ES2955228T3 - Estera solar - Google Patents
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Abstract
Una estera solar para instalación en un lago de montaña, que comprende una pluralidad de elementos flotantes, estando configurado cada uno de los elementos flotantes para soportar cargas mientras flota en la superficie del lago y resistir fuerzas provenientes de al menos otro de los elementos flotantes o de factores ambientales. influencia; uno o más paneles fotovoltaicos montados sobre cada uno de los elementos de la pluralidad de elementos flotantes, mediante respectivamente una estructura de soporte configurada para separar los paneles fotovoltaicos de la superficie del agua a una altura predeterminada, elegida para evitar el contacto con el agua y de modo que la nieve que pueda entrar en contacto con un panel fotovoltaico pueda caer fácilmente del panel para su retirada sin acumularse delante de los paneles; un inversor y un transformador; una estructura flotante definida para soportar el inversor y el transformador; medios de conexión articulada que conectan los elementos de la pluralidad de elementos flotantes y la estructura flotante definida entre ellos en una matriz para constituir la estera solar. Los medios de conexión articulados están configurados además de manera que los elementos flotantes se colocan en el suelo en el fondo del lago adaptándose a la topografía del lago cuando el lago está sustancialmente vacío de agua. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Estera solar
Campo técnico de la invención
La invención está en el campo de las centrales de energía solar conseguida por superficies de células fotovoltaicas dispuestas por encima de una superficie de agua.
Técnica anterior
Se conoce que se despliega una red de elementos fotovoltaicos flotantes en medio acuático. Este tipo de despliegue permite, en concreto, mitigar la falta de terrenos que presenten una superficie suficiente y, en particular, el coste de estos terrenos.
La publicación del documento europeo EP 2.535.259 B1 describe una red de este tipo en la que elementos fotovoltaicos flotantes están conectados entre sí por medio de al menos un cable, comprendiendo cada elemento flotante una boya y una superficie fotovoltaica fijada encima. Las superficies fotovoltaicas pivotan alrededor de un eje no vertical y los elementos fotovoltaicos flotantes pueden ponerse sobre elementos de amarre fijos instalados sobre un fondo de cubeta. La red incluye elementos de regulación de la longitud de los cables.
Ya existen realizaciones de red solar flotante de grandes tamaños en Japón, en Gran Bretaña, en Francia, en Malasia, etc., pero únicamente en regiones donde el clima es templado. A principios de 2017, no se habían instalado en el mundo menos de 63 MWp (megavatio pico) de solar flotante. La concretización de un proyecto solar en medio alpino promete rendimientos incrementados con respecto a las regiones donde el clima es templado.
La presente invención propone una alternativa de realización que permite una puesta simplificada de la red sobre un lago de montaña, así como una realización globalmente más económica.
Sumario de la invención
En un primer aspecto, la invención está definida por la reivindicación 1 y propone una estera solar para instalación sobre un lago de montaña, que comprende una pluralidad de elementos flotantes, estando cada uno de los elementos flotantes configurado para soportar cargas flotando sobre la superficie del lago y resistir fuerzas que provienen al menos de otro de los elementos flotantes o de influencia ambiental; uno o varios paneles fotovoltaicos montado(s) sobre cada uno de los elementos de la pluralidad de elementos flotantes, por medio respectivamente de una estructura de soporte configurada para separar los paneles fotovoltaicos de la superficie del agua en una altura predeterminada, elegida para evitar el contacto con el agua y para que nieve que entraría potencialmente en contacto con un panel fotovoltaico pueda caer fácilmente del panel para evacuación sin acumularse delante de los paneles; un inversor y un transformador; una estructura flotante determinada para soportar el inversor y el transformador; medios de conexión articulados que conectan los elementos de la pluralidad de los elementos flotantes y la estructura flotante determinada entre sí en matriz, con el fin de constituir la estera solar. Los medios de conexión articulados están configurados, además, con el fin de que los elementos flotantes se pongan en el suelo del fondo del lago coincidiendo con la topografía de este cuando el lago está en esencia vacío de agua.
En un modo de realización preferido, la estructura de soporte comprende un marco superior portante configurado para permanecer en todo momento por fuera del agua del lago y para acomodar y llevar el o los paneles fotovoltaicos.
En también un modo de realización preferido, los medios de conexión articulados están configurados para conectar los elementos flotantes por sujeciones sobre los marcos superiores, que permite, de este modo, evitar cualquier atrapamiento en hielo en caso de congelación del agua del lago.
En también un modo de realización preferido, el marco superior está configurado para mantener el o los paneles solares a al menos 1,5 m por encima del elemento flotante.
En también un modo de realización preferido, el marco superior comprende una estructura de aluminio.
Según la invención, los medios de conexión comprenden cables principales, cables secundarios y boyas intermedias, estando los cables secundarios configurados para mantener los elementos flotantes y la estructura flotante determinada en sus posiciones relativas entre sí, estando los cables principales configurados para sostener los cables secundarios y fijar la estera solar a medios de anclaje situados en esencia sobre el borde del lago, estando las boyas intermedias configuradas para sostener los cables principales y mantenerlos por encima de la superficie del agua.
En también un modo de realización preferido, las boyas intermedias están situadas en zona periférica de la estera solar.
En también un modo de realización preferido, cada uno de los elementos flotantes comprende una estructura constituida por al menos una de las materias de la lista que comprende el acero, el polietileno, el aluminio.
En también un modo de realización preferido, cada uno de los elementos flotantes comprende una estructura hueca,
estando esta estructura hueca vacía.
En también un modo de realización preferido, la estructura hueca está llena de una espuma dispuesta para evitar que el elemento flotante se llene de agua en caso de una brecha en la estructura hueca.
En también un modo de realización preferido, cada elemento flotante comprende un flotador hecho en una pieza o por una pluralidad de piezas y que describe una forma de circunferencia de octógono.
En también un modo de realización preferido, la estera solar comprende, además, medios de anclaje configurados para sujetar uno o varios elementos flotantes sobre el borde del lago.
En también un modo de realización preferido, al menos uno de los medios de conexión incluye una cadena, teniendo la cadena una masa determinada.
En un segundo aspecto, la invención propone un procedimiento de instalación de una estera solar sobre un lago de montaña según uno de los modos de realización descritos más arriba. El proceso comprende una retirada de al menos una base de anclaje en el suelo para la estera solar, en un lugar correspondiente al borde del lago cuando el lago está lleno a un nivel de 2/3 del nivel máximo; un montaje para cada base de anclaje de un cable sujeto en uno de sus extremos a la base de anclaje y el extremo opuesto previsto para sujetarse a un elemento flotante de la estera solar, teniendo el cable una longitud configurada, por una parte, para asegurar al menos un mantenimiento en una primera posición determinada de la estera solar cuando un nivel de agua del lago está al mínimo y, por otra parte, para asegurar un mantenimiento en una segunda posición determinada de la estera solar cuando el nivel de agua del lago es máximo, estando, entonces, el cable en extensión; y para cada cable y cuando el nivel de agua del lago es sustancialmente superior al nivel mínimo, sujetar un elemento flotante al cable.
En también un modo de realización preferido, previamente a la etapa de retirada, el suelo del lago está seco o reseco.
Breve descripción de las figuras
La invención se comprenderá mejor a la vista de la descripción detallada de modos de realización preferidos de la invención y con referencia a los dibujos, en los que
la figura 1 contiene un ensamblaje de tres esteras de 81 flotadores dispuestos en un sitio natural según un ejemplo de realización preferido de la invención;
las figuras 2A a 2D ilustran esquemática y respectivamente flotadores o elementos flotantes según varios ejemplos de realizaciones preferidas de la invención;
la figura 3 muestra dos ejemplos de planos de esteras de flotadores: el ejemplo A se entiende sin efecto del viento, el ejemplo B con efecto del viento;
la figura 4 ilustra la posición de una estera de flotadores en función del nivel de agua de un lago sobre el que se dispone la estera;
la figura 5 ilustra una boya de flotador en dos casos de figura de flotación;
la figura 6 ilustra un ejemplo de realización de la estera solar con medios de conexión que comprenden cables principales, cables secundarios y boyas intermedias según la invención;
la figura 7 ilustra un ejemplo de elemento flotante que lleva paneles fotovoltaicos; y
la figura 8 ilustra un ejemplo de estructura flotante determinada para soportar un inversor y un transformador en una estera solar según la invención.
Las referencias utilizadas para designar estructuras en las figuras serán las mismas de una figura a la otra si la estructura en cuestión es la misma o de misma naturaleza.
Descripción detallada de modos de realización preferidos de la invención
La invención se refiere a una estera solar flotante para instalación sobre un lago de montaña y a un procedimiento de instalación de una estera solar flotante de este tipo sobre el lago de montaña. La estera flotante está diseñada para resistir las restricciones de un lago de montaña en medio alpino — viento, nieve, espesor de hielo en la superficie del lago en invierno, en concreto, variaciones importantes del nivel de agua en caso de un lago de presa, variaciones importantes de temperaturas... La estera solar comprende un número de elementos flotantes que se pueden poner en el suelo cuando el lago está vacío.
Introducción
La energía fotovoltaica está llamada a contribuir al objetivo de producción de electricidad y de calor que se tiene como propósito en el marco de estrategias energéticas que tienen como propósito aumentar las partes de producción de
energía renovable.
Además, la energía fotovoltaica contribuye a una reducción de las emisiones anuales de CO2 :
- la producción de un kilovatio hora de electricidad solar en Suiza emite típicamente 42 g de CO2 equivalente. Estas cifras toman en cuenta la fabricación y la eliminación del sistema fotovoltaico entero;
- a título de comparación, una central de gas visualiza emisiones de cerca de 452 g, mientras que una central de lignito genera incluso 1.347 g de ello. El mix eléctrico europeo emite 552 g de CO2 equivalente por kilovatio hora (Fuente: Servicios ESU 2013: Life Cycle Inventories of Electrical Mixes and Grid (PDF), Inventarios de Ciclo de Vida de Mezclas Eléctricas y Red (PDF));
- por lo tanto, la electricidad solar genera casi 13 veces menos emisiones de gas de efecto invernadero que el mix eléctrico europeo y aporta una contribución importante a la protección del clima.
Un ejemplo de proyecto de estera flotante está en transcurso de realización en Suiza, en la presa des Toules y tiene como propósito una potencia de 420 kWp (capacidad de instalar 1.400 paneles FV de una dimensión de 1.600 mm x 1.000 mm). La Presa se encuentra en un medio alpino, lo que confiere, en concreto, las siguientes ventajas para el proyecto:
- Aumento de la producción de energía y, por lo tanto, de la rentabilidad del proyecto. Las pruebas llevadas a cabo sobre el terreno durante cuatro años gracias a una instalación piloto han permitido demostrar que la tecnología fotovoltaica bifacial permite una producción un 50 % más importante con respecto a una producción de un panel FV monofacial en llanura. Con la tecnología bifacial, lo producible solar en el lago des Toules está cercano a lo del sur de España o del norte de Marruecos con una tecnología fotovoltaica no bifacial. En altitud, la producción fotovoltaica es más importante en comparación con la llanura, gracias a los siguientes fenómenos:
- el índice UV es más importante;
- los efectos Albedo (reflexión del sol sobre una superficie) de la nieve, del hielo y del agua son más elevados que los de un techo o de la hierba; y
- las temperaturas son más frías.
- Producción continua e importante a todo lo largo del año. La producción invernal (de octubre a marzo inclusive) alcanza, incluso rebasa el 40 % de la producción anual para la tecnología fotovoltaica bifacial. Es importante, igualmente, señalar que la producción mensual es casi constante del mes de marzo al mes de septiembre inclusive. Esto se debe, principalmente, a la reflexión de la nieve durante los meses donde los días son más cortos.
- Limitación de los impactos sobre el medio ambiente. Esto se verifica, en particular, para el Lago des Toules, debido al estado artificial de este lago de presa — esto también puede ser cierto para otros lagos de presa:
- las fluctuaciones del nivel de las aguas no permiten el desarrollo de una vegetación ribereña de valor ni la instalación de especies de fauna o de flora particulares;
- la turbidez del lago y su baja temperatura frenan naturalmente el desarrollo del zoo y fitoplancton, de donde un impacto limitado sobre la fauna ictícola;
- el aspecto paisajístico del sitio es poco natural;
- las instalaciones de construcción y el empalme eléctrico pueden realizarse sin impactos particulares sobre el medio ambiente; y
- la instalación se pone en el suelo como media durante 6 meses por año (entre enero y junio).
- Facilidad de distribución de la energía producida aprovechando instalaciones existentes vinculadas a la presa. - Coherencia territorial al nivel de las actividades ya presentes en el sitio. El lago ya desempeña un papel hidroeléctrico y con la estera solar se hace un centro único de producción multienergía (hidroeléctrica y fotovoltaica), con ventajas en términos de:
- complementariedad de las energías renovables;
- impactos ambientales concentrados en una zona; y
- sinergia al nivel del empale a la red eléctrica.
Para cualquier estera solar a poner sobre un lago de presa, el empalme del sistema flotante puede hacerse a la red de distribución existente al nivel de la presa.
Un ejemplo de las condiciones ambientales a las que puede estar sometida una estera flotante para lago de montaña, se da por los parámetros del Lago des Toules:
- temperaturas: de -25 °C a 30 °C;
- espesor de la nieve sobre los paneles FV antes de su evacuación: 50 cm
- espesor máximo del hielo del lago: aprox. 60 cm
- velocidad del viento: ráfagas de hasta 120 km/h
- variación del nivel del lago: 62 m como máximo en los últimos 10 años.
Descripción general
El principio de base de la invención es tener, para un lago de montaña, una multitud de elementos flotantes portantes de paneles fotovoltaicos que estarán conectados entre sí, con el fin de crear una estera solar. En un ejemplo de realización que estaría cercano al del lago des Toules aludido más arriba, cada elemento flotador recibe 40 paneles fotovoltaicos de 1,6 m2 de superficie de cada uno.
Un lago de montaña, además de las condiciones ambientales ya aludidas, también se caracteriza, en general, por un fondo con una topografía más bien irregular que incluye eventualmente rocas y/o agujeros. El fondo puede estar constituido, además, por dos laderas de montañas que forman al mismo tiempo los bordes del lago de montaña. Llegado el caso, puede ser necesario habilitar el fondo del lago haciéndolo más plano, lo que podría hacerse por obras preferentemente cuando el lago está reseco. El carácter más bien plano del fondo permitiría facilitar que los elementos flotantes se pongan encima sin volcarse cuando el lago se vacía de su agua. El carácter plano del fondo no implica de ninguna manera que el fondo no tenga pendiente.
Otro aspecto específico de la invención es que al menos un elemento de la estera flotante está diseñado para soportar en flotación uno o varios inversores y uno o varios transformadores para hacer un primer procesamiento de la corriente producida por los paneles fotovoltaicos. En vista del peso y de la densidad específica de la carga a hacer flotar, esto requiere una estructura flotante determinada que puede diferir de los elementos flotantes anteriormente citados. El anclaje de la estera solar se hace sobre los bordes del lago, a 2/3 del nivel máximo del agua del lago y no sobre el fondo del lago por oposición a ciertos sistemas de la técnica anterior.
Estera solar
La invención propone, por ejemplo, una estera solar 100 para instalación sobre un lago de montaña, tal como la ilustrada en la figura 1.
La estera solar 100 comprende una pluralidad de elementos flotantes 101 y uno o varios paneles fotovoltaicos (no ilustrados explícitamente en la figura 1) montado(s) sobre cada uno de la pluralidad de los elementos flotantes 101. La estera solar 100 comprende, además, un inversor y un transformador (no ilustrados explícitamente en la figura 1) montados sobre una estructura flotante determinada 102.
Los elementos flotantes 101 de la pluralidad de los elementos flotantes y la estructura flotante determinada 102 están conectados entre sí en al menos una matriz 104 por medios de conexión articulados 103. En el ejemplo ilustrado en la figura 1,4 matrices 104 son visibles por entero o en parte. El número de matrices 104 se puede ajustar en función, por ejemplo, del tamaño del lago. La organización por matrices restringidas 104 de elementos flotantes 101 sirve, igualmente, al objetivo de resistir mejor el viento y para facilitar el cuidado gracias a un mejor acceso a los elementos flotantes una vez instalados. El efecto de resistencia al viento se ilustra en la figura 3, que muestra dos ejemplos de planos de esteras de flotadores, en cuyo ejemplo A se entiende sin efecto del viento, el ejemplo B con efecto del viento. Es bien visible que en el ejemplo B a pesar de la deformación de las matrices 104 de un rectángulo en el ejemplo A con una figura con bordes curvados en el ejemplo B, los elementos flotantes 101 permanecen posicionados en matriz y están bien separados de un elemento a otro.
Los medios de conexión articulados 103 están configurados con el fin de que los elementos flotantes 101 estén puestos en el suelo del fondo del lago coincidiendo con la topografía de este (no representado en la figura 1 cuando el lago está en esencia vacío de agua. Muy evidentemente, esto vale también para la estructura flotante determinada 102 y se discutirá durante la explicación de la figura 4 más adelante a lo largo de la descripción.
Cada uno de los elementos flotantes 101 está configurado para soportar cargas flotando sobre la superficie del lago (no representado en la figura 1) y resistir fuerzas (no representadas en la figura 1) que provienen al menos de otro de los elementos flotantes o de influencia ambiental (no representada en la figura 1). La resistencia está asegurada, por una parte, por la construcción en sí de los elementos flotantes 101, pero también por los medios de conexión articulados 103 que permiten mantener, por una parte, los elementos flotantes 101 y la estructura flotante determinada
102 a distancias mínimas cuando el viento o la pendiente del fondo de lago (no representada en la figura 1) imponen movimientos relativos entre estos.
La figura 2A ilustra un ejemplo de elemento flotante 101 configurado para soportar cargas flotando.
Cada elemento flotante 101 está dimensionado para soportar uno o varios paneles fotovoltaicos 700 montado(s) sobre él, como se ilustra en el ejemplo de la figura 7.
Los paneles fotovoltaicos 700 están montados sobre el elemento flotante 101 por medio de una estructura de soporte 200 configurada para separar los paneles fotovoltaicos 700 de la superficie del agua (no representada en la figura 7 o la figura 2A) en una altura predeterminada cuando el elemento flotante flota sobre el agua. Esta altura predeterminada se elige para evitar el contacto con el agua y para que nieve que entraría potencialmente en contacto con un panel fotovoltaico durante un período de precipitaciones, por ejemplo, pueda caer fácilmente del panel para evacuación sin acumularse delante de los paneles ocultándolos. Un experto en la materia comprenderá cómodamente que esta altura debe adaptarse a las condiciones climáticas de nevada del lugar. La estructura de soporte 200 ilustrada en la figura 2A incluye un número de barras montadas entre sí de manera conocida. Se pueden considerar otras estructuras de soporte con geometrías adaptadas.
Volviendo a la figura 1 y a la figura 8, la estera solar comprende, además, el inversor y el transformador ya aludidos más arriba y representados en la figura 8 con las referencias 800 y 801 respectivamente. Estos están soportados por la estructura flotante determinada 102, cuyo un ejemplo de realización se ilustra en la figura 8.
Estructura de soporte
En un modo de realización preferido de la estera solar según la invención, la estructura de soporte 200 comprende un marco superior portante 201 configurado para permanecer en todo momento por fuera del agua del lago y para acomodar y llevar el o los paneles fotovoltaicos (no ilustrado en las figuras 2A y 2B). Un marco superior de este tipo 201 se ilustra, por ejemplo, en la figura 2A o en la figura 2B, pero también en la figura 7 con paneles fotovoltaicos montados sobre el marco. El marco superior es una estructura de barras fijadas entre sí para obtener un marco ligero y sólido, de altura suficiente para que la parte alta del marco superior siempre esté por fuera del agua del lago. La figura 2C ilustra un corte transversal de un elemento flotante, que descansa en la superficie del agua. La referencia "Estructura Alta" corresponde al marco superior 201 ya introducido anteriormente.
En otro modo de realización preferido de la estera solar según la invención, los medios de conexión articulados están configurados para conectar los elementos flotantes por sujeciones sobre los marcos superiores, que permite, de este modo, evitar cualquier atrapamiento en hielo en caso de congelación del agua del lago. Exactamente, y con referencia a la figura 2C, estas sujeciones se posicionarían sobre los bordes de la Estructura Alta. La figura 2D ilustra un corte transversal del elemento flotante de la figura 2C, salvo que, en el presente documento, el elemento flotante descansa sobre el hielo. Se muestra bien que los flotadores han subido a la superficie del hielo en lugar de estar atrapados en el hielo. Al mismo tiempo, se comprende que un medio articulado que habría estado sujeto a la estructura alta por sujeciones posicionadas sobre los bordes de la Estructura Alta (sujeciones y medios de conexión no ilustrados en las figuras 2C y 2D) tampoco estaría atrapado en el hielo debido justamente a la posición elevada con respecto al hielo. En otro modo de realización preferido de la estera solar según la invención, el marco superior está configurado para mantener el o los paneles solares a al menos 1,5 m por encima del elemento flotante.
En otro modo de realización preferido de la estera solar según la invención, el marco superior comprende una estructura de aluminio. Este metal aporta un buen compromiso de rigidez y peso. El experto en la materia puede considerar y seleccionar, igualmente, otros materiales no nombrados en el presente documento.
Los medios de conexión
Según la invención, e ilustrado en la figura 6, los medios de conexión 103 comprenden
- cables principales 600,
- cables secundarios 601 y
- boyas intermedias 602.
Los cables secundarios 601 están configurados para mantener los elementos flotantes 101 y la estructura flotante determinada 102 en sus posiciones relativas entre sí.
Los cables principales 600 están configurados para sostener los cables secundarios 601 y fijar la estera solar 104 a medios de anclaje 603 situados en esencia sobre el borde del lago (borde y lago no representados en la figura 6). Las boyas intermedias 602 están configuradas para sostener los cables principales 600 y mantenerlos por encima de la superficie del agua (superficie del agua no representada en la figura 6).
Por consiguiente, la estera solar 104 está conectada por cables a las boyas intermedias 602, que, ellas mismas, están ancladas a los bordes de la cubeta con la ayuda de los cables principales 600.
En un modo de realización preferido, los cables principales 600 tienen una masa que se manifiesta tal como se ilustra en la figura 4, donde se muestra la situación de la estera solar para 3 niveles de agua del lago de montaña.
Preferentemente, los puntos de anclaje 603 sobre los bordes del lago se sitúan en esencia a dos tercios de alto de la altura máxima del lago en la ubicación del anclaje.
En la figura 4, es bien visible que sea el que sea el nivel de llenado del lago, es decir, nivel completo para la ilustración de la parte de encima, nivel lleno dos tercios para la ilustración del medio y nivel vacío para la ilustración de la parte de abajo, los cables principales 600 mantienen la estera solar 104 en su lugar respecto al suelo. Esto se debe, en concreto, a la masa de los cables que, en este caso, es equivalente a la izquierda y a la derecha de la estera para mantener una fuerza constante hacia el borde del lago a cada lado de la estera.
Preferentemente, las boyas intermedias 602 están situadas en zona periférica de la estera solar.
Aparte del modo de realización de la figura 4, para otro modo de realización se indica que el peso del cable no desempeña un papel en el posicionamiento de la estera solar — el posicionamiento se hace más bien por la elección de una longitud adaptada de los cables.
Los elementos flotantes
Las figuras 2A y 2B ilustran dos modos de realización de los elementos flotantes: en la figura 2A una boya de forma octogonal 203 constituye un elemento de flotación, mientras que en la figura 2B se muestra que tiene 8 elementos de flotación cilíndricos 204 dispuestos en forma de octógono. El modo de realización de la figura 2B tiene la ventaja de que la fabricación de elementos separados de forma cilíndrica es más fácil que la fabricación de un elemento octogonal. Por lo demás, el transporte de los elementos cilíndricos también resulta más fácil que el de la forma octogonal. Las formas cilíndricas individuales se pueden ensamblar debajo de la estructura de soporte en el lugar de la superficie de agua y, en última instancia, producen un efecto de flotación comparable al obtenido con el elemento octogonal de una sola pieza.
En un modo de realización preferido, cada uno de los elementos flotantes, cilíndrico u octogonal, comprende una estructura hueca, estando esta estructura hueca vacía.
En también otro modo de realización, la estructura hueca está llena de una espuma dispuesta para evitar que el elemento flotante se llene de agua en caso de una brecha en la estructura hueca.
La figura 5 ilustra un ejemplo de flotador en vista de sección en dos situaciones de flotación.
Esta figura demuestra el calado normal de la estructura flotante cuando esta flota en el lago. Igualmente, se representa el calado máximo admisible. Este nunca se debe rebasar, bajo riesgo de que la estructura flotante se hunda o esté atrapada en el hielo. Se han tomado en cuenta las restricciones y cargas externas, con el fin de que esto no se produzca.
Instalación y montaje
Para la instalación y el montaje de una estructura de estera solar flotante, conviene proceder como se describe más abajo.
1. Obras de ingeniería civil necesarias:
a. Plan del fondo del lago donde se instalará la estructura flotante;
b. Realización de dos zonas logísticas: La primera para la descarga de los elementos que vienen en camión de las plantas de producción y el montaje final de cada elemento flotante. La segunda estará reservada, por su parte, a la puesta en el agua de cada elemento flotante;
c. Se realizará, igualmente, una vía de acceso entre estas dos zonas logísticas (si es posible, consolidación de una vía existente);
d. Se realizarán, igualmente, pequeños lugares de construcción provisionales en la proximidad de los bloques de anclajes;
e. Realización de los anclajes;
f. Excavaciones necesarias para el empalme eléctrico a la red.
Todas estas obras de ingeniería civil deben realizarse de manera prioritaria. Los puntos a- y e- deben realizarse cuando el nivel del lago está bajo.
2. Montaje de cada elemento flotante en tierra con todos los paneles fotovoltaicos, igualmente;
3. Instalación de las boyas externas y tendido de cables entre los anclajes y las boyas, con el fin de "tejer la tela externa", a hacer cuando el nivel de agua alcanza el nivel de los anclajes;
4. Transporte uno a uno de los elementos flotantes entre las dos zonas logísticas;
5. Puesta en el agua progresiva de todos estos elementos flotantes cuando el nivel de agua está alto, por grúa; 6. Puesta en "estera" de todos estos elementos flotantes;
7. Puesta en el agua de la estructura flotante con el inversor y el transformador e integración de esta en la estera; 8. Acometida eléctrica de los elementos flotantes entre sí hasta el inversor;
9. Acometida eléctrica entre el inversor y el transformador, luego empalme a la red eléctrica
10. Reacondicionamiento de las superficies logísticas provisionales creadas.
De este modo, según otro aspecto, la invención propone un procedimiento de instalación de una estera solar sobre un lago de montaña. Este procedimiento prevé una retirada de al menos una base de anclaje en el suelo para la estera solar, en un lugar correspondiente al borde del lago cuando el lago está lleno en esencia a dos tercios del nivel máximo. A continuación, prevé un montaje para cada base de anclaje de un cable sujeto en uno de sus extremos a la base de anclaje y el extremo opuesto previsto para estar sujeto a un elemento flotante de la estera solar. El cable tiene una longitud configurada, por una parte, para asegurar al menos un mantenimiento en una primera posición determinada de la estera solar cuando un nivel de agua del lago está al mínimo y, por otra parte, para asegurar un mantenimiento en una segunda posición determinada de la estera solar cuando el nivel de agua del lago es máximo, estando, entonces, el cable en extensión. Para cada cable y cuando el nivel de agua del lago es sustancialmente superior al nivel mínimo, está previsto sujetar un elemento flotante al cable.
Preferentemente, de manera previa a la etapa de retirada, el suelo del lago está seco o reseco.
Algunas ventajas
De entre las numerosas ventajas inherentes a la invención, se destacan las siguientes ventajas.
La estera solar según la invención permite evitar cualquier sistema de amarre que implique uno o varios elementos de sujeción en el fondo del lago de montaña o medios de acoplamiento de los elementos flotantes a los elementos de sujeción en el fondo del lago y, por lo tanto, es, en concreto, más sencillo y más económico de colocar sobre el lago de montaña. La estera solar según la invención también evita, además, cualquier sistema de ajuste, como órganos de regulación de la longitud del cable, lo que hace el sistema menos sujeto a averías, pero también más económico de realizar.
Claims (13)
1. Una estera solar (100) para instalación sobre un lago de montaña, que comprende
una pluralidad de elementos flotantes (101), estando cada uno de los elementos flotantes (101) configurado para soportar cargas flotando sobre la superficie del lago y resistir fuerzas que provienen al menos de otro de los elementos flotantes (101) o de influencia ambiental;
uno o varios paneles fotovoltaicos montado(s) sobre cada uno de los elementos de la pluralidad de elementos flotantes (101), por medio respectivamente de una estructura de soporte (200) configurada para separar los paneles fotovoltaicos de la superficie del agua en una altura predeterminada, elegida para evitar el contacto con el agua y para que nieve que entraría potencialmente en contacto con un panel fotovoltaico pueda caer fácilmente del panel para evacuación sin acumularse delante de los paneles;
un inversor y un transformador;
una estructura flotante determinada (102) para soportar el inversor y el transformador;
medios de conexión articulados (103) que conectan los elementos de la pluralidad de los elementos flotantes (101) y la estructura flotante determinada (102) entre sí en matriz (104), con el fin de constituir la estera solar (100); y medios de anclaje (603);
comprendiendo los medios de conexión articulados cables principales (600), cables secundarios (601) y boyas intermedias (602);
estando los cables secundarios (601) configurados para mantener los elementos flotantes (101) y la estructura flotante determinada (102) en sus posiciones relativas entre sí;
estando los cables principales (600) configurados para sostener los cables secundarios (601) y fijar la estera solar (100) a medios de anclaje (603) situados en esencia sobre el borde del lago;
estando las boyas intermedias (602) configuradas para sostener los cables principales (600) y mantenerlos por encima de la superficie del agua;
estando los medios de conexión articulados (103) configurados, además, con el fin de que los elementos flotantes (101) se pongan en el suelo del fondo del lago coincidiendo con la topografía de este cuando el lago está en esencia vacío de agua;
estando la estera solar (100) conectada, además, a las boyas intermedias (602) por los cables secundarios (601), estando las boyas intermedias (602) conectadas a los medios de anclaje (603) por los cables principales (600).
2. La estera solar (100) de la reivindicación 1, en la que la estructura de soporte (200) comprende un marco superior portante (201) para mantener el o los paneles fotovoltaicos a al menos 1,5 m por encima del elemento flotante (101), estando el marco superior portante (201) configurado para permanecer en todo momento por fuera del agua del lago.
3. La estera solar (100) de la reivindicación 2, en la que los medios de conexión articulados (103) están configurados para conectar los elementos flotantes (101) por sujeciones sobre los marcos superiores, que permite, de este modo, evitar cualquier atrapamiento en hielo en caso de congelación del agua del lago.
4. La estera solar (100) de la reivindicación 2, en la que el marco superior (201) comprende una estructura de aluminio.
5. La estera solar (100) de la reivindicación 1, en la que las boyas intermedias (602) están situadas en zona periférica de la estera solar (100).
6. La estera solar (100) de la reivindicación 1, en la que cada uno de los elementos flotantes (101) comprende una estructura constituida por al menos una de las materias de la lista que comprende el acero, el polietileno, el aluminio.
7. La estera solar (100) de la reivindicación 1, en la que cada uno de los elementos flotantes (101) comprende una estructura hueca, estando esta estructura hueca vacía.
8. La estera solar (100) de la reivindicación 7, en la que la estructura hueca está llena de una espuma dispuesta para evitar que el elemento flotante (101) se llene de agua en caso de una brecha en la estructura hueca.
9. La estera solar (100) de una de las reivindicaciones 1,7 y 8, en la que cada elemento flotante (101) comprende un flotador hecho en una pieza o por una pluralidad de piezas y que describe una forma de circunferencia de octógono (203).
10. La estera solar (100) de la reivindicación 1, que comprende, además, medios de anclaje (603) configurados para sujetar uno o varios elementos flotantes (101) sobre el borde del lago.
11. La estera solar (100) de la reivindicación 1, en la que al menos uno de los medios de conexión incluye una cadena, teniendo la cadena una masa determinada.
12. Un procedimiento de instalación de una estera solar (100) sobre un lago de montaña según una de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende:
una retirada de al menos una base de anclaje en el suelo para la estera solar (100), en un lugar correspondiente al borde del lago cuando el lago está lleno a un nivel de 2/3 del nivel máximo;
un montaje para cada base de anclaje de un cable sujeto en uno de sus extremos a la base de anclaje y el extremo opuesto previsto para estar sujeto a un elemento flotante (101) de la estera solar (100), teniendo el cable una longitud configurada, por una parte, para asegurar al menos un mantenimiento en una primera posición determinada de la estera solar (100) cuando un nivel de agua del lago está al mínimo y, por otra parte, para asegurar un mantenimiento en una segunda posición determinada de la estera solar (100) cuando el nivel de agua del lago es máximo, estando, entonces, el cable en extensión;
para cada cable y cuando el nivel de agua del lago es sustancialmente superior al nivel mínimo, sujetar un elemento flotante (101) a la cadena.
13. El procedimiento de instalación de la reivindicación 12, en el que, previamente a la etapa de retirada, el suelo del lago está seco o reseco.
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