WO2021079020A1

WO2021079020A1 - Seguidor solar horizontal

Info

Publication number: WO2021079020A1
Application number: PCT/ES2020/070641
Authority: WO
Inventors: Álvaro ACHAERANDIO FERNÁNDEZ; Andrés JIMÉNEZ DE LA CRUZ; Francisco SERRANO PIRIS
Original assignee: Ktrsolar Tech, S.L.
Priority date: 2019-10-25
Filing date: 2020-10-22
Publication date: 2021-04-29
Also published as: BR112022007722A2; EP4050794A1; CN114586277A; US11990861B2; EP4050794B1; CL2022001027A1; ES2821623B2; US20220376650A1; ZA202204865B; ES2821623A1; AU2020370014A1

Abstract

Seguidor solar (1) horizontal con una configuración que asegura la transmisión del movimiento de giro generado por el elemento de accionamiento a la viga de rotación y al mecanismo de biela-manivela, evita posibles roturas y debilitamientos en las zonas de unión y es fácil de trasportar. Comprende al menos una viga de rotación anterior (3) y al menos una viga de rotación posterior (12) que tienen posibilidad de giro, unidas mediante un mecanismo de biela-manivela (4). Un conjunto de accionamiento (2) genera el movimiento de giro en un elemento móvil (22). La viga de rotación anterior (3) dispone de un primer sector de unión (31) acopladle al elemento móvil (22) y el mecanismo de biela-manivela (4) comprende una porción tubular (42) que abraza a la viga de rotación (3) y un segundo sector de unión (43) acopladle al elemento móvil (22).

Description

SEGUIDOR SOLAR HORIZONTAL

DESCRIPCIÓN

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un seguidor solar horizontal destinado a orientar paneles solares posicionados en al menos dos filas, donde un elemento de accionamiento genera un movimiento de rotación sobre al menos una viga de rotación anterior vinculada a unos paneles solares y sobre un mecanismo de biela-manivela, que transmite el movimiento de rotación a al menos una viga de rotación posterior, vinculada a otros paneles solares, orientándolos según un eje horizontal.

Más en particular la invención trata de un seguidor solar con una configuración que asegura la transmisión del movimiento de giro generado por el elemento de accionamiento a la viga de rotación y al mecanismo de biela-manivela, evita posibles roturas y debilitamientos en las zonas de unión y es fácil de trasportar.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Son conocidos en el estado de la técnica seguidores solares que permiten la rotación de los paneles solares orientando su posición en función de la trayectoria del sol, pivotando alrededor de un eje horizontal norte-sur. La tendencia en la arquitectura de las instalaciones de este tipo es disponer dos filas de paneles solares paralelas, que se unen por un mecanismo de biela- manivela.

La generación del movimiento de giro se realiza por un elemento de accionamiento, normalmente mediante un motor, situado en la primera fila de paneles solares o independiente de las filas. A este dispositivo accionador está unida una viga de rotación que transmite el movimiento de giro a los paneles solares de la primera fila. Para transmitir el movimiento de giro de la primera fila a la segunda fila se utilizan unas vigas de transmisión o brazos que están unidos a ambas filas. El tipo de unión que se emplea para unir los brazos a la viga de rotación anterior es una abrazadera, que abraza la viga de transmisión, con una pieza superior que se fija al resto de la viga de transmisión mediante elementos de unión mecánicos. El problema asociado a este tipo de unión es que debido a los movimientos giratorios repetitivos y la incidencia del viento que tienen que soportar las abrazaderas, estas pueden presentar una alta tendencia a la deformación y al deterioro.

En este sentido, la solución de abrazadera, condiciona que, por el tramo de viga a torsión desde la abrazadera hasta el dispositivo accionador, viaje la energía mecánica correspondiente a dos semi filas de paneles de paneles solares, pudiendo presentar una concentración de tensiones.

Por otra parte, tanto la viga de rotación anterior como las abrazaderas y sus elementos de unión tienen tolerancias de fabricación y esta ventana de holgura puede producir que en el apriete de la abrazadera supere su límite elástico y se cizalle o deforme.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención trata de solucionar algunos de los problemas mencionados en el estado de la técnica.

Más concretamente, la presente invención se refiere a un seguidor solar horizontal, que comprende al menos una viga de rotación anterior y al menos una viga de rotación posterior que tienen posibilidad de giro, unidas mediante un mecanismo de biela-manivela. El seguidor solar comprende asimismo un conjunto de accionamiento, que comprende a su vez un soporte fijo, un cuerpo fijado al soporte, al menos un elemento móvil que tiene posibilidad de movimiento respecto del cuerpo, sobre el que se acopla una de las vigas de rotación anterior y un motor adyacente al cuerpo que genera un movimiento sobre el elemento móvil.

El mecanismo de biela-manivela comprende un primer tramo de transmisión asociado a la viga de rotación posterior y al menos un segundo tramo de transmisión que comprende un brazo asociado a la viga de rotación anterior. Un extremo de la viga de rotación anterior dispone de un primer sector de unión acoplable al elemento móvil. El segundo tramo de transmisión comprende adicionalmente una porción tubular unida ortogonalmente al brazo que abraza a la viga de rotación en situación de montaje, así como comprende un segundo sector de unión vinculado a un extremo de la porción tubular, que es acoplable al primer sector de unión y al elemento móvil.

Así, en el montaje del seguidor la viga de rotación anterior es introducida por la porción tubular del mecanismo de biela-manivela de modo que la porción tubular abraza parcialmente a la viga de rotación. Una vez introducida, el primer sector de unión y el segundo sector de unión quedan acoplados al elemento móvil. El conjunto de accionamiento puede comprender un motor del tipo rotativo o uno del tipo lineal. El movimiento generado por el motor sobre el elemento móvil es preferentemente un movimiento de giro permitiendo la rotación del elemento móvil o al menos alguna de sus partes respecto del cuerpo.

En una situación de montaje, se consigue una transmisión del movimiento de giro directamente desde el elemento móvil a la viga de rotación anterior y al mecanismo de biela- manivela, minimizando las pérdidas de transmisión de la carga mecánica. El mecanismo de biela-manivela al estar vinculado a la viga de rotación posterior mediante un primer tramo de transmisión, trasmite el movimiento de giro a la viga de rotación posterior.

Preferiblemente, el primer sector de unión es una primera brida y el segundo sector de unión es una segunda brida y el primer sector de unión queda retenido entre el elemento móvil y el segundo sector de unión. Las bridas permiten que el acople de los sectores al elemento móvil sea mayor, ya que la superficie que tienen las vigas en contacto con el cuerpo móvil es elevada. La primera brida puede comprender unos primeros agujeros, la segunda brida puede comprender unos segundos agujeros y el elemento móvil puede comprender unos alojamientos, donde los alojamientos están configurados para quedar enfrentados a los primeros agujeros y a los segundos agujeros en una situación de montaje. Así, en una situación de montaje los agujeros quedan coaxiales entre ellos y respecto los alojamientos, pudiendo introducir unos medios de unión por estos agujeros hasta los alojamientos, por ejemplo, tornillos.

La unión del primer sector de unión y el segundo sector de unión con el elemento móvil puede ser alternativamente mediante la introducción de los sectores de unión en una cavidad del elemento móvil, de modo que la viga de rotación anterior y la porción tubular quedan retenidos en el elemento móvil. En otro ejemplo, el primer sector de unión y el segundo sector de unión puede tener una forma complementaria al elemento móvil de manera que se refuerza la unión entre ellas, siendo los sectores de unión de forma de disco y la cavidad de forma cilindrica.

De esta manera, la energía mecánica debida al viento, de la fila que no contiene el dispositivo accionador, le llega a éste directamente, sin tener que pasar por la viga de rotación anterior.

Preferentemente, la porción tubular puede ser una única pieza que abraza a la viga de rotación anterior sin necesidad de elementos de unión mecánicos adicionales de modo que las posibles roturas se minimizan, la viga de rotación queda enhebrada en la porción tubular. Entre la posición tubular y la viga de rotación puede existir una pequeña holgura que posibilita la inserción de la viga de rotación en la porción tubular. Alternativamente, la porción tubular puede comprender dos sectores, un sector que abraza la viga por una zona inferior y un sector superior que abraza la viga por una zona superior, de modo que son necesarios elementos de unión para vincular ambos sectores y los sectores pueden tener unas segundas cavidades pasantes por las que se introducen dichos elementos de unión. El brazo puede estar unido a al menos un sector mediante soldadura o mediante elementos de unión adicionales.

Preferentemente, el elemento móvil puede ser un elemento tubular que puede comprender dos extremos y al menos uno de sus extremos puede comprender una corona que tiene posibilidad de un movimiento de rotación conjuntamente con el elemento móvil respecto del cuerpo. Se entiende como corona los sectores laterales que limitan por uno y otro lado el elemento móvil y que pueden quedar vinculados a uno de los sectores de unión en una situación de montaje, cuando los sectores de unión son preferentemente bridas. Así, el movimiento generado por el motor sobre el elemento móvil es un movimiento de rotación, que hace girar la corona y consecuentemente el mecanismo de biela-manivela y la viga de rotación anterior, ya que la corona está unida a estas. Esta configuración es especialmente ventajosa cuando el conjunto de accionamiento se comporta como un actuador rotativo y los sectores de unión son bridas, estando el primer sector de unión y el segundo sector de unión unidos preferentemente a dicha corona.

Adicionalmente, el elemento móvil puede estar situado a una distancia del exterior del cuerpo en dirección de la viga de rotación anterior en una situación de montaje mayor a la suma del grosor del primer sector de unión y el segundo sector de unión de modo que el primer sector de unión y el segundo sector de unión quedan situados completamente en el interior del cuerpo en una situación de montaje. De esta forma los sectores de unión quedan alojados en el interior del cuerpo, protegiendo la unión.

Alternativamente el elemento móvil puede comprender al menos una viga perfilada y un sector de trasmisión, vinculados y con posibilidad de movimiento entre ellos. Como en los actuadores lineales, el sector de trasmisión puede ser un elemento al que el motor transmite un movimiento y este, teniendo posibilidad de giro, transmite a su vez este movimiento a la viga que esta acoplada a los sectores de unión de modo que genera un movimiento de giro en estos. La viga puede ser alternativamente plana y no perfilada. Alternativamente, la sección trasversal interna de la porción tubular puede presentar unas dimensiones ligeramente superiores a la sección trasversal de la viga de rotación anterior y pueden presentar formas complementarias.

El elemento móvil se puede extender atravesando todo el cuerpo fijo, así como puede disponer de dos vigas de rotación anteriores, cada una de ellas asociadas a cada lado del cuerpo móvil, así como puede disponer de dos primeros tramos de transmisión. Así se trasmite el movimiento generado por el elemento del motor a una viga de rotación anterior adicional, con lo que se amplía el alcance del movimiento de giro y mediante el primer tramo de transmisión adicional se refuerza la transmisión de energía mecánica a la viga de rotación posterior.

La viga de rotación anterior y la viga de transmisión pueden ser de un material metálico. El material debe ser adecuado para soportar los esfuerzos mecánicos al que están sometidas las vigas. Adicionalmente, el mecanismo de biela-manivela puede comprender unos refuerzos que se extienden desde el brazo a la porción tubular, reforzando la porción tubular para que no se dañe ante los esfuerzos mecánicos.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva una primera realización de un seguidor horizontal en una situación de montaje.

Figura 2.- Muestra una vista en perspectiva una segunda realización de un seguidor solar en una situación intermedia de montaje.

Figura 3.- Muestra una vista en detalle una segunda realización de un seguidor solar en una situación de montaje.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

La figura 1 muestra una vista en perspectiva de una primera realización de un seguidor solar (1) destinado a orientar unos paneles solares distribuidos en dos filas (8,9), con una primera fila (8) y una segunda fila (9). El seguidor solar (1), está dotado de un conjunto de accionamiento (2), dos vigas de rotación anteriores (3) en la primera fila (8) encargadas de transmitir el movimiento de giro a unos paneles solares unidos a ellas y un mecanismo de biela-manivela (4) asociado a ellas encargado de trasmitir el movimiento de giro a una viga de rotación posterior (12) de la segunda fila (9).

Preferentemente, el conjunto de accionamiento (2) comprende un cuerpo (21) fijado a un soporte (11) que comprende un elemento móvil (22) que en la realización mostrada se extiende por el interior de todo el cuerpo atravesándolo parcialmente y un motor (23) que genera un movimiento de giro sobre el elemento móvil (22).

Como se ha mencionado las vigas de rotación anteriores (3) son las encargadas de trasmitir el movimiento de giro a los paneles solares unidos a la misma, no mostrados en la figura y cada una de ellas está asociada al elemento móvil (22). El encargado de la transmisión del movimiento de giro de la primera fila (8) a la segunda fila (9) del seguidor solar es el mecanismo de biela-manivela (4), asociado asimismo a la viga de rotación posterior (12) como a la viga de rotación anterior (3).

El mecanismo de biela-manivela (4) comprende un primer tramo de transmisión (5), asociado a la viga de rotación posterior (12) y dos segundos tramos de transmisión (6), donde cada uno comprende un brazo (41) asociado a la viga de rotación anterior (3) y una porción tubular (42) unida ortogonalmente al brazo (41) que abraza a la viga de rotación anterior (3). En esta primera realización, a cada lado del elemento móvil dos vigas de rotación anterior (3) y dos segundos tramos de transmisión (6). Las vigas de rotación (3,12) están soportadas además mediante pilares de apoyo que disponen de un soporte giratorio que permite su giro, no mostrados en las figuras.

La figura 2 muestra una vista en perspectiva de una segunda realización de un seguidor solar horizontal (1) una situación intermedia de montaje. El seguidor solar (1) comprende un elemento móvil (22) que se extiende dentro del cuerpo (21) hasta las proximidades de uno de los lados del cuerpo (21) y el elemento móvil (22) está dotado de una única corona (7) en un extremo. El elemento móvil (22) es una pieza cilindrica alojada dentro del cuerpo (21) y comprende preferentemente una corona (7) que es un sector que se extienden en cada lateral del elemento móvil (22) en dirección perpendicular a la viga de rotación anterior (3). El motor (23) está adyacente al cuerpo (21) protegido por una carcasa y unido a un tornillo sin fin que hace girar el elemento móvil (22) vinculado a las coronas (7), no mostrada en las figuras. Se aprecia asimismo una viga de transmisión anterior (3) y un único segundo tramo de transmisión (6).

Tal como se muestra, un extremo de la viga de rotación anterior (3) dispone de un primer sector de unión (31) acoplable a la corona (7) del elemento de unión (22) del conjunto de accionamiento (2) de modo que gira solidaria a la corona (7) del elemento de unión (22) en una situación de montaje.

El segundo tramo de transmisión (6) comprende un segundo sector de unión (43) vinculado a un extremo de la porción tubular (42), que es acoplable al primer sector de unión (31) y a la corona (7). El primer sector de unión (31) y el segundo sector de unión (43) presentan una forma complementaria a la corona (7) y son preferentemente una primera brida y una segunda brida. En una realización no mostrada en las figuras, el elemento móvil (22) presenta una cavidad de forma complementaria a las vigas, en la que son introducidos y acoplados tanto el primer sector de unión (31) como un segundo sector de unión (43) de modo que giran solidarios al elemento móvil (22).

Así, en una situación de montaje la viga de rotación anterior (3) queda enhebrada en la sección tubular (42). La viga de rotación anterior (3) es introducida en el interior de la porción tubular (42) por el lado del segundo sector de unión (43), quedando la porción tubular (42) abrazando parcialmente la viga de rotación anterior (3).

La porción tubular (42) presenta un hueco con una sección transversal de dimensiones ligeramente superiores a la viga de rotación anterior (3). Por transversal se entiende un plano ortogonal a la viga de rotación anterior (3) en una situación de montaje. La sección transversal de la viga de rotación anterior (3) es de forma cuadrada en el modo de realización mostrado. En otro modo de realización la forma puede ser circular o poligonal o una combinación de ambas.

Adicionalmente, la corona (7) presenta unos alojamientos (24), el primer sector de unión (31) presenta unos primeros agujeros (32) y el segundo sector de unión (43) presenta unos segundos agujeros (44), colocados coaxialmente y destinados a albergar unos elementos de unión, no mostrados en la figura.

La figura 3 muestra una vista en detalle de una segunda realización del seguidor solar (1) en una situación de montaje. Los elementos de unión, por ejemplo, unos tornillos (51) ajustados por arandelas (52), se introducen en los agujeros (32, 44) y en los alojamientos (24). Alternativamente, la forma de unir la viga de rotación (3) y el sector tubular (42) es mediante soldadura, uniéndolos posteriormente a la corona (7). En una situación de montaje el elemento móvil (22), el primer sector de unión (31) y el sector tubular (42) quedan acoplados y giran solidariamente.

En la figura 3 se aprecia que el elemento móvil (22) alojado dentro del cuerpo (21) del conjunto de accionamiento (2) está situado a una distancia del exterior del cuerpo (21), formando una cavidad, por lo que al acoplarse el primer sector de unión (31) y el segundo sector de unión (43), quedan protegidos dentro de la cavidad. El primer sector de unión (31) y el segundo sector de unión (43) presentan una forma complementaria a la corona (7) y son preferentemente una primera brida y una segunda brida. En otro modo de realización el elemento móvil (22) sobresale del cuerpo (21) en dirección de la viga de rotación anterior (3). El mecanismo de biela-manivela (4) comprende unos refuerzos (47) que se extienden desde el brazo (41) hacia la porción tubular (42).

Claims

1.- Seguidor solar (1) horizontal, que comprende al menos una viga de rotación anterior (3) y al menos una viga de rotación posterior (12) que tienen posibilidad de giro, unidas mediante un mecanismo de biela-manivela (4), en el que el seguidor solar (1) comprende:

- un conjunto de accionamiento (2), que comprende a su vez: un soporte (11) fijo, un cuerpo (21) fijado al soporte (11), al menos elemento móvil (22) que tiene posibilidad de movimiento respecto del cuerpo (21) sobre el que se acopla al menos una de las vigas de rotación anterior (3), un motor (23) adyacente al cuerpo (21) que genera un movimiento sobre el elemento móvil (22) en el que el mecanismo de biela-manivela (4) comprende un primer tramo de transmisión (5) asociado a la viga de rotación posterior (12) y al menos un segundo tramo de transmisión (6) que comprende un brazo (41) asociado a la viga de rotación anterior (3), caracterizado por que:

- un extremo de la viga de rotación anterior (3) dispone de un primer sector de unión (31) acoplable al elemento móvil (22), y por que

- el segundo tramo de transmisión (6) comprende adicionalmente una porción tubular (42) unida ortogonal mente al brazo (41) que abraza a la viga de rotación (3) en situación de montaje, así como comprende un segundo sector de unión (43) vinculado a un extremo de la porción tubular (42), que es acoplable al primer sector de unión (31) y al elemento móvil (22).

2.- El seguidor solar (1) de la reivindicación 1 , donde el primer sector de unión (31) es una primera brida y el segundo sector de unión (43) es una segunda brida.

3.- El seguidor solar (1) de la reivindicación 2, donde la primera brida (31) comprende unos primeros agujeros (32), la segunda brida (43) comprende unos segundos agujeros (44) y el elemento móvil (22) comprende unos alojamientos (24), donde los alojamientos (24) están configurados para quedar enfrentados a los primeros agujeros (32) y a los segundos agujeros (44) en una situación de montaje.

4 El seguidor solar (1) de la reivindicación 1 , donde el cuerpo (21) tiene una cavidad con forma tubular cilindrica y el elemento móvil tiene una forma cilindrica de modo que el elemento móvil tiene posibilidad de un movimiento de rotación dentro del cuerpo.

5.- El seguidor solar (1) de la reivindicación 4, en el que el elemento móvil (22) atraviesa parcialmente el cuerpo (21) de modo que es accesible por ambos lados del cuerpo (21), así como dispone de dos vigas de rotación anteriores (3), cada una de ellas asociadas un extremo del elemento móvil (22), así como dispone de dos segundos tramos de transmisión (6), cada uno de ellos asociados a cada elemento móvil (22).

6.- El seguidor solar (1) de la reivindicación 4, donde el elemento móvil (22) se encuentra situado a una distancia del exterior del cuerpo (21) en dirección de la viga de rotación anterior (3) en una situación de montaje mayor a la suma del grosor del primer sector de unión (31) y el segundo sector de unión (43) de modo que los sectores de unión (31 ,43) quedan situados en el interior del cuerpo (21) en una situación de montaje.

7.- El seguidor solar (1) de la reivindicación 1, donde el primer sector de unión (31) y el segundo sector de unión (43) tienen una forma complementaria al elemento de móvil (22).

8.- El seguidor solar (1) de la reivindicación 1 , donde la sección trasversal interna de la porción tubular (42) presenta unas dimensiones ligeramente superiores a la sección trasversal de la viga de rotación anterior (3) y ambas presentan formas complementarias.

9.- El seguidor solar (1) de la reivindicación 1 , donde la viga de rotación anterior (3) y la viga de transmisión (4) son de un material metálico.

10.- El seguidor solar (1) de la reivindicación 1, donde el mecanismo de biela-manivela (4) comprende unos refuerzos (47) que se extienden desde el brazo (41) hacia la porción tubular (42).

11.- El seguidor solar (1) de la reivindicación 1 , donde la porción tubular (42) es una única pieza.

12.- El seguidor solar (1) de la reivindicación 1, donde el elemento móvil (22) tiene forma cilindrica y comprende al menos una corona (7) en uno de sus extremos.