ITMI20071222A1 - PANEL FOR ADJUSTABLE SOLAR MODULES - Google Patents

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ITMI20071222A1
ITMI20071222A1 IT001222A ITMI20071222A ITMI20071222A1 IT MI20071222 A1 ITMI20071222 A1 IT MI20071222A1 IT 001222 A IT001222 A IT 001222A IT MI20071222 A ITMI20071222 A IT MI20071222A IT MI20071222 A1 ITMI20071222 A1 IT MI20071222A1
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Roberto Caldera
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Description

DESCRIZIONE del brevetto per invenzione industriale DESCRIPTION of the patent for industrial invention

La presente invenzione si riferisce ad un pannello per moduli solari orientabile. In particolare, la presente invenzione riguarda un pannello per moduli solari orientabile in grado di disporsi in posizioni predeterminate sulla base della posizione del sole nel cielo. The present invention refers to an orientable solar module panel. In particular, the present invention relates to an orientable solar module panel capable of arranging itself in predetermined positions on the basis of the position of the sun in the sky.

Ai fini della presente invenzione, tali moduli possono essere ad esempio moduli a celle fotovoltaiche, in grado di generare energia elettrica o moduli termici in grado di catturare e/o convogliare opportunamente il calore sprigionato dal sole. For the purposes of the present invention, such modules can be for example photovoltaic cell modules, capable of generating electrical energy or thermal modules capable of appropriately capturing and / or conveying the heat given off by the sun.

Lo scopo principale di un inseguitore è quello di massimizzare la produzione di energia risultante dall'effetto fotovoltaico o termico che i moduli che monta a bordo sono deputati a generare. Ciò dipende dal fatto che ad esempio il silicio cristallino, il materiale più usato per la realizzazione delle celle compongono i moduli, risulta molto sensibile al grado di incidenza con cui la luce ne colpisce la superficie. I moduli solari quando montati a bordo di un inseguitore, vengono disposti geometricamente su un singolo pannello, che evita di montare un inseguitore per ogni singolo modulo. The main purpose of a tracker is to maximize the production of energy resulting from the photovoltaic or thermal effect that the modules it mounts on board are responsible for generating. This depends on the fact that for example crystalline silicon, the most used material for making the cells that make up the modules, is very sensitive to the degree of incidence with which the light hits the surface. The solar modules, when mounted on board a tracker, are geometrically arranged on a single panel, which avoids mounting a tracker for each single module.

L'inseguimento solare può essere ad asse singolo (cioè la rotazione avviene solo sull'asse orizzontale, o verticale) oppure a doppio asse, cioè la rotazione avviene contemporaneamente sia in verticale che in orizzontale, posizionando pertanto i pannelli in modo sempre frontale rispetto al sole. Con la possibilità di muovere il pannello lungo due assi si possono registrare aumenti di produzione di energia a fronte però di una maggior complessità costruttiva rispetto sia ad un pannello fisso sia ad un pannello che si muove lungo un solo asse. The solar tracking can be single axis (i.e. rotation occurs only on the horizontal or vertical axis) or double axis, i.e. rotation occurs simultaneously both vertically and horizontally, thus positioning the panels always in front of the Sun. With the possibility of moving the panel along two axes, increases in energy production can be recorded, however, in the face of greater constructive complexity compared to both a fixed panel and a panel that moves along a single axis.

I pannelli per moduli solari orientabili si distinguono sulla base della tipologia del comando elettronico che pilota il movimento in analogici, in cui il comando è generato sulla base delle informazioni di un sensore che individua la posizione del punto più luminoso nel cielo, e digitali, in cui il comando proviene da un microprocessore che, tramite sue tabelle memorizzate, conosce in ogni momento la posizione del sole nel cielo. The panels for adjustable solar modules are distinguished on the basis of the type of electronic control that drives the movement in analogue, in which the command is generated on the basis of the information of a sensor that identifies the position of the brightest point in the sky, and digital, in to which the command comes from a microprocessor which, through its memorized tables, knows at any moment the position of the sun in the sky.

Le strutture che movimentano il pannello sono normalmente formate da un palo di sostegno provvisto di meccanismi di movimentazione attorno ai sopraccitati assi. Talvolta in presenza di pannelli di dimensioni e peso rilevanti tale tipo di struttura può risultare inefficiente ed inadeguata. A tale proposito sono state proposte strutture che prevedono la presenza di una ralla circonferenziale per consentire sia la movimentazione del pannello attorno ad un asse verticale che il suo sostegno. The structures that move the panel are normally formed by a support pole provided with movement mechanisms around the aforementioned axes. Sometimes in the presence of panels of considerable size and weight, this type of structure can be inefficient and inadequate. In this regard, structures have been proposed which provide for the presence of a circumferential fifth wheel to allow both the movement of the panel around a vertical axis and its support.

La presente invenzione si riferisce ad un pannello orientabile avente un meccanismo di movimentazione di una lastra provvista di moduli solari formato da una doppia ralla, che consente la movimentazione della lastra attorno ad un asse verticale, sulla quale è realizzato un telaio avente un perno sulla sua sommità al quale è vincolata la lastra e che consente la movimentazione della lastra stessa attorno ad un asse sostanzialmente orizzontale. The present invention refers to an orientable panel having a mechanism for moving a plate provided with solar modules formed by a double fifth wheel, which allows the plate to be moved around a vertical axis, on which a frame is made having a pin on its top to which the plate is bound and which allows the plate itself to be moved around a substantially horizontal axis.

Un aspetto della presente invenzione riguarda un pannello per moduli solari orientabile avente le caratteristiche contenute nella allegata rivendicazione 1. An aspect of the present invention relates to an orientable solar module panel having the characteristics contained in the attached claim 1.

Ulteriori scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla descrizione che segue e dai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio esplicativo e non limitativo, in cui: Further objects and advantages of the present invention will become clear from the following description and from the attached drawings, provided purely by way of non-limiting example, in which:

• la figura 1 illustra una vista laterale del pannello orientabile secondo la presente invenzione; Figure 1 illustrates a side view of the orientable panel according to the present invention;

• la figura 2 illustra una vista dall'alto del pannello orientabile secondo la presente invenzione; Figure 2 illustrates a top view of the orientable panel according to the present invention;

• le figura 3a, 3b e 3c illustrano in vista laterale il pannello orientabile in tre differenti inclinazioni, secondo la presente invenzione. • figures 3a, 3b and 3c show a side view of the panel which can be oriented in three different inclinations, according to the present invention.

Con riferimento alle citate figure il pannello orientabile secondo la presente invenzione comprende una struttura 2 di supporto per una pluralità di moduli solari 21, un meccanismo di movimentazione che consente la rotazione di tale struttura lungo un primo asse sostanzialmente verticale ed un secondo asse sostanzialmente orizzontale, appoggiato su una zavorra 3 o su un equivalente sistema di fissaggio o ancoraggio, ad esempio realizzata tramite una struttura in cemento. With reference to the aforementioned figures, the orientable panel according to the present invention comprises a support structure 2 for a plurality of solar modules 21, a movement mechanism which allows the rotation of this structure along a first substantially vertical axis and a second substantially horizontal axis, resting on a ballast 3 or on an equivalent fastening or anchoring system, for example made by means of a concrete structure.

Tale meccanismo di movimentazione comprende una prima ralla 41 circonferenziale (d'ora in avanti chiamata ralla fissa) la quale poggia su tale zavorra 3 o altri sistemi di fissaggio o ancoraggio ed è provvista di una pluralità di ruote 42, preferibilmente equidistanziate tra loro disposte lungo tale circonferenza. This movement mechanism comprises a first circumferential fifth wheel 41 (hereinafter referred to as fixed fifth wheel) which rests on this ballast 3 or other fastening or anchoring systems and is provided with a plurality of wheels 42, preferably equidistant from each other arranged along that circumference.

Il meccanismo comprende inoltre una seconda ralla circonferenziale 43 (d'ora in avanti chiamata ralla mobile) appoggiata su tali ruote 42 e associata alla ralla fissa tramite un cuscinetto 44, ad esempio realizzato tramite una cosiddetta ralla agricola, che ne consentono la rotazione rispetto ad un asse verticale Y. The mechanism also comprises a second circumferential fifth wheel 43 (hereinafter called mobile fifth wheel) resting on these wheels 42 and associated with the fixed fifth wheel by means of a bearing 44, for example made by means of a so-called agricultural fifth wheel, which allow it to rotate with respect to a vertical Y axis.

Tale ralla mobile viene vantaggiosamente movimentata tramite primi mezzi di movimentazione comprendenti un motoriduttore elettrico 51 disposto lateralmente a tale ralla fissa su una piastra di supporto 52 associata ad essa. Preferibilmente, il moto alla ralla mobile viene trasmesso da tali mezzi di movimentazione tramite una catena o cinghia associata alla circonferenza di tale ralla mobile e ad una puleggia, o pignone calettata sull'albero di rotazione di tale motoriduttore. Said movable fifth wheel is advantageously moved by means of first movement means comprising an electric gearmotor 51 arranged laterally to said fixed fifth wheel on a support plate 52 associated with it. Preferably, the motion to the movable fifth wheel is transmitted by these movement means by means of a chain or belt associated with the circumference of this mobile fifth wheel and to a pulley or pinion keyed on the rotation shaft of said gearmotor.

Sostanzialmente, il movimento attorno all'asse verticale Y è ottenuto tramite una coppia di ralle delle quali una è solidale alla zavorra ed una è solidale alla struttura portante del pannello che si muovono relativamente tra loro tramite mezzi di movimentazione comprendenti almeno un cuscinetto Il meccanismo di movimentazione, superiormente a tale ralla mobile e solidale ad essa, presenta un telaio formato da una coppia di staffe 61 disposte su posizioni contrapposte di tale circonferenza della ralla mobile, atte a sostenere snodabilmente la struttura 2 che supporta i moduli solari. Preferibilmente tali staffe sono di forma sostanzialmente triangolare e sono disposte inclinate rispetto alla verticale. L'estremità superiore 62 di tale staffe presenta una coppia di sedi 63 atte a sostenere un albero 22 sostanzialmente orizzontale associato alla struttura 2 in grado di far ruotare la lastra attorno all' asse orizzontale X. Basically, the movement around the vertical axis Y is obtained by means of a pair of washers of which one is integral with the ballast and one is integral with the supporting structure of the panel which move relatively to each other by means of movement comprising at least one bearing. movement, above said movable fifth wheel and integral with it, has a frame formed by a pair of brackets 61 arranged on opposite positions of this circumference of the movable fifth wheel, adapted to articulately support the structure 2 which supports the solar modules. Preferably, these brackets are substantially triangular in shape and are arranged inclined with respect to the vertical. The upper end 62 of said brackets has a pair of seats 63 adapted to support a substantially horizontal shaft 22 associated with the structure 2 capable of making the plate rotate around the horizontal axis X.

Inoltre, una ulteriore barra di sostegno 64, conformata ad esempio a singola o doppia "U" o "V" rovesciata viene disposta tra dette staffe, in cui la porzione orizzontale di tale barra supporta ulteriormente l'albero 22. Furthermore, a further support bar 64, shaped for example with a single or double inverted "U" or "V" is arranged between said brackets, in which the horizontal portion of said bar further supports the shaft 22.

La rotazione della struttura e dei moduli solari attorno all'asse orizzontale X avviene tramite secondi mezzi di movimentazione comprendenti un secondo motoriduttore 71 atto a muovere un'asta 72 vincolata snodabilmente ad una coppia di tiranti 73 e 74 associati alla superficie inferiore di tale struttura di supporto dei moduli solari. The rotation of the structure and of the solar modules around the horizontal axis X takes place by means of second movement means comprising a second gearmotor 71 adapted to move a rod 72 jointed jointly to a pair of tie rods 73 and 74 associated with the lower surface of said structure. support for solar modules.

Il movimento dell'asta determina la trazione o la spinta della struttura di supporto e la sua conseguente rotazione attorno al citato asse orizzontale X. The movement of the rod determines the traction or thrust of the support structure and its consequent rotation around the aforementioned horizontal axis X.

Il panello nel suo complesso comprende inoltre un primo quadro elettrico 75 disposto a bordo della struttura portante, che realizza i collegamenti elettrici dei motoriduttori ed un quadro elettrico principale disposto preferibilmente all'esterno del pannello (ad esempio in una apposita struttura ad armadio) dotato di una unità elettronica di elaborazione la quale controlla e comanda i motoriduttori, in modo da comandare l'orientamento del pannello secondo un programma memorizzato. The panel as a whole also comprises a first electrical panel 75 arranged on board the supporting structure, which makes the electrical connections of the gearmotors and a main electrical panel preferably arranged outside the panel (for example in a suitable cabinet structure) equipped with an electronic processing unit which controls and controls the gearmotors, so as to control the orientation of the panel according to a memorized program.

In una forma ulteriore di realizzazione i motoriduttori possono essere sostituiti con mezzi di movimentazione elettronici o meccanici equivalenti. Tale unità di elaborazione in una forma preferita di realizzazione è una unità logica programmabile (PLC). Alla struttura di supporto è anche associato almeno un anemometro di sicurezza (non illustrati) o sistema equivalente atto a controllare l'esposizione del pannello al vento, in modo che l'unità di elaborazione e controllo possa eventualmente disporre il pannello in una posizione non di pericolo (in assetto di sicurezza) nel caso che il vento superi un certo limite rilevato degli anemometri. In a further embodiment, the gearmotors can be replaced with equivalent electronic or mechanical handling means. Said processing unit in a preferred embodiment is a programmable logic unit (PLC). The support structure is also associated with at least one safety anemometer (not shown) or equivalent system suitable for controlling the exposure of the panel to the wind, so that the processing and control unit can possibly arrange the panel in a non-accessible position. danger (in safety setting) in the event that the wind exceeds a certain limit detected by the anemometers.

Preferibilmente, la struttura portante del pannello è una intelaiatura zincata a caldo e molto solida, essenziale ed efficace in modo da non richiedere particolari interventi di manutenzione, che garantisce negli anni la resistenza agli agenti atmosferici e a determinati eventi climatici. Preferably, the supporting structure of the panel is a hot-dip galvanized and very solid frame, essential and effective so as not to require special maintenance interventions, which guarantees resistance to atmospheric agents and certain climatic events over the years.

Il controllo del movimento del pannello ad inseguimento è basato sul sopraccitato programma che permette di inseguire il sole con una precisione almeno pari ad 1 grado: ciò significa che ad ogni spostamento di 1 grado del sole corrisponde lo spostamento di 1 grado dell'inseguitore. Il programma si basa su una tabella memorizzata contenente le varie posizioni del sole durante tutto l'anno relativamente alla posizione geografica nella quale viene installato il pannello in alternativa si basa sulle informazioni ricevute da un sensore di luminosità o di calore. The control of the movement of the tracking panel is based on the aforementioned program that allows you to track the sun with an accuracy of at least 1 degree: this means that every 1 degree shift of the sun corresponds to the 1 degree shift of the tracker. The program is based on a memorized table containing the various positions of the sun throughout the year relative to the geographical position in which the panel is installed, alternatively it is based on information received from a light or heat sensor.

Claims (12)

RIVENDICAZIONI 1. Pannello per moduli solari orientabile comprendente • una struttura (2) di supporto per una pluralità di moduli solari (21), • un meccanismo di movimentazione che consente la rotazione di tale struttura lungo un primo asse sostanzialmente verticale ed un secondo asse sostanzialmente orizzontale in modo da poter orientare la superficie dei moduli nella migliore posizione rispetto alla radiazione incidente luminosa del sole, • un sistema di fissaggio o di ancoraggio sul quale è appoggiato tale meccanismo, caratterizzato dal fatto che tale meccanismo di movimentazione comprende • una coppia di ralle delle quali una fissa (41) è solidale al sistema di fissaggio ed una mobile (43) è solidale alla struttura portante del pannello che si muovono relativamente tra loro tramite mezzi di movimentazione determinando il movimento della struttura di supporto attorno all'asse verticale (Y), • un telaio formato da una coppia di staffe (61), disposte su posizioni contrapposte della circonferenza di tale ralla mobile, atte a sostenere snodabilmente un albero (22) della struttura (2) disposto sostanzialmente in orizzontale in grado di far ruotare la struttura al suo asse orizzontale (X) tramite secondi mezzi di movimentazione associati a tale telaio. CLAIMS 1. Adjustable solar module panel comprising • a support structure (2) for a plurality of solar modules (21), • a movement mechanism that allows the rotation of this structure along a first substantially vertical axis and a second substantially horizontal axis so as to be able to orient the surface of the modules in the best position with respect to the incident light radiation of the sun, • a fastening or anchoring system on which this mechanism is supported, characterized in that this movement mechanism comprises • a pair of washers of which a fixed one (41) is integral with the fastening system and a mobile one (43) is integral with the supporting structure of the panel which move relative to each other by means of movement means determining the movement of the support structure around the 'vertical axis (Y), • a frame formed by a pair of brackets (61), arranged on opposite positions of the circumference of this movable fifth wheel, able to jointly support a shaft (22) of the structure (2) arranged substantially horizontally and able to rotate the structure to its horizontal axis (X) by means of second movement means associated with said frame. 2. Pannello secondo la rivendicazione 1, in cui tale ralla fissa (41) è provvista di una pluralità di ruote (42), disposte lungo la circonferenza sulle quali è appoggiata la ralla mobile (43) associata alla ralla fissa tramite un cuscinetto (44), ad esempio realizzato tramite una cosiddetta ralla agricola. 2. Panel according to claim 1, wherein said fixed fifth wheel (41) is provided with a plurality of wheels (42), arranged along the circumference on which the movable fifth wheel (43) associated with the fixed fifth wheel by means of a bearing (44) rests ), for example made through a so-called agricultural fifth wheel. 3. Pannello secondo la rivendicazione 1, in cui tali primi mezzi di movimentazione comprendono un motoriduttore elettrico (51) disposto lateralmente a tale ralla fissa, una catena o cinghia associata alla circonferenza di tale ralla mobile e ad una puleggia o pignone calettata sull'albero di rotazione di tale motoriduttore . 3. Panel according to claim 1, wherein said first handling means comprise an electric gearmotor (51) arranged laterally to said fixed fifth wheel, a chain or belt associated with the circumference of said mobile fifth wheel and to a pulley or pinion keyed on the shaft rotation of this gearmotor. 4. Pannello secondo la rivendicazione 1, in cui tali secondi mezzi di movimentazione comprendono un secondo motoriduttore (71) vincolato a tale telaio ed atto a muovere un'asta (72) vincolata snodabilmente ad una coppia di tiranti (73,74) associati alla superficie inferiore di tale struttura di supporto dei moduli solari. 4. Panel according to claim 1, wherein said second moving means comprise a second gearmotor (71) constrained to said frame and adapted to move a rod (72) jointly constrained to a pair of tie rods (73,74) associated with the lower surface of this support structure of the solar modules. 5. Pannello secondo la rivendicazione 1, in cui tali staffe sono di forma sostanzialmente triangolare e sono disposte inclinate rispetto alla verticale. 5. Panel according to claim 1, wherein said brackets are substantially triangular in shape and are arranged inclined with respect to the vertical. 6. Pannello secondo la rivendicazione 1, in cui tali l'estremità superiore (62) di tale staffe presenta una coppia di sedi (63) atte a sostenere l'albero (22) sostanzialmente orizzontale associato alla struttura (2). 6. Panel according to claim 1, in which the upper end (62) of said brackets has a pair of seats (63) adapted to support the substantially horizontal shaft (22) associated with the structure (2). 7.Pannello secondo la rivendicazione 1, in cui, una ulteriore barra di sostegno (64), conformata sostanzialmente a singola o doppia "U" o "V" rovesciata viene disposta tra dette staffe, la porzione orizzontale di tale barra supportando ulteriormente l'albero (22). 7. Panel according to claim 1, wherein, a further support bar (64), substantially shaped as a single or double inverted "U" or "V" is arranged between said brackets, the horizontal portion of said bar further supporting the tree (22). 8. Pannello secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre un primo quadro elettrico (75) disposto a bordo della struttura portante, che realizza i collegamenti elettrici dei motoriduttori ed un quadro elettrico principale dotato di una unità elettronica di elaborazione, la quale comanda i motoriduttori determinando l'orientamento del pannello secondo un programma memorizzato. 8. Panel according to claim 1, further comprising a first electrical panel (75) arranged on board the supporting structure, which makes the electrical connections of the gearmotors and a main electrical panel equipped with an electronic processing unit, which controls the gearmotors by determining the orientation of the panel according to a memorized program. 9. Pannello secondo la rivendicazione 8, in cui tale unità di elaborazione è una unità logica programmabile (PLC). 9. Panel according to claim 8, wherein said processing unit is a programmable logic unit (PLC). 10. Pannello secondo la rivendicazione 8, in cui tale programma comprende indicazioni sulle posizioni del sole durante tutto l’anno, relativamente alla posizione geografica nella quale viene installato il pannello. 10. Panel according to claim 8, in which this program includes indications on the positions of the sun throughout the year, relative to the geographical position in which the panel is installed. 11. Pannello secondo la rivendicazione 1, in cui alla struttura di supporto è associato almeno un anemometro di sicurezza atto a controllare l’esposizione del pannello al vento. 11. Panel according to claim 1, in which at least one safety anemometer is associated with the support structure to control the exposure of the panel to the wind. 12. Pannello secondo la rivendicazione 11, in cui l’unità di elaborazione e controllo è in grado di disporre il pannello in assetto di sicurezza nel caso che il vento superi un certo limite rilevato da tale anemometro.12. Panel according to claim 11, in which the processing and control unit is able to arrange the panel in a safety setting in the event that the wind exceeds a certain limit detected by this anemometer.
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