ES2344492B1 - Mejoras introducidas en la patente de invencion p.200603326/3 por: seguidor solar bidireccional. - Google Patents

Abstract

Mejoras introducidas en la Patente de Invención nº
P 200603326/3 por: "Seguidor solar bidireccional".

El seguidor solar incluye una estructura fija (2) de soporte del bastidor (1) portador de la plataforma en la que están montadas las placas fotovoltáicas, variando su orientación tanto en azimut como en elevación para hacer el seguimiento del sol.

Los movimientos de la plataforma se realizan mediante dos actuadores (17, 18) conectados respectivamente a dos puntos fijos de la estructura (2) de soporte y a otros tantos puntos de la plataforma para que ésta rote en su punto de apoyo y con dos grados de libertad.

El anclaje tipo rótula se lleva a cabo acorde con la invención, mediante un soporte en "T" (8) cuyo alma o tramo vertical (11) está conectado articuladamente por sus extremos en puntales (12, 13) de la estructura fija (2), mientras que el travesaño (7) queda anclado oscilantemente al bastidor (1) de la plataforma.

Description

Mejoras introducidas en la Patente de Invención nº P 200603326/3 por: "Seguidor solar bidireccional".

Objeto de la invención

La presente invención, según lo expresa el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a unas mejoras introducidas en la Patente de Invención Nº P-200603326/3, por: seguidor solar bidireccional, con las que se consigue un óptimo seguimiento del panel o plataforma portadora de las placas solares, al prever que dicha plataforma se apoye en la estructura fija mediante una articulación con dos grados de libertad y a través de un soporte en "T".

En la Patente principal se contempla en este mismo apartado, que en el ámbito actual de aprovechamiento de energías renovables existe un gran aumento a escala mundial de instalaciones de energía solar mediante placas fotovoltáicas que transforman esta energía en energía eléctrica. La instalación de estas placas se viene haciendo normalmente en estructuras fijas orientadas al sur, con un grado de inclinación sobre el horizonte que varía en función de la latitud del lugar.

La producción de energía eléctrica de una placa está en función de las características propias de la misma y de la radiación recibida del sol, y ésta es igual a la radiación solar en ese momento, multiplicado por el coseno formado por la normal a la superficie de la placa respecto a la dirección de los rayos solares, siendo la dirección de estos variable según la hora y día del año, así como de la latitud del lugar.

En la instalación de placas solares en posición fija, el aprovechamiento de la radiación solar no es el máximo que se podría obtener, pues la dirección de la normal a la placa en pocos momentos coincide con la de los rayos solares. Para optimizar el máximo rendimiento energético de las placas se hace necesario el montaje de las mismas en estructuras móviles que constantemente las posicionan perpendiculares al sol. Estas estructuras móviles son las que se conocen con el nombre de seguidores solares.

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Antecedentes de la invención

En la actualidad y dentro del tipo de seguidores solares existen principalmente dos modelos: los monodireccionales y los bidireccionales.

Los primeros se caracterizan por tener un ángulo fijo de elevación sobre el horizonte y variar al cabo de las horas del día el ángulo azimutal para el seguimiento del sol, y los segundos como su propio nombre indica varían durante el recorrido del sol diario, tanto respecto al ángulo azimutal como al de elevación, posicionando continuamente la placa fotovoltáica en una dirección perpendicular a los rayos solares, consiguiendo de esta forma unos rendimientos netos anuales de alrededor de un 20-30% más que el logrado con instalaciones fijas (función de la latitud del lugar y las horas de sol anuales en el mismo).

Para el movimiento de estos seguidores bidireccionales existen en el mercado diversos tipos, siendo el más utilizado el que tiene un giro alrededor de un eje vertical para la orientación azimutal, y otro giro alrededor de un eje horizontal para la orientación de elevación.

El movimiento de estos giros se efectúa normalmente:

- El azimutal realizando giros de unos 180º mediante corona y piñón, o sinfín, moviendo estos últimos por accionamiento eléctrico o hidráulico.

- El de elevación a través de un husillo o actuador hidráulico, o bien, también mediante corona con piñón o sinfín.

En la Patente de Invención principal se contemplaba básicamente la forma de producir el giro con dos grados de libertad mediante una pareja de actuadores conectados respectivamente a sendos puntos fijos del suelo y a otros tantos vértices de la plataforma portadora de la pluralidad de placas solares. Esta plataforma puede rotar alrededor de un punto central de apoyo de la misma en la estructura de soporte y desde un aposición inicial a otra final, teniendo dos grados de libertad al estar determinada la posición final de dichos dos vértices de la plataforma, u otros puntos de la misma, con los dos ángulos de giro citados.

Esto determina que las distancias de los dos puntos de la plataforma a los respectivos puntos fijos del suelo o estructura fija para que la plataforma quede a cierta altura y se puedan efectuar los giros de seguimiento, guarden una relación biunívoca con los ángulos de giro de la plataforma alrededor de ambos ejes perpendiculares. Esto determina que para cada par de ángulos solo exista un par de dichas distancias y viceversa. Las distancias se calculan para un valor determinado de los ángulos descritos dependiendo de las coordenadas del lugar, época del año y momento del día, efectuándose el ajuste con los actuadores. Los actuadores gracias a los cuales se consigue adecuar las distancias correctas entre los respectivos puntos que unen, pueden ser cilindros hidráulicos, husillos, o cualquier otro elemento mecánico adecuado. También es posible orientar la plataforma mediante dispositivos de seguimiento con realimentación de punto luminoso, ya que con incrementos de signo opuesto de las distancias entre los puntos considerados se consigue variar el ángulo alrededor del eje fijo (con una variación muy pequeña del ángulo girado alrededor del eje angulable perpendicular al anterior) y con incrementos iguales del mismo signo para variación angular de la plataforma alrededor del eje angulable perpendicular al anterior y que se realiza con mucha menor variación del otro ángulo (para pequeños movimientos). Según esto, en pocos movimientos alternativos reiterados se consigue centrar la plataforma al punto luminoso.

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Descripción de la invención

En líneas generales, las mejoras introducidas en la Patente de Invención nº P-200603326/3, por: seguidor solar bidireccional, objeto de la presente invención, se centran principalmente en la forma de conseguir el anclaje de la plataforma portadora de las placas solares, a la estructura fija al suelo, para obtener movimientos suaves alrededor de los aludidos dos ejes y funcionando como una rótula.

Para ello, la plataforma está dotada de un robusto bastidor de largueros y travesaños, de forma que puede girar alrededor de un eje transversal que pasa longitudinalmente por el travesaño de un soporte en "T" que se encuentra anclado a dos puntales emergentes de la estructura de fijación al suelo para que la plataforma quede a cierta altura y pueda bascular y girar para realizar el seguimiento solar como hemos dicho anteriormente.

El soporte en "T" se sujeta rotativamente mediante un eje pasante longitudinal a su alma o tramo vertical de esta forma en "T". Los extremos del eje, o respectivos semiejes, se anclan en los extremos de los puntales fijos. Esta disposición permite que la plataforma pueda girar alrededor de este último eje mediante los actuadores (cilindros, husillos, etc.) y también que una vez alcanzada esta posición angular, o simultáneamente a ella, pueda girar la plataforma alrededor del primer eje, sin más que acortar o alargar la amplitud de los actuadores en magnitud y sentido adecuados, realizados por control automático, electrónico o mecánico.

Para facilitar la comprensión de las características de la invención y formando parte integrante de esta memoria descriptiva, se acompañan unas hojas de planos en cuyas figuras, con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:

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Breve descripción de los dibujos

Figura 1.- Es una vista esquemática en perspectiva de un bastidor sobre el que se situará la plataforma con las placas fotovoltáicas, apoyado sobre una estructura fija de soporte y de forma que puede girar con dos grados de libertad, estando el bastidor en posición prácticamente horizontal (cuando el sol está arriba).

Figura 2.- Es una vista similar a la figura 1, en una posición girada del bastidor, alrededor del travesaño de la forma en "T" del soporte de anclaje a los puntales de la estructura fija.

Figura 3.- Es una vista similar a la figura 1, en posición girada alrededor del alma o travesaño vertical de la forma en "T".

Figura 4.- Es una vista similar a la figura 3, una vez que el bastidor ha girado primero sobre un eje y después lo ha hecho sobre el otro eje perpendicular.

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Descripción de la forma de realización preferida

Haciendo referencia a la numeración adoptada en las figuras, las mejoras que la invención propone respecto de las contempladas en el seguidor solar bidireccional de la Patente de Invención principal, consisten en lograr un buen apoyo del bastidor 1 de la plataforma donde están montadas las placas fotovoltáicas, no habiéndose representado dicha plataforma para ver mejor los actuadores y apoyos de tipo rótula. Consigue así orientarse adecuadamente con dos grados de libertad en un apoyo central situado en la parte alta de la estructura fija 2 de soporte de toda la
plataforma.

Como puede verse, el bastidor 1 presenta largueros 3 y travesaños 4 y 5, pudiendo girar alrededor del eje 6 que es pasante por el travesaño 7 del soporte en "T" 8. Los extremos del eje 6 están anclados a los refuerzos 9 de los largueros 3.

El soporte en "T" 8 puede girar alrededor del eje 10 que recorre el interior del alma o tramo vertical 11 de este soporte, al tener los extremos del eje 10 anclados a los puntales 12 y 13 que emergen de la estructura fija 2. Este eje 10, referenciado en su eje geométrico, puede estar materializado por dos semiejes 14 de anclaje a los respectivos puntales 12 y 13 de los que sólo se ve el vinculado al soporte 12 en la figura 1.

Con esta disposición, el bastidor 1 puede orientarse en cualquier dirección y angulación para efectuar el seguimiento solar.

Partiendo de la posición mostrada en la figura 1, el bastidor 1 puede girar en el sentido de las flechas 15 sin que el soporte en "T" 8 se mueva, alrededor del eje geométrico 6, alcanzando por ejemplo la posición de la figura 2. Si partiendo de la misma posición de la figura 1 se girara alrededor del eje geométrico 10 en el sentido de las flechas 16, el bastidor 1 adquiriría la posición de la figura 3. Estos giros en dos ejes determinan movimientos combinados con dos grados de libertad, funcionando el conjunto como si el bastidor 1 estuviera conectado en una rótula. En la figura 4 se observa una posición por giro combinado alrededor de los dos ejes 6 y 10.

Los movimientos se consiguen solamente con los dos cilindros hidráulicos 17 y 18 como lo veíamos en la Patente de Invención principal y según una forma de realización preferente, estando estos cilindros hidráulicos conectados por sus extremos inferiores a sendos puntos fijos de la estructura 2 y por sus extremos superiores a los anclajes 19 del tipo también de rótulo para poder adoptar cualquier angulación. Dependiendo de la extensión o recogida de los actuadores (cilindros hidráulicos en este caso) variando las distancias entre los puntos que unen, tanto en valores positivos como en negativos, según proceda, se alcanza la posición deseada en cada momento para la plataforma.

Claims (1)

1. Mejoras introducidas en la patente de invención Nº P-200603326/3, por: Seguidor solar bidireccional, del tipo de los formados por una estructura fija de soporte de un bastidor portador de la plataforma en la que están montadas las placas fotovoltáicas que transforman la energía solar en eléctrica, variando la orientación de la plataforma tanto en azimut como en elevación para ofrecer constantemente su superficie en dirección perpendicular a los rayos solares, interviniendo dos actuadores conectados respectivamente a sendos puntos fijos del suelo o estructura fija de soporte, y a otros tanto puntos de la plataforma de modo que ésta rote en un punto central de apoyo perteneciente a la estructura fija, girando con dos grados de libertad, caracterizadas porque el giro para orientación de la plataforma a modo de rótula, se lleva a cabo al estar dotado el bastidor (1) de la plataforma de un eje transversal (6) pasante a su vez por el travesaño (7) de un soporte en "T" (8) , pudiendo girar con un grado de libertad alrededor de él, y estando el alma o tramo vertical (11) de dicho soporte en "T" (8) atravesado longitudinalmente por un eje (10) anclado entre dos puntales (12, 13) de la estructura fija (2) de soporte de la plataforma, girando con el segundo grado de libertad.