WO2022008959A1 - Sistema de seguidores solares para estructuras tensadas de paneles fotovoltaicos en series de modulos - Google Patents

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WO2022008959A1
WO2022008959A1 PCT/IB2020/056484 IB2020056484W WO2022008959A1 WO 2022008959 A1 WO2022008959 A1 WO 2022008959A1 IB 2020056484 W IB2020056484 W IB 2020056484W WO 2022008959 A1 WO2022008959 A1 WO 2022008959A1
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photovoltaic
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Giuseppe Melis
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Giuseppe Melis
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    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S25/00—Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
    • F24S25/50—Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules comprising elongate non-rigid elements, e.g. straps, wires or ropes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S30/40—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
    • F24S30/42—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with only one rotation axis
    • F24S30/425—Horizontal axis
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/30—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • a solar tracking system comprising: a torsion tube; at least one glass-on-glass solar module spatially disposed between the first end of the torsion tube and a second end of the torsion tube, the at least one glass-on-glass solar module being configured to pivot with the torsion tube in a radial direction; at least one locking spacer comprising a lower insulating region and an upper insulating region, and a spacer coupling the lower insulating region and the upper insulating region coupling the at least one of the glass solar module to a portion of the torque tube .
  • the system is provided with a recess in the lower insulating region of the locking spacer; a disk configured in an edge region of the glass solar module, the disk is fixed to the edge region using a glue material and configured to sandwich between the lower insulation region and the upper insulation region.
  • the disk is adapted to be a male member that is inserted into the recess and acts as a female portion of the lower insulating region to prevent the at least one glass-on-glass solar module from sliding in a planar direction that is parallel to a major surface region of the at least one glass-on-glass solar module.
  • the system has at least one locking spacer characterized in that the lower insulating region has a thickness d1, which is configured to allow the lower insulating region to be in a compressed state to physically hold the disk in place within the recess. , while preventing stress from occurring in a glassware portion of the at least one glass-on-glass module, thereby preventing any damage to the glassware portion; whereby d1 is thicker than the height of the disk during a compression state.
  • document JP2008218582 provides a compact and inexpensive solar tracking module device that is used for a system of solar energy consumption for small-scale consumption and the proposed solution is a solar tracking module device which includes: first solar cell panels (2) for power generation that are arranged so that they can be lifted; and an actuator (3) for solar tracking that is connected to the first solar cell panels (2).
  • the actuator (3) includes: a main body (6) rotatably arranged; a pair of right and left safe solar cell panels (7a, 7b) for solar tracking which are arranged on the main body (6) respectively making included angles f with the main body (6).
  • the rotary drive source (8) of the main body (6) is connected to the solar cell panels (7a, 7b); and a first link mechanism (9) for connecting the rotary drive source (8) to the first solar cell panels (2). Therefore, the solar cell panels 2 for power generation have a simple solar tracking mechanism. Consequently, the entire stand-alone solar tracking module device configuration does not require external power for solar tracking. It is a thinner, lighter and cheaper device.
  • Patent document CN103872975 reports a two-dimensional photovoltaic solar panel generator device comprising a column, a photovoltaic module support, a photovoltaic solar module, an azimuth angle tracking device, an angle link tracking device tall and a cross stepped shaft coupling block.
  • the azimuth link pursuit device is composed of bearing seat, transmission long shaft, azimuth oscillating rod, electric pushrod and azimuth pushrod seat.
  • the long transmission shaft is fixed on the column through the bearing seat.
  • the azimuth pendulum rod is welded on the transmission long axis and the electric push rod is jointed, respectively, on the azimuth angle swing rod and the azimuth push rod seat.
  • the crossed stepped shaft coupling block respectively opens a coaxial through hole on the east and west sides thereof.
  • a coaxial through hole is open on both the north and south sides, and the through hole on the east and west sides is above the north and south side through the hole, and the space cross of the two through holes is crisscrossed vertically.
  • the azimuth is welded through the north and south side through holes.
  • the high angle link chasing device consists of two tapered roller bearings, a bearing sleeve, a high angle drive short shaft, a connecting block, a rectangular tube and an angular swing arm, wherein the link bearing, link tube, push rod and height angle rod seat are assembled.
  • the bearing sleeve is welded on the east-west side through the hole of the cross stepped shaft coupling block, and the height angle transmission short shaft is fixed by two tapered roller bearings.
  • the rectangular tube is fixed by the connecting block to the two ends of the height angle transmission short shaft
  • the height angle swing arm is provided with several parts and is welded on the rectangular tube
  • the link tube is hinged to the height angle swing arm through the link bearing.
  • document US1005125 reports a solar tracking apparatus, which includes an adjustable suspension assembly having a clamshell suspension assembly.
  • the clamshell suspension assembly may contain a torque tube comprising a plurality of torque tubes configured together in a continuous length from a first end to a second end.
  • a center of mass of the solar tracker apparatus may be aligned with a center of rotation of the torque tubes, to reduce the load on a drive device operatively coupled to the torque tube.
  • Solar modules can be coupled to the torque tubes.
  • the solar tracker includes a power system that includes a solar panel, a power converter, a battery, and a microcontroller. The power system can facilitate full operation movement of the tracker without any external power lines.
  • Document W02020/039272 refers to an innovative, highly productive apparatus of modular construction, integrated tilt, fully automatic, location specific and economically viable (ITST) with provision Unique integrated tilting device to tilt solar photovoltaic (SPV) panels simultaneously in 'East-West' and 'North-South' directions in an 'integrated' manner, to keep the surface of solar cells fixed on the solar photovoltaic panels receiving the rays of sunlight perpendicularly during most of the day. (sunny weather) of a day and every day of a year, combining the dynamic and variable three-dimensional movements of the sun with respect to the location of the 'Integrated Tilt Solar Tracker (ITST)' on earth, to generate maximum solar energy resulting in the highest productivity.
  • ITST integrated tilt solar photovoltaic
  • Patent WO2014/118395 is related to an actuation mechanism for solar tracking systems or trackers, where the solar tracking system comprises a sign of multiple supports or pillars (1), on which it is arranged in an articulated way a structure (2) for supporting and fixing solar panels characterized in that the actuation mechanism comprises a longitudinal actuator (4) (7), (9) that acts on a movable actuation bar (5) arranged parallel to the axis of rotation of the follower, leaving the bar (5) attached to each pillar (1) by means of connecting rods (6) attached at their ends to the bar (5) and to the pillars (1) in an articulated manner and where the actuator (4), (7) is a hydraulic actuator.
  • Figure 1 shows a left side and right side view of the main structure (Buried post (1), rotating arm (2) and rotating axis (3)), of a solar tracker without the representation of photovoltaic modules and without cables. tensioners according to the present invention.
  • Figure 2 shows a perspective view of the main structure of the tracker without photovoltaic modules and without tension cables for a complete solar tracker system at 55° with respect to the horizontal according to the present invention.
  • Figure 2.1 shows a main structural view of the tracker with the series of photovoltaic modules mounted on the tension cables (13) where the system is positioned at 0° with respect to the horizontal according to the present invention.
  • Figure 3 shows the square shaft (3) (150 x 150 x 5 mm) connected to the rotary actuator (7).
  • Figure 4 shows a top view of the folded base.
  • Figure 4.1 shows a perspective view of the folded base (5) according to figure 4.
  • Figure 5 shows a front and perspective view of the folded base (5) for support and anchoring of the actuator (7) and rotating bearing (6) anchored to the upper end of the posts (1, V and 1”) of the solar tracker according to the present invention.
  • Figure 6 shows in perspective the folded base (5) together with the rotating bearing (6) for the solar tracker system according to the present invention.
  • Figure 7 shows a view of the central post (1), the rotary actuator (7) and the electric motor (8) of the solar tracker according to the present invention.
  • Figure 8 shows a perspective view of the rotating tensioner arm (2) where the base plate (5'), the folded tie (9) and the stiffener (10) according to the present invention are also illustrated .
  • Figure 8.1 shows a perspective view of the folded tie (9) of the rotating tensioner arm of figure 8 according to the present invention.
  • Figure 8.2 shows a perspective view of the base plate (5') of the rotating tensioner arm (2) of figure 8.
  • Figure 9 shows a bottom view of the rotating tensor arm (2), intermediate position with internal reinforcements (11) of the solar tracker according to the present invention.
  • Figure 10 shows a view of the rotating tensioner arm (2) mounted on the square shaft (3) which additionally shows the stiffener (10) connecting arm (2) and folded lashing (9) and connectors (12) for tensioned cables according to the present invention.
  • Figure 11 shows a view of the end pole tracker (1') where the reinforced external tension arm (2'), the square shaft (3) of 150x150x5 mm and the photovoltaic module (4) of according to the present invention.
  • Figure 12 shows a view of the central post system (1) with the actuator (7), where the post (1) for anchoring to natural ground, the intermediate arm (2), the central axis (3) 150x150x5 mm, the photovoltaic module (4) and the electric motor (8).
  • Figure 13 illustrates a view of the intermediate post tracker system ( ) anchored to natural terrain, with the rotating bearing (6), with the intermediate arm (2”), the central square axis (3) of 150x150x5 mm and the photovoltaic module (4) according to the present invention.
  • Figure 14 shows a bottom view of the intermediate arm (2”) with the cable tensioner (14) and the internal arm reinforcement (11), the photovoltaic module (4) and tensioning solution (nuts for tensioning) (15) according to the present invention.
  • Figure 15 shows a longitudinal section of the central post (1) with actuator (7), central tension arm (2), the central square axis (3) and the photovoltaic module (4) according to the present invention.
  • Figure 16 shows a longitudinal section of the intermediate post ( ) with swivel bearing (6), arm axis anchor (2”), square central axis (3) and photovoltaic module (4) according to the present invention.
  • Figure 17 shows the view of the end part of the type arm with cable tensioners (14), where the arm can be an intermediate arm (2”) that is complemented by a swivel bearing (6) or is a central arm (2) that is complemented by a rotary actuator (7) and steel cables (13) according to the present invention.
  • Figure 18 is a view of the end tension arm (2') with cable tensioners (14) where the photovoltaic module (4), the end arm (2') and the connector (12) for cable tensioner (14) according to the present invention.
  • Figure 19 is a bottom view of the end tension arm (2') with cable tensioners (14), where the end tension arm (2'), the internal reinforcement of the arm (11), the cable of steel (13), the cable tensioner (14), the connector (12) for tensioner (14), the square rotating shaft (3) and the lower plate (5') of the arm (2') for anchoring to the square rotating shaft (3) according to the invention.
  • Figure 20 shows a magnified view of the cable tightening system (14) in connection with a rotating arm (2, 2' or 2”) where the tensioner (14) of the cable (13) can be seen attached to pressure of the steel cable (13), the connector (12) for the tensioner (14), the clamp or extreme clamp (17) for fixing the module (4) and the steel cable (13) tensioned according to the present invention.
  • Figure 21 corresponds to a view of the tensioning system in the central area, where the intermediate clamp of two ends (17') for fixing the module (4), tensioned steel cable (13) according to the present invention .
  • Figure 22 is a view of a double series of modules (4) mounted on a tracker (I) where 2 signs of 7 photovoltaic modules (4) each can be seen, the rotating arm (2, 2' or 2 " ), 4 tensioned steel cables (13), the anchorage made between the connectors (12) for tensioning cables (13) and the tensioners (14) of steel cables (13) through the tensioner (14) according to the present invention.
  • the present invention is directed to a solar tracker system and/or device for tensile structures in a plurality of photovoltaic panel modules, especially photovoltaic panel module systems with or without a frame and comprising tensile structures ready to be assembled from quickly and safely in the field.
  • the invention is directed to a solar tracker system for photovoltaic modules assembled together with steel cables in signs of 2 to 16 modules, preferably in signs of 7 modules in a safe and controlled manner, where the solar tracker is light and simple while remaining robust to support photovoltaic panels.
  • the solar tracker structure (I) of the present invention is designed and calculated to function as a rotating tensile structure composed of a plurality of posts, for example, 7 posts (1, 1', 1”) made of IPE-type steel, 2 rotating tubular steel shafts (3) of 150x150x5 mm, 1 central tensioning arm (2), 4 tensioning arms of steel of intermediate position (2”), 2 end position steel tension arms (2'), 24 steel cables (13) of 12 mm, 1 rotary actuator (7) with single axial axis and 6 bearings (6) for axis single axis.
  • the solar tracker (I) can support twelve series of modules (4), of which each series is made up of 7 photovoltaic panels of 1x2 meters and with a variable thickness, which can be framed or frameless, where the panels are mounted by means of clamps (17 and 17') to two steel cables (13) for each series of modules, which act as support and tension between the turning arms (2, 2' and 2”) that go on the posts (1, 1' and 1”) and attached to them by means of folding bases (5).
  • the arms (2, 2' and 2”) are connected by a square shaft (3) that allows the system to rotate through a rotary actuator (7) driven by an electric motor (8) located on the post (1) at the center of the solar tracking system according to the invention.
  • the system also includes intermediate and end bearing supports (6) in order to support the square shaft (3) and the photovoltaic module system (4), which are in turn supported by intermediate posts ( ) and end posts (1' ) anchored to the ground.
  • the present invention describes a solar tracker system for tensile structures of photovoltaic panels in series of modules comprising a plurality of posts (1, 1', 1”), two rotating shafts (3), a plurality of rotating arms (2, 2', 2”), where the central rotating arm (2) is located on the central post (1), the rotating arms (2') are the end arms and are located on the end posts (1' ) and the rotating arms (2”) are intermediate rotating arms located on the intermediate posts ( ) and where all the posts have a folding base (5) and where the central post (1') has a rotating actuator (7) and the end posts (2') and intermediate posts (2”) have bearings (6), each of them attached to their respective folding base (5) and where each rotating shaft (3) is fixed to each side of the actuator rotary (7) on the central post (1) and said rotary axis passes through the bearings (6) fixed on the end posts s (2') and intermediate posts (2”) and the rotating arms (2, 2' 2”) are fixed to the rotating shafts (3) through a folded tie (9) and poker
  • the invention refers to a solar tracker system (I) for tensile structures of photovoltaic panels in series of modules.
  • a solar tracker as shown in figure 1, which comprises a post (1, V or 1”) that can be made of a resistant material, for example, iron, aluminum, steel and with a total length between 2 meters and 4 meters, where approximately half of its length is buried in the natural soil, which has a folded base (5) at its upper end that is joined to said end through bolts.
  • the configuration of the central post (1) is shown, which has the folded base (5) and on it is located the rotary actuator (7) with its electric motor (8) and on this is located the swivel arm (2).
  • the solar tracker system can contain seven posts, of which the central post (1) as mentioned above comprises the rotary actuator (7 ) with the electric motor (8) which provides the movement of the entire structure with respect to the horizontal through a central rotating actuator (7) that transmits the rotation to the intermediate tensioning arms (2”) and ends (2' ) through the axis (3) square 150x150x5mm which allows the rotation of the entire follower in a coordinated manner (2) at an angle that can range from 0° to 60°, more preferably between 50 and 60° and even more than preferably between 55° and 60°.
  • the solar tracker system (I) also contains one or more intermediate posts ( ) with their respective intermediate tension arms (2”) and two end posts (1') with their respective end tension arms (2').
  • the posts (1, 1' and 1”) are connected through square axes (3) that can have a measurement between 100 x 100 x 5mm up to 180x180x 5mm, preferably 150 x 150 x 5mm.
  • the main structure of the solar tracker system (I) according to the invention can support, for example, but not limited to twelve series of photovoltaic modules (4). This distribution will depend on the number of posts (1, 1' and 1”) and arms (2, 2' and 2”) used.
  • the central post (1) will have secured to its upper end a rotary actuator (7) that is attached to the folded base (5) with two bolts (not shown).
  • This rotary actuator (7) has projecting structures (7.1) on its sides that enter the hollow cavity of the square rotary shafts (3) and are secured through bolts The movement of these rotary shafts (3) is carried out by the actuator central rotary (7) which rotates by activating a motor (8) which can be a self-powered electric motor with a small photovoltaic module.
  • Figure 4 shows a top view of the configuration of the folded base (5) that can go on all posts (1, 1' and 1”) where said folded base (5) has holes (5.1) for then allow to secure either the rotary actuator (7) on the central post (1) or the bearings (6) on the intermediate (1') and end posts ( ).
  • the folded base has channels (5.2) on its lateral faces that allow adjustment to the post (1, 1' and 1”) by means of bolts (not shown) (figure 5).
  • the bearing (6) is installed on the folding base (5), this configuration is located in the intermediate posts (1') and end posts ( ).
  • the bearing (6) comprises an upper casing (6') and a lower casing (6”) made of material such as iron, aluminum, steel, where the casings contain an internal plastic bearing (6.1) which can be made of a material high density polymeric, for example, but not limited to polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • the 6' and 6" casings are joined and secured through bolts that are placed in holes (6.3) in the flanges (6.2).
  • Figure 7 shows the rotary actuator (7) installed on the folding base (5), where the rotary actuator (7) has protruding structures (7.1) on its lateral faces that match exactly with the hollow part of the rotating shaft (3) and securing said joint with through bolts through the holes (7.2).
  • the rotary actuator (7) also comprises a motor or servomotor (8).
  • FIG. 8 the general configuration of a rotating tensioner arm is shown, which can be central (2), intermediate (2') or end (2”).
  • This arm can be made of a resistant material such as, for example, steel.
  • the arm has triangular-shaped stiffeners (10) welded to the central lateral part of the arm (2, 2' and 2”) that provide greater stability to the arm (2, 2' and 2”) and between them a folded tie (9) is attached that adjusts to the ends of the rotating square axis (3 ) and where said folded ties (9) are adjusted or tied at the bottom to a plate (5') at both ends of the tensioning arm (2, 2' and 2”).
  • the folded tie (9) and the plate (5') have holes through which they are secured and adjusted to each other by means of bolts.
  • the rotating tensioning arm (2, 2' and 2") can have internal reinforcements (11) in its internal part, either along the entire length of the arm (1, 2' and 2") ) or in the parts where connectors (12) for tension cables (13) are installed. Additionally, it can be seen how the plates (5') are fixed to the folded mooring (9), which aims to adjust or moor the tensioning arms (2,2 ' and 2”) to the rotating shafts (3).
  • the configuration of the end post (1') can be seen together with the end rotating arm (2') where the photovoltaic modules (4) are attached through clamps (17) to cables (13) with the connectors (12) for tensioned cables (13) by means of cable tensioners (14).
  • the end post (1') has a folded bolted base (5) that serves as an anchor for the bearing (6).
  • the bearing (6) serves as support and anchorage of the tensioner arm (2') to the end post (1 ' ) and its two folded ties (9) to the rotating shaft (3).
  • the configuration for the follower system (I) for the central post (1) has the actuator (7) attached at its upper end through the folded base (5), in where the central post (1) supports the folded base (5) with the actuator (7), while the central tensioning arm (2) is supported and tied to the rotating shaft (3).
  • the electric motor (8) is a component of the actuator.
  • the center pins (3) (150x150x5 mm) fit on each side of the semi-rotary drive through its projecting structures (7.1).
  • the photovoltaic modules (4) are attached to the central arm (2) through the cable tensioners (14) and the steel cable (13) located in the lower part of said photovoltaic modules (4).
  • each intermediate (2”) and central (2) rotating tensioning arm has four connectors (12) on its side that allow the joining of tensioners (14) of the steel cables (13) that cross horizontally. the photovoltaic modules (4).
  • the central area of the tensioning arms (2, 2' and 2”) is connected to the rotating axis (3) by means of the folded ties (9) and stiffeners (10) and where, in the case of the central arm (2), its part
  • the lower part is mounted on the rotary actuator (7) and in the case of the intermediate rotary tensioning arms (2”) and end rotary tensioning arms (2') they are mounted on the bearings (6).
  • the intermediate tensioning arms (2”) have in their lower part lower reinforcements (11) that can only be at the height of each of the connectors (12) for steel cables (13), with which an additional reinforcement is made to the structure of the intermediate tensioning arms (2”) in order to resist the maximum traction forces generated by the tensions of the steel cables (13) between photovoltaic modules (4) and tensioning arms end swivels (2').
  • the tensioning solution system nut 15
  • the modules (4) can be tensioned and secured to each tensioning arm (2, 2', 2”) through said tightening and tensioning nuts that join each one of the tensors (14) attached on the opposite side to the series of photovoltaic modules (4).
  • the end tensioning arms (2') have in their lower part a complete reinforcement (11) that corresponds to the same shape of the tensioning arm (2') as illustrated in figure 19.
  • a complete reinforcement (11) that corresponds to the same shape of the tensioning arm (2') as illustrated in figure 19.
  • each module (4) has four intermediate clamps (17') joined in turn to tensioned steel cables (13) through a die (16) and placed at equidistant distances.
  • the modules (4) that are on the edge of the series and that are joined to the respective arm, either to the end arm (2') or to the intermediate rotating arms (2”) have clamps (17) that, as shown in figure 20 and 21, embrace the photovoltaic module (4) with the tensioner (14) of the steel cable (13).
  • clamps (17) like the clamps (17') that secure and hold the modules together, have a die (16) with a hole through which the steel cable (13) passes, where the die (16) It helps to keep the photovoltaic modules (4) together and fastened in series of, for example, 7 modules.
  • this can be selected from a group of Totina-type steel cables, where the steel cable (13) must meet technical specifications such as resistance to abrasion, steel core for greater resistance to traction and compression and that has a calibrated diameter throughout its length and in accordance with the following values.
  • Another advantage of the solar tracker system (I) is the easy and fast installation and accommodation of photovoltaic modules (4) in the structure of the solar trackers (I) according to the present invention, ensuring 80% less of components than current designs, reducing excess manual labor in mounting, adjusting, tightening and aligning the tracker and modules.
  • Another advantage of the solar tracker system (I) according to the invention is that, as the structures of the modules (4) are tensioned in series with steel cables (13), they are flexible structures that only need to be regulated at the ends of each series of modules through tensioners (14) of cable (13).
  • the solar tracker system (I) according to the present invention for photovoltaic parks allow the optimization and efficiency of the assembly of photovoltaic fields since it allows the assembly of photovoltaic modules in series as a tensile structure with fully mechanical assembly, transport, lifting and assembly equipment without manual action.

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Abstract

La presente invención se encuentra dirigida a un sistema de seguidores solares para estructuras tensadas de paneles fotovoltaicos en series de módulos que comprende una pluralidad de postes (1, 1', 1"), dos ejes rotatorios (3), una pluralidad de brazos giratorios (2, 2', 2"), en donde el brazo giratorio central (2) está ubicado sobre el poste central (1), los brazos giratorios (2') son los brazos extremos y se ubican sobre los postes extremos (1') y los brazos giratorios (2") son brazos giratorios intermedios ubicados sobre los postes intermedios (Γ) y en donde todos los postes tienen una base plegable (5) y en donde el poste central (1') tiene un actuador giratorio (7) y los postes extremos (2') y postes intermedios (2") tienen rodamientos (6), cada uno de ellos unidos a su respectiva base plegada (5) y en donde cada eje giratorio (3) está fijado a cada lado del actuador giratorio (7) sobre el poste central (1) y dicho eje giratorio atraviesa los rodamientos (6) fijos sobre los postes extremos (2') y postes intermedios (2") y los brazos giratorios (2, 2' 2") se fijan a los ejes giratorios (3) a través de un amarre plegado (9) y atizadores (10) ubicados a ambos lados de los brazos (2, 2', 2"); y series de módulos fotovoltaicos (4) unidos mediante abrazaderas (17) y (17') con cables de acero (13) que actúan como soporte y tensión entre los brazos de giro (2, 2', 2").

Description

SISTEMA DE SEGUIDORES SOLARES PARA ESTRUCTURAS TENSADAS DE PANELES FOTOVOLTAICOS EN SERIES DE MODULOS
CAMPO TÉCNICO
[001] La presente tecnología se encuentra enmarcada en las tecnologías alternativas de producción de energía, principalmente, energía solar. Principalmente, a un sistema de estructuras de seguidores de paneles solares en una pluralidad de módulos fotovoltaicos para campos o áreas extensas para la producción de energía solar.
ESTADO DE LA TECNICA
[002] En la actualidad se presenta el problema técnico de la complejidad de los sistemas de construcción y de montaje de seguidores solares, ya que los sistemas actuales de montaje y construcción son sistemas manuales, lentos y requieren de mucho personal en campo para montar tanto las piezas metálicas como los paneles fotovoltaicos.
[003] Adicionalmente, existe en los diseños actuales de seguidores una excesiva cantidad de piezas mecánicas, de fijación y soporte que hacen aún más lento el proceso de montaje de estos parques fotovoltaicos. Esto debido a la necesidad de alinear y ajustar manualmente complejas estructuras de seguidores que deben soportar módulos fotovoltaicos los cuales tienen tolerancias milimétricas. El actual sistema de montaje requiere mínimo dos personas por cada módulo, por lo tanto, persiste el problema de excesiva cantidad de piezas de estructura para realizar el ajuste y alineación de cada una de las piezas de la estructura del seguidor que se hace también de manera manual y es fundamental en el montaje.
[004] Otros problemas asociados a las estructuras actuales y convencionales son el problema ambiental y de logística ya que, el montaje de parques fotovoltaicos involucra la generación de miles de cajas y empaques que luego crea un problema logístico para el retiro eficiente del material dado que no se cuenta con un proceso organizado de reciclaje cercano a la zona de trabajo. [005] En el ámbito de las patentes, se conoce el documento US10389294 que se refiere generalmente a un sistema de seguimiento para paneles solares. Más específicamente, la invención proporciona un conjunto de abrazadera para un módulo solar de vidrio sobre vidrio configurado para un sistema de seguimiento sin marco. En una realización específica, se muestra un conjunto de abrazaderas para un sistema de seguimiento. Se reporta entonces una sistema de seguimiento solar que comprende: un tubo de torsión; al menos un módulo solar en vidrio dispuesto espacialmente entre el primer extremo del tubo de torsión y un segundo extremo del tubo de torsión, el al menos un módulo solar en vidrio sobre vidrio está configurado para pivotar con el tubo de torsión en un dirección radial; al menos un separador de bloqueo que comprende una región aislante inferior y una región aislante superior, y un separador que acopla la región aislante inferior y la región aislante superior que acopla el al menos uno del módulo solar de vidrio a una porción del tubo de torsión.
[006] También, el sistema está provisto de un rebajo en la región aislante inferior del separador de bloqueo; un disco configurado en una región de borde del módulo solar de vidrio, el disco se fija a la región de borde utilizando un material de pegamento y se configura para intercalar entre la región de aislamiento inferior y la región de aislamiento superior. El disco está adaptado para ser un miembro macho que se inserta en el rebajo y que actúa como una porción hembra de la región aislante inferior para evitar que el al menos un módulo solar de vidrio sobre vidrio se deslice en una dirección plana que es paralela a una región de superficie principal del al menos un módulo solar de vidrio sobre vidrio. El sistema tiene al menos un separador de bloqueo que se caracteriza porque la región aislante inferior tiene un grosor d1, el cual está configurado para permitir que la región aislante inferior esté en un estado de compresión para mantener físicamente el disco en su lugar dentro del rebajo, mientras se evita que se produzca una tensión en una porción de un material de vidrio del al menos un módulo de vidrio sobre vidrio, evitando así cualquier daño a la porción del material de vidrio; con lo cual d1 es más grueso que la altura del disco durante un estado de compresión.
[007] Por su parte, el documento JP2008218582 proporciona un dispositivo de módulo de seguimiento solar compacto y económico que se utiliza para un sistema de consumo de energía solar para consumo a pequeña escala y la solución propuesta es un dispositivo de módulo de seguimiento solar el cual incluye: primeros paneles de células solares (2) para la generación de energía que están dispuestos de manera que se puedan levantar; y un actuador (3) para seguimiento solar que está conectado a los primeros paneles de células solares (2). El actuador (3) incluye: un cuerpo principal (6) dispuesto de forma giratoria; un par de paneles de celdas solares seguras derecha e izquierda (7a, 7b) para el seguimiento solar que están dispuestos en el cuerpo principal (6) haciendo respectivamente ángulos f incluidos con el cuerpo principal (6). La fuente de accionamiento giratoria (8) del cuerpo principal (6) está conectada a los paneles de células solares (7a, 7b); y un primer mecanismo de enlace (9) para conectar la fuente de accionamiento giratorio (8) a los primeros paneles de células solares (2). Por lo tanto, los paneles de celdas solares (2) para la generación de energía tienen un mecanismo de seguimiento solar simple. En consecuencia, toda la configuración del dispositivo de módulo de seguimiento solar independiente no requiere energía externa para el seguimiento solar. Es un dispositivo más delgado, ligero y económico.
[008] El documento de patente CN103872975 reporta un dispositivo generador de paneles solares fotovoltaicos bidimensionales que comprende una columna, un soporte de módulo fotovoltaico, un módulo solar fotovoltaico, un dispositivo de persecución de ángulo de acimut, un dispositivo de persecución de enlace de ángulo de altura y un bloque de acoplamiento de eje escalonado cruzado. El dispositivo de persecución del enlace azimutal se compone de un asiento de rodamiento, un eje largo de transmisión, una varilla oscilante de azimut, una varilla de empuje eléctrica y un asiento de varilla de empuje azimutal. El eje largo de transmisión se fija en la columna a través del asiento del rodamiento. La varilla de péndulo azimutal está soldada en el eje largo de la transmisión y la varilla de empuje eléctrica está articulada, respectivamente, en la varilla oscilante de ángulo acimutal y en el asiento de la varilla de empuje azimutal. El bloque de acoplamiento de eje escalonado cruzado abre respectivamente un orificio pasante coaxial en los lados este y oeste del mismo. Un orificio pasante coaxial está abierto en ambos lados norte y sur, y el orificio pasante en los lados este y oeste está por encima del lado norte y sur a través del agujero, y la cruz espacial de los dos agujeros pasantes está entrecruzada verticalmente. El acimut está soldado a través del lado norte y sur a través de agujeros.
[009] El dispositivo de persecución del enlace de ángulo de altura consta de dos rodamientos de rodillos cónicos, un manguito de rodamiento, un eje corto de transmisión de ángulo alto, un bloque de conexión, un tubo rectangular y un brazo de oscilación angular, en donde el rodamiento de enlace, el tubo de enlace, la varilla de empuje y el asiento de la varilla de ángulo de altura están ensamblados. El manguito del rodamiento está soldado en el lado este-oeste a través del orificio del bloque de acoplamiento de eje escalonado cruzado y el eje corto de transmisión de ángulo de altura está fijado por dos rodamientos de rodillos cónicos. En el manguito del rodamiento, el tubo rectangular se fija mediante el bloque de conexión a los dos extremos del eje corto de transmisión del ángulo de altura, el brazo oscilante del ángulo de altura está provisto de vahas piezas y se suelda en el tubo rectangular, y el tubo de unión está articulado al brazo oscilante de ángulo de altura a través del cojinete de unión.
[010] De otro lado, el documento US1005125 reporta un aparato de seguimiento solar, el cual incluye un conjunto de suspensión ajustable que tiene un conjunto de suspensión tipo almeja. El conjunto de suspensión tipo almeja puede contener un tubo de torsión que comprende una pluralidad de tubos de torsión configurados juntos en una longitud continua desde un primer extremo hasta un segundo extremo. Un centro de masa del aparato seguidor solar puede estar alineado con un centro de rotación de los tubos de torsión, para reducir la carga de un dispositivo de accionamiento acoplado operativamente al tubo de torsión. Los módulos solares pueden estar acoplados a los tubos de torsión. El rastreador solar incluye un sistema de energía que incluye un panel solar, un convertidor de corriente, una batería y un microcontrolador. El sistema de energía puede facilitar el movimiento de operación completa del aparato rastreador sin ninguna línea eléctrica externa.
[011] El documento W02020/039272 se refiere a un aparato innovador, altamente productivo de construcción modular, inclinación integrada, completamente automática, ubicación específica y económicamente viable (ITST) con disposición de inclinación integrada única para inclinar paneles solares fotovoltaicos (SPV) simultáneamente en las direcciones 'Este-Oeste' y 'Norte-Sur' de manera 'integrada', para mantener la superficie de las células solares fijadas sobre los paneles solares fotovoltaicos que reciben los rayos de luz solar perpendicularmente durante la mayor parte del día. (tiempo soleado) de un día y todos los días de un año, combinando los movimientos tridimensionales dinámicos y variables del sol con respecto a la ubicación del 'Rastreador solar inclinable integrado (ITST)' en la tierra, para generar la máxima energía solar resultando en la más alta productividad.
[012] La patente WO2014/118395 se relaciona con un mecanismo de actuación para sistemas de seguimiento solar o seguidores, en donde el sistema de seguimiento solar comprende una señe de múltiples apoyos o pilares (1), sobre los que se dispone de forma articular una estructura (2) para soporte y fijación de unos paneles solares caracterizado porque el mecanismo de actuación comprende un actuador longitudinal (4) (7), (9) que actúa sobre una barra de actuación (5) desplazable y dispuesta de forma paralela al eje de giro del seguidor, quedando la barra (5) unida a cada pilar (1) por medio de unas bielas (6) unidas en sus extremos a la barra (5) y a los pilares (1 ) de manera articular y en donde el actuador (4), (7) es un actuador hidráulico.
[013] En este sentido, existe la necesidad aún no satisfecha de un sistema o dispositivo de seguidores solares para campos fotovoltaicos para el montaje y diseño de estructuras tensadas en pluralidades de módulos de paneles fotovoltaicos, especialmente un sistema o dispositivo de paneles fotovoltaicos con o sin marco y que tengan estructuras tensadas listas para montar de manera rápida y segura en campo.
DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
[014] La figura 1 muestra una vista lateral izquierda y lateral derecha de estructura principal (Poste enterrado (1), brazo giratorio (2) y eje giratorio (3)), de un seguidor solar sin la representación de módulos fotovoltaicos y sin cables tensores de acuerdo con la presente invención. [015] La figura 2 muestra una vista en perspectiva de la estructura principal del seguidor sin módulos fotovoltaicos y sin cables tensores para un sistema de seguidores solares completo a 55° respecto a la horizontal de acuerdo con la presente invención.
[016] La figura 2.1 muestra una vista estructural principal del seguidor con la serie de módulos fotovoltaicos montados sobre los cables tensores (13) en donde el sistema está posicionado a 0° respecto a la horizontal de acuerdo con la presente invención.
[017] La Figura 3 muestra el eje cuadrado (3) (150 x 150 x 5 mm) conectado al actuador giratorio (7).
[018] La figura 4 muestra una vista superior de la base plegada. (5)
[019] La figura 4.1 enseña una vista en perspectiva de la base plegada (5) de acuerdo con la figura 4.
[020] La figura 5 muestra una vista frontal y en perspectiva de la base plegada (5) para soporte y anclaje de actuador (7) y rodamiento giratorio (6) anclado a extremo superior de los postes (1, V y 1”) del seguidor solar de acuerdo con la presente invención.
[021] La figura 6 muestra en perspectiva la base plegada (5) en conjunto con rodamiento giratorio (6) para el sistema de seguidor solar de acuerdo con la presente invención.
[022] La figura 7 muestra vista del poste central (1), del actuador giratorio (7) y del motor eléctrico (8) del seguidor solar de acuerdo con la presente invención.
[023] La figura 8 muestra una vista en perspectiva del brazo tensor giratorio (2) en donde se ¡lustra también la placa base (5’), el amarre plegado (9) y el atiezador (10) de acuerdo con la presente invención.
[024] La figura 8.1 enseña una vista en perspectiva del amarre plegado (9) del brazo tensor giratorio de la figura 8 de acuerdo con la presente invención.
[025] La figura 8.2 muestra una vista en perspectiva de la placa base (5’) del brazo tensor giratorio (2) de la figura 8.
[026] La figura 9 muestra una vista inferior del brazo tensor giratorio (2), posición intermedia con refuerzos interiores (11) del seguidor solar de acuerdo con la presente invención.
[027] La figura 10 muestra una vista del brazo tensor giratorio (2) montado sobre el eje cuadrado (3) el cual muestra adicionalmente el atiezador (10) de unión entre brazo (2) y amarre plegado (9) y los conectores (12) para cables tensados de acuerdo con la presente invención.
[028] La figura 11 enseña una vista del seguidor en poste extremo (1’) en donde se ¡lustra el brazo tensor exterior reforzado (2’), el eje cuadrado (3) de 150x150x5 mm y el módulo fotovoltaico (4) de acuerdo con la presente invención.
[029] La figura 12 muestra una vista del sistema en poste central (1) con el actuador (7), en donde se ¡lustra el poste (1) de anclaje a terreno natural, el brazo intermedio (2), el eje central (3) 150x150x5 mm, el módulo fotovoltaico (4) y el motor eléctrico (8).
[030] La figura 13 ¡lustra una vista del sistema de seguidor en poste intermedio ( ) de anclaje a terreno natural, con el rodamiento giratorio (6), con el brazo intermedio (2”), el eje cuadrado central (3) de 150x150x5 mm y el módulo fotovoltaico (4) de acuerdo con la presente invención.
[031] La figura 14 muestra una vista inferior del brazo intermedio (2”) con el tensor de cable (14) y el refuerzo interior de brazo (11), el módulo fotovoltaico (4) y solución de tensado (tuercas para tensado) (15) de acuerdo con la presente invención.
[032] La figura 15 muestra una sección longitudinal del poste central (1) con actuador (7), brazo tensor central (2), el eje cuadrado central (3) y el módulo fotovoltaico (4) de acuerdo con la presente invención.
[033] La figura 16 muestra una sección longitudinal del poste intermedio ( ) con rodamiento de giro (6), anclaje de eje de brazo (2”), eje central cuadrado (3) y módulo fotovoltaico (4) de acuerdo con la presente invención.
[034] La figura 17 muestra la vista de la parte extrema del brazo tipo con tensores de cables (14), en donde el brazo puede ser un brazo intermedio (2”) que es complemento con un rodamiento de giro (6) o es un brazo central (2) que es complemento con actuador giratorio (7) y cables de acero (13) de acuerdo con la presente invención.
[035] La figura 18 es una vista de brazo tensor extremo (2’) con tensores de cables (14) en donde se aprecia además el módulo fotovoltaico (4), el brazo extremo (2’) y el conector (12) para tensor de cable (14) de acuerdo con la presente invención. [036] figura 19 es una vista inferior del brazo tensor extremo (2’) con tensores de cables (14), en donde se visualiza el brazo tensor extremo (2’), el refuerzo interior del brazo (11), el cable de acero (13), el tensor de cable (14), el conector (12) para tensor (14), el eje giratorio cuadrado (3) y la placa (5’) inferior del brazo (2’) para anclaje al eje giratorio cuadrado (3) de acuerdo con la invención.
[037] La figura 20 muestra una vista magnificada del sistema tensor de cable (14) en conexión con un brazo giratorio (2, 2’ ó 2”) en donde se aprecia el tensor (14) de cable (13) con sujeción a presión del cable de acero (13), el conector (12) para tensor (14), la abrazadera o clamp extrema (17) de fijación del módulo (4) y cable de acero (13) tensado de acuerdo con la presente invención.
[038] La figura 21 corresponde a una vista de sistema tensor en zona central, en donde la abrazadera intermedia de dos extremos (17’) de fijación de módulo (4), cable de acero tensado (13) de acuerdo con la presente invención.
[039] La figura 22 es una vista de doble serie de módulos (4) montados en seguidor (I) en donde se aprecia 2 señes de 7 módulos fotovoltaicos (4) cada una, el brazo giratorio (2, 2’ ó 2”), 4 cables de acero tensados (13), el anclaje realizado entre los conectores (12) para cables tensores (13) y los tensores (14) de cables de acero (13) a través del tensor (14) de acuerdo con la presente invención.
RESUMEN DE LA INVENCIÓN
[040] La presente invención está dirigida a un sistema y/o dispositivo de seguidor solar de estructuras tensadas en pluralidades de módulos de paneles fotovoltaicos, especialmente a sistemas de módulos de paneles fotovoltaicos con o sin marco y que comprenden estructuras tensadas listas para montar de manera rápida y segura en campo. Especialmente, la invención está dirigida a un sistema de seguidor solar para módulos fotovoltaicos ensamblados entre sí con cables de acero en señes de 2 a 16 módulos, preferiblemente en señes de 7 módulos de una manera segura y controlada, en donde el seguidor solar es ligero y simple sin dejar de ser robusto para soportar los paneles fotovoltaicos.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
[041] La estructura de seguidor solar (I) de la presente invención está diseñada y calculada para funcionar como una estructura tensada giratoria compuesta de una pluralidad de postes, por ejemplo, 7 postes (1, 1’, 1”) de acero tipo IPE, 2 ejes rotatorios tubulares de acero (3) de 150x150x5 mm, 1 brazo tensor central (2), 4 brazos tensores de acero de posición intermedia (2”), 2 brazos tensores de acero de posición en extremos (2’), 24 cables de acero (13) de 12 mm, 1 actuador giratorio (7) de eje axial único y 6 rodamientos (6) para eje axial único.
[042] El seguidor solar (I) puede soportar doce series de módulos (4), de los cuales cada serie está formado por 7 paneles fotovoltaicos de 1x2 metros y con un espesor variable, que pueden ser con marco o sin marco, en donde los paneles se encuentran montados mediante abrazaderas de sujeción (17 y 17’) a dos cables de acero (13) por cada serie de módulos, los cuales actúan de soporte y tensión entre los brazos de giro (2, 2’ y 2”) que van sobre los postes (1, 1’ y 1”) y unidos a los mismos por medio de bases plegables (5). Los brazos (2, 2’ y 2”) se encuentran conectados mediante un eje cuadrado (3) que permite el giro del sistema mediante un actuador de giro (7) accionado con un motor eléctrico (8) ubicado sobre el poste (1) en el centro del sistema de seguimiento solar de acuerdo con la invención. El sistema además comprende soportes de rodamiento (6) intermedios y de extremos a fin de soportar el eje cuadrado (3) y el sistema de módulos fotovoltaicos (4) que están soportados a su vez por postes intermedios ( ) y postes extremos (1’) anclados al suelo.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
[043] La presente invención describe un sistema de seguidores solares para estructuras tensadas de paneles fotovoltaicos en series de módulos que comprende una pluralidad de postes (1, 1’, 1”), dos ejes rotatorios (3), una pluralidad de brazos giratorios (2, 2’, 2”), en donde el brazo giratorio central (2) está ubicado sobre el poste central (1), los brazos giratorios (2’) son los brazos extremos y se ubican sobre los postes extremos (1’) y los brazos giratorios (2”) son brazos giratorios intermedios ubicados sobre los postes intermedios ( ) y en donde todos los postes tienen una base plegable (5) y en donde el poste central (1’) tiene un actuador giratorio (7) y los postes extremos (2’) y postes intermedios (2”) tienen rodamientos (6), cada uno de ellos unidos a su respectiva base plegable (5) y en donde cada eje giratorio (3) está fijado a cada lado del actuador giratorio (7) sobre el poste central (1) y dicho eje giratorio atraviesa los rodamientos (6) fijos sobre los postes extremos (2’) y postes intermedios (2”) y los brazos giratorios (2, 2’ 2”) se fijan a los ejes giratorios (3) a través de un amarre plegado (9) y atizadores (10) ubicados a ambos lados de los brazos (2, 2’, 2”); y series de módulos fotovoltaicos (4) unidos mediante abrazaderas (17) y (17’) con cables de acero (13) que actúan como soporte y tensión entre los brazos de giro (2, 2’, 2”).
[044] Ahora haciendo referencia a las figuras que acompañan la presente descripción, la invención hace referencia a un sistema de seguidores solares (I) para estructuras tensadas de paneles fotovoltaicos en series de módulos. Específicamente hace referencia a un seguidor solar como se muestra en la figura 1 el cual comprende un poste (1, V ó 1”) que puede ser de un material resistente, por ejemplo, hierro, aluminio, acero y con una longitud total entre 2 metros y 4 metros, en donde aproximadamente la mitad de su longitud está enterrado en el suelo natural, el cual tiene en su extremo superior una base plegada (5) que se une a dicho extremo a través de pernos. Para el caso de la figura 1, se muestra la configuración del poste central (1) el cual tiene la base plegada (5) y sobre ella se ubica el actuador giratorio (7) con su motor eléctrico (8) y sobre este se ubica el brazo giratorio (2).
[045] En una modalidad de la invención y de acuerdo con lo mostrado en la figura 2, el sistema de seguidores solares puede contener siete postes, de los cuales, el poste central (1) como se mencionó anteriormente comprende el actuador giratorio (7) con el motor eléctrico (8) el cual proporciona el movimiento de toda la estructura con respecto a la horizontal a través de un actuador giratorio (7) central que transmite el giro a los brazos tensores intermedios (2”) y extremos (2’) a través del eje (3) cuadrado 150x150x5mm lo cual permite el giro de todo el seguidor de manera coordinada (2) en un ángulo que puede vahar desde 0° hasta 60°, más de preferencia entre 50 y 60° y aún más de preferencia entre 55° y 60°. El sistema de seguidor solar (I) contiene además uno o más postes intermedios ( ) con sus respectivos brazos tensores intermedios (2”) y dos postes extremos (1’) con sus respectivos brazos tensores extremos (2’). Como se puede apreciar en la figura 2, los postes (1, 1’ y 1”) se encuentran conectados a través de ejes cuadrados (3) que pueden tener una medida ente 100 x 100 x 5mm hasta 180x180x 5mm, de preferencia de 150 x 150 x 5mm. Como se ¡lustra en la figura 2.1, la estructura principal del sistema de seguidor solar (I) de acuerdo con la invención, puede soportar, por ejemplo, pero sin limitarse a doce series de módulos fotovoltaicos (4). Esta distribución dependerá del número de postes (1, 1’ y 1”) y de brazos (2, 2’ y 2”) que se usen.
[046] Ahora haciendo referencia a la figura 3, el poste central (1) tendrá asegurado a su extremo superior un actuador giratorio (7) que está unido a la base plegada (5) con sendos pernos (no mostrados). Este actuador giratorio (7) tiene a sus lados estructuras salientes (7.1) que entran en la cavidad hueca de los ejes cuadrados giratorios (3) y se aseguran a través de pernos El movimiento de estos ejes giratorios (3) se realiza mediante el actuador giratorio central (7) él cual gira mediante el accionamiento de un motor (8) el cual puede ser un motor eléctrico auto alimentado con un pequeño módulo fotovoltaico.
[047] La figura 4 muestra una vista superior de la configuración de la base plegada (5) que puede ir en todos los postes (1, 1’ y 1”) en donde dicha base plegada (5) tiene orificios (5.1) para permitir luego asegurar bien sea el actuador giratorio (7) en el poste central (1) o los rodamientos (6) en los postes intermedios (1’) y extremos ( ). Como se puede apreciar en la figura 4.1 la base plegada tiene en sus caras laterales canales (5.2) que permiten el ajuste al poste (1, 1’ y 1”) mediante pernos (no mostrados) (figura 5).
[048] Haciendo ahora referencia a la figura 6, sobre la base plegable (5) se instala el rodamiento (6), esta configuración está ubicada en los postes intermedios (1’) y postes extremos ( ). El rodamiento (6) comprende una carcasa superior (6’) y una carcasa inferior (6”) en material tal como hierro, aluminio, acero, en donde las carcasas contienen un rodamiento plástico interno (6.1) el cual puede ser de un material polimérico de alta densidad, por ejemplo, pero sin limitarse a politetrafluoroetileno (PTFE). Las carcasas 6’ y 6” se unen y aseguran a través de pernos que se colocan en orificios (6.3) en las pestañas (6.2).
[049] En la figura 7 se ¡lustra el actuador giratorio (7) instalado sobre la base plegable (5), en donde el actuador giratorio (7) tiene en sus caras laterales estructuras salientes (7.1) que casan de manera exacta con la parte hueca del eje giratorio (3) y asegurando dicha unión con pernos pasantes a través de los orificios (7.2). El actuador giratorio (7) comprende además un motor o servomotor (8).
[050] Respecto a la figura 8, se muestra la configuración general de un brazo tensor giratorio el cual puede ser central (2), intermedio (2’) ó extremo (2”). Este brazo puede ser de un material resistente tal como, por ejemplo, acero. El brazo tiene atiezadores (10) en forma triangular y soldados a la parte lateral central del brazo (2, 2’ y 2”) que proporcionan una mayor estabilidad al brazo (2, 2’ y 2”) y entre ellos se encuentra unido un amarre plegado (9) que se ajusta a los extremos del eje cuadrado giratorio (3) y en donde dichos amarres plegados (9) se ajustan o amarran en su parte inferior a una placa (5’) en ambos extremos del brazo tensor (2, 2’ y 2”). Como se puede apreciar en las figuras 8.1 y 8.2 el amarre plegado (9) y la placa (5’) tienen orificios por donde se aseguran y ajustan mediante pernos entre sí.
[051] Haciendo referencia a la figura 9, el brazo tensor giratorio (2, 2’ y 2”) puede tener en su parte interna refuerzos interiores (11) bien sea a todo lo largo del brazo (1, 2’ y 2”) o en las partes en donde se instalan conectores (12) para cables tensores (13). Adicionalmente, se puede apreciar como las placas (5’) se fijan al amarre plegado (9), lo cual tiene como objetivo ajustar o amarrar los brazos tensores (2,2' y 2”) a los ejes giratorios (3).
[052] En este sentido, en la figura 10 que corresponde a una vista del brazo tensor (2, 2’ ó 2”), en el caso de la figura corresponde a un brazo intermedio (2”) en donde se aprecia la configuración de los amarres plegados (9) que refuerzan la unión con los ejes giratorios (3) y los brazos (2, 2’ y 2”). Adicionalmente, se puede observar los conectores (12) para cables tensados (13). Se puede apreciar que para el caso específico de la figura 10, los conectores (12) para cables tensados (13) se encuentran ubicados a ambos lados del brazo tensor (2”) ya que éste es un brazo intermedio. Se entenderá que para los brazos extremos (2’), los conectores (12) se encontrarán únicamente en uno de sus lados, lado interno del seguidor.
[053] De acuerdo con la figura 11 , se aprecia la configuración del poste extremo (1’) junto con el brazo giratorio extremo (2’) en donde los módulos fotovoltaicos (4) se unen a través de abrazaderas (17) a cables de acero (13) con los conectores (12) para cables tensados (13) por medio de tensores de cable (14). El poste extremo (1’) tiene una base plegada apernada (5) que sirve como anclaje al rodamiento (6). El rodamiento (6) sirve como soporte y anclaje del brazo tensor (2’) al poste extremo (1 ') y sus dos amarres plegados (9) al eje giratorio (3).
[054] Como se muestra en la figura 12, la configuración para el sistema de seguidor (I) para el poste central (1) tiene unido en su extremo superior el actuador (7) a través de la base plegada (5), en donde el poste central (1) soporta la base plegada (5) con el actuador (7), en tanto que el brazo tensor central (2) se apoya y amarra al eje giratorio (3). El motor eléctrico (8) es un componente del actuador. Los ejes centrales (3) (150x150x5 mm) se encajan a cada lado del actuador giratorio a través de sus estructuras salientes (7.1). Los módulos fotovoltaicos (4) se unen al brazo central (2) a través de los tensores de cables (14) y el cable de acero (13) ubicados en la parte inferior de dichos módulos fotovoltaicos (4). Como ya se mencionó anteriormente, cada brazo tensor giratorio intermedio (2”) y central (2) tienen en su parte lateral cuatro conectores (12) que permiten la unión de tensores (14) de los cables de acero (13) que cruzan horizontalmente los módulos fotovoltaicos (4). La zona central de los brazos tensores (2, 2’ y 2”) se conecta al eje giratorio (3) mediante los amarres plegados (9) y atiezadores (10) y en donde para el caso del brazo central (2) su parte inferior se monta sobre el actuador giratorio (7) y en el caso de los brazos tensores giratorios intermedios (2”) y brazos tensores giratorios extremos (2’) se montan sobre los rodamientos (6).
[055] En este sentido, se puede apreciar en la figura 13 el sistema de seguidor en poste intermedio ( ) de anclaje a terreno natural con el brazo intermedio (2”), el eje cuadrado central (3) de 150x150x5 mm y el módulo fotovoltaico (4) en donde el brazo intermedio (2”) tiene los conectores (12) para cables tensados (13) y la configuración de los amarres plegados (9) por debajo de los paneles fotovoltaicos (4) que unen la estructura del brazo giratorio intermedio (2”) con dicho eje giratorio (3) por medio de pernos.
[056] En una modalidad preferida de la invención. Como se muestra en la figura 14, los brazos tensores intermedios (2”) poseen en su parte inferior refuerzos inferiores (11) que pueden estar únicamente a la altura de cada una de los conectores (12) para cables de acero (13), con el cual se hace un refuerzo adicional a la estructura de los brazos tensores intermedios (2”) a fin de resistir las fuerzas de tracción máximas generadas por las tensiones de los cables de acero (13) entre módulos fotovoltaicos (4) y brazos tensores giratorios extremos (2’). Adicionalmente, mediante la tuerca del sistema de solución de tensado (15) se puede tensar y asegurar los módulos (4) a cada brazo tensor (2, 2’, 2”) a través de dichas tuercas de aprete y tensado que unen cada uno de los tensores (14) unidos por el lado contrario a la serie de módulos fotovoltaicos (4). En otra modalidad de la invención, los brazos tensores (2’) extremos poseen en su parte inferior un refuerzo (11) completo que corresponde a la misma forma del brazo tensor (2’) como se ¡lustra en la figura 19. [057] Haciendo un corte longitudinal del poste central (1) con el actuador (7) como se muestra en la figura 15, se pueden apreciar las uniones mediante pernos para asegurar cada una de las piezas del sistema de seguidor solar (I) de acuerdo con la presente invención, al igual que se ¡lustra en la figura 16 para un poste intermedio (1”) con rodamiento de giro (6).
[058] Como se puede ver en las figuras 17 y 18, para el brazo tensor giratorio intermedio (2”) y el brazo giratorio extremo (2’), las uniones de los módulos fotovoltaicos (4) se realizan entre sí mediante abrazaderas (17’), en donde cada módulo (4) tiene cuatro abrazaderas (17’) intermedias unidas a su vez a cables de acero tensado (13) a través de un dado (16) y colocadas a distancias equidistantes. Los módulos (4) que están a la orilla de la serie y que se unen al respectivo brazo sea al brazo extremo (2’) o a los brazos giratorios intermedios (2”) poseen abrazaderas (17) que como se muestra en la figura 20 y 21, abrazan el módulo fotovoltaico (4) con el tensor (14) de cable de acero (13). Estas abrazaderas (17) al igual que las abrazaderas (17’) que aseguran y sujetan los módulos entre sí, tienen un dado (16) con un orificio por donde pasa el cable de acero (13), en donde el dado (16) ayuda a mantener unidos y sujetados los módulos fotovoltaicos (4) en series de, por ejemplo, de 7 módulos.
[059] Respecto al cable de acero (13), este se puede seleccionar de un grupo de cables de acero tipo Totina, en donde el cable de acero (13) debe cumplir con especificaciones técnicas tales como resistencia a la abrasión, alma de acero para mayor resistencia a la tracción y compresión y que tenga un diámetro calibrado en toda su longitud y de acuerdo con los siguientes valores.
[060] Tabla 1. Características técnicas del cable de acero (13) que pueden ser empleados en los seguidores solares y en el sistema de acuerdo con la presente invención.
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[061] Las ventajas del sistema de seguidor solar (I) de acuerdo con la presente invención para parques o campos fotovoltaicos se basan en la facilidad y sencillez de la estructura en comparación con sistemas convencionales.
[062] Otra ventaja del sistema de seguidor solar (I) es la fácil y rápida instalación y acomodación de módulos fotovoltaicos (4) en la estructura de los seguidores solares (I) de acuerdo con la presente invención., Asegurando un 80% menos de componentes que los diseños actuales, lo cual reduce el exceso de trabajo manual en el montaje, ajustes, apretes y alineamiento del seguidor y los módulos.
[063] Otra ventaja del sistema de seguidor solar (I) de acuerdo con la invención es que, al ser las estructuras de los módulos (4) en serie tensadas con cables de acero (13), son estructuras flexibles que requieren ser reguladas solamente en los extremos de cada señe de módulos a través de tensores (14) de cable (13).
[064] Se tiene proyectado que con la configuración de seguidores solares de acuerdo con la presente invención en campos fotovoltaicos se puede llegar a un ahorro de hasta el 80% del trabajo manual para la construcción de parques fotovoltaicos y una reducción de hasta el 50% en tiempo en el montaje en las estructuras de seguidores solares.
[065] Por tanto, el sistema de seguidores solares (I) de acuerdo con la presente invención para parques fotovoltaicos permiten la optimización y eficiencia del montaje de campos fotovoltaicos ya que permite el montaje de módulos fotovoltaicos en serie a modo de estructura tensada con equipos de ensamble, transporte, izamiento y montaje totalmente mecánicos sin acción manual.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de seguidores solares para estructuras tensadas de paneles fotovoltaicos en series de módulos, caracterizado porque comprende una pluralidad de postes (1, 1’, 1”), dos ejes rotatorios (3), una pluralidad de brazos giratorios (2, 2’, 2”), en donde el brazo giratorio central (2) está ubicado sobre el poste central (1), los brazos giratorios (2’) son los brazos extremos y se ubican sobre los postes extremos (1’) y los brazos giratorios (2”) son brazos giratorios intermedios ubicados sobre los postes intermedios ( ) y en donde todos los postes tienen una base plegable (5) y en donde el poste central (1’) tiene un actuador giratorio (7) y los postes extremos (2’) y postes intermedios (2”) tienen rodamientos (6), cada uno de ellos unidos a su respectiva base plegable (5) y en donde cada eje giratorio (3) está fijado a cada lado del actuador giratorio (7) sobre el poste central (1) y dicho eje giratorio atraviesa los rodamientos (6) fijos sobre los postes extremos (2’) y postes intermedios (2”) y los brazos giratorios (2, 2’ 2”) se fijan a los ejes giratorios (3) a través de un amarre plegado (9) y atizadores (10) ubicados a ambos lados de los brazos (2, 2’, 2”); y series de módulos fotovoltaicos (4) unidos mediante abrazaderas (17) y (17’) con cables de acero (13) que actúan como soporte y tensión entre los brazos de giro (2, 2’, 2”).
2. El sistema de seguidores solares para estructuras tensadas de paneles fotovoltaicos en series de módulos de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los postes (1, 1’ ó 1”) están enterrados la mitad de su longitud en el suelo natural, y en donde en su extremo superior la base plegada (5) se une a dicho extremo a través de pernos y para el caso del poste central (1) sobre dicha base plegada (5) se ubica el actuador giratorio (7) con un motor eléctrico (8) y en donde el actuador giratorio (7) tiene a sus lados estructuras salientes (7.1) que entran en la cavidad hueca de los ejes cuadrados giratorios (3) y se aseguran a través de pernos y el movimiento de estos ejes giratorios (3) se realiza mediante el actuador giratorio central (7) él cual gira mediante el accionamiento del motor (8).
3. El sistema de seguidores solares para estructuras tensadas de paneles fotovoltaicos en series de módulos de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la base plegada (5) que va unida a todos los postes (1 , V y 1”) tiene orificios (5.1) para asegurar bien sea el actuador giratorio (7) en el poste central (1) o los rodamientos (6) en los postes intermedios (1’) y extremos ( ) y tiene en sus caras laterales canales (5.2) por donde pasan pernos que ajustan el poste (1, 1’ y 1”)
4. El sistema de seguidores solares para estructuras tensadas de paneles fotovoltaicos en series de módulos de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los rodamientos (6) comprenden una carcasa superior (6’) y una carcasa inferior (6”) en donde las carcasas contienen un rodamiento plástico interno (6.1) y las carcasas 6’ y 6” se unen y aseguran a través de pernos que se colocan en orificios (6.3) en las pestañas (6.2).
5. El sistema de seguidores solares para estructuras tensadas de paneles fotovoltaicos en señes de módulos de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el actuador giratorio (7) tiene en sus caras laterales estructuras salientes (7.1) que casan de manera exacta con la parte hueca del eje giratorio (3) y se asegura dicha unión con pernos pasantes a través de los orificios (7.2) y el actuador giratorio (7) comprende además un motor (8).
6. El sistema de seguidores solares para estructuras tensadas de paneles fotovoltaicos en señes de módulos de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los brazos tienen atiezadores (10) en forma triangular y soldados a la parte central lateral de los brazos (2, 2’ y 2”) y entre ellos se encuentra unido un amarre plegado (9) que se ajusta a los extremos del eje cuadrado giratorio (3) y en donde dichos amarres plegados (9) se ajustan en su parte inferior a una placa (5’) en ambos extremos del brazo tensor (2, 2’ y 2”) y en donde el amarre plegado (9) y la placa (5’) tienen orificios por donde se aseguran y ajustan mediante pernos entre sí.
7. El sistema de seguidores solares para estructuras tensadas de paneles fotovoltaicos en señes de módulos de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los brazos tensores giratorios (2 y 2”) tienen en su parte interna refuerzos interiores (11) en las partes en donde se instalan conectores (12) para cables tensores (13) y en donde mediante tuercas de un sistema de solución de tensado (15) se tensan y aseguran los módulos (4) a cada brazo tensor (2, 2’, 2”)
8. El sistema de seguidores solares para estructuras tensadas de paneles fotovoltaicos en series de módulos de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los brazos tensores (2’) extremos poseen en su parte inferior un refuerzo (11) completo que corresponde a la misma forma del brazo tensor (2’).
9. El sistema de seguidores solares para estructuras tensadas de paneles fotovoltaicos en series de módulos de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque los conectores (12) para cables tensados (13) se encuentran ubicados a ambos lados del brazo tensor (2”) y para los brazos extremos (2’), los conectores (12) se encuentran únicamente en uno de sus lados.
10. El sistema de seguidores solares para estructuras tensadas de paneles fotovoltaicos en series de módulos de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque los módulos fotovoltaicos (4) se unen a través de abrazaderas (17) a cables de acero (13) con los conectores (12) para cables tensados (13) por medio de tensores de cable (14).
11. El sistema de seguidores solares para estructuras tensadas de paneles fotovoltaicos en series de módulos de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque los módulos fotovoltaicos (4) se unen al brazo central (2) a través de los tensores de cables (14) y el cable de acero (13) ubicados en la parte inferior de dichos módulos fotovoltaicos (4) y en donde cada brazo tensor giratorio intermedio (2”) y central (2) tienen en su parte lateral cuatro conectores (12) que unen los tensores (14) de los cables de acero (13) que cruzan horizontalmente los módulos fotovoltaicos (4).
12. El sistema de seguidores solares para estructuras tensadas de paneles fotovoltaicos en series de módulos de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque la zona central de los brazos tensores (2, 2’ y 2”) se conecta al eje giratorio (3) mediante los amarres plegados (9) y atiezadores (10) y en donde para el caso del brazo central (2) su parte inferior se monta sobre el actuador giratorio (7) y en el caso de los brazos tensores giratorios intermedios (2”) y brazos tensores giratorios extremos (2’) se montan sobre los rodamientos (6).
13. El sistema de seguidores solares para estructuras tensadas de paneles fotovoltaicos en series de módulos de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque las uniones de los módulos fotovoltaicos (4) se realizan entre sí mediante abrazaderas (17’), en donde cada módulo (4) tiene cuatro abrazaderas (17’) intermedias unidas a su vez a cables de acero tensado (13) a través de un dado (16) y colocadas a distancias equidistantes.
14. El sistema de seguidores solares para estructuras tensadas de paneles fotovoltaicos en series de módulos de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque los módulos (4) que están a la orilla de la serie y que se unen al respectivo brazo, sea al brazo extremo (2’) o a los brazos giratorios intermedios (2”) poseen abrazaderas (17) que abrazan el módulo fotovoltaico (4) con el tensor (14) de cable de acero (13) y tienen un dado (16) con un orificio por donde pasa el cable de acero (13).
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