ES2346496B1 - Adicion a la patente principal p-200800002 por seguidor solar a dos ejes. - Google Patents
Adicion a la patente principal p-200800002 por seguidor solar a dos ejes. Download PDFInfo
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Abstract
Adición a la patente principal nº P 200800002
por: "Seguidor solar a dos ejes".
La adición describe unas mejoras introducidas en
la estructura del seguidor solar descrito en la patente principal,
destinadas a incrementar sustancialmente la resistencia estructural
y la estabilidad del conjunto frente a las fuerzas externas a las
que se pueda ver sometido el conjunto como consecuencias de las
condiciones ambientales inherentes al lugar de instalación. La
mejora prevé la incorporación a ambos lados de la estructura, de un
par de armazones de refuerzo, en posiciones diametralmente opuestas,
paralelos entre sí, y guardando simetría con respecto a un plano
vertical central, en los que apoya la parte estructural de soporte
de los paneles captadores. Cada uno de los armazones es de
configuración poligonal, formados por perfiles laterales y
reforzados por perfiles interiores, estando los armazones de ambos
lados vinculados e interconectados por medio de elementos de
arriostramiento.
Description
Adición a la patente principal nº P 200800002
por: "Seguidor solar a dos ejes".
La presente invención constituye una adición a
la patente principal P-200800002, por: "Seguidor
solar a dos ejes", mediante la que se aportan mejoras
sustanciales en el sistema descrito en dicha patente principal.
Más en particular, la invención desarrolla un
sistema seguidor solar como alternativa sustancialmente mejorada al
descrito en la patente principal, mediante la introducción en este
último de modificaciones estructurales que sustituyen y perfeccionan
determinadas partes operativas del mismo, especialmente en lo que se
refiere a la estructura de soporte del conjunto de paneles
fotovoltaicos (FV), en la que se ha previsto la incorporación de un
armazón que define básicamente dos estructuras metálicas laterales,
enfrentadas y paralelas, configuradas geométricamente en forma de
polígonos equivalentes, las cuales aportan mejoras en las
condiciones de seguridad al colaborar a mantener y soportar de
manera más eficaz el peso y la voluminosidad de todo el conjunto,
así como los efectos derivados de las inclemencias meteorológicas,
especialmente la acción del viento, garantizando con ello una mayor
estabilidad del conjunto.
El campo de aplicación de la invención se
encuentra comprendido obviamente dentro del sector industrial
dedicado a la fabricación y/o instalación de aparatos y dispositivos
para aprovechamiento de energías alternativas, en particular para la
producción de energía eléctrica a partir de paneles fotovol-
taicos.
taicos.
Es muy conocida por todos en general, la amplia
difusión que en los últimos tiempos han experimentado las energías
alternativas, como por ejemplo la procedente de las radiaciones
solares que con la ayuda de paneles fotovoltaicos puede ser
transformada en energía eléctrica, ya sea para su aprovechamiento
in situ o ya sea para su inyección en la red de distribución.
Las instalaciones, relacionadas con dichas energías alternativas
desarrolladas y ubicadas en muchas zonas geográficas en las que se
produce un elevado promedio de horas de sol a lo largo del año, para
el aprovechamiento energético, han sido objeto de un amplio
desarrollo, según versiones y variantes muy diversas, en las que los
paneles fotovoltaicos están normalmente animados con movimientos
respecto esencialmente a dos ejes con el fin de lograr en cada
instante un posicionamiento óptimo respecto a la dirección de los
rayos solares incidentes que permita optimizar la producción de
energía, es decir, un posicionamiento de la superficie del panel tan
perpendicular como sea posible respecto a la dirección de la
radiación solar. En la actualidad, resulta habitual que el
posicionamiento relativo de los paneles respecto a la radiación
solar se realice con la ayuda de dispositivos de seguimiento
automático que hacen que los paneles cambien progresivamente de
posición para mantener su orientación más adecuada con respecto al
sol. El control posicional se realiza normalmente con la ayuda de
programas de software desarrollados específicamente para esta
finalidad, y soportados por ordenadores o dispositivos controladores
similares, ya sea in situ o ya sea en otras localizaciones
remotas.
Como se sabe, las instalaciones de producción de
energía eléctrica generada a partir de la radiación solar recibida
por los paneles fotovoltaicos que incorporan, se sitúan en lugares
abiertos, a la intemperie, expuestos por tanto a las inclemencias
del lugar, y sobre todo a los efectos de los fuertes vientos que en
muchas ocasiones barren las zonas geográficas en las que se
encuentran las instalaciones. Estas circunstancias conllevan la
necesidad de estructuras complejas, de diseño complicado, que no
sólo permitan soportar y absorber los esfuerzos derivados de las
distintas situaciones, sino además garantizar el normal
mantenimiento posicional de los paneles en todas las
situaciones.
La patente principal
P-200800002, ha supuesto un avance muy importante
con respecto a las características y desventajas que han
caracterizado a las instalaciones de producción de energía eléctrica
del estado anterior de la técnica, y ha proporcionando una solución
eficaz respecto a las inconveniencias de las instalaciones
anteriores debido esencialmente el hecho de materializar un seguidor
solar con el que se simplifican notablemente los requisitos
estructurales de la instalación sin haber perdido por ello eficacia
o seguridad, y mediante el que se ha garantizado a la vez un
seguimiento y un posicionamiento adecuados del conjunto de paneles
captadores con respecto a la posición relativa del sol en cada
momento. Este objetivo fue alcanzado plenamente mediante el
dispositivo de seguimiento que se describe en dicha patente.
En efecto, el seguidor solar descrito en dicha
patente principal, implementa un seguidor a dos ejes, es decir, un
seguidor animado con movimientos definidos respecto a un eje
vertical y un eje horizontal. El movimiento respecto al eje vertical
consiste en una rotación de la estructura de soporte respecto a
dicho eje, mientras que el movimiento respecto al eje horizontal
consiste en una basculación del bastidor que soporta el conjunto de
paneles respecto a puntos de articulación con la estructura de
soporte. La combinación de ambos movimientos de giro y basculación,
entre limites previamente establecidos, permite que el conjunto de
paneles pueda ser situado con cualquier orientación que garantice un
rendimiento óptimo del conjunto. Para ello, la estructura de soporte
está montada sobre una losa de hormigón adecuada, por encima de la
cual se desplazan ruedas asociadas a dicha estructura de soporte,
apoyadas sobre un carril adecuado. Por su parte, el bastidor de
sustentación del conjunto de paneles consiste en un armazón
preferentemente en doble "H", sobre el que se montan perfiles
de sujeción de los paneles solares dispuestos transversalmente a la
dirección longitudinal de dicho armazón, y de manera que una de las
vigas principales de este último está vinculada pivotablemente a los
extremos superiores de montantes respectivos pertenecientes a la
propia estructura de soporte. La inclinación del conjunto de paneles
por basculación de éstos respecto a los puntos de pivotamiento, se
logra con la ayuda de gatos hidráulicos que por los extremos
inferiores están solidarizados, también pivotablemente, con
elementos tubulares de la propia estructura de soporte.
Aunque el sistema desarrollado por la patente
principal y brevemente resumido en lo que antecede, ha resuelto
eficazmente las desventajas que planteaba lo que hasta ese momento
era el estado de la técnica anterior, las investigaciones
posteriores han demostrado que aún es posible la introducción de
mejoras adicionales que permitan garantizar un incremento de su
capacidad operativa y una mayor resistencia y comportamiento seguro
ante la acción derivada de las inclemencias ambientales,
especialmente frente al empuje de los vientos que puedan existir en
un momento dado. Así, la presente invención se ha propuesto como
objetivo principal un perfeccionamiento adicional en la estructura
de soporte incorporada en el sistema descrito en la patente
anterior, en base a la introducción de cambios estructurales
desarrollados a partir de la base circunferencial inferior, que
afectan a la estructura general de soporte, y que se materializan en
base a la utilización de montantes compuestos por perfiles que
pueden ser de acero convencionales, galvanizados, tratados con
pinturas especiales u otro medio similar que preserve el material
por el que se componen dichos perfiles durante periodos de tiempo
superiores a 20 años, estando tales montantes estructurados en torno
a una configuración poligonal que determina dos armazones
geométricamente equivalentes, posicionados en relación de
enfrentamiento guardando simetría con respecto al plano vertical
central, y relacionados por medio de elementos de arriostramiento
orientados en varias direcciones y apoyados por sus extremos
respectivos en distintas zonas de ambos armazones.
El diseño de la estructura que se desarrolla en
la presente invención, ha sido realizado en base a unos criterios
exhaustivos de cálculo que determinan una mayor seguridad de todo el
soporte, aumentando su solidez y disminuyendo la posibilidad de
flexiones.
Con vistas a una mayor facilidad en la operación
de montaje y transporte del conjunto de las piezas que componen toda
la estructura, se ha previsto la posibilidad de reagrupar estas
piezas en forma de kit de embalaje.
Estas y otras características y ventajas de la
invención se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la
descripción detallada que sigue de una forma de realización
preferida de la invención, dada únicamente con carácter ilustrativo
y no limitativo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en
los que:
La Figura 1 muestra una vista esquematizada, en
perspectiva desde atrás y desde abajo, de un seguidor solar
materializado en base a una estructura de soporte que incluye las
mejoras propuestas por la presente invención;
La figura 2 muestra un vista esquemática, desde
arriba, del seguidor solar de la figura 1;
La figura 3 representa una vista en alzado
lateral del seguidor solar de las figuras anteriores, en el que se
puede apreciar con claridad la configuración poligonal del armazón,
y
La figura 4 muestra una vista en alzado
posterior, sustancialmente simplificada, del seguidor solar de la
figura 3, con los paneles en posición horizontal.
Tal y como se ha mencionado en lo que antecede,
la descripción detallada de la forma de realización preferida 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 referencias
numéricas para designar las partes iguales o semejantes. Así,
atendiendo en primer lugar a la Figura 1 de los dibujos, se puede
ver una representación esquematizada en perspectiva, tomada desde
una posición trasera, de un ejemplo de ejecución de un seguidor
solar que incorpora las mejoras propuestas por la presente
invención, en el que se aprecia ya la sencillez estructural con la
que ha sido concebido este seguidor modificado. De acuerdo con dicha
representación, el seguidor solar construido en base a una
estructura de soporte, sustentada por medio de una base 1
circunferencial que integra un raíl asimismo circunferencial por su
parte superior, por el que se desplazan ruedas 2 asociadas a la
estructura de soporte del seguidor, y de las que una de ellas es
motriz y el resto son transportadas. Coincidiendo con un diámetro de
la base 1 circunferencial, se ha previsto un elemento 3 sustentador
que incluye en posición central un acoplamiento 5 tubular dirigido
verticalmente.
La estructura de soporte mejorada de la presente
invención consta de dos armazones de desarrollos poligonales que
emergen desde abajo en posiciones enfrentadas diametralmente,
compuestos cada uno por un perfil 4 inferior solidarizado a dos
ruedas 2 respectivamente en posiciones cercanas a sus extremos, en
el que apoya verticalmente por un extremo un perfil 6 y por el
extremo opuesto otro perfil 7 inclinado, unidos ambos a través de
sus extremos superiores respectivos por medio de un cuarto perfil 8
horizontal que cierra la configuración poligonal (aproximadamente
trapecial), siendo dichos polígonos de dimensiones equivalentes,
simétricos con respecto al plano vertical medio, presentando cada
armazón en la zona intermedia, a modo de refuerzos respectivos se
han previsto montantes 9 posicionados con inclinaciones
convenientemente predeterminadas. También en coincidencia con los
perfiles 4 inferiores de cada armazón, se extiende un par de
elementos tubulares 10 diagonalmente, contenidos en el plano
horizontal, que en la zona de cruce incorporan una pieza 11 de
fijación y guía en posición centrada, complementaria con una pieza 5
del elemento 3 sustentador con la que se acopla permitiendo el
movimiento giratorio seguro y guiado de la estructura de soporte
respecto a la base 1 circunferencial, estando este movimiento
animado por medio de un moto-reductor (no
representado en las figuras) que actúa sobre una rueda 2
predeterminada que hace las veces de rueda motriz, provocando el
giro de la estructura en su conjunto. Según se aprecia, existen
elementos de arriostramiento 12 dispuestos en distintas posiciones
que vinculan e interconectan ambos armazones, todo ello con el fin
de dotar al conjunto de la resistencia estructural necesaria para su
mantenimiento operativo en las mejores condiciones de uso posibles
bajo las distintas circunstancias, con todos los elementos y
perfiles solidarizados entre sí mediante tornillos u otra técnica
adecuada.
En los extremos superiores del conjunto del
armazón se ha previsto la incorporación de medios de abatimiento o
abisagramiento para un bastidor en doble "H" que sirve de medio
de sustentación para el conjunto de paneles 14 de captación de la
energía solar y transformación de ésta en energía eléctrica. El
bastidor en doble "H" y el conjunto de paneles 13 que se
muestra en las figuras, están concebidos de modo idéntico al que ha
sido descrito y representado en la patente principal, cuyo bastidor
está formado por dos largueros 14 paralelos entre sí y separados por
una distancia predeterminada, y dos travesaños 15 que configuran la
doble "H". En la proximidades de uno de los extremos de estos
travesaños 15 se establece la vinculación basculante con la zona de
unión de los perfiles perpendiculares 6 y horizontales 8 de cada
armazón, mientras que en relación con el otro extremo de dichos
travesaños 15, se ha previsto la unión articulada de los vástagos
respectivos de al menos un par de gatos 16 que por los extremos
inferiores se encuentran libres. De ese modo, con la mayor o menor
extensión de los vástagos de ambos gatos 16, se produce una mayor o
menor inclinación del bastidor de soporte de los paneles 13, y con
ello, se regula la posición de estos últimos respecto a la
inclinación del sol en el horizonte, a efectos de optimizar el
ángulo de incidencia de la radiación sobre los citados paneles. Para
ello, la invención ha previsto la incorporación, de un
moto-reductor 17 acoplado a un gato 16.
Si se atiende ahora a las representaciones que
aparecen en las Figuras 3 y 4 de los dibujos, se aprecian vistas en
alzado lateral y en alzado posterior, respectivamente, del seguidor
solar de la invención en distintas posiciones en relación al ángulo
de inclinación respecto al plano horizontal. En referencia a la
inclinación prevista por la invención respecto a dicho plano
horizontal, la misma puede variar de 0º a 70º, estando la
estructura calculada para oponerse a vientos huracanados con
velocidades del orden de 150 km/h. Debe mencionarse que la invención
ha previsto la inclusión de medios de protección en el programa de
control, de modo que cuando inciden sobre el conjunto de paneles 13
vientos que superan la capacidad de resistencia preestablecida en
cada posición de trabajo, el seguidor bascula respecto a sus
articulaciones en relación al plano horizontal, hasta una
protección de mínima oposición a tales vientos, adoptando una
posición segura de protección (por ejemplo, el posicionamiento
horizontal en su caso mostrado por la Figura 4).
Como se comprenderá, la descripción del ejemplo
de seguidor que se ha realizado en lo que antecede, está basada en
unos conceptos genéricos que como comprenderán los expertos en la
materia, deberán ser adaptados a cada caso en particular,
dependiendo esencialmente del número de paneles solares 13 que
integre cada seguidor, y por tanto de los diferentes estados
operativos que se prevén para cada instalación concreta.
No se considera necesario hacer más extenso el
contenido de la presente descripción para que un experto en la
materia pueda comprender su alcance y las ventajas que de la misma
se derivan, así como llevar a cabo la realización práctica de su
objeto.
No obstante lo anterior, y dado que, según se ha
dicho, la descripción que se acaba de realizar corresponde
únicamente con un ejemplo constructivo, se comprenderá que dentro de
su esencialidad podrán introducirse múltiples variaciones y
modificaciones de detalle, asimismo protegidas, que podrán afectar a
características tales como la forma, el tamaño o los materiales de
fabricación del conjunto o de sus partes, al número de paneles, o a
cualesquiera otras que no supongan alteración de la esencialidad de
la invención según se define en las reivindicaciones que siguen.
Claims (2)
1. Adición a la patente principal
P-200800002, por: "Seguidor solar a dos ejes",
especialmente con vistas a mejorar la capacidad estructural y las
características de estabilidad de la estructura de soporte de un
seguidor diseñado con posibilidad de giro respecto a un eje
contenido en el plano vertical y con posibilidad del pivotamiento
con respecto a un eje contenido en el plano horizontal a efectos de
un posicionamiento óptimo de los paneles captadores, con vistas a un
mejor aprovechamiento de las radiaciones solares incidentes en cada
momento sobre dichos paneles, caracterizada porque la adición
comprende la incorporación de dos armazones laterales, en posiciones
enfrentadas, diametralmente opuestas, estando cada armazón dotado de
un par de ruedas (2) inferiores para su desplazamiento sobre un riel
circunferencial (1) mediante un movimiento rotatorio de la
estructura guiado y sustentado desde un elemento (3) central,
estando cada uno de los armazones configurado en forma poligonal
(aproximadamente trapecial), y comprendido cada uno de dichos
armazones laterales un perfil (4) horizontal inferior que por uno de
sus extremos está solidarizado a un perfil (6) y por el otro extremo
está solidarizado a otro perfil (7) de posicionamiento inclinado,
cuyos perfiles extremos sostienen a su vez, por los extremos
opuestos un perfil (8) horizontal superior que cierra la
configuración poligonal y que constituye el elemento de soporte para
el resto de la estructura de sustentación y posicionamiento de los
paneles (13) captadores, incluyendo cada armazón un refuerzo
intermedio materializado por dos montantes (9) intermedios entre
ambos perfiles (4, 8) horizontales inferior y superior,
respectivamente.
2. Adición a la patente principal
P-200800002, de acuerdo con la reivindicación 1, que
se caracteriza porque ambos armazones están vinculados e
interconectados entre sí por medio de una pluralidad de elementos
(12) de arriostramiento que se extienden en direcciones
variables.
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