ES2345083A1 - Seguidor solar para superficies planas o inclinadas. - Google Patents
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Abstract
La presente invención, se refiere a un seguidor solar de un solo eje, para colocación en planos horizontales o inclinados. Dicho seguidor ofrece una estructura de perfil mínimo para su integración arquitectónica en cubiertas o tejados que permita la optimización de la inclinación estacional de las placas colocadas en dicha estructura. Esta estructura varía su inclinación de una manera sencilla y eficaz en función de la inclinación estacional del sol.
Description
Seguidor solar para superficies planas o
inclinadas.
La presente invención, según se expresa en el
enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un seguidor
solar a un solo eje, para colocación en planos horizontales o
inclinados.
El principal objeto de esta invención es ofrecer
una estructura de perfil mínimo para su integración arquitectónica
en cubiertas o tejados que permita la optimización de la inclinación
estacional de las placas colocadas en dicha estructura. Esta
estructura varía su inclinación de una manera sencilla y eficaz en
función de la inclinación estacional del
sol.
sol.
Este sistema de seguimiento es compacto y
ligero, facilitando su instalación en lugares de difícil acceso.
Además, el seguimiento es independiente de la inclinación de la
superficie en la que se coloca, pudiendo colocarse incluso al
comienzo del agua opuesta al tejado orientado al sur.
Este sistema tiene una unidad de control que
controla y varía la inclinación de manera automática,
independientemente de la inclinación de la superficie en la que se
coloque el seguidor.
\vskip1.000000\baselineskip
En el ámbito actual de aprovechamiento de las
energías renovables, existe un gran aumento a escala mundial de
instalaciones de energía solar mediante placas fotovoltaicas que
transforman la luz solar en energía eléctrica. La instalación de
estas placas se realiza normalmente en suelo, es decir ocupando
grandes extensiones de terreno lo que impide que el suelo, como bien
escaso que es, pueda ser utilizado para otros fines. Sin embargo,
recientemente existe un número creciente de instalaciones que se
colocan en tejados y cubiertas.
El hecho de que el número de instalaciones en
tejados y cubiertas haya aumentado, se ha visto favorecido por la
publicación del nuevo Real Decreto. El mismo, reduce las primas para
la instalación de plantas fotovoltaicas en suelo, manteniendo las
primas en cubiertas y tejados y estableciendo además cupos máximos
de potencia subvencionable, siendo mayor la potencia subvencionable
en tejados y cubiertas.
Hasta este momento, la instalación de placas
fotovoltaicas en los tejados y cubiertas era realizada mediante el
uso de estructuras fijas. Estas estructuras fijas pueden ser
horizontales u orientadas al sur, con un grado fijo de inclinación
sobre el horizonte, en función de la latitud del lugar.
Uno de los parámetros de producción de una placa
está en su inclinación respecto al ángulo de incidencia de la
radiación solar, siendo esta producción mayor cuanto más se acerque
la normal de la placa a la perpendicular con el sol.
En las instalaciones de placas solares sobre
estructuras fijas, el aprovechamiento de la radiación no es el
máximo que se podría conseguir, puesto que la dirección de la normal
de la placa coincide pocos momentos al año con la dirección de los
rayos de sol.
El modo de conseguir una aprovechamiento máximo
de la radiación es incorporando en dichas estructuras sobre las que
se sitúan las placas fotovoltaicas un sistema de seguimiento solar a
dos ejes.
Los sistemas de seguimiento a dos ejes mantienen
la normal de la placa perpendicular a la dirección de los rayos de
sol. Habitualmente uno de los ejes corresponde a la variación de la
inclinación estacional del sol, mientras que el otro corresponde con
el desplazamiento durante el día.
No obstante, en cubiertas y tejados donde la
superficie disponible es limitada, el espacio necesario entre
seguidores para evitar las sombras es excesivo en el caso de
sistemas de seguimiento a dos ejes. Por otra parte, su aparatosidad
y, en ocasiones, su elevado peso hacen difícil su integración
arquitectónica.
En la actualidad los seguidores solares para su
instalación sobre cubiertas o tejados presentan los siguientes
inconvenientes:
El seguidor solar de tejado descrito en la
solicitud de patente europea EP1795829A2 titularidad de Cuantum
Solar es un sistema de seguimiento a dos ejes en el que cada panel
tiene un apoyo vertical individual y todos los paneles se mueven a
través de un sistema de transmisión con un único actuador. El hecho
de que cada panel necesite un apoyo individual encarece el sistema,
es estéticamente aparatoso, ya que sobresale mucho sobre la
superficie en la que está instalado. Además el aprovechamiento de la
superficie es reducido ya que al ser un sistema de seguimiento a dos
ejes hay que dejar espacio libre entre los paneles para evitar que
se hagan sombra entre si.
El seguidor solar de DegerEnergie descrito en el
modelo de utilidad DE 20 2004 001 642 U1, permite el seguimiento en
un solo eje para seguir el movimiento diario del sol. Este sistema
admite varios paneles pero al ser un sistema de suelo adaptado a
cubiertas sobresale mucho de la superficie instalada por lo que
tiene un gran impacto estético.
En cuanto al seguidor solar a dos ejes descrito
en la solicitud de patente española ES2296546, debido a su tamaño
las tensiones mecánicas que ejerce sobre la superficie a instalar
son excesivas. Esto, añadido a su elevado peso hace que este tipo de
seguidores no sean susceptibles de ser colocados en tejados o
cubiertas.
Con el sistema objeto de esta invención se
obtiene una solución óptima manteniendo un equilibrio entre aumento
del rendimiento de la instalación y una elevada integración con la
cubierta o tejado.
Por este motivo este seguidor solar para tejados
y cubiertas satisface las nuevas necesidades, optimizando la
inclinación estacional de los paneles a lo largo de todo el año y
permitiendo además su plegado en condiciones de viento excesivo y
evitar así el efecto vela.
Este sistema además permite integrar las
instalaciones en los tejados ya que sobresale lo mínimo posible
teniendo el mismo perfil estando plegado que una instalación sin
seguimiento y por otra parte optimiza o minimiza el espacio entre
placas solares. Al realizar la instalación en tejados inclinados se
minimiza la sombra proyectada ya que la sombra proyectada es menor
en un plano inclinado al sur que en un plano horizontal, además al
realizar el seguimiento en el eje estacional se elimina el problema
de las sombras del seguimiento diario porque no se hacen sombra
lateralmente.
En líneas generales, el seguidor solar que la
invención propone, apoyado sobre una superficie que puede o no estar
inclinada, consigue la orientación de los paneles mediante al menos
una unidad lineal que dispone de al menos un mecanismo de
desplazamiento lineal. Sobre dicha o dichas unidades lineales se
sitúan al menos un elemento soporte que se desplaza de forma lineal
a lo largo de la o las unidades lineales. Preferiblemente el
seguidor dispone de un número par de elementos soporte, dichos
elementos soporte se desplazan de forma lineal a lo largo de la o
las unidades lineales en sentido opuesto alejándose o acercándose
entre si.
Cada elemento soporte tiene al menos una barra
fijada de forma articulada por uno de sus extremos al elemento
soporte. El otro extremo de dicha barra está fijado de forma
articulada también a un perfil sobre el que se colocan los paneles
solares a inclinar o una superficie sobre la que se apoyarán
posteriormente los paneles solares.
El panel solar a inclinar dispone de un sistema
que le permite pivotar respecto al lado opuesto al del perfil sobre
el que está colocado, estando ambos dispuestos en líneas paralelas a
las unidades lineales.
Cuando debido al mecanismo de desplazamiento
lineal los elementos soporte se acercan o se alejan, las barras que
están articuladamente fijadas a ellos son empujadas hacia arriba o
hacía abajo provocando el alejamiento o acercamiento del perfil al
que también están articuladas dichas barras por su extremo opuesto,
de manera que aumenta o disminuye el ángulo de inclinación del
conjunto superficie-placa o placa individual
respecto al plano de apoyo del seguidor solar.
Cuando el movimiento del elemento soporte se
acerque a la proyección perpendicular del punto de apoyo entre la
barra y el perfil de apoyo sobre la unidad lineal, se producirá el
alejamiento del perfil de apoyo y por consiguiente aumentará el
ángulo de inclinación del conjunto superficie-placa
o placa individual respecto al plano de apoyo del seguido solar.
Por el contrario, cuando el elemento soporte se
aleje de la proyección perpendicular del punto de apoyo entre la
barra y el perfil de apoyo sobre la unidad lineal, se producirá el
acercamiento del perfil de apoyo y por consiguiente disminuirá el
ángulo de inclinación del conjunto superficie-placa
o placa individual respecto al plano de apoyo del seguidor
solar.
Cuando existen dos unidades lineales o más,
éstas se encuentran acopladas de forma que los mecanismos de
desplazamiento lineal desplazan los elementos soporte de la mitad de
las unidades lineales en sentido opuesto a los otros elementos
soporte de la otra mitad de las unidades lineales.
A continuación se pasa describir de manera muy
breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la
invención y que se relacionan expresamente con una realización de
dicha invención y que se presentan como un ejemplo no limitativo de
ésta.
Figura 1. - Muestra una vista del seguidor solar
objeto de esta invención, plegado sin la superficie a inclinar.
Figura 2. - Muestra una vista del seguidor solar
objeto de esta invención, en posición desplegada sin la superficie a
inclinar.
Figura 3. - Muestra una vista del seguidor solar
objeto de esta invención, plegado con la superficie a inclinar.
Figura 4. - Muestra una vista del seguidor solar
objeto de esta invención, plegado con la superficie a inclinar
transparente.
Figura 5. - Muestra una vista del seguidor solar
objeto de esta invención, extendido con la superficie a inclinar
transparente.
Figura 6. - Muestra una vista del seguidor solar
objeto de esta invención, extendido con la superficie a
inclinar.
Figura 7. - Muestra una vista del seguidor solar
objeto de esta invención, en una configuración alternativa, plegado
con la superficie a inclinar transparente.
Figura 8. - Muestra una vista del seguidor solar
objeto de esta invención, en una configuración alternativa,
extendido con la superficie a inclinar transparente.
Como es posible apreciar en las figuras 1 y 2,
el seguidor solar (8) objeto de la presente invención, se compone de
al menos una unidad lineal (1) que dispone de un mecanismo de
desplazamiento lineal (7). Dicho mecanismo (7) está conectado por un
extremo con un sistema motriz (9) que actúa sobre el seguidor solar
variando su inclinación y de acuerdo a las instrucciones
proporcionadas al sistema motriz (9) preferiblemente por parte de un
sistema de control asociado. El sistema motriz puede ser bien manual
o bien automático, mediante un motor. En cada unidad lineal se
dispone un número par de elementos soporte (2) movidos éstos por el
mecanismo de desplazamiento lineal (7) de cada unidad lineal en
sentidos opuestos, acercándose o alejándose.
En un modo de realización preferente, dicho
mecanismo de desplazamiento lineal es un husillo de rosca invertido
pudiendo ser también otros mecanismos tales como correas o sistemas
de cremallera.
En caso de que haya una sola unidad lineal (1),
la rosca del husillo (7) estará divida en dos mitades, una mitad
rosca derecha y la otra mitad rosca izquierda. De esta manera se
consigue el desplazamiento en sentido contrario de los elementos de
soporte según si están unidos los elementos soporte a una mitad del
husillo o a otra.
En caso de que haya más de una unidad lineal
(1), los husillos (7) de las distintas unidades lineales (1) están
conectados entre sí por medio de un sistema o mecanismo de acople
que transmite el movimiento giratorio. De esta manera se pueden
conectar tantas unidades lineales (1) como sea necesario pudiendo
moverse todas con el mismo sistema motriz (9).
Cuando existe más de una unidad lineal (1), la
rosca de los husillos (7) de la mitad de las unidades será izquierda
y la otra mitad derecha. De esta manera se consigue que los
elementos de soporte (2) de la mitad de las unidades (1) se
desplacen en sentido opuesto a los de la otra mitad.
Por cada elemento de soporte (2) se dispone una
barra (4) con sendas articulaciones, preferiblemente rótulas (3)
aunque también pueden ser sistemas de doble bisagra o cardán,
situadas en sus extremos, de manera que una de las articulaciones
(3) se apoya en el elemento de soporte (2) y la otra en un perfil de
apoyo (5) sobre el que se sitúa la superficie a inclinar (6),
compuesta por los paneles solares que captarán la radiación
solar.
Dichas superficie o superficies (6) a inclinar
se encuentran preferiblemente articuladas en el extremo opuesto al
perfil de apoyo (5).
Cuando el movimiento del elemento soporte (2) se
acerque a la proyección perpendicular del punto de apoyo (3) entre
la barra (4) y el perfil de apoyo (5) sobre la unidad lineal (1), se
producirá el alejamiento del perfil de apoyo (5) y por consiguiente
aumentará el ángulo de inclinación del conjunto
superficie-placa (6) o placa individual (6) respecto
al plano de apoyo del seguido solar.
De acuerdo a las figuras 3 y 4 que muestran el
sistema objeto de la presente invención plegado, se observa cómo los
elementos de soporte (2) se encuentran en su posición de máxima
separación, y las barras (4) se encuentran en posición casi
horizontal. Con el sistema plegado, al actuar sobre el husillo (7)
de la o las unidades lineales (1) los elementos de soporte (2) se
desplazan acercándose hacia la proyección perpendicular del punto de
apoyo (3) entre la barra (4) y el perfil de apoyo (5) sobre la
unidad lineal (1). De esta forma se empujan las barras (4) que a su
vez desplazan el perfil (5) que está en su otro extremo hacia afuera
y hacia arriba con respecto a la unidad lineal (1), aumentando la
inclinación de la superficie a inclinar (6), compuesta por los
paneles solares que captarán la radiación solar. (6). Por tanto,
bajo esta configuración cuando los elementos de soporte (2) se
acercan, las barras (4) empujan hacia arriba el perfil de apoyo (5)
aumentando de esa manera el grado de inclinación de los paneles
solares (6).
De acuerdo a las figuras 5 y 6 que muestran el
sistema completamente extendido, los elementos de soporte (2) se
encuentran en su posición más próxima y las barras (4) se encuentran
en su posición más vertical. Con el sistema extendido, al actuar
sobre el eje (7) de la o las unidades lineales (1) los elementos de
soporte (2) se alejan de la proyección perpendicular del punto de
apoyo (3) entre la barra (4) y el perfil de apoyo (5) sobre la
unidad lineal (1). De esta forma se retraen las barras (4) que a su
vez acercan el perfil (5) a la unidad lineal (1) reduciendo la
inclinación del panel o paneles dispuestos sobre la superficie (6)
respecto a la superficie de apoyo del seguidor. Por tanto, bajo esta
configuración cuando los elementos de soporte (2) se alejan, las
barras (4) se retraen y se reduce el grado de inclinación de los
paneles solares.
De acuerdo a las figuras 7 y 8, se muestra otra
configuración según la cual cuando los elementos de soporte (2) se
acercan entre si las barras (4) se retraen y a la inversa, cuando
los elementos soporte (2) se alejan entre si las barras (4) se
levantan siendo el movimiento relativo de los elementos soporte (2)
inverso al mostrado en las figuras anteriores.
El sistema de control asociado al sistema motriz
(9), dispone de un mecanismo que le permite conocer la inclinación
de los paneles, la latitud y la hora, de manera que puede determinar
en cada momento cual es la inclinación óptima de los paneles y
desplazarlos si fuera necesario hasta esta posición actuando sobre
el sistema motriz (9).
Claims (11)
1. Seguidor solar, del tipo que se dispone sobre
superficies planas o inclinadas, preferiblemente de cubiertas o
tejados, caracterizado porque comprende al menos un sistema
lineal de desplazamiento (1) con al menos un mecanismo para producir
el desplazamiento lineal de dicho sistema y con al menos un
elementos soporte (2) desplazable sobre el sistema lineal de
desplazamiento (1), de manera que a dicho elemento soporte (2) se
acopla al menos una barra (4) a través uno de sus extremos y que a
través de su extremo opuesto se acopla a un perfil de apoyo (5)
mediante mecanismos de acoplamiento articulados (3), de manera que
el desplazamiento lineal de dicho elemento soporte (2) provoca el
alejamiento o acercamiento del perfil de apoyo (5) respecto del
sistema lineal de desplazamiento (1), y por tanto el alejamiento o
acercamiento de una superficie (6) colocada sobre dicho perfil
(5).
2. Seguidor solar según reivindicación 1
caracterizado porque el número de elementos de soporte es
par.
3. Seguidor solar, según reivindicaciones
anteriores caracterizado porque comprende más de un sistema
lineal de desplazamiento (1) conectados entre si por medios de
acople que permiten la transmisión del movimiento entre los
mecanismos de desplazamiento lineal.
4. Seguidor solar según reivindicaciones
anteriores caracterizado porque dicho mecanismo de
desplazamiento lineal (7) es un husillo con roscas invertidas.
5. Seguidor solar, según reivindicación 4
caracterizado porque el husillo dispone de la mitad de su
longitud con el roscado en un sentido y la otra mitad con el roscado
invertido para así provocar el desplazamiento lineal de los
elementos soporte (2) en sentidos opuestos.
6. Seguidor solar, según la reivindicación 3,
caracterizado porque la mitad de los sistemas lineales de
desplazamiento (1) están constituidos por husillos cuyas roscas son
inversas a las roscas de los husillos de la otra mitad de sistemas
lineales (1).
7. Seguidor solar, según reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque el extremo opuesto al perfil
de apoyo (5) de la superficie (6) se encuentra articulado.
8. Seguidor solar, según reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque dispone de un sistema motriz
(9) conectado a un extremo de al menos un sistema lineal (1) de
desplazamiento.
9. Seguidor solar, según reivindicación 8,
caracterizado porque el sistema motriz (9) es un motor.
10. Seguidor solar, según reivindicación 9,
caracterizado porque dicho sistema motriz (9) es gobernado
por un sistema de control que varía la inclinación de al menos una
placa solar de manera automática, consiguiendo que la inclinación de
la placa sea tal que la normal de dicha placa coincida en todo
momento con el plano de incidencia de los rayos del sol
independientemente de la inclinación de la superficie en la que se
coloque el seguidor.
11. Seguidor solar, según reivindicación 1,
caracterizado porque los mecanismos de acoplamiento
articulados entre las barras (4) y los elementos soporte (2) y el
perfil de apoyo (5) son rótulas.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200803676A ES2345083B1 (es) | 2008-12-23 | 2008-12-23 | Seguidor solar para superficies planas o inclinadas. |
| PCT/ES2009/000583 WO2010072860A1 (es) | 2008-12-23 | 2009-12-18 | Seguidor solar para superficies planas o inclinadas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200803676A ES2345083B1 (es) | 2008-12-23 | 2008-12-23 | Seguidor solar para superficies planas o inclinadas. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2345083A1 true ES2345083A1 (es) | 2010-09-14 |
| ES2345083B1 ES2345083B1 (es) | 2011-07-18 |
Family
ID=42286932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200803676A Withdrawn - After Issue ES2345083B1 (es) | 2008-12-23 | 2008-12-23 | Seguidor solar para superficies planas o inclinadas. |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| ES (1) | ES2345083B1 (es) |
| WO (1) | WO2010072860A1 (es) |
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2008
- 2008-12-23 ES ES200803676A patent/ES2345083B1/es not_active Withdrawn - After Issue
-
2009
- 2009-12-18 WO PCT/ES2009/000583 patent/WO2010072860A1/es active Application Filing
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Resumen de la base de datos EPODOC. Recuperado de EPOQUE; AN JP-11802181-A & JP 58019655 A (SUMITOMO ELECTRIC INDUSTRIES) 04.02.1983, figuras 2,3 * |
| Resumen de la base de datos EPODOC. Recuperado de EPOQUE; AN JP-2396279-A & JP 55116055 A (MITSUBISHI HEAVY IND LTD) 06.09.1980, figura 1 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2010072860A1 (es) | 2010-07-01 |
| ES2345083B1 (es) | 2011-07-18 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20100914 Kind code of ref document: A1 |
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| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2345083 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B1 Effective date: 20110718 |
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| FA2A | Application withdrawn |
Effective date: 20120206 |