ES2398983B1 - SOLAR FOLLOWER TO TWO AXLES OF MULTIPLE PHOTOVOLTAIC MODULES. - Google Patents
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Abstract
Seguidor solar a los ejes de múltiples módulos fotovoltaicos, con estructura de apoyo de carril circular (2) y pivote central (3) que constituye el centro de giro en su plano horizontal, y bastidor (5), compuesto por perfiles longitudinales (7) travesaños (8) y tensores (9) cruzados fijados a ángulos (10), y al pivote central (3). Los módulos fotovoltaicos (6) están vinculados mediante ejes pivotantes (12), fijados en la parte central posterior de los mismos, que procuran el movimiento cenital. La distancia entre las parrillas de módulos es tal que, con una inclinación de 60º, no se producen sombras. Los ejes pivotantes (12) se apoyan en torres de soporte (11), formadas por láminas dobladas. El accionador es un actuador lineal (15) con brazos (13) y biela (14), pudiendo ir situado en el centro o en un lateral del seguidor.Solar tracker to the axes of multiple photovoltaic modules, with circular rail support structure (2) and central pivot (3) that constitutes the center of rotation in its horizontal plane, and frame (5), composed of longitudinal profiles (7) crossbars (8) and cross tensioners (9) fixed at angles (10), and to the central pivot (3). The photovoltaic modules (6) are linked by pivoting shafts (12), fixed in the rear central part of the same, which provide the zenith motion. The distance between the module grills is such that, with an inclination of 60 °, no shadows occur. The pivoting shafts (12) are supported by support towers (11), formed by bent sheets. The actuator is a linear actuator (15) with arms (13) and connecting rod (14), and can be located in the center or on one side of the follower.
Description
Seguidor solar a dos ejes de múltiples módulos fotovoltaicos. Two-axis solar tracker with multiple photovoltaic modules.
La invención, tal corno expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un seguidor solar a dos ejes de múltiples módulos fotovoltaicos, cuyas innovadoras características, que se describirán en detalle más adelante, aportan varias ventajas que suponen una destacable mejora del mismo frente a los sistemas existentes en el mercado para el mismo fin. The invention, as expressed in the present specification, refers to a two-axis solar tracker of multiple photovoltaic modules, whose innovative features, which will be described in detail below, provide several advantages that entail a remarkable improvement thereof. compared to existing systems in the market for the same purpose.
Más en particular, el objeto de la invención se centra en un seguidor solar que, destinado a incorporar una multiplicidad de módulos fotovoltaicos o paneles solares, agrupados en parrillas alineadas paralelamente, cuenta con una estructura de soporte que proporciona una movilidad de los mismos en el plano horizontal, según un movimiento de giro del conjunto respecto de un eje central, y en el plano vertical según un movimiento pivotante de los grupos de parrillas, para conseguir su orientación optimizada con respecto a la radiación incidente, estando dicha estructura desarrollada para perfeccionar la efectividad del seguidor en diferentes aspectos. More particularly, the object of the invention is centered on a solar tracker which, intended to incorporate a multiplicity of photovoltaic modules or solar panels, grouped in parallel-aligned grills, has a support structure that provides a mobility thereof in the horizontal plane, according to a movement of rotation of the assembly with respect to a central axis, and in the vertical plane according to a pivotal movement of the groups of grills, to achieve its optimized orientation with respect to the incident radiation, said structure being developed to perfect the effectiveness of the follower in different aspects.
Tales aspectos son, esencialmente, proporcionar mayor resistencia frente a la acción del viento, evitar la generación de sombras, y mejorar los mecanismos de giro y pivotaje respecto a otros sistemas ya conocidos. Such aspects are essentially to provide greater resistance against the action of the wind, avoid the generation of shadows, and improve the mechanisms of rotation and pivoting with respect to other systems already known.
El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector técnico de la industria dedicada a la fabricación e instalación de dispositivo y sistemas para el aprovechamiento de la energía solar. The scope of the present invention is part of the technical sector of the industry dedicated to the manufacture and installation of devices and systems for the use of solar energy.
Como es sabido, la utilización y aprovechamiento de la energía solar mediante y módulos fotovoltaicos es cada vez más extendida, existiendo en el mercado, según las distintas necesidades, múltiples tipos de estructuras y soportes para la fijación de los paneles, las cuales, en muchos casos, incorporan sistemas de seguimiento solar que permiten variar la posición de dichos paneles para optimizar su efectividad. As is known, the use and use of solar energy by means of photovoltaic modules and modules is increasingly widespread, existing in the market, according to different needs, multiple types of structures and supports for fixing the panels, which, in many cases, incorporate solar tracking systems that allow varying the position of said panels to optimize their effectiveness.
Para ello, lo más habitual es que las estructuras de soporte de los paneles fotovoltaicos estén diseñadas de manera que incluyan determinados mecanismos que colaboran al mantenimiento de los paneles solares en las posiciones más favorables para la obtención de un rendimiento óptimo. For this, the most common is that the support structures of the photovoltaic panels are designed so that they include certain mechanisms that help to maintain the solar panels in the most favorable positions to obtain optimum performance.
Así, dichas estructuras suelen incluir sensores que en cada momento determinan la posición del seguidor, y en consecuencia la modifican en sus dos ejes para que la radiación solar incida de manera sustancialmente perpendicular sobre los paneles. Thus, these structures usually include sensors that at each moment determine the position of the follower, and consequently modify it in its two axes so that the solar radiation affects substantially perpendicularly on the panels.
Los movimientos pueden consistir en basculamientos y giros, horizontales y verticales, debiendo señalarse que el propio solicitante de la presente invención es ya fabricante (y titular de correspondientes registros, tal como la patente española nº P20080002 relativa a un seguidor solar a dos ejes) de diversos dispositivos de este tipo, que consisten en la combinación de un movimiento circular guiado respecto a un eje central, y un movimiento basculante respecto a un eje asociado transversalmente a la estructura de soporte. The movements may consist of tilting and turning, horizontal and vertical, and it should be noted that the applicant of the present invention is already a manufacturer (and holder of corresponding records, such as Spanish Patent No. P20080002 relating to a two-axis solar tracker) of various devices of this type, which consist of the combination of a guided circular movement with respect to a central axis, and a tilting movement with respect to an axis associated transversely to the support structure.
Sin embargo, la mayoría de las estructuras de estas instalaciones de captación de energía solar alcanzan unas dimensiones en altura que suelen ser importantes y que causan diversos inconvenientes que seria deseable poder evitar. However, most of the structures of these solar energy collection facilities reach height dimensions that are usually important and that cause various inconveniences that it would be desirable to avoid.
Así, uno de los principales inconvenientes es que, cuando se realiza una instalación en la que se reúne un número elevado de estructuras de captación, se produce un efecto de impacto medioambiental desfavorable. Otro de los inconvenientes viene dado por la acción del viento sobre los mismos. Thus, one of the main drawbacks is that, when an installation is carried out in which a large number of collection structures is assembled, an adverse environmental impact effect occurs. Another inconvenience is given by the action of the wind on them.
Para solventar dichos inconvenientes el solicitante también ha desarrollado otro seguidor solar a dos ejes, divulgado en la Patente nº P200900353, mediante el que, si bien se alcanza satisfactoriamente el objetivo de minimizar los inconvenientes anteriormente expuestos mediante el desarrollo de un seguidor en el que los paneles solares son de menor tamaño y están distribuidos en diversos grupos de parrillas, dicho seguidor todavía presenta diversos aspectos susceptibles de ser mejorados, siendo el objetivo de la presente invención incorporar ciertos perfeccionamientos en la estructura de soporte del mismo para mejorar tales aspectos que, como ya se ha mencionado anteriormente, se centran básicamente en mejorar los mecanismos de giro y pivotaje proporcionar mayor resistencia a la estructura y evitar a generación de sombras. To solve these problems, the applicant has also developed another two-axis solar tracker, disclosed in Patent No. P200900353, whereby, although the objective of minimizing the aforementioned problems is satisfactorily achieved by developing a follower in which the solar panels are smaller in size and are distributed in various groups of grills, said follower still presents various aspects that can be improved, being the objective of the present invention to incorporate certain improvements in the support structure thereof to improve such aspects that, as As already mentioned above, they basically focus on improving the turning and pivoting mechanisms to provide greater resistance to the structure and avoid shadow generation.
Cabe señalar, además, que por parte del solicitante se desconoce la existencia de ningún otro seguidor que, siendo del tipo concreto que aquí concierne, presente unas características técnicas, estructurales y constitutivas semejantes a las que presenta el seguidor que aquí se preconiza, y cuyos detalles distintivos y caracterizadores se encuentran convenientemente recogidos en las reivindicaciones finales que acompañan a la presente memoria descriptiva del mismo. It should also be noted that on the part of the applicant the existence of no other follower is unknown, who, being of the specific type that concerns here, presents technical, structural and constitutive characteristics similar to those presented by the follower that is recommended here, and whose Distinctive and characterizing details are conveniently found in the final claims that accompany the present specification.
Así, el seguidor solar a dos ejes de múltiples módulos fotovoltaicos que la presente invención preconiza es un seguidor del tipo que se constituye a partir de una estructura de soporte de los módulos fotovoltaicos, con movimiento de giro respecto a su eje central, en el plano horizontal, sobre una estructura de apoyo formada por un carril circular, estando dicha estructura giratoria montada sobre conjuntos de rodadura e impulsada por un motoreductor, mientras que los módulos fotovoltaicos están agrupados en parrillas alineadas paralelamente, siendo el conjunto de todos los paneles susceptibles de cambio posicional simultáneo, en el plano vertical, con posibilidad de abatimiento a una posición completamente horizontal, a través de un único accionador mecánico para una orientación adecuada de los mismos. Thus, the two-axis solar tracker of multiple photovoltaic modules that the present invention advocates is a follower of the type that is constituted from a support structure of the photovoltaic modules, with rotation movement with respect to its central axis, in the plane horizontal, on a support structure formed by a circular rail, said rotating structure being mounted on rolling assemblies and driven by a geared motor, while the photovoltaic modules are grouped in grilles aligned in parallel, being the set of all panels susceptible to change positional simultaneous, in the vertical plane, with the possibility of abatement to a completely horizontal position, through a single mechanical actuator for an adequate orientation of the same.
De este modo, el conjunto de seguidor de la invención presenta la ventaja de que su altura puede ser mínima, admitiendo ser colocado directamente sobre una superficie cualquiera de soporte, por ejemplo, el suelo sobre la cubierta horizontal de una edificación cualquiera, admitiendo la inclusión de una estructura adiciona niveladora cuando dicha superficie no sea horizontal. Thus, the follower assembly of the invention has the advantage that its height can be minimal, admitting to be placed directly on any supporting surface, for example, the floor on the horizontal roof of any building, admitting inclusion of a structure adds leveling when said surface is not horizontal.
A partir de dicha configuración ya conocida, el seguidor se ha perfeccionado mediante la incorporación al mismo de nuevas características que mejoran su funcionamiento y optimizan el sistema, consistiendo, esencialmente, en que dispone de un sistema gestor de sombras o "back tracking" que, con los módulos distanciados entre sí de forma adecuada y control ando la inclinación de los mismos en determinadas horas del día, evita que éstos, y en sus caso los seguidores adyacentes, generen sombras que limiten su captación. From this already known configuration, the follower has been perfected by incorporating new features that improve its operation and optimize the system, consisting essentially of having a shadow management system or "back tracking" that, with the modules distanced from each other in an adequate way and control and or the inclination of the same at certain times of the day, prevents that these, and in their case the adjacent followers, generate shadows that limit their capture.
Además, los múltiples módulos fotovoltaicos disponen de mecanismos para su movimiento simultáneo, que comprenden ejes de rotación horizontal para variar el ángulo cenital de la superficie captadora de los mismos. Dichos ejes, que soportan los captadores, a su vez, están sujetos a un bastidor inferior arriostrado, compuesto por diversos perfiles longitudinales que transmiten las cargas al suelo mediante ruedas. In addition, the multiple photovoltaic modules have mechanisms for their simultaneous movement, which include horizontal rotation axes to vary the zenith angle of the collector surface thereof. These axes, which support the collectors, in turn, are subject to a braced lower frame, composed of various longitudinal profiles that transmit the loads to the ground by means of wheels.
El bastidor inferior incorpora un mecanismo que le permite rotar en un eje vertical central, mediante el apoyo de la estructura en diferentes puntos, preferentemente cuatro, mediante ruedas que discurren sobre un carril circular realizado en hormigón, acero u otros materiales, estando una de dichas ruedas motorizada para proporcionar el impulso de giro al seguidor. The lower frame incorporates a mechanism that allows it to rotate in a central vertical axis, by supporting the structure at different points, preferably four, by means of wheels that run on a circular rail made of concrete, steel or other materials, one of these being Motorized wheels to provide the impulse of rotation to the follower.
El guiado horizontal para el giro en el eje vertical se puede lograr median e la utilización del carril circular como guía, apozando en el mismo una rueda con su eje en vertical, como se define en la patente previa mencionada en el apartado anterior sobre la que se basan los perfeccionamientos de este nuevo seguidor, o con el uso de un contrapeso central a modo de pivote que se une a la estructura mediante perfiles estructurales y tensores cruzados que trazan un giro perfectamente centrado a la estructura, siendo este sistema preferido para la presente invención. The horizontal guidance for the rotation in the vertical axis can be achieved through the use of the circular rail as a guide, supporting a wheel with its axis vertically, as defined in the previous patent mentioned in the previous section on which the improvements of this new follower are based, or with the use of a central counterweight as a pivot that joins the structure by means of structural profiles and crossed tensioners that trace a perfectly centered turn to the structure, this system being preferred for the present invention.
Por su parte, el mecanismo que mueve los ejes para variar su inclinación cenital, consistente en un accionador lineal que, con su desplazamiento en sentido longitudinal, actúa sobre un conjunto de brazos interconectadas entre sí mediante una biela, pudiendo ir dispuesto en el centro del seguidor o en un lateral, y que actúa en el interior del apoyo de los ejes pivotantes de los módulos fotovoltaicos. For its part, the mechanism that moves the axes to vary their zenith inclination, consisting of a linear actuator that, with its displacement in the longitudinal direction, acts on a set of arms interconnected with each other by a connecting rod, and can be arranged in the center of the follower or on one side, and acting inside the support of the pivoting axes of the photovoltaic modules.
El soporte de dichos ejes se logra mediante dos láminas de chapa dobladas, que hacen aumentar la rigidez del soporte y permiten el accionamiento del mecanismo de unión en entre ellas. The support of said axes is achieved by means of two folded sheet sheets, which increase the stiffness of the support and allow the actuation of the joining mechanism between them.
Cabe mencionar que el seguidor cuenta con un PLC que, alojado en un armario o caja de control adecuadamente incorporada en la estructura, controla el funcionamiento automatizado del mismo. It is worth mentioning that the follower has a PLC that, housed in a cabinet or control box properly incorporated in the structure, controls the automated operation of the same.
Además, debe señalarse también que, como ocurre con otros seguidores del mismo tipo, el abatimiento de los módulos puede ser completo, de tal manera que en caso de que existan vientos con velocidades que superen un valor máximo preestablecido, puedan llevarse a una posición completamente horizontal, con el fin de que el impacto de dichos vientos sea mínimo. Para medir la velocidad del viento, cada seguidor puede incluir un anemómetro u otro dispositivo de detección, según es convencional en el estado de la técnica. In addition, it should also be noted that, as with other followers of the same type, the abatement of the modules can be complete, so that if there are winds with speeds that exceed a preset maximum value, they can be taken to a completely position. horizontal, so that the impact of these winds is minimal. To measure wind speed, each follower may include an anemometer or other sensing device, as is conventional in the state of the art.
Por otra parte, la realización del seguidor contempla así mismo que los módulos utilizados puedan ser de doble efecto y estén refrigerados por su cara posterior, aportando con ello energía calórica al fluido refrigerante en caso necesario. On the other hand, the realization of the follower also contemplates that the modules used can be double-acting and are cooled by their rear face, thereby providing heat energy to the cooling fluid if necessary.
Visto lo que antecede, se constata que el descrito seguidor solar a dos ejes de múltiples módulos fotovoltaicos representa una estructura innovadora de características estructurales y constitutivas desconocidas hasta ahora para tal fin, razones que unidas a su utilidad práctica, la dotan de fundamento suficiente para obtener el privilegio de exclusividad que se solicita. Given the above, it is found that the described two-axis solar tracker with multiple photovoltaic modules represents an innovative structure with structural and constitutive characteristics unknown until now for this purpose, reasons that together with its practical utility, provide it with sufficient basis to obtain the privilege of exclusivity that is requested.
Para complementar la descripción que se está realizando del seguidor objeto de la invención y para ayudar a una mejor comprensión de las características que lo distinguen, se acompaña la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de un juego de planos, en los que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente: To complement the description that is being made of the follower object of the invention and to help a better understanding of the characteristics that distinguish it, the present descriptive report is attached, as an integral part thereof, of a set of drawings, in the that the following has been represented by way of illustration and not limitation:
Las figuras número 1 y 2.- Muestran sendas vistas en perspectiva, superior y latera respectivamente, de un ejemplo de realización del seguidor solar a dos ejes de múltiples módulos fotovoltaicos, objeto de la invención, apreciándose en ellas las principales partes y elementos que comprende así como su configuración y disposición. Figures 1 and 2 show two perspective views, top and side respectively, of an example of realization of the two-axis solar tracker of multiple photovoltaic modules, object of the invention, showing in them the main parts and elements comprising as well as its configuration and layout.
La figura número 3.- Muestra una vista en planta del ejemplo de seguidor, según la invención, mostrado en las figuras precedentes. Figure number 3.- Shows a plan view of the follower example, according to the invention, shown in the preceding figures.
La figura número 4.- Muestra un despiece en perspectiva del ejemplo de seguidor de la invención, apreciándose la configuración de su estructura de soporte. Figure 4 shows an exploded perspective view of the follower example of the invention, the configuration of its support structure being appreciated.
Las figuras número 5 y 6.- Muestran sendos detalles de la fijación de los tensores de arriostramiento que incorpora el bastidor, al pivote central del seguidor y a los extremos del bastidor respectivamente. Figures 5 and 6 show two details of the fixing of the bracing tensioners that the frame incorporates, the central pivot of the follower and the ends of the frame respectively.
La figura número 7.- Muestra un detalle de uno de los apoyos del eje pivotante de los módulos fotovoltaicos en que se incorpora el brazo de acople al accionador. Figure number 7.- Shows a detail of one of the supports of the pivot axis of the photovoltaic modules in which the coupling arm is incorporated into the actuator.
La figura número 8.-Muestra una vista en perspectiva del sistema de accionamiento de los módulos fotovoltaicos, apreciándose además el cuadro de control del seguidor donde se aloja el PLC que controla su funcionamiento. Figure number 8.- Shows a perspective view of the drive system of the photovoltaic modules, also showing the control panel of the follower where the PLC that controls its operation is housed.
Las figuras número 9 y 10.- Muestran sendas vistas de las ruedas sobre las que se apoya el bastidor para girar sobre su eje central, mostrando la figura 9 una vista en planta de las ruedas de giro libre y la figura 10 una perspectiva de la rueda motriz. Figures 9 and 10 show two views of the wheels on which the frame rests to rotate on its central axis, Figure 9 showing a plan view of the freewheels and Figure 10 a perspective of the driving wheel
La figura número 11.- Muestra una vista en alzado lateral del seguidor, con los paneles dispuestos en ángulo perpendicular a la incidencia de los rayos solar es para evitar la generación de sombras. Figure number 11.- Shows a side elevation view of the follower, with the panels arranged at an angle perpendicular to the incidence of the sun's rays is to prevent the generation of shadows.
A la vista de las mencionadas figuras, y de acuerdo con la numeración adoptada, se puede apreciar en ellas un ejemplo de realización preferida de la invención, la cual comprende las partes y elementos que se describen en detalle a continuación. In view of the aforementioned figures, and according to the numbering adopted, an example of a preferred embodiment of the invention can be seen therein, which comprises the parts and elements described in detail below.
Así, tal como se observa en dichas figuras, el seguidor (1) en cuestión comprende una primera estructura de apoyo Thus, as observed in said figures, the follower (1) in question comprises a first support structure
- o cimentación, formada por un carril circular (2) y un pivote central (3), sobre la que se monta, y gira en el plano horizontal mediante ruedas (4) de las que dispone, y una segunda estructura de soporte, constituida por un bastidor or foundation, formed by a circular rail (2) and a central pivot (3), on which it is mounted, and rotates in the horizontal plane by means of wheels (4) which it has, and a second support structure, constituted by a rack
- (5)(5)
- metálico, destinada a soportar los diversos módulos fotovoltaicos (6) y a contener los mecanismos que permiten a dichos módulos un movimiento cenital, es un posicionamiento variable de los mismos en el plano vertical. Metallic, intended to support the various photovoltaic modules (6) and to contain the mechanisms that allow said modules an overhead movement, is a variable positioning of them in the vertical plane.
La estructura de apoyo, que puede ser construida in situ, en hormigón prefabricado o en viga de acero apoyada sobre traviesas de hormigón, acero o madera, es la encargada de transmitir al terreno las cargas, y sobre su carril circular (2) se apoyan las ruedas (4) del bastidor (5), las cuales transmiten las cargas verticales, debidas al peso, de forma repartida, mientras que el pivote central (3), constituyente del centro de giro del seguidor en su plano horizontal, se encarga de transmitir al terreno las cargas laterales debidas al viento. The support structure, which can be built in situ, in precast concrete or in steel beam supported on concrete, steel or wood sleepers, is responsible for transmitting the loads to the ground, and on its circular rail (2) they are supported The wheels (4) of the frame (5), which transmit the vertical loads, due to the weight, distributed, while the central pivot (3), constituting the center of rotation of the follower in its horizontal plane, is responsible for transmit lateral loads due to wind to the ground.
Por su parte, el citado bastidor (5), como se aprecia claramente en el despiece de la figura 4, está compuesto por sendos perfiles longitudinales (7) unidos por sendos travesaños (8) estando arriostrados ambos mediante tensores On the other hand, said frame (5), as clearly seen in the exploded view of figure 4, is composed of two longitudinal profiles (7) joined by two crossbars (8), both of which are braced by means of tensioners
(9) en cruz que están fijados a cuatro ángulos (10), previstos en las uniones de los travesaños (8) a los perfiles longitudinales (7), así como al pivote central (3), tal como muestran las figuras 5 y 6. (9) in cross that are fixed at four angles (10), provided in the joints of the crossbars (8) to the longitudinal profiles (7), as well as to the central pivot (3), as shown in Figures 5 and 6 .
Los perfiles longitudinales (7), además, cuentan con unas torres de soporte (1), formadas por sendas láminas de chapa dobladas, que constituyen el elemento de anclaje para los módulos fotovoltaicos (6) y que gracias a dichas chapas dobladas que los configuran proporcionan rigidez al soporte, permitiendo el accionamiento del mecanismo de unión en su interior. The longitudinal profiles (7), in addition, have support towers (1), formed by two sheets of folded sheet, which constitute the anchoring element for the photovoltaic modules (6) and that thanks to said folded sheets that configure them they provide rigidity to the support, allowing the actuation of the joint mechanism inside.
Para ello, los módulos (6) se incorporan al seguidor, agrupados en parrillas lineales paralelas y transversales, vinculados entre sí mediante unos ejes pivotantes (12), los cuales, además de proporcionar dicho agrupamiento en mayor o menor número según las necesidades de cada caso, se encargan de procurar el movimiento cenital en el seguimiento solar, al estar dichos ejes fijados a los módulos fotovoltaicos (6) en la parte central posterior de los mismos y anclados articuladamente a las torres de soporte (11) anteriormente citadas, previstas en los perfiles longitudinales (7). For this, the modules (6) are incorporated into the tracker, grouped in parallel and transverse linear grills, linked together by pivoting axes (12), which, in addition to providing said grouping in greater or lesser numbers according to the needs of each In this case, they are in charge of ensuring the zenith movement in the solar tracking, since said axes are fixed to the photovoltaic modules (6) in the back central part thereof and articulated anchored to the support towers (11) mentioned above, provided in the longitudinal profiles (7).
Así pues, la superficie de los módulos fotovoltaicos (6) se divide en grupos de parrillas, preferentemente cuatro, dispuestos sobre un perfil que constituye el eje pivotante (12) de los mismos. Thus, the surface of the photovoltaic modules (6) is divided into groups of grills, preferably four, arranged on a profile that constitutes the pivoting axis (12) thereof.
Cada uno de dichos ejes pivotantes (12) tiene dos puntos de apoyo sobre las torres (11), el primero solo a modo de bisagra y el segundo que se acciona mediante un brazo (13), tal como se explicará más adelante. Each of said pivoting axes (12) has two points of support on the towers (11), the first only as a hinge and the second which is operated by an arm (13), as will be explained later.
Es importante destacar que el punto de giro de los módulos fotovoltaicos (6) está lo más cercano posible al centro de masa del mecanismo, para equilibrar las fuerzas y evitar accionamientos excesivamente costosos. It is important to note that the pivot point of the photovoltaic modules (6) is as close as possible to the center of mass of the mechanism, in order to balance the forces and avoid excessively expensive drives.
A su vez, los cuatro ejes pivotantes (12) están unidos entre sí, a través de los citados brazos (13), por un tubo longitudinal a modo de biela (14) que, mediante un actuador lineal (15) a modo de tornillo sinfín, mueve los ejes simultáneamente. In turn, the four pivoting axes (12) are connected to each other, through the aforementioned arms (13), by a longitudinal tube as a connecting rod (14) which, by means of a linear actuator (15) as a screw endless, move the axes simultaneously.
Para disminuir la resistencia de roce y evitar el mantenimiento de los puntos de giro, se disponen de cojinetes poliméricos que no necesitan engrase y disminuyen las posibles holguras. To reduce the friction resistance and avoid the maintenance of the pivot points, polymeric bearings are available that do not need greasing and reduce the possible clearances.
El citado conjunto de accionamiento puede ir situado en el centro del seguidor o en uno de sus laterales, como muestra el ejemplo de la figura 8, discurriendo longitudinalmente entre los módulos (6) y enlaza articuladamente por medio de la citada biela (14) a cada uno de los ejes pivotantes (12) de las diferentes parrillas de módulos fotovoltaicos (6), de manera que a actuar sobre dicho accionador mecánico se provoca un giro simultáneo de todos ellos, haciendo que cambien su posición en el plano vertical de acuerdo con la orientación deseada para los mismos. Said drive assembly can be located in the center of the follower or on one of its sides, as shown in the example of figure 8, running longitudinally between the modules (6) and articulated linking by means of said connecting rod (14) to each of the pivoting axes (12) of the different grills of photovoltaic modules (6), so that acting on said mechanical actuator causes a simultaneous rotation of all of them, causing them to change their position in the vertical plane according to the desired orientation for them.
Por su parte, el movimiento acimutal del conjunto descrito, es decir, del bastidor (5) sobre el carril circular (2), se lleva a cabo mediante un motoreductor (16) acoplado lateralmente a una de las cuatro ruedas (4) sobre las que se apoya (figura 10), las cuales cabe mencionar que se fijan interiormente a los ángulos (10) en coincidencia con las uniones de los perfiles longitudinales (7) y los travesaños (8) y que, a su vez, tienen una distancia de separación en diagonal coincidente con el diámetro del carril circular (2), de modo que las ruedas (4) discurren sobre el mismo. On the other hand, the azimuthal movement of the described assembly, that is, of the frame (5) on the circular rail (2), is carried out by means of a geared motor (16) laterally coupled to one of the four wheels (4) on the which is supported (figure 10), which should be mentioned that are fixed internally to the angles (10) in coincidence with the joints of the longitudinal profiles (7) and the crossbars (8) and which, in turn, have a distance of diagonal separation coinciding with the diameter of the circular rail (2), so that the wheels (4) run on it.
Con esta disposición se reparten las cargas al terreno en una superficie más amplia. With this arrangement, loads are distributed to the ground over a wider area.
La rueda motora es accionada, como se ha señalado, por el motoreductor (16) que es de tipo planetario, recorriendo el carril circular (2) de forma perimetral. The driving wheel is driven, as noted, by the gearmotor (16) which is of the planetary type, traveling the circular rail (2) perimetrically.
Aprovechando este movimiento y la relación de reducción motor-rueda se cuenta el número de vueltas del motor para darle la información al PLC con que cuenta el seguidor para controlar su funcionamiento de forma automatizada, funcionando como un encoder relativo y aportando mayor precisión al sistema de seguimiento por la mayor cantidad de pulsos que se registran. Taking advantage of this movement and the motor-wheel reduction ratio, the number of turns of the motor is counted to give the information to the PLC that the follower has to control its operation in an automated way, functioning as a relative encoder and providing greater precision to the system of follow-up for the largest number of pulses that are recorded.
Además, con el objetivo de asegurar el perfecto giro del seguidor, los tensores (9) en cruz se unen al pivote central In addition, in order to ensure the perfect rotation of the follower, the cross tensioners (9) join the central pivot
(3) de la estructura de apoyo, de forma que guían el movimiento de forma similar a los radios de una rueda, siendo así dicho pivote central (3) el que soportara los esfuerzos laterales del viento. (3) of the support structure, so that they guide the movement in a manner similar to the spokes of a wheel, said center pivot (3) being the one to withstand the lateral efforts of the wind.
Para reducir la resistencia al movimiento de giro, el centro del seguidor dispone de un cojinete polimérico autolubricado. To reduce resistance to rotation movement, the center of the tracker has a self-lubricated polymeric bearing.
Las ruedas (4) son de un diámetro considerable, ø = 250 mm, para disminuir la resistencia a la rodadura, disponiéndose las de giro libre en pares paralelos, permitiendo a cada rueda de cada par girar a velocidades The wheels (4) are of a considerable diameter, ø = 250 mm, to reduce the rolling resistance, with free rotation in parallel pairs, allowing each wheel of each pair to spin at speeds
distintas, ya que recorren dos circunferencias concéntricas de distinto diámetro (la rueda interna gira más lento que la rueda externa), como muestra la figura 9. different, since they run two concentric circumferences of different diameter (the inner wheel rotates slower than the outer wheel), as shown in Figure 9.
De esta manera, la acción combinada de giro del bastidor sobre el carril circular (2) y de pivotación de los módulos fotovoltaicos (6) hasta el ángulo adecuado, se traduce en un seguimiento idóneo de la trayectoria solar para una optimización del rendimiento del conjunto, siendo dichos movimientos dirigidos y controlados mediante el anteriormente citado PLC convenientemente integrado en el interior de un armario (17) de control. In this way, the combined action of rotating the frame on the circular rail (2) and pivoting the photovoltaic modules (6) to the appropriate angle, translates into an ideal tracking of the solar path for an optimization of the performance of the whole , said movements being directed and controlled by the aforementioned PLC conveniently integrated into a control cabinet (17).
Finalmente es importante destacar que el seguidor contempla la incorporación de un sistema gestor de sombras conocido como "back tracking" que, mediante el software correspondiente, en lugar que procurar siempre la incidencia en perpendicular de los rayos solares sobre la superficie de los módulos, en determinadas horas de día en que el sol está más bajo, proporciona una inclinación de los mismos que no es del todo perpendicular al mismo, pero evita la producción de sombras en las filas de módulos fotovoltaicos contiguos así como entre seguidores instalados adyacentemente, manteniendo así dichos módulos en situación de radiación homogénea, lo cual protege su vida útil, y optimizando su rendimiento. Finally, it is important to note that the follower contemplates the incorporation of a shadow management system known as "back tracking" which, by means of the corresponding software, instead of always ensuring the perpendicular incidence of solar rays on the surface of the modules, in certain hours of day when the sun is lower, provides an inclination of them that is not completely perpendicular to it, but prevents the production of shadows in the rows of adjacent photovoltaic modules as well as between adjacently installed followers, thus maintaining said modules in a situation of homogeneous radiation, which protects their useful life, and optimizing their performance.
Por ello, la distancia entre las parrillas alineadas de módulos fotovoltaicos (6) es tal que, con una inclinación de 60º de los mismos en las horas en que el sol está más bajo, no se producen sombras entre dichas parrillas, tal como se aprecia en el ejemplo de la figura 11. Therefore, the distance between the aligned grills of photovoltaic modules (6) is such that, with an inclination of 60 ° thereof at the hours when the sun is lower, no shadows occur between said grills, as can be seen in the example in figure 11.
Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan, haciéndose constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba siempre que no se altere, cambie o modifique su principio fundamental. Describing sufficiently the nature of the present invention, as well as the way of putting it into practice, it is not considered necessary to make its explanation more extensive so that any person skilled in the art understands its scope and the advantages that derive from it, stating that, within its essentiality, it may be carried out in other embodiments that differ in detail from that indicated by way of example, and to which it will also achieve the protection that is sought provided that it does not alter, change or modify its fundamental principle .
Claims (6)
- 1.one.
- Seguidor solar a dos ejes de múltiples módulos fotovoltaicos, del tipo que se constituye a partir de una estructura de soporte de los módulos fotovoltaicos (6), constituida por un bastidor (5) metálico, con movimiento de giro respecto a su eje central en el plano horizontal sobre una estructura de apoyo que comprende un carril circular (2), estando dicho bastidor (5) soportado sobre ruedas (4) de las que una es motriz, mientras que los módulos fotovoltaicos están agrupados en parrillas alineadas paralelamente, siendo el conjunto de todos los paneles susceptibles de cambio posicional simultáneo, en el plano vertical, con posibilidad de abatimiento a una posición completamente horizontal, a través de un único accionador mecánico, y siendo del tipo que cuenta con PLC para control de funcionamiento automatizado que incluye programa gestor de sombras, caracterizado porque la estructura de apoyo está formada por el carril circular (2) y por un pivote central (3) que constituye el centro de giro del seguidor en su plano horizontal, mientras que el bastidor (5), está compuesto por sendos perfiles longitudinales (7) unidos por sendos travesaños (8) arriostrados mediante tensores (9) en cruz que están fijados a cuatro ángulos (10), previstos en las uniones de los travesaños (8) a los perfiles longitudinales (7), así como al pivote central (3); porque los módulos fotovoltaicos (6) están vinculados entre sí en cada parrilla mediante ejes pivotantes (12) que, fijados en la parte central posterior de los mismos y vinculados articuladamente al bastidor y al accionador mecánico, se encargan de procurar el movimiento cenital de los módulos fotovoltaicos (6); y porque los módulos fotovoltaicos (6) están dispuestos de forma que la distancia entre las parrillas es tal que, con una inclinación de 60º en las horas en que el sol está más bajo, no se producen sombras entre dichas parrillas. Two-axis solar tracker of multiple photovoltaic modules, of the type that is constituted from a support structure of the photovoltaic modules (6), constituted by a metal frame (5), with rotation movement with respect to its central axis in the horizontal plane on a support structure comprising a circular rail (2), said frame (5) being supported on wheels (4) of which one is motor, while the photovoltaic modules are grouped in grilles aligned in parallel, the assembly being of all the panels capable of simultaneous positional change, in the vertical plane, with the possibility of folding to a completely horizontal position, through a single mechanical actuator, and being of the type that has a PLC for automated operation control that includes a management program of shadows, characterized in that the support structure is formed by the circular rail (2) and by a central pivot (3) that constitutes the center of rotation of the follower in its horizontal plane, while the frame (5), is composed of two longitudinal profiles (7) joined by two crossbars (8) braced by cross tensioners (9) that are fixed at four angles (10) ), provided in the joints of the crossbars (8) to the longitudinal profiles (7), as well as to the central pivot (3); because the photovoltaic modules (6) are linked to each other on each grill by means of pivoting shafts (12) which, fixed on the rear central part thereof and linked articulately to the frame and the mechanical actuator, are responsible for ensuring the zenithal movement of the photovoltaic modules (6); and because the photovoltaic modules (6) are arranged so that the distance between the grills is such that, with an inclination of 60 ° in the hours when the sun is lower, no shadows occur between said grills.
- 2.2.
- Seguidor solar a dos ejes de múltiples módulos fotovoltaicos, según la reivindicación 1, caracterizado porque para la vinculación entre los módulos (6) y el bastidor (5), los perfiles longitudinales (7) cuentan con unas torres de soporte (11), formadas por sendas láminas de chapa dobladas, que constituyen el elemento de anclaje para los módulos fotovoltaicos (6) en los ejes pivotantes (12) en que se apoyan. Two-axis solar tracker of multiple photovoltaic modules, according to claim 1, characterized in that for the connection between the modules (6) and the frame (5), the longitudinal profiles (7) have support towers (11), formed by folded sheets of sheet metal, which constitute the anchoring element for the photovoltaic modules (6) on the pivoting axes (12) on which they rest.
- 3.3.
- Seguidor solar a dos ejes de múltiples módulos fotovoltaicos, según la reivindicación 1 y 2, caracterizado porque el accionador mecánico que mueve los ejes pivotantes (12) de forma simultánea, consiste en un actuador lineal (15) a modo de tornillo sinfín al que están unidos dichos ejes a través de brazos (13) articulados previstos para tal fin en una de las torres de soporte (1) en que se apoyan, estando dichos brazos (13), a su vez, vinculados a un tubo longitudinal a modo de biela (14) que los une entre sí. Two-axis solar tracker with multiple photovoltaic modules, according to claim 1 and 2, characterized in that the mechanical actuator that moves the pivoting axes (12) simultaneously consists of a linear actuator (15) as an auger to which they are said axes joined through articulated arms (13) provided for that purpose in one of the support towers (1) on which they rest, said arms (13), in turn, being linked to a longitudinal tube as a connecting rod (14) that binds them together.
- 4.Four.
- Seguidor solar a dos ejes de múltiples módulos fotovoltaicos, según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el conjunto de accionamiento puede ir situado en el centro del seguidor o en uno de sus laterales. Two-axis solar tracker with multiple photovoltaic modules, according to claims 1 to 3, characterized in that the drive assembly can be located in the center of the tracker or on one of its sides.
- 5.5.
- Seguidor solar a dos ejes de múltiples módulos fotovoltaicos, según la reivindicación 1, caracterizado por que las ruedas (4) sobre las que se apoya el bastidor (5) se fijan inferiormente a los ángulos (10) del mismo en coincidencia con las uniones de los perfiles longitudinales (7) y los travesaños (8), son de un diámetro considerable, ø = 250 mm, y, las de giro libre se disponen en pares paralelos, de forma que cada rueda de cada par puede girar a velocidad distinta. Two-axis solar tracker of multiple photovoltaic modules, according to claim 1, characterized in that the wheels (4) on which the frame (5) rests are fixed inferiorly to the angles (10) thereof in coincidence with the joints of the longitudinal profiles (7) and the crossbars (8), are of a considerable diameter, ø = 250 mm, and, the free turning ones are arranged in parallel pairs, so that each wheel of each pair can rotate at a different speed.
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- 56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas 56 Documents cited Claims Affected
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- FR 2942868 A1 (TAHULLAS Y NAVES S L) 10.09.2010, página 5, línea 15 – página 6, línea 14; figuras. 1-5 FR 2942868 A1 (TAHULLAS Y NAVES S L) 10.09.2010, page 5, line 15 - page 6, line 14; figures. 1-5
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- ES 2301430 A1 (SAIMA TALDEA S L) 16.06.2008, columna 3, líneas 44-58; columna 4, líneas 48-62; figuras. 1-5 ES 2301430 A1 (SAIMA TALDEA S L) 16.06.2008, column 3, lines 44-58; column 4, lines 48-62; figures. 1-5
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- Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud Category of the documents cited X: of particular relevance Y: of particular relevance combined with other / s of the same category A: reflects the state of the art O: refers to unwritten disclosure P: published between the priority date and the date of priority submission of the application E: previous document, but published after the date of submission of the application
- El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº: This report has been prepared • for all claims • for claims no:
- Fecha de realización del informe 08.03.2013 Date of realization of the report 08.03.2013
- Examinador J. Merello Arvilla Página 1/4 Examiner J. Merello Arvilla Page 1/4
- Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986) Novelty (Art. 6.1 LP 11/1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-5 SI NO Claims Claims 1-5 IF NOT
- Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986) Inventive activity (Art. 8.1 LP11 / 1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-5 SI NO Claims Claims 1-5 IF NOT
- Documento Document
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- --
- El accionamiento del bastidor de acuerdo con la reivindicación en estudio se produce gracias a que una de las ruedas The drive of the frame according to the claim under study is produced by one of the wheels
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- El bastidor de acuerdo con la reivindicación en estudio se encuentra arriostrado mediante tensores en cruz que están The frame according to the claim under study is braced by cross tensioners that are
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