BR112013005803B1 - instalação de cabo com uma estrutura de suporte - Google Patents

Abstract

INSTALAÇÃO DE CABO COM UMA ESTRUTURA DE SUPORTE A invenção diz respeito a uma instalação de cabo com uma estrutura de suporte (2) que é articulada em uma estrutura de base (3) em torno de um primeiro eixo. De acordo com a invenção, um rolo de desvio rotativo (9, 10) é provido em cada extremidade da estrutura de suporte (2) para um elemento de transmissão contínuo que é fixo em uma extremidade em uma área (7) da estrutura de base (3), enquanto a outra extremidade do elemento contínuo (6) é fixa em uma área (8) da estrutura de base (3), e o elemento contínuo (6) pode ser enrolado ou desenrolado em um guincho (11) entre os rolos de desvio (9, 10).

Description

[001] A presente invenção diz respeito a uma instalação de cabo para pivotar uma estrutura de suporte para módulos fotovoltáicos, ou dispositivos equiparáveis, tais como concentradores de calor solar ou painéis solares de acordo com o preâmbulo de acordo com a reivindicação 1.

[002] Módulos fotovoltáicos são parcialmente montados em estruturas de suporte que seguem o sol ao longo de um ou dois eixos. A grande vantagem desta estrutura de suporte móvel conhecida como "movimentador" em relação àquelas firmemente ancoradas é a maior eficiência de corrente exatamente com a mesma superfície do módulo ativo.

[003] Um problema muito particular com maiores superfícies que são instaladas em ambientes externos baseia-se, entre outras coisas, nas forças do vento que são também transferidas para o dispositivo de ajuste e que, em condições desfavoráveis que devem ser consideradas, provocarão tensões excessivas neste.

[004] Dispositivos de ajuste comuns são basicamente atuados por cilindros, segmentos de engrenagem, parafusos ou elementos equivalentes, a sua desvantagem compartilhada baseando-se no fato de que os torques causados pelas forças do vento serão absorvidos por meio dos braços de alavanca relativamente pequenos, causando assim altas forças no próprio dispositivo de ajuste, bem como nos locais de ancoragem.

[005] Dessa maneira, um dispositivo de ajuste deve ser encontrado nos pontos de malha dos quais uma estrutura de suporte pivotável é deslocada para fora ao máximo possível, entretanto, sem tornar necessários elementos de ajuste superdimensionados. Uma possibilidade seria por meio de cabos de ajuste ou elementos de tração flexíveis equiparáveis, que são montados na estrutura de suporte a ser pivotada. Existem tais sistemas já conhecidos que, entretanto, apresentam a desvantagem de exigir segmentos circulares que são concentricamente conectados no eixo pivô e são conectados na estrutura de suporte a ser pivotada e na qual os cabos de ajuste serão enrolados em um lado e, correspondentemente, serão desenrolados no outro lado. Somente com este tipo de geometria que se consegue que o comprimento do cabo que é enrolado pelo movimento de pivotagem seja igual ao que é desenrolado no caso quando o movimento do cabo de ajuste será realizado por um guincho contínuo convencional.

[006] Como anteriormente mencionado, por motivos estáticos, os pontos de entrelaçamento do cabo de ajuste têm que ser amplamente espaçados uns dos outros. Com as soluções conhecidas, esta distância corresponde ao diâmetro de segmentos circulares simultaneamente rotativos, por meio do que tais dispositivos de ajuste podem assumir grandes dimensões. Uma desvantagem adicional das soluções convencionais em que o cabo de ajuste é enrolado e desenrolado em segmentos circulares, respectivamente, baseia-se em que o guincho tem que ser montado em um lado que é virado para fora daquele que tem os segmentos circulares a fim de atuar o cabo de ajuste unido na parte pivô.

[007] A publicação US 2010/018566 descreve um dispositivo para a transformação em uma corrente fotovoltáica incluindo um ou mais balões incluindo gás que é mais leve que o ar, com um ou mais painéis de energia solar em uma base, um ou mais painéis de energia solar que são montados por um ou mais balões, um ou mais balões sendo montados em um ou mais painéis de energia solar, em que um peso é provido que, com uma extremidade, é montado em um ou mais painéis e que, com a segunda extremidade, é montado em uma base, em que um testador de carga elétrica é conectado em um sistema de bateria para o ajuste de um ou mais painéis de energia; e um sistema de bateria para a carga elétrica.

[008] O sistema de cabo descrito nesta publicação permite rastrear painéis em balões como uma estrutura de suporte em que não é necessário o equilíbrio de comprimento dos cabos.

[009] A patente européia 0 114 240, por outro lado, mostra dispositivo de rastreamento para a trilhagem precisa ou aproximada de dispositivos de acordo com uma trilha precisa, por exemplo, de receptores ou refletores técnicos solares, em que o movimento do dispositivo será realizado em torno de dois eixos e o movimento do dispositivo em torno do segundo eixo é necessariamente acoplado ao movimento em torno do primeiro eixo por meio de pelo menos um elemento de guia com um ponto de articulação, e o elemento de guia pivota em torno do ponto de articulação que, em relação ao movimento principal, não é simultaneamente deslocado e fica localizado exteriormente ao primeiro eixo do dispositivo, em que os eixos interceptam e o elemento de guia fica arranjado de maneira tal que o ponto de articulação simultaneamente movimentado move-se em um ponto do círculo cujo centro é a interseção dos eixos e a linha de conexão entre esta interseção e o ponto de articulação que não é deslocado é exatamente ou aproximadamente paralelo ao eixo da terra ou à superfície normal, respectivamente, da trilha do objeto rastreado.

[0010] Este dispositivo de rastreamento é muito complicado no que diz respeito à sua execução e, além disso, com relação à construção de suporte, pelo fato de que o apoio em um de seus eixos só pode ser realizado com gasto e mão-de-obra.

[0011] O objetivo da presente invenção é superar as desvantagens das instalações de cabo convencionais e propor uma construção de cabo mais simples, permitindo separação dos pontos de pega das extremidades do cabo ao máximo possível.

[0012] Este objetivo é alcançado de acordo com a invenção por meio de uma instalação de cabo de acordo com a parte caracterizante de acordo com a reivindicação 1.

[0013] Além disso, uma instalação de cabo com uma estrutura de suporte, por exemplo, uma haste ou uma armação de suporte, será proposta, esta última ou a primeira sendo capaz de ser articulada em uma estrutura de base em torno de um primeiro eixo, respectivamente, em que, em cada extremidade da estrutura de suporte, um rolo de desvio é provido rotacionalmente, que é provido para um cabo que, em uma extremidade, é fixo em uma área da estrutura de suporte, enquanto, na outra extremidade do cabo, é fixa em uma segunda área da estrutura de base, que é separada da primeira área, em que, entre os rolos de desvio, o cabo pode ser enrolado e desenrolado em um carretel, que é perpendicular ao primeiro eixo, em que o cabo pode ser enrolado e desenrolado com um diâmetro de bobina com relação ao eixo do carretel, respectivamente.

[0014] Em uma modalidade preferida, o tambor compreende um corpo que afunila-se em direção às extremidades do tambor e que tem sulcos helicoidais acomodando o cabo.

[0015] Em um aspecto, a estrutura de suporte é uma haste ou uma superfície de suporte que é conectada na respectiva haste, em que o movimento pivô é realizado por um cabo que é guiado em torno dos rolos de desvio nas extremidades da haste, e ancorado nas suas extremidades nos locais de ancoragem e é movimentado por um guincho que é montado entre os rolos de desvio na haste rotativa, em que a razão do comprimento do cabo que é enrolado e desenrolado, respectivamente, pode ser modificada, a razão correspondendo, em cada posição, à variação de comprimento na faixa entre o eixo de um dos rolos de desvio e o local de ancoragem de uma das extremidades do cabo, ou entre o eixo do outro rolo de desvio e o local de ancoragem da outra extremidade do cabo, respectivamente.

[0016] Em uma modalidade preferida, o tambor compreende um corpo que afunila-se em direção às extremidades do tambor e que tem sulcos helicoidais acomodando o cabo.

[0017] Em um aspecto, a estrutura de suporte é uma haste ou uma superfície de suporte que é conectada na respectiva haste, em que o movimento pivô é conseguido por um cabo que é guiado em torno dos rolos de desvio nas extremidades da haste, é ancorada nas suas extremidades nos locais de ancoragem e é movimentado por um guincho que é montado entre os rolos de desvio, na haste rotativa, em que a razão do comprimento do cabo que é enrolado e desenrolado, respectivamente, pode ser modificada, a razão correspondendo, em cada posição, à variação de comprimento na faixa entre o eixo de um dos rolos de desvio e o local de ancoragem de uma das extremidades do cabo, ou entre o eixo do outro rolo de desvio e o local de ancoragem da outra extremidade do cabo, respectivamente.

[0018] Em uma outra modalidade, a razão variável entre a derivação do cabo que é enrolada e a derivação do cabo que é desenrolada será alcançada por um tambor de cabo em que o diâmetro dos sulcos de cabo arranjados helicoidalmente serão adaptados de acordo com as condições geométricas em cada posição. O cabo pode ser contínua ou diversamente enrolado, ou pode ser dividido próximo ao próprio tambor e pode ser preso com cada uma de suas extremidades neste.

[0019] Em uma outra modalidade de um guincho contínuo que é realizado por um tambor de cabo, um desenrolamento do cabo, preferivelmente, que, no centro, é removido por um rolo de tensão carregado por mola, permitindo assim compensação da variação no comprimento total do laço do cabo durante os procedimentos de ajuste, ou o sistema de cabo total tem uma dada pré-tensão dentro de limites definidos.

[0020] Outras características e detalhes da instalação de cabo de acordo com a invenção ficarão aparentes a partir das reivindicações e da especificação de uma modalidade preferida apresentada nas figuras e nos desenhos anexos, em que:

[0021] A figura 1 mostra esquematicamente uma vista em perspectiva de uma estrutura de suporte ou um módulo fotovoltáico. A figura 2 mostra um detalhe da figura 1; e A figura 3 mostra um guincho contínuo com diâmetro variável.

[0022] Na figura, pelo número de referência 1, está mostrado um módulo fotovoltáico na sua totalidade.

[0023] O módulo fotovoltáico 1 é livremente suportado por uma estrutura de suporte na forma de uma haste que é por si própria suportada por uma estrutura de base na forma de uma estrutura de duas pernas 3 em torno de um eixo 4 e, por questão de estabilidade, por um suporte 5.

[0024] O cabo de ajuste 6 é ancorado na área de ambos os locais de suporte 7 e 8 da estrutura de duas pernas 3 ou na estrutura de base, respectivamente. Preferivelmente, o cabo de ajuste 6 é um cabo de aço, mas pode também ser realizado na forma de cabos têxteis, correias, correntes ou elementos equivalentes.

[0025] Por causa da ancoragem fixa das extremidades do cabo nos locais 7 e 8, o cabo de ajuste 6 que é guiado em torno de dois rolos de desvio 9 e 10 essencialmente paralelo ao eixo 4 forma um laço fechado.

[0026] Um guincho contínuo 11 que é perpendicular ao eixo 4 e que é montado fixamente na haste 2 entre os rolos de desvio 9 e 10 move o laço do cabo dependendo do sentido de rotação do tambor do cabo para a esquerda ou par a direita, e vice-versa.

[0027] Neste caso, o problema baseia-se no fato de que a distância 9 - 7 durante rotação das hastes 2 não será aumentada ou reduzida, respectivamente, no mesmo valor que a distância 8 - 10 no lado oposto. No caso de um tambor do cabo cilíndrico convencional, isto seria associado com o estiramento ou bambeamento do cabo de ajuste.

[0028] A fim de evitar esta variação indevida do comprimento total do laço do cabo de ajuste inventivo, o tambor do guincho contínuo 11 não será formado cilindricamente, mas com um diâmetro de bobina que é variável ao longo do eixo do tambor. A exigência de um comprimento total constante do laço do cabo de ajuste 6 na oscilação horizontal da haste 2 será atendida pelo fato de que os diferentes diâmetros de bobina do cabo de ajuste a ser enrolado e desenrolado, respectivamente, compensarão as variações desiguais das seções 9-7 e cada uma de 10-8.

[0029] Nas figuras, está representado um tambor do cabo que atende esta exigência. Ele compreende sulcos do cabo que são helicoidalmente 12 arranjados de maneira tal que, durante rotação do tambor, os locais sobre os quais o cabo será tangencialmente enrolado e desenrolado, respectivamente, alterarão ao longo do eixo do tambor do cabo.

[0030] A associação do diâmetro da bobina para o cabo a ser enrolado ou desenrolado, respectivamente, para a respectiva posição lateral dos enrolamentos do cabo de acordo com a invenção corresponde essencialmente à forma convexa, que ficará mais óbvio pela figura 3.

[0031] Basicamente, é possível alcançar aprisionamento do cabo de ajuste a partir do tambor somente por atrito, ou o cabo pode ser amarrado no tambor em um local onde ele não possa ser levantado, por meio de um grampo que não está mostrado. Entretanto, é também possível romper o cabo no tambor e anexar as extremidades do cabo por meio de grampos neste último (figura 3, os grampos não estão mostrados).

[0032] Com a anexação do cabo no tambor por meio de grampos, não há necessidade de pré-tensão da respectiva derivação do cabo.

[0033] Mediante aprisionamento do cabo no tambor por meio de atrito, como mostrado, existe necessidade de pré-tensão da parte aliviada para evitar deslizamento. Deve-se levar em conta que a tensão e deformação do sistema de cabo em operação muda continuamente sua direção, dependendo do sentido de rotação, forças do vento, distribuição de peso. Esta pré-tensão pode ser garantida por uma variedade de maneiras, por exemplo, por meio de um balanceador de mola ou elementos de mola no sistema de cabo.

[0034] Um sistema de tensionamento que, em cooperação com o tambor do cabo 6 garante que a mínima tensão exigida, não importa de qual lado a carga será iniciada, é formada por um dispositivo de tensionamento do cabo.

[0035] Neste caso, de acordo com a invenção, o enrolamento central dos enrolamentos do cabo no tambor é removido por um rolo de tensionamento que é ajustável por meio de uma mola do tambor.

[0036] A força de mola é calculada de maneira tal que a pré-tensão criada com ela seja suficiente para não produzir deslizamento no respectivo lado carregado. A máxima força do cabo que é transmissível no lado carregado é muitas vezes maior que a tensão do cabo gerada na mola. A razão entre essas forças do cabo a fim de eliminar o risco de deslizamento aumentará, de acordo com uma fórmula conhecida, a partir do número de enrolamentos e do coeficiente de atrito entre o cabo e o tambor. Uma abordagem para aumentar a aderência do cabo no tambor é a provisão, por exemplo, de sulcos do cabo trapezoidais (não mostrados).

[0037] Tensão de mola garante pelo menos uma pré-tensão secundária, mesmo na derivação do cabo não carregada, e pode além disso compensar os defeitos de forma do tambor até o ponto em que variações no comprimento no laço sejam completamente compensadas, se o tambor for concebido cilindricamente.

[0038] Vantajosamente, o guincho contínuo 11 tem um eixo que é conectado a um acionamento 13 que aciona o próprio guincho 11 e, preferivelmente, é controlado dependendo do sol, por exemplo, máxima radiação solar do módulo fotovoltáico.

Claims (7)

1. Instalação de cabo com uma estrutura de suporte (2) que é articulada em uma estrutura de base (3) em torno de um primeiro eixo, caracterizada pelo fato de que um rolo de desvio rotativo (9, 10) é provido em cada extremidade da estrutura de suporte (2), para um elemento de transmissão contínuo que é fixo em uma extremidade em uma área (7) da estrutura de base (3) enquanto a outra extremidade do elemento contínuo (6) é fixa em uma área (8) da estrutura de base (3), em que o elemento contínuo (6) pode ser enrolado ou desenrolado em um guincho (11) entre os rolos de desvio (9, 10).

2. Instalação de cabo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a estrutura de suporte é uma haste (2).

3. Instalação de cabo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o elemento de transmissão contínuo é um cabo (6).

4. Instalação de cabo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o guincho (1) compreende um tambor com um corpo que afunila-se em direção às extremidades do tambor e com sulcos de acomodação do cabo helicoidais.

5. Instalação de cabo, de acordo com a reivindicação 1 e 4, caracterizada pelo fato de que a razão variável entre as derivações do cabo (6) a ser enrolado e desenrolado, respectivamente, no guincho (6) é conseguida pelo tambor que tem os sulcos helicoidais (12) em que o diâmetro do sulco para o cabo é adaptado em correspondência à condição de forma que surge em cada posição entre a derivação a ser enrolada e aquela a ser desenrolada do elemento de transmissão contínuo (6).

6. Instalação de cabo, de acordo com a reivindicação 1 e 3, caracterizada pelo fato de que, por meio de um guincho contínuo que é concebido por um guincho do tambor (11), um enrolamento do cabo (6), preferivelmente o central, é removido do tambor do cabo por um rolo de tensão carregado por mola, por meio do que variação no comprimento geral do laço do cabo durante o procedimento de ajuste será compensado, ou todo o sistema de cabo tem uma pré-tensão que é definida dentro de certos limites, respectivamente.

7. Instalação de cabo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o elemento de transmissão contínuo consiste em duas partes, cada uma das quais tendo uma de suas extremidades fixada no tambor.

Images