ITBZ20080036A1 - TRACKER DEVICE TO ORIENT MANIFOLDS, ABSORBERS, REFLECTORS, CONCENTRATORS OR PHOTOVOLTAIC MODULES ACCORDING TO THE POSITION OF THE SUN. - Google Patents

Description

Dispositivo inseguitore per orientare collettori, assorbitori, riflettori, concentratori o moduli fotovoltaici secondo la posizione del sole Tracking device to orient collectors, absorbers, reflectors, concentrators or photovoltaic modules according to the position of the sun

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo inseguitore per orientare collettori, assorbitori, riflettori, concentratori o moduli fotovoltaici secondo la posizione del sole secondo la parte classificante della rivendicazione 1. The present invention relates to a tracking device for orienting collectors, absorbers, reflectors, concentrators or photovoltaic modules according to the position of the sun according to the classifying part of claim 1.

Stato della tecnica State of the art

Sono noti i cosiddetti sistemi di inseguimento o di orientamento per collettori solari e moduli fotovoltaici. So-called tracking or orientation systems for solar collectors and photovoltaic modules are known.

Questi hanno il compito di formare sia una struttura portante robusta e stabile al vento per i collettori, sia anche per ottenere una insolazione il più possibile perpendicolare ai collettori durante il giorno. These have the task of forming both a robust and wind-stable load-bearing structure for the collectors, and also to obtain an insolation as perpendicular as possible to the collectors during the day.

Sono noti principalmente due sistemi: Two main systems are known:

Un primo gruppo che copre l'andamento del giorno, venendo fatto ruotare una o più superfici portanti per i collettori attorno ad un asse orientato nella maggior parte dei casi in direzione nord-sud. Questo asse à ̈ rigidamente fissato e nella maggior parte dei casi sotto una inclinazione ottimizzata per la resa annuale. Questi sistemi presentano generalmente una struttura robusta e semplice, esistono più appoggi ampiamente distanziati tra loro e il comando à ̈ costituito da un impianto elettromeccanico singolo che può essere regolato nel principio anche tramite un semplice temporizzatore. A first group that covers the trend of the day, by being made to rotate one or more bearing surfaces for the collectors around an axis oriented in most cases in a north-south direction. This axis is rigidly fixed and in most cases under an optimized inclination for annual yield. These systems generally have a sturdy and simple structure, there are several supports widely spaced between them and the command is made up of a single electromechanical system that can be adjusted in principle also by means of a simple timer.

Un secondo gruppo dei sistemi inseguitori non copre soltanto l'andamento nel giorno, ma anche l<'>andamento solare durante le stagioni, per cui viene ottenuta una resa annuale leggermente maggiore che spesso giustifica l'onere tecnico supplementare di questi sistemi. Questi sistemi sono realizzati con due assi comandabili che devono essere pilotati di regola combinati, quindi sono soggetti ad un comando più oneroso. La struttura nella maggior parte dei casi à ̈ costituita da una struttura portante per i collettori e da un elemento intermedio simile ad uno snodo a crociera che à ̈ sostenuto a sua volta da un montante. Per via degli alti carichi da vento il collegamento tra struttura per i pannelli ed il montante à ̈ realizzato molto massiccio e quindi costoso. A causa della immissione centrale dei carichi la base deve essere realizzata parimenti massiccia. Nel caso dei sistemi del secondo gruppo si ricorre occasionalmente ad un movimento meccanicamente accoppiato di entrambi gli assi e ad una eventuale riregolazione a mano delle variazioni della posizione del sole nell'arco dell'anno, però nonostante la riduzione ad un comando, queste soluzioni risultano in genere sostanzialmente più complesse rispetto ai sistemi inseguitori del primo gruppo. A second group of tracker systems not only covers the trend over the day, but also the solar trend over the seasons, resulting in a slightly higher annual yield which often justifies the additional technical burden of these systems. These systems are made with two controllable axes which must be piloted as a rule combined, therefore they are subject to a more onerous command. The structure in most cases consists of a supporting structure for the manifolds and an intermediate element similar to a cross joint which is in turn supported by an upright. Due to the high wind loads, the connection between the structure for the panels and the upright is made very solid and therefore expensive. Due to the central loading of the loads, the base must be built equally massive. In the case of the systems of the second group, a mechanically coupled movement of both axes is occasionally used and a possible manual re-adjustment of the variations in the position of the sun over the course of the year, however, despite the reduction to a command, these solutions are generally substantially more complex than the tracker systems of the first group.

Dallo sviluppo attuale del mercato emerge che in particolare in zone con maggiore insolazione entrambi i suddetti gruppi sono analogamente concorrenziali rispetto a soluzioni ad installazione fissa. The current development of the market shows that, in particular in areas with greater insolation, both the aforementioned groups are similarly competitive with respect to fixed installation solutions.

Scopo Scope

L'invenzione si prefigge quindi lo scopo di riunire i vantaggi di entrambi i suddetti sistemi inseguitori, quindi di realizzare un sistema inseguitore che da un lato raggiunge uno sfruttamento del sole paragonabile ad un sistema a due assi, dall'altro lato sia economico, semplice e robusto come il sistema ad un solo asse, inoltre come questo generi ridotti carichi di ancoraggio sul terreno, permetta un comando semplice e comporti un basso onere di manutenzione. The invention therefore has the purpose of combining the advantages of both of the aforementioned tracker systems, therefore of realizing a tracker system that on the one hand achieves an exploitation of the sun comparable to a two-axis system, on the other hand it is economical, simple and as robust as the single-axis system, moreover, as this generates reduced anchoring loads on the ground, allows simple operation and involves a low maintenance effort.

Secondo l'invenzione questo scopo viene raggiunto da un sistema inseguitore indicato nella rivendicazione 1. According to the invention, this object is achieved by a tracker system indicated in claim 1.

La disposizione dei moduli solari proposta su un supporto principale, che da un lato à ̈ sostenuto a snodo sferico ossia ad articolazione spaziale da un elemento di appoggio e dall'altro lato à ̈ sostenuto tramite un supporto supplementare, fissato ad esso mediante uno snodo ad asse ovvero un’articolazione assiale, il quale a sua volta si appoggia mediante un ulteriore snodo sferico ovvero articolazione sferica su un secondo appoggio, comporta il vantaggio che questa unità à ̈ regolabile intorno all'asse principale, formata da entrambi i punti di appoggio con soltanto un unico azionatore durante l'andamento del giorno, analogamente ad un sistema ad un solo asse. The arrangement of the solar modules proposed on a main support, which on one side is supported by a spherical joint that is spatially articulated by a support element and on the other side is supported by an additional support, fixed to it by means of an articulated joint. axis or an axial joint, which in turn rests by means of a further ball joint or spherical joint on a second support, has the advantage that this unit is adjustable around the main axis, formed by both support points with only a single actuator during the course of the day, similar to a single axis system.

In aggiunta attraverso una regolazione sullo snodo ad asse proposto fra supporto principale e quello supplementare può avvenire una variazione della inclinazione delle superfici del collettore e quindi un adattamento alla posizione solare durante le stagioni . In addition, through an adjustment on the proposed axis joint between the main support and the supplementary one, it is possible to change the inclination of the collector surfaces and therefore an adaptation to the solar position during the seasons.

E' sensato disporre i punti di appoggio in direzione nord-sud. Poiché nel caso della regolazione nell'arco dell'anno tramite lo snodo assiale fra supporto principale e quello supplementare à ̈ richiesta una variazione di distanza fra i punti di appoggio, à ̈ vantaggioso realizzare uno dei due appoggi, spostabile in direzione verso l'altro. It makes sense to arrange the support points in a north-south direction. Since in the case of adjustment throughout the year through the axial joint between the main support and the supplementary one, a variation in the distance between the support points is required, it is advantageous to make one of the two supports, which can be moved in the direction of the other.

L'elemento di appoggio, su cui à ̈ sostenuto il supporto principale, à ̈ quindi collegato con la base tramite uno snodo assiale ovvero articolazione ad asse che si trova trasversalmente alla linea di collegamento di entrambi i punti di appoggio. The support element, on which the main support is supported, is therefore connected to the base by means of an axial joint or axis joint which is located transversely to the connection line of both support points.

Questo elemento di appoggio secondo l'invenzione può essere realizzato in modo particolarmente semplice da due supporti che sono collegati alla base rispettivamente allo snodo assiale e si incontrano approssimativamente in corrispondenza del punto di articolazione al supporto principale. This support element according to the invention can be made in a particularly simple way by two supports which are connected to the base respectively to the axial joint and meet approximately at the point of articulation to the main support.

E' quindi vantaggioso che l<'>asse dello snodo fra supporto principale e quello supplementare si trovi nel piano dei moduli solari e inoltre perpendicolarmente alla linea collegante di entrambi i punti di appoggio, in quanto in questa maniera viene raggiunta la massima variazione di inclinazione. It is therefore advantageous that the axis of the joint between the main support and the supplementary one is in the plane of the solar modules and also perpendicular to the connecting line of both support points, since in this way the maximum variation of inclination is achieved. .

Per raggiungere la necessaria distanza dei moduli dal suolo, Ã ̈ opportuna una disposizione con supporto principale che si trova dietro al supporto supplementare rispetto alla traiettoria media del sole. To achieve the necessary distance of the modules from the ground, an arrangement with the main support behind the additional support with respect to the average trajectory of the sun is advisable.

E' vantaggioso che con una lunghezza sufficientemente grande del supporto supplementare si possa rinunciare ad una sostanziale elevazione dal suolo del punto di appoggio anteriore, per cui à ̈ resa minima l'immissione di momenti sul suolo. It is advantageous that with a sufficiently large length of the additional support it is possible to dispense with a substantial elevation of the front support point from the ground, so that the introduction of moments on the ground is minimized.

Per tenere in modo il più possibile semplice il sistema, à ̈ sensato effettuare la rotazione del supporto supplementare rispetto al supporto principale, e quindi l'inseguimento della posizione del sole durante le stagioni, a mano in uno o più passi . To keep the system as simple as possible, it makes sense to rotate the supplementary support with respect to the main support, and then follow the position of the sun during the seasons, by hand in one or more steps.

E' sensato che l'asse principale venga azionato per mezzo di un servomotore lineare che à ̈ collegato ad entrambi i lati a snodo sferico rispettivamente ad un braccio del supporto principale e all'incastellatura di sostegno posteriore. It makes sense that the main axis is operated by means of a linear servomotor which is connected to both sides with ball joint respectively to a main support arm and to the rear support frame.

Un azionamento dell’asse principale à ̈ alternativamente possibile anche per mezzo di un ingranaggio, ove un motore a pignone, fissato al telaio principale, si svolge su un settore dentato fissato all'incastellatura di sostegno posteriore. E<'>evidentemente possibile cambiare le posizioni tra settore dentato e motore. An actuation of the main axis is alternatively also possible by means of a gear, where a pinion motor, fixed to the main frame, takes place on a toothed sector fixed to the rear support frame. It is obviously possible to change the positions between the toothed sector and the motor.

Una ulteriore alternativa à ̈ una trasmissione a fune, ove le estremità della fune sono fissati a bracci opposti solidali al supporto principale e vicini all'appoggio di quest’ultimo. L'azionamento elettromeccanico può avvenire tramite una puleggia fissata all'elemento di supporto. Poiché in questo caso a seconda della posizione sono da compensare variazioni della lunghezza della fune à ̈ sensato compensare queste tramite un tensionamento delle pulegge motrici. A further alternative is a cable transmission, where the ends of the cable are fixed to opposite arms integral with the main support and close to the support of the latter. The electromechanical actuation can take place by means of a pulley fixed to the support element. Since in this case, depending on the position, variations in the length of the rope have to be compensated for, it makes sense to compensate for these by tensioning the driving pulleys.

Un ulteriore vantaggio à ̈ costituito secondo l'invenzione dalla disposizione a cerniera dei bracci verso il supporto principale, per cui i moduli solari possono essere ripiegati premontati per i I trasporto . A further advantage is constituted according to the invention by the hinged arrangement of the arms towards the main support, so that the solar modules can be folded pre-assembled for transport.

Un ulteriore vantaggio dell'inseguimento secondo l'invenzione si sviluppa con l'impiego di una molteplicità di questi dispositivi. In tale caso una serie di dispositivi possono essere collegati tramite mezzi tiranti e mossi con un unico servomotore nell'arco del giorno. A further advantage of the tracking according to the invention develops with the use of a multiplicity of these devices. In this case, a series of devices can be connected by means of tie rods and moved with a single servomotor during the day.

Ulteriori caratteristiche risultano dalle rivendicazioni e dalla seguente descrizione di una preferita forma di realizzazione rappresentata nel disegno allegato in cui Further characteristics result from the claims and from the following description of a preferred embodiment shown in the attached drawing in which

la Figura 1 rappresenta una vista prospettica schematica di un dispositivo inseguitore per orientare collettori, assorbitori, riflettori, concentratori o moduli fotovoltaici secondo la posizione del sole secondo l’invenzione, in una prima forma di realizzazione e la Figura 2 mostra una vista prospettica schematica come la Figura 1, però di una seconda forma di realizzazione del dispositivo secondo l’invenzione Figure 1 represents a schematic perspective view of a tracking device for orienting collectors, absorbers, reflectors, concentrators or photovoltaic modules according to the position of the sun according to the invention, in a first embodiment and Figure 2 shows a schematic perspective view like Figure 1, however, of a second embodiment of the device according to the invention

Nella Figura 1 un dispositivo inseguitore 1 per orientare collettori, assorbitori, riflettori, concentratori o moduli fotovoltaici, secondo la posizione del sole, Ã ̈ costituito da un supporto principale 2, a cui sono fissati bracci 3 che portano collettori, assorbitori, riflettori o moduli fotovoltaici 4. In Figure 1, a tracking device 1 for orienting collectors, absorbers, reflectors, concentrators or photovoltaic modules, according to the position of the sun, consists of a main support 2, to which arms 3 are fixed which carry collectors, absorbers, reflectors or modules photovoltaic 4.

Secondo l’invenzione il supporto principale 1 da un lato à ̈ fissato tramite uno snodo sferico 5 ad una incastellatura di sostegno 6 che a sua volta à ̈ sostenuta tramite un asse di rotazione 7 a punti di ancoraggio 8 e 9 al terreno 10, dall'altro lato à ̈ collegato tramite un asse di rotazione 11 con un supporto supplementare 12 che à ̈ sostenuto a sua volta tramite un ulteriore snodo sferico 13 ad un ulteriore punto di ancoraggio 14 al terreno. According to the invention, the main support 1 on one side is fixed by means of a spherical joint 5 to a support frame 6 which in turn is supported by a rotation axis 7 at anchor points 8 and 9 to the ground 10, on the other hand it is connected by means of a rotation axis 11 with an additional support 12 which is in turn supported by means of a further spherical joint 13 to a further anchoring point 14 to the ground.

Preferibilmente il movimento di rotazione attorno all'asse di rotazione 1) Ã ̈ comandato e mantenuto tramite un meccanismo 16. Preferably, the rotation movement around the rotation axis 1) is controlled and maintained by means of a mechanism 16.

Secondo una variante il movimento di rotazione del supporto principale 2 attorno allo snodo sferico 5 Ã ̈ comandato e tenuto tramite un meccanismo 16. According to a variant, the rotation movement of the main support 2 around the ball joint 5 is controlled and held by means of a mechanism 16.

In modo speciale il movimento di rotazione del supporto principale 2 attorno allo snodo sferico 5 Ã ̈ comandato e tenuto tramite un motore a viti 17 elettromeccanico. In a special way, the rotation movement of the main support 2 around the ball joint 5 is controlled and held by means of an electromechanical screw motor 17.

In particolare il movimento di rotazione del supporto principale 2 attorno allo snodo pieno 5 viene comandato e tenuto tramite una trasmissione a fune. La trasmissione a fune à ̈ fissata alle sue estremità ai bracci 14, mentre la puleggia per fune viene tesa tramite un sistema a leve da una molla. In particular, the rotation movement of the main support 2 around the solid joint 5 is controlled and held by means of a cable transmission. The cable drive is fixed at its ends to the arms 14, while the cable pulley is tensioned by means of a lever system from a spring.

In una forma di realizzazione l'incastellatura di sostegno à ̈ costituita da due supporti 23 e 24 che sono disposti a forma di A e sono sostenuti ad articolazione ai punti di ancoraggio 8 e 9 e si incontrano nella zona dello snodo pieno 5. In one embodiment, the support frame consists of two supports 23 and 24 which are arranged in the shape of A and are supported by articulation at the anchor points 8 and 9 and meet in the area of the solid joint 5.

In modo vantaggioso i punti di articolazione 5 e 13 sono disposti ampiamente in direzione nord-sud. Advantageously, the pivot points 5 and 13 are widely arranged in a north-south direction.

Vantaggiosamente l'asse di rotazione 11 si trova ampiamente nel piano dei collettori 4 ed à ̈ disposto trasversalmente alla congiungente dei punti di articolazione 5 e 13. Advantageously, the rotation axis 11 lies widely in the plane of the manifolds 4 and is arranged transversely to the junction of the articulation points 5 and 13.

Preferibilmente i bracci 3 sono fissati articolati attorno ad un asse 25 disposto parallelamente all'asse portante del supporto principale 2 al supporto principale 2. Preferably, the arms 3 are fixed and articulated around an axis 25 arranged parallel to the bearing axis of the main support 2 to the main support 2.

Vantaggiosamente la rotazione dei bracci viene bloccata tramite un meccanismo 26. Advantageously, the rotation of the arms is blocked by means of a mechanism 26.

Nella Figura 2 à ̈ rappresentata una variante in cui parti uguali alla forma di realizzazione precedentemente descritta sono dotate degli stessi numeri di riferimento. Nel presente caso il movimento di rotazione del supporto principale 2 attorno allo snodo sferico 5 non à ̈ più comandato e tenuto tramite un motore a viti 17 elettromeccanico, ma per mezzo di un ingranaggio 19, ove un motore a pignone, fissato al telaio principale, ingrana attraverso il detto ingranaggio con un settore dentato 18 fissato all'incastellatura di sostegno posteriore. Figure 2 shows a variant in which parts identical to the previously described embodiment are provided with the same reference numbers. In the present case, the rotation movement of the main support 2 around the ball joint 5 is no longer controlled and held by an electromechanical screw motor 17, but by means of a gear 19, where a pinion motor, fixed to the main frame, it meshes through said gear with a toothed sector 18 fixed to the rear support frame.

Claims (10)

R I V E N D I C A Z I O N I 1. Dispositivo inseguitore (1) per orientare collettori, assorbitori, riflettori, concentratori o moduli fotovoltaici, secondo la posizione del sole, costituito da un supporto principale (2), a cui sono fissati i bracci (3) che portano i collettori, assorbitori, riflettori o moduli fotovoltaici (4), caratterizzato dal fatto che il supporto principale à ̈ fissato tramite uno snodo (5) ad una incastellatura di sostegno (6) che à ̈ a sua volta sostenuta tramite un asse di rotazione (7) ai punti di ancoraggio (8) e (9) al terreno (10), dall'altro lato à ̈ collegato tramite uno snodo (11) con un supporto supplementare (12) che à ̈ sostenuto a sua volta tramite un ulteriore snodo (13) ad un ulteriore punto di ancoraggio (14) al terreno. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Tracking device (1) to orient collectors, absorbers, reflectors, concentrators or photovoltaic modules, according to the position of the sun, consisting of a main support (2), to which the arms (3) that carry the collectors, absorbers are fixed , reflectors or photovoltaic modules (4), characterized by the fact that the main support is fixed by a joint (5) to a support frame (6) which is in turn supported by a rotation axis (7) at the points anchor (8) and (9) to the ground (10), on the other side it is connected by means of a joint (11) with an additional support (12) which is supported in turn by means of a further joint (13) to an additional anchor point (14) to the ground. 2. Dispositivo inseguitore (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il movimento di rotazione attorno uno snodo (11) à ̈ comandato e mantenuto tramite un meccanismo (15). Tracking device (1) according to claim 1, characterized in that the rotational movement around a joint (11) is controlled and maintained by means of a mechanism (15). 3. Dispositivo inseguitore (1) secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il movimento di rotazione del supporto principale (2) attorno allo snodo pieno (5) à ̈ comandato e tenuto tramite un meccanismo (16). Tracking device (1) according to claim 2, characterized in that the rotational movement of the main support (2) around the solid joint (5) is controlled and held by a mechanism (16). 4. Dispositivo inseguitore (1) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il movimento di rotazione del supporto principale (2) attorno allo snodo pieno (5) à ̈ comandato e tenuto tramite un motore a viti o lineare (17) elettromeccanico. Tracking device (1) according to claim 3, characterized in that the rotational movement of the main support (2) around the solid joint (5) is controlled and held by means of an electromechanical screw or linear motor (17). 5. Dispositivo inseguitore (1) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il movimento di rotazione del supporto principale (2) attorno allo snodo (5) viene comandato e tenuto tramite un accoppiamento a ruota dentata tra un settore dentato (18) ed un motoriduttore con pignone (19) fissati rispettivamente al supporto principale (2) ed alla incastellatura di sostegno, o viceversa. 5. Tracking device (1) according to claim 3, characterized in that the rotational movement of the main support (2) around the joint (5) is controlled and held by means of a toothed wheel coupling between a toothed sector (18) and a gearmotor with pinion (19) fixed respectively to the main support (2) and to the support frame, or vice versa. 6. Dispositivo inseguitore (1) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il movimento di rotazione del supporto principale (2) attorno allo snodo (5) viene comandato e tenuto tramite una trasmissione a fune, la trasmissione a fune essendo fissata alle sue estremità ai bracci (14), mentre la puleggia per fune viene tesa tramite un sistema a leve da una molla. 6. Tracking device (1) according to claim 3, characterized in that the rotational movement of the main support (2) around the joint (5) is controlled and held by means of a cable transmission, the cable transmission being fixed to its extremities to the arms (14), while the pulley for rope is stretched by means of a lever system from a spring. 7. Dispositivo inseguitore (1) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che l'incastellatura di sostegno à ̈ costituita da due supporti (23) e (24) che sono disposti a forma di A e sono sostenuti ad articolazione ai punti di ancoraggio (8) e (9) e si incontrano nella zona dello snodo (5). 7. Tracking device (1) according to claim 3, characterized in that the supporting frame is constituted by two supports (23) and (24) which are arranged in the shape of A and are supported by articulation at the anchor points (8) and (9) and meet in the joint area (5). 8. Dispositivo inseguitore (1) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che i punti di articolazione (5) e (13) sono disposti prevalentemente in direzione nord-sud. Tracking device (1) according to claim 3, characterized in that the pivot points (5) and (13) are arranged predominantly in a north-south direction. 9. Dispositivo inseguitore (1) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che lo snodo (11) à ̈ costituito da un asse di rotazione che si trova prevalentemente nel piano dei collettori (4) ed à ̈ disposto trasversalmente alla congiungente dei punti di articolazione (5) e (13). 9. Tracking device (1) according to claim 3, characterized in that the joint (11) is constituted by a rotation axis which is mainly located in the collector plane (4) and is arranged transversely to the junction of the points of joint (5) and (13). 10. Dispositivo inseguitore (1) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che i bracci (3) sono fissati articolati attorno ad un asse (25) disposto parallelamente all'asse portante del supporto principale (2) al supporto principale (2) e vengono bloccati nella rotazione tramite un meccanismo (26).10. Tracking device (1) according to claim 3, characterized in that the arms (3) are fixed and articulated around an axis (25) arranged parallel to the bearing axis of the main support (2) to the main support (2) and they are locked in rotation by a mechanism (26).