema fotovoltaico de obtención de energía que
complementa la producida por una torre eólica, aprovechando además
toda la infraestructura del poste. Lo que se consigue con esto es
un menor impacto ambiental y un máximo rendimiento de todas las
instalaciones necesarias para el funcionamiento. Al mismo tiempo se
optimizan recursos, ya que se utilizan componentes del poste
eólico, y todos los elementos de la instalación para evacuar la
energía a la red son comunes. Por lo tanto, con la misma
infraestructura y añadiendo el seguidor solar al poste eólico, se
consigue una doble generación de energía en una sola
instalación.
El sistema está formado principalmente por una
base fija, una parte móvil y una estructura metálica.
La base fija consiste en dos anillos
perimetrales fijos, que soportan el peso de todo el sistema. Dichos
anillos se amarran a la torre por medio de unos tornillos y están
embridados por una brida interior que hace las funciones de
refuerzo. Estos anillos perimetrales fijos llevan unos cartabones
que van soldados y permiten que el peso del sistema quede
uniformemente repartido. Los anillos están divididos en tantas
partes como sea necesario para su fácil montaje y se juntan de tal
forma que puedan embridarse con tornillos. Estos anillos tienen
soldado un carril guía en la parte superior.
Sobre la base fija del sistema o anillos
perimetrales fijos, se apoyan dos anillos perimetrales móviles con
ruedas giratorias, preferentemente metálicas, que se mueven
mediante motores. Las ruedas se apoyan sobre el carril de los
anillos perimetrales fijos.
La estructura metálica lleva un marco donde van
instaladas las placas solares y está basado en celosías que
permiten soportar el peso de las placas solares. El marco está
unido a los anillos giratorios mediante tirantes y dos brazos
hidráulicos. Los tirantes van atornillados a unos taladros que
llevan los anillos perimetrales móviles y mediante bisagras al
marco. Los brazos hidráulicos van sujetos tanto a los anillos
perimetrales móviles como al marco mediante bisagras. Todo ello
forma la estructura metálica, y permite que el marco tenga tanto
movimiento rotacional como cenital. La estructura metálica se mueve
alrededor del poste eólico mediante las ruedas pudiendo girar hasta
360º. El número de motores a utilizar para mover las ruedas
dependerá del tamaño de la estructura metálica. El movimiento
cenital se realiza gracias a los brazos hidráulicos, que
proporcionan a la estructura un movimiento de 90º a un rango entre
10-30% de la estructura solar. Los dos movimientos
intervienen en el seguimiento del punto más luminoso en el cielo
para obtener la mayor cantidad de energía. En la práctica, el
sistema no se mueve 360º sino que en un momento dado, cuando no hay
sol, vuelve a un punto determinado para esperar el sol del día
siguiente.
Las conexiones eléctricas, tanto de alimentación
del motor, como del sistema de movimiento de los brazos
hidráulicos, el sistema de control del seguidor y los elementos de
volcado de electricidad obtenida, están instalados en el interior
del poste.
Las características y ventajas de la invención
se podrán ver más claramente a partir de la descripción detallada
que sigue de una forma preferida de realización, dada únicamente a
título de ejemplo ilustrativo y no limitativo, con referencia a las
figuras que se acompañan.
La figura 1 muestra la estructura y un poste
eólico.
La figura 2 muestra los anillos fijos y
móviles.
La descripción detallada de una realización
preferencial de la invención va a ser llevada a cabo en lo que
sigue con la ayuda de los dibujos anexos, a través de los cuales se
utilizan las mismas referencias numéricas para designar las partes
iguales o semejantes, y tiene en cuenta la explicación expuesta del
invento.
La figura 1A muestra la placa solar (1)
completa, con un rebaje semicircular.
La figura 1B muestra un poste eólico (3) con el
sistema (2) instalado. El rebaje semicircular en la placa solar (1)
deja paso al poste eólico (3) con el fin de situar el sistema (2)
lo más cerca posible del poste eólico (3).
La figura 1C es la representación del sistema
(2), visto de perfil y desde arriba. Sobre el marco (4) va
instalada la placa solar (1). Los anillos perimetrales fijo (8) y
móvil (7), que se explicarán más adelante, van instalados alrededor
del poste eólico (3). Los tirantes (6) proporcionan la sujeción
necesaria del marco (4) al anillo perimetral móvil (7), que girará
alrededor del poste eólico (3) apoyado sobre el anillo perimetral
fijo (8), y los brazos hidráulicos (5) proporcionarán el movimiento
de inclinación del marco (4). Los brazos hidráulicos (5) van
sujetos al marco (4) y al anillo perimetral móvil (7) mediante unas
bisagras y los tirantes (6) van sujetos al marco (4) mediante unas
bisagras y al anillo perimetral móvil (7) mediante unos
tornillos.
La figura 2A es una representación del anillo
perimetral fijo (8). Es un anillo metálico, preferentemente de
acero, formado por cuatro partes que se unen alrededor del poste
eólico (3) y se amarran a la torre por medio de unos tornillos (9)
estando además embridados por una brida interior que hace las
funciones de refuerzo. El anillo perimetral fijo (8) lleva además
unos cartabones (10) que van soldados y permiten que el peso del
sistema quede uniformemente repartido. Sobre el anillo perimetral
fijo (8) hay un carril guía (11) soldado en la parte superior.
La figura 2B es una representación del anillo
perimetral móvil (7), que también es metálico y preferentemente de
acero, y que está formado por cuatro partes que se unen alrededor
del poste eólico (3) y se amarran mediante unos tornillos (12). A
lo largo de su circunferencia, el anillo perimetral móvil (7) lleva
una serie de orificios para atornillar tanto los tirantes (6) como
los brazos hidráulicos (5). En la parte inferior del anillo
perimetral móvil (7) van instaladas las ruedas (13) con uno o
varios motores conectados directamente a cada una de ellas. Dichas
ruedas (13) van apoyadas directamente sobre el carril (11) del
anillo perimetral fijo (8).
Debe entenderse que la invención ha sido
descrita según una realización preferida de la misma, por lo que
puede ser susceptible de modificaciones siempre y cuando ello no
suponga alteración alguna del fundamento de dicha invención,
pudiendo afectar tales modificaciones a la forma, tamaño o
materiales de fabricación.
Claims (4)
1. Seguidor solar aplicable a torres eólicas
caracterizado porque consiste en un sistema (2) formado por
un anillo perimetral fijo (8), un anillo perimetral móvil (7), un
marco (4) y una serie de tirantes (6) y brazos hidráulicos (5), que
forman una estructura que va instalada alrededor de un poste eólico
(3).
2. Seguidor solar aplicable a torres eólicas
según reivindicación primera, caracterizado porque el anillo
perimetral fijo (8), metálico y preferentemente de acero, está
formado por varias partes que se unen alrededor del poste eólico
(3) y se amarran a la torre por medio de unos tornillos (9) estando
además embridados por una brida interior que hace las funciones de
refuerzo, lleva además unos cartabones (10) que van soldados y
permiten que el peso del sistema quede uniformemente repartido, y
también hay un carril guía (11) soldado en la parte superior del
anillo perimetral fijo (8).
3. Seguidor solar aplicable a torres eólicas,
según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
anillo perimetral móvil (7), que también es metálico y
preferentemente de acero, está formado por varias partes que se
unen alrededor del poste eólico (3) y que se amarran con unos
tornillos (12), llevando a lo largo de su circunferencia una serie
de orificios para atornillar tanto los tirantes (6) como los brazos
hidráulicos (5), llevando también en la parte inferior del anillo
perimetral móvil (7) unas ruedas (13), con uno o varios motores
conectados directamente a cada una de ellas, estando dichas ruedas
(13) apoyadas directamente sobre el carril (11) del anillo
perimetral fijo (8).
4. Seguidor solar aplicable a torres eólicas,
según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
sobre el marco (4) va instalada la placa solar (1), los tirantes
(6) que proporcionan la sujeción necesaria del marco (4) al anillo
perimetral móvil (7), y los brazos hidráulicos (5), estando los
brazos hidráulicos (5) sujetos al marco (4) y al anillo perimetral
móvil (7) mediante unas bisagras, y estando los tirantes (6)
sujetos al marco (4) mediante unas bisagras y al anillo perimetral
móvil (7) mediante unos tornillos.
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