ES2547494B1 - Sistema de cimentación, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje - Google Patents

Sistema de cimentación, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje Download PDF

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Abstract

Sistema de cimentación, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje.#El sistema de seguimiento solar incluye una pluralidad de filas (1) de paneles solares con varios módulos fotovoltaicos (2) en cada fila, soportándose cada una de dichas filas sobre una subestructura susceptible de pivotar y formada a base de perfiles transversales (14) y longitudinales (15) que giran por medio de unas uniones articuladas (20), estando todo el conjunto del seguidor solar soportado por unos pilares (3). El seguidor solar presenta una configuración estructural original con la ayuda de tirantes (7) anclados al terreno permitiendo aligerar el conjunto del seguidor y formar pilas de sección más esbelta y menos espaciadas entre sí. El sistema de transmisión de movimiento en el seguidor solar se realiza mediante cables (8) y poleas (9), que permite reducir el esfuerzo de torsión en las vigas principales de torsión y además resulta más económico que los sistemas convencionales de engranaje y similares.

Description

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DESCRIPCION
Sistema de cimentacion, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje.
OBJETO DE LA INVENCION
La presente invention se refiere a un sistema de seguimiento solar, en el que participan una pluralidad de paneles solares dispuestos en una estructura soporte de multiples filas con un solo eje de seguimiento por fila.
El objeto de la invencion es conseguir un sistema de seguimiento solar de menor peso que los convencionales y capaz de resistir elevadas cargas de viento, siendo ademas adaptable a pendientes del terreno elevadas.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
Actualmente se utilizan diversos tipos de estructuras soporte para el sistema de seguimiento solar, y entre cuya tipologla pueden considerarse las citadas como estructuras fijas, otras con seguidores de un eje, y otras con seguidores de doble eje.
Pues bien, la utilization de seguidores solares de un eje norte-sur, supone un aumento considerable en la production de energla, con unos costes de fabrication, instalacion y mantenimiento menores que en los sistemas de dos ejes.
Dentro del sistema de seguimiento de un eje, se pueden clasificar todo tipo de estructuras tales como aquellas que tienen vigas sobre pilares, los que tienen o son del tipo pergola y los que la pergola es atirantada.
En relation concretamente con los sistemas de seguidores de un eje con vigas sobre pilares, presentan la ventaja de obtener una mayor rigidez, lo que permite que los paneles solares sean capaces de recibir cargas de viento elevadas, ademas del peso propio y sobrecarga de nieve.
Igualmente, dentro del sistema de vigas sobre pilares, se pueden agrupar segun el tipo de transmision, en sistema con barra de transmision por empuje este-oeste, sistema con tipo de transmision por engranajes, y segun el tipo de eje de giro de cada fila, tubo de torsion y doble viga.
En este tipo de estructura soporte, los pilares reciben los esfuerzos horizontales en la parte superior, donde se acopla la subestructura donde se fijan los paneles solares, estando empotrados estos pilares por su parte inferior en el terreno, por diversos sistemas de cimentacion (cimentacion con zapata, pila hincada, pilote de hormigon, tornillos, anclaje tipo arbol, etc.). Mention aparte tiene una estructura como pergola con tirantes, pues esta compuesta por una sucesion de pilares itinerantes que se anclan al terreno mediante zapatas de anclaje, con multitud de variantes, aunque ninguna se aplica a un seguidor de un eje multifila.
Normalmente, este tipo de seguidores se disenan para alcanzar un angulo de giro respecto a la horizontal de aproximadamente 45°-55°, debido a que la sombra que se dan unas filas a otras reduce mucho la produccion cuando se supera este valor. Es muy normal que en el sistema de control de movimiento se anada la option de backtracking que consiste en que el seguidor deja de seguir la inclination del sol y se mueve en sentido contrario para evitar las
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sombras entre unas filas y otras. Por otro lado, los seguidores de un eje existentes actualmente, suelen tener dos tipos de transmision, una formada por una viga a modo de empujador, que acciona las vigas de torsion de todas las filas, de manera que por cada fila solo hay una union entre el empujador y la viga de torsion, lo que provoca que los esfuerzos de toda la fila recaigan sobre dicha union, mientras que el otro tipo se basa en un sistema de engranaje que tiene un coste muy elevado y precisa de un mantenimiento continuo.
Otros problemas que presentan los seguidores solares de un solo eje suelen ser los siguientes:
- Las cargas del viento provocan esfuerzos de flexotraccion importantes en la filas soporte, obligando al uso de perfiles metalicos de relativamente elevada seccion, en comparacion a los necesarios para soportar unicamente esfuerzos axiales.
- Las cargas de viento suponen grandes esfuerzos de levantamiento y vuelco, lo que obliga a grandes longitudes de perfil hincadas en el terreno o al uso de otro tipo de cimentaciones antieconomicas.
- Las dos circunstancias anteriores conllevan a estructuras de elevada rigidez y dificultad de montaje, incrementada por las imprecisiones de hincado de perfiles en el terreno.
- En los seguidores de tubo de torsion, la torsion con cargas de viento elevadas conlleva el empleo de perfiles tubulares de elevadas secciones para evitar deflexiones inadmisibles en los modulos fotovoltaicos.
- En los seguidores de doble fila la elevada flexotraccion a las que se ven sometidas las vigas obliga a la reduccion del espaciamiento entre pilas soporte y mecanismo de movimiento.
- Los actuales seguidores del mercado tienen problemas para adaptarse a pendientes del terreno en sentido norte-sur, lo que suele desaconsejar su uso para pendientes del terreno mayores de 3-5% lo que en la practica conlleva a desechar muchos terrenos. Este problema suele ser provocado por los sistemas de rodamiento convencionales para el giro, que provocan que todo el peso de la subestructura superior descanse sobre los rodamientos o cojinetes, sometiendolos a grandes esfuerzos de fatiga.
DESCRIPCION DE LA INVENCION
El sistema de seguimiento solar que se preconiza, ha sido concebido para resolver la problematica anteriormente expuesta, de manera que siendo un sistema de seguimiento solar de un solo eje, del tipo multifila y comprende una serie de alineaciones norte-sur de paneles solares dispuestos sobre una subestructura que pivota sobre una sucesion de pilares, presenta como caracterlstica de novedad el hecho de que estructuralmente se presenta una configuration con poco peso, en relation a las elevadas cargas de viento que puede resistir, respecto a los seguidores que existen actualmente en el mercado.
Asl mismo se ha previsto una novedosa configuracion de cimentacion y anclaje de las pilas, las cuales quedan notablemente aligeradas respecto a las convencionales, en base a la utilization de cables que fijan el movimiento de la cabeza del pilar, recibiendo los esfuerzos de vuelco y arrancamiento de dicho pilar, y cuyos cables quedan anclados al terreno, para permitir situar las pilas de seccion mas esbeltas y menos espaciadas entre si, sin necesidad de ser empotradas en el terreno.
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Ademas, el sistema de transmision de movimiento mediante cabestrantes, cables y poleas, permite reducir los esfuerzos de torsion y por lo tanto poner una subestructura mas ligera que las convencionales.
Otra de las ventajas adicionales de la invencion, son la adaptabilidad del seguidor a pendientes norte-sur del terreno elevadas, as! como una mayor durabilidad y facilidad de mantenimiento de las piezas moviles de giro, permitiendo utilizar perfiles convencionales sin necesidad de cortes, soldaduras despues del galvanizado de las piezas y la elevada precision angular de inclinacion.
Para ello, se ha previsto que los perfiles transversales que participan en la subestructura de la mencion, sean accionados por un sistema de tirantes y poleas, que a su vez son accionados por dos ejes situados a lo largo de la llnea formada por el punto medio de las filas, comunicando el movimiento pivotante de las estructuras horizontal.
En cuanto a los pilares que participan en la estructura del seguidor solar van apoyados sobre zapatas dispuestas en el suelo, cuya superficie de contacto son susceptibles de regularse en altura para adaptarse a la superficie del suelo, estando ademas arriostradas por unos tirantes de acero que a su vez estan anclados en el suelo mediante unas anclas.
Otra caracterlstica de novedad que presenta el sistema de seguimiento solar objeto de la invencion consiste en que los ejes de los cojinetes de las poleas estan atornillados a los propios perfiles transversales en sus dos extremos, y en los pilares atornillados a la base del pilar, permitiendo minimizar la carga en los propios pilares.
Tambien se ha previsto como caracterlstica de novedad el hecho de que el pivotamiento de las vigas transversales sobre los correspondientes pilares, se realiza mediante unas uniones articuladas a base de perfiles tubulares y dos ejes de giro, uno en sentido longitudinal para adaptarse a las inclinaciones del terreno y otro en sentido transversal para realizar el seguimiento de la luz solar, complementandose con unos casquillos estandar de bronce autoengrasante formado por los ejes de los cojinetes donde se acoplan las abrazaderas formadas por los perfiles tubulares y unidas mediante tornillos a las propias vigas transversales.
Otra caracterlstica de novedad es que los tirantes de anclaje estan unidos a la cabeza del pilar correspondiente, por debajo de los modulos fotovoltaicos, formando un angulo con la horizontal que permite el movimiento de la subestructura portante.
Tambien se ha previsto la incorporation de unos tirantes de anclaje secundarios, anclados a la base del pilar para soportar los esfuerzos debidos al sistema de tirantes y poleas del sistema de transmision.
Decir igualmente que las uniones articuladas que forman parte del objeto de la invencion, permiten el giro en el eje longitudinal y transversal, de manera que el seguidor es adaptable a terrenos con elevada pendiente.
Tambien cabe decir que el uso de los dos casquillos cillndricos de bronce estandar que participan en los cojinetes de las uniones articuladas, pueden ser remplazados en caso de necesidad, permitiendo que el seguidor pueda continuar funcionando durante la operation de remplazo.
Por ultimo decir como otra caracterlstica el hecho de que las anclas que se utilizan en el
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anclaje de los tirantes al terreno, presenta una forma que permite la introduction en el terreno mediante hincado, para que al tensar el tirante posteriormente se produzca el giro del ancla, aumentando con ello su resistencia al arrancamiento.
En base a las caracterlsticas referidas, las ventajas que ofrece el sistema de seguimiento solar de la invention, pueden resumirse en las siguientes:
En virtud de los tirantes de anclaje al terreno, el seguidor solar esta posibilitado, mejor dicho ofrece una configuration estructural muy ventajosa respecto de los convencionales.
Concretamente, el seguidor solar de la invencion, tiene un peso de acero alrededor de un 30% menor respecto de un seguidor solar convencional, para una mayor resistencia frente a las cargas de solicitation, incidiendo logicamente en el coste final del seguidor solar.
Esto es posible por la aligeracion de las pilas, debido a la configuracion de cimentacion y anclaje de las mismas, mediante cables que fijan el movimiento de la cabeza del pilar, anclados al terreno, que permite poner pilas de section mas esbelta y menos espaciadas entre si, y sin necesidad de ser empotradas en el terreno. Esta configuracion estructural no es en absoluto obvia, los tirantes en cabeza (por debajo de los paneles fotovoltaicos para no producir sombra) deben tener una inclination entre 45° y 60° para permitir el movimiento del seguidor y a la vez soportar las cargas de vuelco y arrancamiento a las que se ven sometidos los pilares.
La pila del seguidor de la invencion tiene una menor seccion y longitud, lo cual es posible por los anclajes al terreno mediante cables. El menor coste de los cables respecto a los pilares hace posible anclarlos a la profundidad deseada para obtener elevada resistencia de arrancamiento de los anclajes.
El sistema de transmision de movimiento mediante cabestrantes, cables y poleas, que permite reducir los esfuerzos de torsion en la viga principal (contribuyendo al menor coste de estructura descrito en la ventaja 1), a la vez que reducir la potencia necesaria del motor. Este efecto se debe a dos motivos:
a. El sistema de poleas y tirantes disminuye la tension en el cable proporcionalmente a la longitud del brazo dividida por el radio del cabestrante, y tambien proporcionalmente al numero de poleas que se dispongan en cada polipasto.
b. El menor coste de los tirantes y poleas respecto a otros sistemas permite su ubicacion en todas las pilas (de forma que se reparten mejor los esfuerzos), y no solo en las pilas centrales como es habitual.
El seguidor solar tiene la posibilidad de ser adaptable a terrenos con pendientes elevadas
La union articulada (2 ejes de giro, el longitudinal con cojinetes de bronce, y el transversal que queda fijo despues de la instalacion) esta pensada para ser adaptable a pendientes de hasta el 10%.
Esto puede parecer una obviedad, pero la realidad es que los seguidores del mercado no estan preparados para pendientes mayores del 5%, por lo que muchos terrenos deben desecharse por este motivo.
La mayorla de seguidores tienen un sistema de articulation mediante simple eje de giro o
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mediante rotula esferica. Los que son adaptables a pendientes elevadas tienen el problema de que el peso de toda la subestructura superior recae sobre las uniones articuladas, provocando su rapido deterioro.
En el seguidor solar de la invention se preve una subestructura superior flotante, atirantada a los ejes de giro de los pilares mediante cables, evitando el problema descrito.
El tipo de articulation ya referida facilita el mantenimiento al no ser necesario los dos casquillos autoengrasantes a la vez para el funcionamiento del seguidor , y todo ello realizado en perfiles mecanizados estandar, sin necesidad de recurrir a complicadas y costosas piezas de fundicion.
Todos los componentes del seguidor solar son perfiles o componentes estandar, que solo requieren alguna mecanizacion, lo cual reduce ostensiblemente su coste.
Por otro lado, todas las uniones son atornilladas, por lo que no se requieren soldaduras en obra, y por tanto, todas las piezas mantienen su galvanizado de fabrica intacto, evitando posibles puntos debiles de cara a la corrosion de la estructura.
Debido al sistema de poleas y tirantes, la precision de giro se multiplica en razon al brazo de giro divido por el radio del cabestrante, y de la relacion de poleas.
Esto conlleva a una mayor precision de seguimiento angular con unos sensores electronicos mas sencillos.
DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
Para complementar la description que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprension de las caracterlsticas del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realization practica del mismo, se acompana como parte integrante de dicha descripcion, un juego de dibujos en donde con caracter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1. Perspectiva del seguidor solar de la invencion en position inclinada.
Figura 2. Perspectiva del seguidor solar de la invencion en posicion horizontal.
Figura 3. Perspectiva simplificada de una parte de una fila del seguidor solar, donde se pueden apreciar los sistemas de anclaje, movimiento mediante cable y poleas, giro, y colocation de los modulos fotovoltaicos.
Figura 4. Section este-oeste de una parte del Figura 5. Seccion este-oeste de una parte del Figura 6. Detalle de ancla.
Figura 7. Detalle de zapata.
Figura 8. Seccion norte-sur de una parte del seguidor solar en terreno horizontal.
Figura 9. Seccion norte-sur de una parte del seguidor solar en terreno con pendiente.
seguidor solar en posicion horizontal. seguidor solar inclinado.
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Figura 10. Detalle de cabeza de las pilas y union articulada. Figura 11. Detalle de viga transversal y uniones atornilladas. Figura 12. Detalle de fijacion de modulos fotovoltaicos. REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCION
En las figuras 1 y 2 se puede ver la representation del seguidor solar de la invention, en position inclinada y horizontal, respectivamente, compuesto por dos grupos de alineaciones (1) de modulos fotovoltaicos (2). Cada alineacion esta soportada por varios pilares (3), y entre los dos grupos de alineaciones se situan el actuador (4), ejes de transmision (5) y los apoyos adicionales de los ejes (6).
En la figura 3 se representa una parte del seguidor, donde se puede apreciar la subestructura de apoyo de los modulos fotovoltaicos (2), pilares (3), tirantes de fijacion (7) y transmision de movimiento a la subestructura. El pivote de la subestructura para realizar el giro, y poder seguir la luz solar, se controla mediante un sistema de tirantes (8) y poleas (9). Estos tirantes, materializados mediante unos cables convencionales de acero inoxidable u otro tipo de material resistente a la corrosion, de pequeno diametro, aptos para su uso con poleas y con modulo de elasticidad elevado , que tienen una longitud fija, van unidos a ambos lados de la subestructura, con una amortiguador de pocos millmetros de juego. El numero de poleas y tipos de cable son variables, segun las cargas de viento que se consideren para cada caso particular. A su vez, todos los tirantes (8) de cada fila (1) se conectan con dos ejes de transmision centrales (5), que actuan a modo de cabestrantes, de manera que todos los tirantes del lado este son accionados por un eje, y los del lado oeste por el otro eje, en un movimiento sincronizado por el sistema de control del motor del actuador (4). Los ejes de las poleas (9) estan acoplados a las pilas y a las vigas transversales a modo de polipasto, consiguiendo el pivote de las vigas transversales (14), a las que estan unidas las vigas longitudinales (15). Ambos tipos de vigas son perfiles tubulares rectangulares estandar.
La ventaja de este sistema es que, los ejes de transmision centrales son los que reciben los esfuerzos de torsion, pero reducidos en una proportion igual a la relation entre diametro del eje y el radio de giro de la subestructura, y reducidos tambien por la relacion de las poleas, permitiendo que los ejes de transmision centrales sean de un diametro mucho menor que los tubos de torsion de los seguidores convencionales, y a su vez, dar una rigidez a la estructura mucho mayor, con diametros de los cables adecuadamente dimensionados. Con respecto a otros sistemas de transmision con eje auxiliar mediante engranajes, los tirantes tienen menor coste y mayor sencillez de mantenimiento que los engranajes.
En las figuras 4 y 5 se muestra una section este-oeste de dos filas contiguas, en posicion horizontal e inclinada respectivamente, donde se puede apreciar el sistema de cimentacion con zapatas (12) y anclajes al terreno (13). Al contrario que en las cimentaciones convencionales de seguidores fotovoltaicos, donde las resistencias de hundimiento, vuelco y arrancamiento se soportan por un unico elemento de cimentacion (pilas hincadas, zapatas simples o sistemas similares), en el seguidor solar de la invencion, por un lado, la resistencia a hundimiento recae en la zapata (12), y por otro lado, los esfuerzos de arrancamiento y vuelco recaen en los anclajes al terreno (13).
El sistema de anclaje mediante tirantes (7) tiene como novedad que se aplica a una estructura de seguidor solar de un eje multifila y las fuerzas se aplican en la parte alta de las pilas,
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cercano al eje de pivote de la subestructura, pero por debajo de los paneles solares, por lo que se permite el movimiento pero no se producen sombras en los paneles (si los tirantes estuvieran por encima de la parte inferior de los modulos fotovoltaicos, se producirlan sombras inadmisibles para la production de energla solar).
Este sistema de anclaje permite que las pilas soporte no sufran ningun esfuerzo de flexotraccion, y por tanto un dimensionamiento estructural de las mismas mucho mas liviano, a la par que una estructura totalmente rlgida y resistente a las cargas de viento.
En la figura 6 se representa un diseno del anclaje (13), que tiene como innovation el estar compuesto por perfiles conformados estandar, con un diseno estructural adecuado a cargas elevadas. Esta compuesto por un tubular (13’) de section cuadrada (donde se introduce la lanza de hinca) y dos perfiles en L (13’’) que aumentan la superficie de anclaje al terreno.
En la figura 7 se presenta una zapata metalica (12), en la que se puede introducir directamente el pilar. Esta zapata se puede sustituir o complementar con otra de dimensiones similares pero de hormigon armado, para abaratar coste. El ajuste en altura de los pilares puede hacerse con extrema precision con un mortero de nivelacion convencional.
En las figuras 8 y 9 se puede ver una seccion norte-sur de una parte del seguidor en position horizontal, en un terreno completamente horizontal, y en otro terreno con cierta pendiente. Los actuales seguidores solares del mercado presentan dificultades cuando la pendiente del terreno en direction norte-sur supera valores cercanos al 3-5%, por un lado por la imposibilidad de montaje de la estructura con cierta inclination, y por otro lado, porque los rodamientos o cojinetes sufren elevados esfuerzos de fatiga al recaer todo el peso de la subestructura y modulos sobre ellos.
El seguidor solar de la invencion consigue evitar estos problemas mediante una cabeza articulada (20) en la pila con doble giro sobre cojinetes de bronce autoengrasante, que a la vez tiene acoplados unos tirantes de cuelgue (11) en ambos sentidos, de manera que el peso no recae sobre los topes de los cojinetes. Estos tirantes de cuelgue son concentricos con el eje de pivote de la subestructura, por lo que el movimiento de pivote no afecta a la longitud de los cables.
En la figura 10 se muestra un detalle del conjunto de piezas que forman la cabeza articulada (20) de los pilares (3). Los casquillos de bronce autoengrasante (16) son piezas estandarizadas que cubren un eje de acero (17), formando la parte interior de los cojinetes. En caso de ser necesario cambiar alguno de los casquillos de bronce, solo hace falta desaflojar la tuerca de su lado respectivo, e introducir un nuevo casquillo, pudiendo continuar el seguidor en funcionamiento durante la operacion.
En la figura 11 se muestra un detalle de conjunto de piezas que forman las vigas transversales (14), y abrazaderas (18) de los cojinetes, formadas por tubulares de seccion rectangular. Tambien se aprecia la fijacion de vigas transversales (14) y longitudinales (15) mediante union atornillada (19), con un pequeno juego que permite el movimiento en sentido longitudinal de las vigas longitudinales (15), para evitar esfuerzos internos no deseados.
La figura 12 muestra la fijacion mediante un conjunto de brida (21), tornillo (22) y grapa (23) atornillada al perfil longitudinal correspondiente.

Claims (2)

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    50
    REIVINDICACIONES
    1a.- Sistema de cimentacion, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje, materializado en lo que es considerado como un seguidor solar formado por multiples filas (1) de placas solares que incluyen varios modulos fotovoltaicos (2) donde cada fila (1) de placas solares se soporta sobre una subestructura susceptible de pivotar, la cual esta formada por unos perfiles longitudinales (15) y unos perfiles transversales (14) que giran por medio de unas uniones articuladas, y en donde el conjunto del seguidor solar va soportado sobre pilares (3), caracterizado porque los pilares (3) van apoyados sobre unas zapatas (12) en el suelo, siendo su superficie de contacto susceptible de regularse en altura para adaptarse a la superficie del propio suelo, estando dichos pilares (3) arriostrados en cabeza por unos tirantes (7) y que a su vez estan anclados en el terreno mediante unos anclajes (13).
    2a- Sistema de cimentacion, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje, segun reivindicacion 1a, caracterizado porque los perfiles transversales (14) son accionados por medio de un sistema de tirantes (8) y poleas (9) que a su vez son accionadas por dos ejes situados a lo largo de la llnea formada por el punto medio de las filas (1) y que comunican el movimiento pivotante de las estructuras horizontales.
    3a.- Sistema de cimentacion, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje, segun reivindicacion 2a , caracterizado porque los ejes de los cojinetes de las poleas (9) estan atornillados a los perfiles transversales (14) en sus dos extremos, mientras que en los pilares (3) estan atornillados a su base, permitiendo minimizar la carga en los tirantes.
    4a- Sistema de cimentacion, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje, segun reivindicacion 1a, caracterizado porque las vigas transversales (14) van dispuestas con caracter pivotante sobre los pilares (3) mediante uniones articuladas (20), formadas por perfiles tubulares y dos ejes de giro, uno en sentido longitudinal para adaptarse a las inclinaciones del terreno y otro en sentido transversal para realizar el seguimiento de la luz solar, complementandose con casquillos autoengrasantes (16), habiendose previsto que a los ejes, dotados de cojinetes (17), se acoplan unas abrazaderas (18) formadas por perfiles tubulares y unidas mediante tornillos a las propias vigas transversales (14).
    5a - Sistema de cimentacion, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje, segun reivindicacion 1a, caracterizado porque los tirantes de acero (7), como elemento de anclaje para los pilares (3), estan unidos a la cabeza del propio pilar (3) por debajo de los modulos fotovoltaicos (2) formando un angulo con la horizontal que permite el movimiento de la subestructura portante.
    6a.- Sistema de cimentacion, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje, segun reivindicacion 1a, caracterizado porque los tirantes, se incluye ademas unos tirantes de anclaje secundarios a la base del pilar (3), para soportar los esfuerzos debidos al sistema de tirantes (8) y polea (9).
    7a.- Sistema de cimentacion, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje, segun reivindicaciones 1a y 4a, caracterizado porque las uniones articuladas (20) permiten el giro en el eje longitudinal y transversal, posibilitando la adaptation del seguidor a terrenos con elevada pendiente.
    8a.- Sistema de cimentacion, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje, segun reivindicaciones 1a y 4a caracterizado porque uno de los cojinetes de las uniones articuladas (20) permite el uso de dos casquillos cillndricos (6) de bronce estandar, permitiendo ademas el
    remplazamiento individual de estos.
    9a.- Sistema de cimentacion, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje, segun reivindicaciones 1a y 4a caracterizado porque las uniones articuladas (20) estan articuladas en 5 el eje de giro (17) de los cojinetes.
  2. 10.- Sistema de cimentacion, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje, segun reivindicacion 1a, caracterizado porque los anclajes (13) para el anclado de los tirantes (7) sobre el terreno, presentan una configuration que permite la introduction del terreno mediante 10 hincado, de manera que tras el tensado del propio tirante (7) lleva consigo el giro del anclaje (13) correspondiente.
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ITUB20160641A1 (it) * 2016-02-10 2017-08-10 Strukture S R L Una struttura di supporto e movimentazione di collettori fotovoltaici
CN106992748B (zh) * 2017-05-23 2019-07-26 河北大学 自动转角光伏***及自动转角光伏方阵

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007020234A1 (de) * 2007-04-23 2008-10-30 Haticon Gmbh Vorrichtung zur Aufstellung von Solarmodulen
CH699119B1 (de) * 2008-07-14 2012-05-31 Solar Wings Ag Solaranlage.
IT1398598B1 (it) * 2009-03-10 2013-03-08 Dermotricos Srl Sistema di captazione dell'energia solare
JP5437029B2 (ja) * 2009-11-18 2014-03-12 フジプレアム株式会社 太陽光発電装置の設置構造
KR101184425B1 (ko) * 2012-04-26 2012-09-20 이성주 태양광 발전용 추적장치
CN202975823U (zh) * 2012-08-20 2013-06-05 王晶慧 绳索牵引式太阳跟踪装置

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