BR112017025863B1

BR112017025863B1 - CONTROL METHOD FOR CONTROLLING AN ORIENTATION OF A SOLAR TRACKER, AND, SOLAR TRACKER

Info

Publication number: BR112017025863B1
Application number: BR112017025863-3A
Authority: BR
Inventors: Jérôme ARLIAUD; Adrien CRUCIFIX; Philippe Blanc
Original assignee: Nextracker Inc
Priority date: 2015-06-03
Filing date: 2016-05-31
Publication date: 2023-06-06

Abstract

MÉTODO PARA CONTROLE PREDITIVO DA ORIENTAÇÃO DE UM RASTREADOR SOLAR E RASTREADOR SOLAR. Trata-se de um método para controlar a orientação de um rastreador solar de eixo geométrico único (1) que pode ser orientado em torno de um eixo geométrico de rotação (A), sendo que o dito método implanta as etapas a seguir: a) observar a mudança ao longo do tempo na cobertura de nuvem acima do rastreador solar (1); b) determinar a mudança ao longo do tempo de um ângulo otimizado de inclinação do rastreador solar (1) substancialmente correspondente a uma radiação solar máxima no rastreador solar (1), com base na cobertura de nuvem observada; (c) prever a mudança futura da cobertura de nuvem com base na mudança observada anteriormente na cobertura de nuvem; d) calcular a mudança futura no ângulo otimizado de inclinação de acordo com base na previsão da mudança futura na cobertura de nuvem; e) controlar a orientação do rastreador solar (1) com base na mudança anterior do ângulo otimizado de inclinação e com base na mudança futura no ângulo otimizado de inclinação. A presente invenção tem aplicação no campo de rastreadores solares.METHOD FOR PREDICTIVE CONTROL OF THE ORIENTATION OF A SOLAR TRACKER AND SOLAR TRACKER. This is a method for controlling the orientation of a single axis solar tracker (1) that can be oriented around a geometric axis of rotation (A), said method implementing the following steps: a) observe the change over time in cloud cover above the sun tracker (1); b) determining the change over time of an optimized angle of inclination of the sun tracker (1) substantially corresponding to a maximum solar radiation in the sun tracker (1), based on the observed cloud cover; (c) predict future change in cloud coverage based on previously observed change in cloud coverage; d) calculate the future change in the optimized angle of inclination according to the forecast of the future change in cloud cover; e) controlling the orientation of the sun tracker (1) based on the previous change in the optimized tilt angle and based on the future change in the optimized tilt angle. The present invention has application in the field of solar trackers.

Description

[001] A presente invenção refere-se a um método para controlar a orientação de um rastreador solar de eixo geométrico único, assim como um rastreador solar de eixo geométrico único projetado para implantar tal método.[001] The present invention relates to a method for controlling the orientation of a single axis solar tracker, as well as a single axis solar tracker designed to implement such a method.

[002] A invenção se refere ao campo de rastreadores solares, também chamados sistemas de sustentação de rastreador, fornecidos para sustentar coletores solares, geralmente do tipo painel fotovoltaico.[002] The invention relates to the field of solar trackers, also called tracker support systems, provided to support solar collectors, usually of the photovoltaic panel type.

[003] Mais particularmente, a mesma se refere aos rastreadores solares do tipo eixo geométrico único que é orientável de acordo com um eixo geométrico principal único de rotação, para uma rotação que permite o rastreamento do Sol durante sua elevação e sua descida do leste para o oeste. Para precisão, tal eixo geométrico principal de rotação geralmente se estende horizontal e substancialmente paralelo ao solo no qual o rastreador solar é ancorado.[003] More particularly, it refers to single-axis-type solar trackers that are orientable according to a single principal axis of rotation, for a rotation that allows tracking of the Sun during its rise and its descent from east to east. the West. For accuracy, such major axis of rotation generally extends horizontally and substantially parallel to the ground to which the solar tracker is anchored.

[004] Nesse campo, é comum servocontrolar a orientação do rastreador solar com base em um cálculo astronômico da posição do Sol, para um posicionamento em tempo real voltado para o Sol.[004] In this field, it is common to servo control the orientation of the solar tracker based on an astronomical calculation of the position of the Sun, for a real-time positioning facing the Sun.

[005] Entretanto, esse tipo de servocontrole tem uma desvantagem grande oferecendo-se um déficit de rendimento sob certas condições meteorológicas, e será feita referência de modo vantajoso à Figura 1 para explicação; essa Figura 1 inclui quatro diagramas (1a), (1b), (1c) e (1d), cada um ilustrando dois rastreadores solares ST sob condições meteorológicas diferentes, e com o Sol SO sempre na mesma posição.[005] However, this kind of servo control has a major drawback in offering a deficit of performance under certain meteorological conditions, and reference will advantageously be made to Figure 1 for explanation; this Figure 1 includes four diagrams (1a), (1b), (1c) and (1d), each illustrating two ST solar trackers under different meteorological conditions, and with the Sun SW always in the same position.

[006] O diagrama (1a) ilustra as condições meteorológicas ideais, na ausência de nuvens, e os rastreadores solares ST são orientados voltados para o Sol SO a fim de se beneficiar de uma radiação solar direta máxima Rdir. Sob essas condições otimizadas com uma cobertura de nuvem zero, o servocontrole na posição do Sol SO fornece uma operação máxima; como um servocontrole correspondente a um servocontrole da orientação do rastreador solar em um ângulo de inclinação chamado ângulo de inclinação direto definido pela direção da radiação solar direta Rdir no rastreador solar.[006] Diagram (1a) illustrates ideal meteorological conditions, in the absence of clouds, and the ST solar trackers are oriented towards the Sun SW in order to benefit from a maximum direct solar radiation Rdir. Under these optimized conditions with zero cloud coverage, the servo control at the Sun SW position provides maximum operation; as a servo control corresponding to a servo control of the orientation of the sun tracker at a tilt angle called the direct tilt angle defined by the direct solar radiation direction Rdir on the sun tracker.

[007] Os diagramas (1b), (1c) e (1d) ilustram condições meteorológicas degradadas, com coberturas de nuvem diferentes dependendo em particular da superfície nublada ou superfície nublada, dos tipos de presentes nuvens NU, do número e da posição das nuvens NU em frente ao Sol SO.[007] Diagrams (1b), (1c) and (1d) illustrate degraded meteorological conditions, with different cloud covers depending in particular on the overcast surface or overcast surface, the types of NU clouds present, the number and position of clouds NU in front of Sol SO.

[008] Sob tais condições nubladas, o servocontrole na posição do Sol SO pode não fornecer o melhor rendimento, quando não considerando a radiação solar difusa Rdif. A radiação solar difusa Rdif se eleva quando a radiação solar direta Rdir é dispersa nas nuvens NU e nas partículas atmosféricas. A radiação solar difusa Rdif resulta da difração de luz pelas nuvens NU e pelas várias moléculas na suspensão na atmosfera. Então, a radiação solar difusa Rdif não segue necessariamente a direção definida pelo Sol SO na direção do ponto de observação na superfície da Terra.[008] Under such cloudy conditions, the servo control in the position of the Sun SO may not provide the best performance, when not considering the diffuse solar radiation Rdif. Diffuse solar radiation Rdif rises when direct solar radiation Rdir is scattered in NU clouds and atmospheric particles. The diffuse solar radiation Rdif results from the diffraction of light by the NU clouds and by the various molecules suspended in the atmosphere. So, the diffuse solar radiation Rdif does not necessarily follow the direction defined by the Sun SO in the direction of the observation point on the Earth's surface.

[009] Consequentemente, sob condições nubladas, pode ser preferível, a fim de obter um rendimento máximo em relação a essas condições, orientar os rastreadores solares ST em uma orientação chamada orientação indireta ou difusa de acordo com uma direção da radiação solar difusa Rdif que não corresponde necessariamente à direção da radiação solar direta Rdir; como um servocontrole correspondente a um servocontrole da orientação do rastreador solar em um ângulo de inclinação chamado ângulo de inclinação difuso definido pela direção da radiação solar difusa Rdif no rastreador solar.[009] Consequently, under cloudy conditions, it may be preferable, in order to obtain a maximum yield over these conditions, to orient the ST solar trackers in an orientation called indirect or diffuse orientation according to a direction of the diffuse solar radiation Rdif that does not necessarily correspond to the direction of direct solar radiation Rdir; as a servo control corresponding to a servo control of the orientation of the solar tracker at an inclination angle called the diffuse inclination angle defined by the direction of the diffuse solar radiation Rdif in the solar tracker.

[0010] Nos diagramas (1b), (1c) e (1d), todos os rastreadores solares são precisamente orientados de acordo com ângulos de inclinação difusos distintos do ângulo de inclinação direto, a fim de oferecer um rendimento otimizado.[0010] In diagrams (1b), (1c) and (1d), all solar trackers are precisely oriented according to diffuse inclination angles distinct from the direct inclination angle, in order to offer an optimized yield.

[0011] Desse modo, aqueles versados na técnica seriam propensos a servocontrolar, em tempo real, a orientação do rastreador solar em um ângulo de inclinação otimizado correspondente a uma radiação solar máxima. Na ausência de nuvens, o ângulo de inclinação otimizado corresponderia ao ângulo de inclinação direto e, na presença de uma cobertura nublada e até mesmo uma nuvem em frente ao Sol, o ângulo de inclinação otimizado corresponderia a um ângulo de inclinação difuso. Com esse propósito, seria suficiente medir a magnitude da radiação em direções diferentes, e estabelecer a direção correspondente a uma magnitude máxima a fim de deduzir o ângulo de inclinação otimizado a partir do mesmo.[0011] In this way, those versed in the art would be likely to servo control, in real time, the orientation of the solar tracker at an optimized tilt angle corresponding to a maximum solar radiation. In the absence of clouds, the optimized inclination angle would correspond to the direct inclination angle, and in the presence of a cloud cover and even a cloud in front of the Sun, the optimized inclination angle would correspond to a diffuse inclination angle. For that purpose, it would be sufficient to measure the magnitude of the radiation in different directions, and to establish the direction corresponding to a maximum magnitude in order to deduce the optimal angle of inclination therefrom.

[0012] Entretanto, proceder dessa maneira teria diversas desvantagens, todas relacionadas à variação da radiação solar difusa ao longo do tempo. Certamente, dependendo da evolução de tempo da camada de nuvem (devido ao deslocamento das nuvens sob o efeito dos ventos) e dependendo da composição dessa camada de nuvem (número, dimensões, localização e tipos de nuvens), a radiação solar difusa pode variar mais ou menos rapidamente e, portanto, o ângulo de inclinação otimizado pode variar mais ou menos rapidamente ao longo do tempo.[0012] However, proceeding in this way would have several disadvantages, all related to the variation of diffuse solar radiation over time. Certainly, depending on the evolution of the cloud layer over time (due to the displacement of clouds under the effect of winds) and depending on the composition of this cloud layer (number, dimensions, location and types of clouds), the diffuse solar radiation may vary more or less quickly, and therefore the optimized angle of inclination may change more or less quickly over time.

[0013] Desse modo, servocontrolando-se a orientação do rastreador solar nesse ângulo de inclinação otimizado, o rastreador solar pode ser levado à mudança de sua orientação mais ou menos frequentemente e mais ou menos rapidamente. Adicionalmente, cada mudança de orientação necessita de pelo menos um atuador (um motor elétrico em geral) que gera um consumo elétrico e desgaste dos membros mecânicos carregados pela mudança de orientação (rolamentos, elementos-guia de rotação...). Esses consumos elétricos e esses desgastes não serão necessariamente compensados pelos ganhos em produtividade durante a troca em tempo real para o ângulo de inclinação otimizado.[0013] In this way, by servo-controlling the orientation of the solar tracker at this optimized angle of inclination, the solar tracker can be driven to change its orientation more or less frequently and more or less quickly. Additionally, each change of orientation needs at least one actuator (an electric motor in general) which generates electrical consumption and wear of the mechanical members loaded by the change of orientation (bearings, rotation guide elements...). These electrical consumptions and wear and tear will not necessarily be offset by gains in productivity during the real-time switch to the optimized slope angle.

[0014] Como exemplo, a partir de uma situação inicial em que o ângulo de inclinação otimizado corresponde ao ângulo de inclinação direto, devido à ausência de nuvens entre o Sol e o rastreador solar, se uma nuvem única passa em frente ao Sol por alguns minutos, o ângulo de inclinação otimizado será modificado durante esses alguns minutos antes de retornar após isso para o ângulo de inclinação direto. Nesse caso, servocontrolar em tempo real a orientação do rastreador solar no ângulo de inclinação otimizado levaria ao deslocamento do rastreador solar durante esses poucos minutos, para um benefício que é certamente muito pequeno com pouca relação ao consumo elétrico do atuador (ou atuadores) e ao desgaste.[0014] As an example, from an initial situation where the optimized inclination angle corresponds to the direct inclination angle, due to the absence of clouds between the Sun and the sun tracker, if a single cloud passes in front of the Sun for a few minutes, the optimized tilt angle will be modified during those few minutes before returning to direct tilt angle after that. In this case, real-time servo control of the orientation of the solar tracker at the optimized angle of inclination would lead to the displacement of the solar tracker during these few minutes, for a benefit that is certainly very small with little relation to the electrical consumption of the actuator (or actuators) and the wear.

[0015] A presente invenção objetiva resolver essas desvantagens propondo-se um método para controlar a orientação de um rastreador solar de eixo geométrico único, implantando-se uma etapa de previsão da evolução da cobertura de nuvem a fim de não servocontrolar sistematicamente a orientação do rastreador solar no ângulo de inclinação otimizado, mas para antecipar a evolução desse ângulo de inclinação otimizado para aplicar um equilíbrio vantajoso entre os ganhos em produtividade de energia solar e as perdas de energia elétrica do atuador (ou atuadores), e possivelmente considerando-se o desgaste gerado pelas mudanças de orientação.[0015] The present invention aims to solve these disadvantages by proposing a method to control the orientation of a single axis solar tracker, implementing a step of predicting the evolution of the cloud cover in order to not systematically servo-control the orientation of the solar tracker at the optimized tilt angle, but to anticipate the evolution of this optimized tilt angle to apply an advantageous balance between gains in solar energy productivity and actuator (or actuators) electrical energy losses, and possibly considering the wear generated by changes in orientation.

[0016] Para esse fim, a mesma propõe um método para controlar a orientação de um rastreador solar de eixo geométrico único orientável em torno de um eixo geométrico de rotação, sendo que o dito método implanta as etapas a seguir: a) observar a evolução ao longo do tempo da cobertura de nuvem acima do rastreador solar, observando-se a cobertura de nuvem em diversos instantes consecutivos por meio de um sistema de observação do céu acima do rastreador solar; traduzir cada observação realizada pelo sistema de observação em um mapeamento da luminância solar e determinar a evolução ao longo do tempo de um ângulo de inclinação otimizado (do rastreador solar que corresponde substancialmente à radiação solar máxima no rastreador solar, dependendo da cobertura de nuvem observada, calculando-se para cada mapeamento em cada instante um ângulo de inclinação otimizado associado à luminância solar máxima no dito mapeamento; prever a evolução futura da cobertura de nuvem com base na evolução anterior observada da cobertura de nuvem, calculando-se em cada presente instante pelo menos um mapeamento preditivo da luminância solar em um instante futuro, implantando-se um cálculo preditivo considerando-se uma evolução da distribuição da luminância solar nos mapeamentos estabelecidos em diversos instantes passados e uma velocidade de evolução da luminância solar entre os ditos mapeamentos estabelecidos em diversos instantes passados; calcular a evolução futura do ângulo de inclinação otimizado dependendo da previsão da evolução futura da cobertura de nuvem, calculando-se para cada mapeamento preditivo um ângulo de inclinação otimizado preditivo em um instante futuro associado ao máximo da luminância solar no dito mapeamento preditivo; servocontrolar a orientação do rastreador solar dependendo da evolução anterior do ângulo de inclinação otimizado e dependendo da evolução futura do ângulo de inclinação otimizado.[0016] To this end, it proposes a method to control the orientation of a solar tracker with a single geometric axis orientable around a geometric axis of rotation, and said method implements the following steps: a) observe the evolution over time the cloud cover above the sun tracker, observing the cloud cover at several consecutive instants by means of a sky observation system above the sun tracker; translate each observation performed by the observation system into a solar luminance mapping and determine the evolution over time of an optimized inclination angle (of the solar tracker that substantially corresponds to the maximum solar radiation in the solar tracker, depending on the observed cloud cover, calculating for each mapping at each instant an optimized inclination angle associated with the maximum solar luminance in said mapping; predicting the future evolution of cloud cover based on the observed previous evolution of cloud cover, calculating at each present instant by at least one predictive mapping of solar luminance at a future instant, implementing a predictive calculation considering an evolution of the distribution of solar luminance in the mappings established in several past instants and a speed of evolution of solar luminance between said mappings established in different past instants; calculate the future evolution of the optimized inclination angle depending on the forecast of the future evolution of the cloud cover, calculating for each predictive mapping an optimized predictive inclination angle in a future instant associated with the maximum of solar luminance in said predictive mapping ; Servo control the orientation of the solar tracker depending on the past evolution of the optimized tilt angle and depending on the future evolution of the optimized tilt angle.

[0017] Desse modo, o método implanta uma previsão, a prazo relativamente curto, da evolução futura do ângulo de inclinação otimizado; deve ser reiterado que esse ângulo de inclinação otimizado correspondente ao ângulo de inclinação do rastreador solar que oferece a luminância solar mais alta dependendo da cobertura de nuvem, esse ângulo de inclinação otimizado pode corresponder ao ângulo de inclinação direto (em particular na ausência de nuvens, ou pelo menos na ausência de nuvens entre o Sol e o rastreador solar), ou a um ângulo de inclinação difuso que dependerá da comparação da camada de nuvem (número, dimensões e tipos de nuvens, localização de nuvens, superfície nublada).[0017] Thus, the method implements a relatively short-term forecast of the future evolution of the optimized inclination angle; it should be reiterated that this optimized tilt angle corresponding to the tilt angle of the sun tracker offering the highest solar luminance depending on cloud cover, this optimized tilt angle may correspond to the direct tilt angle (in particular in the absence of clouds, or at least in the absence of clouds between the Sun and the sun tracker), or at a diffuse inclination angle that will depend on the cloud layer comparison (number, dimensions and types of clouds, location of clouds, cloudy surface).

[0018] Então, dependendo da evolução futura do ângulo de inclinação otimizado, um servocontrole da orientação do rastreador solar pode ser implantada por antecipação, sem seguir diretamente e, em tempo real, o ângulo de inclinação otimizado, permitindo, desse modo, evitar as mudanças de orientação que resultariam em um ganho de energia pequeno, e até mesmo resultariam em perdas de energia, conforme seria o caso, por exemplo, se uma única nuvem passar na frente do Sol por um tempo reduzido.[0018] Then, depending on the future evolution of the optimized inclination angle, a servo control of the orientation of the solar tracker can be implemented in advance, without following directly and, in real time, the optimized inclination angle, thus allowing to avoid the orientation changes that would result in a small energy gain, and even result in energy losses, as would be the case, for example, if a single cloud passes in front of the Sun for a reduced time.

[0019] Adicionalmente, a observação da cobertura de nuvem é traduzida para um mapeamento da luminância solar e esse mapeamento é usado para determinar o ângulo de inclinação otimizado. O mapeamento corresponde, certamente, a uma distribuição da luminância de acordo com diversos ângulos de elevação (ângulos geralmente medidos em relação a um eixo geométrico vertical, em que esses ângulos de elevação devem ser diretamente correspondidos ao ângulo de inclinação do rastreador solar), e a pesquisa pelo ângulo de inclinação otimizado corresponde à pesquisa por um ângulo de elevação associado à luminância solar máxima no mapeamento.[0019] Additionally, the cloud cover observation is translated into a solar luminance mapping and this mapping is used to determine the optimal tilt angle. The mapping certainly corresponds to a luminance distribution according to different elevation angles (angles usually measured in relation to a vertical geometric axis, where these elevation angles must be directly corresponded to the angle of inclination of the solar tracker), and searching for the optimized tilt angle corresponds to searching for an elevation angle associated with the maximum solar luminance in the mapping.

[0020] É possível considerar que o mapeamento é unidimensional, em outras palavras, com uma distribuição da luminância apenas de acordo com diversos ângulos de elevação, ou o mapeamento pode ser bidimensional, em outras palavras, com uma distribuição da luminância de acordo com diversos ângulos de elevação e também de acordo com diversos ângulos de azimute (que permite, desse modo, considerar a largura do coletor solar - dimensão tomada ao longo de uma direção ortogonal ao eixo geométrico de rotação - e não apenas o comprimento do coletor solar - dimensão tomada ao longo da direção do eixo geométrico de rotação -).[0020] It is possible to consider that the mapping is one-dimensional, in other words, with a luminance distribution only according to several elevation angles, or the mapping can be two-dimensional, in other words, with a luminance distribution according to several elevation angles and also according to different azimuth angles (which allows, in this way, to consider the width of the solar collector - dimension taken along a direction orthogonal to the geometric axis of rotation - and not just the length of the solar collector - dimension taken along the direction of the axis of rotation -).

[0021] Desse modo, a observação da cobertura de nuvem é convertida para um mapeamento da luminância solar recebida por um sistema de observação, em que essa luminância solar varia de acordo com o ângulo de observação. Ao longo do tempo, os mapeamentos permitem observar a evolução da luminância solar (diretamente dependente da evolução da camada de nuvem) e estabelecer, então, as previsões cartográficas no estado futuro do mapeamento da luminância solar, e, portanto, o ângulo de inclinação que permitiria que o rastreador solar se beneficiasse, no futuro, de uma luminância máxima.[0021] In this way, the observation of the cloud cover is converted to a mapping of the solar luminance received by an observation system, in which this solar luminance varies according to the observation angle. Over time, the mappings make it possible to observe the evolution of solar luminance (directly dependent on the evolution of the cloud layer) and then establish cartographic predictions in the future state of solar luminance mapping, and therefore the angle of inclination that would allow the solar tracker to benefit from maximum luminance in the future.

[0022] De acordo com outro recurso, durante a etapa a), cada mapeamento é um mapeamento bidimensional estabelecido de acordo com duas direções, uma primeira e uma segunda direções, e, durante a etapa b), o ângulo de inclinação otimizado é calculado para cada mapeamento implantando-se as etapas a seguir: - o mapeamento constitui um mapa de luminância solar distribuído de acordo com as tiras paralelas à primeira direção e associado respectivamente a ângulos de elevação diferentes e de acordo com colunas paralelas à segunda direção e associado respectivamente a ângulos de azimute diferentes, para cada tira consequentemente correspondente a um ângulo de inclinação do rastreador solar; - calcular para cada tira um valor de luminância equivalente a partir do conjunto de valores de luminância tomado na tira; - calcular para cada tira um valor de luminância percebido pela sustentação de rastreador (1) dos valores de luminância equivalentes calculados para o conjunto de tiras e a partir de ângulos de inclinação associados às tiras; - reter o ângulo de inclinação otimizado como o ângulo de inclinação associado à tira que tem o valor de luminância percebido mais alto.[0022] According to another resource, during step a), each mapping is a two-dimensional mapping established according to two directions, a first and a second direction, and, during step b), the optimized slope angle is calculated for each mapping implementing the following steps: - the mapping constitutes a map of solar luminance distributed according to strips parallel to the first direction and associated respectively to different elevation angles and according to columns parallel to the second direction and associated respectively at different azimuth angles, for each strip consequently corresponding to an angle of inclination of the solar tracker; - calculating for each strip an equivalent luminance value from the set of luminance values taken on the strip; - calculate for each strip a luminance value perceived by the tracker support (1) from the equivalent luminance values calculated for the set of strips and from angles of inclination associated with the strips; - retain the optimized tilt angle as the tilt angle associated with the strip that has the highest perceived luminance value.

[0023] Dessa maneira, o cálculo do ângulo de inclinação otimizado tem base no cálculo de valores de luminância percebidos associados a cada tira e, desse modo, a cada ângulo de inclinação.[0023] In this way, the calculation of the optimized angle of inclination is based on the calculation of perceived luminance values associated with each strip and, therefore, with each angle of inclination.

[0024] De modo vantajoso, a primeira direção é paralela ao eixo geométrico de rotação do rastreador solar e a segunda direção é horizontal e ortogonal à primeira direção.[0024] Advantageously, the first direction is parallel to the geometric axis of rotation of the sun tracker and the second direction is horizontal and orthogonal to the first direction.

[0025] Adicionalmente, a observação da cobertura de nuvem pode ser executada de acordo com qualquer um dos métodos a seguir: - coleta de imagens de céu a partir do solo por meio de um aparelho de coleta de imagens, como uma câmera; - medição da luminância solar a partir do solo por meio de um conjunto de diversas células fotossensíveis; - recuperação de imagens de satélite do céu acima do rastreador solar.[0025] Additionally, cloud cover observation can be performed according to any of the following methods: - collection of sky images from the ground by means of an image collection device, such as a camera; - measurement of solar luminance from the ground by means of a set of several photosensitive cells; - retrieval of satellite images of the sky above the sun tracker.

[0026] Com uma coleta de imagem, a observação corresponde a uma imagem. Com uma medição da luminância solar por células fotossensíveis, a observação corresponde a uma matriz das medições realizadas individualmente por cada célula fotossensível, sendo que essas células fotossensíveis são posicionadas em ângulos de elevação diferentes, e em particular distribuídas em uma sustentação em formato de domo completo a fim de fornecer uma observação ampla do céu. Com uma recuperação de imagens de satélite, a observação corresponde a uma imagem de satélite da área em questão.[0026] With an image collection, the observation corresponds to an image. With a measurement of solar luminance by photosensitive cells, the observation corresponds to a matrix of measurements carried out individually by each photosensitive cell, with these photosensitive cells positioned at different elevation angles, and in particular distributed in a support in the form of a complete dome in order to provide a wide view of the sky. With a satellite image retrieval, the observation matches a satellite image of the area in question.

[0027] De acordo com um recurso vantajoso, durante a etapa b), é implantada uma etapa de ponderação de frequências aplicada na observação que depende tanto de uma resposta de frequência do sistema de observação quanto da banda de frequência útil do coletor solar.[0027] According to an advantageous feature, during step b), a frequency weighting step applied to the observation is implemented that depends both on a frequency response of the observation system and on the useful frequency band of the solar collector.

[0028] Desse modo, a ponderação de frequências consistirá na aplicação de um filtro de frequência que considerará a resposta espectral do coletor solar.[0028] Thus, the weighting of frequencies will consist of applying a frequency filter that will consider the spectral response of the solar collector.

[0029] Em uma realização particular, para executar a etapa a), a cobertura de nuvem é periodicamente observada por diversos instantes consecutivos, em que o instante t é correspondente ao presente instante e a duração P é correspondente ao período de tempo entre duas observações consecutivas, para que cada instante t seja associado ao mapeamento; - para executar a etapa c), em cada presente instante t, pelo menos um mapeamento preditivo em um instante futuro t+nP é calculado, em que n é número inteiro diferente de zero, pelo menos a partir dos mapeamentos estabelecidos em diversos instantes passados t-mP, em que m é um número inteiro diferente de zero; - para executar a etapa d), para cada mapeamento preditivo em um instante futuro t+nP é calculado um ângulo de inclinação otimizado preditivo (θopt).[0029] In a particular embodiment, to perform step a), the cloud cover is periodically observed for several consecutive instants, where the instant t corresponds to the present instant and the duration P corresponds to the period of time between two observations consecutive, so that each instant t is associated with the mapping; - to perform step c), at each present time t, at least one predictive mapping at a future time t+nP is calculated, where n is an integer different from zero, at least from the mappings established at several past times t-mP, where m is an integer other than zero; - to execute step d), for each predictive mapping at a future time t+nP a predictive optimized slope angle (θopt) is calculated.

[0030] De modo vantajoso, durante a etapa d), a ângulo de inclinação otimizado para o mapeamento preditivo é calculado de acordo com um método de cálculo equivalente àquele usado durante a etapa b) para calcular o ângulo de inclinação otimizado para um mapeamento.[0030] Advantageously, during step d), the optimized slope angle for the predictive mapping is calculated according to a calculation method equivalent to that used during step b) to calculate the optimized slope angle for a mapping.

[0031] Em outras palavras, o mesmo tipo de cálculo é implantado para determinar o ângulo de inclinação otimizado, por observações realmente realizadas ou para as previsões que são derivadas de um cálculo preditivo a fim de garantir uma correspondência entre cálculos.[0031] In other words, the same type of calculation is deployed to determine the optimal slope angle, by actually performed observations or for predictions that are derived from a predictive calculation in order to ensure a correspondence between calculations.

[0032] De acordo com uma possibilidade da invenção, durante a etapa e), o servocontrole da orientação do rastreador solar também é executado de acordo com o consumo de energia necessário para modificar a orientação do rastreador solar que começa a partir de um presente ângulo de inclinação até alcançar um ângulo de inclinação otimizado preditivo estabelecido em um instante futuro durante a etapa d).[0032] According to one possibility of the invention, during step e), the servo control of the orientation of the solar tracker is also performed according to the energy consumption necessary to modify the orientation of the solar tracker starting from a present angle of inclination until reaching an optimized predictive inclination angle established at a future instant during step d).

[0033] Em outras palavras, o servocontrole eficaz considera esse consumo de energia para implantar ou não uma orientação de acordo com um ângulo de inclinação futuro (ou preditivo) otimizado a fim de antecipar uma mudança na cobertura de nuvem.[0033] In other words, effective servo control considers this energy consumption to deploy or not an orientation according to an optimized future (or predictive) tilt angle in order to anticipate a change in cloud coverage.

[0034] De acordo com outro recurso da invenção, durante a etapa e), é estabelecida uma situação potencial durante a qual o ângulo de inclinação do rastreador solar é modificado ao começar a partir de um presente ângulo de inclinação até alcançar um ângulo de inclinação otimizado preditivo em um instante futuro estabelecido durante a etapa d), e a essa situação potencial são associados os cálculos de: - a evolução do ângulo de inclinação do rastreador solar durante a mudança de orientação que começa a partir de um presente ângulo de inclinação até alcançar um ângulo de inclinação otimizado preditivo, sendo que essa evolução depende da velocidade de deslocamento em rotação do rastreador solar; - a evolução do consumo de energia necessária para modificar a orientação do rastreador solar; - a evolução da produção de energia solar adicional esperada com tal mudança de orientação; - a evolução do rendimento de energia esperado com base na diferença entre a produção de energia solar e o consumo de energia; - então, a orientação do rastreador solar é servocontrolada no dito ângulo de inclinação otimizado preditivo se o rendimento de energia for geralmente positivo para a situação, caso contrário, a orientação do rastreador solar é retida no presente ângulo de inclinação.[0034] According to another feature of the invention, during step e), a potential situation is established during which the inclination angle of the solar tracker is modified by starting from a present inclination angle until reaching an inclination angle optimized predictive at a future instant established during step d), and to this potential situation are associated the calculations of: - the evolution of the inclination angle of the solar tracker during the change of orientation that starts from a present inclination angle until achieve a predictive optimized inclination angle, and this evolution depends on the rotation speed of the solar tracker; - the evolution of the energy consumption necessary to modify the orientation of the solar tracker; - the evolution of expected additional solar energy production with such a change in orientation; - the evolution of the expected energy yield based on the difference between solar energy production and energy consumption; - then the orientation of the solar tracker is servo controlled at said predictive optimized tilt angle if the energy yield is generally positive for the situation, otherwise the orientation of the solar tracker is retained at the present tilt angle.

[0035] Desse modo, o servocontrole de acordo com tal ângulo de inclinação preditivo (ou futuro) será realizado apenas sob um benefício de energia, a fim de não implantar uma mudança de orientação sistemática em cada mudança na cobertura de nuvem.[0035] In this way, servo control according to such a predictive (or future) tilt angle will be carried out only under an energy benefit, in order not to deploy a systematic orientation change at every change in cloud cover.

[0036] De acordo com outra possibilidade da invenção, durante a etapa e), o servocontrole da orientação do rastreador solar também é executado dependendo de um ângulo de inclinação chamado ângulo de inclinação direto estabelecido por um cálculo astronômico da posição do Sol.[0036] According to another possibility of the invention, during step e), the servo control of the orientation of the solar tracker is also performed depending on an angle of inclination called direct inclination angle established by an astronomical calculation of the position of the Sun.

[0037] É certamente necessário considerar esse ângulo de inclinação direto, para conhecer a posição do Sol e considerar, desse modo, uma orientação direta voltada para o Sol na lógica de servocontrole da etapa e).[0037] It is certainly necessary to consider this direct inclination angle, to know the position of the Sun and thus consider a direct orientation facing the Sun in the servo control logic of step e).

[0038] Nesse caso, o presente ângulo de orientação da situação supracitada pode corresponder ao ângulo de inclinação direto, e o servocontrole considerará o rendimento de energia potencial calculado no caso de mudança de orientação do ângulo de inclinação direto para o ângulo de inclinação otimizado preditivo.[0038] In this case, the present orientation angle of the aforementioned situation may correspond to the direct inclination angle, and the servo control will consider the potential energy yield calculated in the case of changing the orientation from the direct inclination angle to the predictive optimized inclination angle .

[0039] De acordo com outra possibilidade da invenção, durante a etapa e), o servocontrole da orientação do rastreador solar também é executado dependendo de uma taxa de desgaste de membros mecânicos do rastreador solar carregado durante uma mudança de orientação do rastreador solar, que começa a partir de um presente ângulo de inclinação até alcançar um ângulo de inclinação otimizado preditivo estabelecido em um instante futuro durante a etapa d).[0039] According to another possibility of the invention, during step e), the servo control of the orientation of the solar tracker is also performed depending on a wear rate of mechanical members of the loaded solar tracker during a change of orientation of the solar tracker, which starts from a present inclination angle until it reaches an optimized predictive inclination angle established at a future instant during step d).

[0040] A invenção também se refere a um rastreador solar de eixo geométrico único orientável em torno de um eixo geométrico de rotação, do tipo que compreende uma estrutura fixa para ancoragem ao solo e uma plataforma específica com capacidade para sustentar pelo menos um coletor solar, sendo que a dita plataforma é atuável de modo giratório na estrutura fixa em torno do dito eixo geométrico de rotação por meio de um sistema de atuação, sendo que o dito rastreador solar é notável em que compreende adicionalmente um sistema de observação da evolução ao longo do tempo da cobertura de nuvem acima do rastreador solar e uma unidade de controle conectada, por um lado, ao sistema de observação a fim de receber seus dados de observação e, por outro lado, ao sistema de atuação a fim de controlar a rotação da plataforma, em que a dita unidade de controle é adaptada para implantar as etapas b) a e) do método de controle, conforme descrito antes no presente documento.[0040] The invention also relates to a single axis solar tracker orientable around a geometric axis of rotation, of the type comprising a fixed structure for anchoring to the ground and a specific platform capable of supporting at least one solar collector , said platform being rotatable on the fixed structure around said geometric axis of rotation by means of an actuation system, said solar tracker notable in that it additionally comprises a system for observing the evolution over time of the cloud cover above the sun tracker and a control unit connected, on the one hand, to the observation system in order to receive its observation data and, on the other hand, to the actuation system in order to control the rotation of the platform, wherein said control unit is adapted to implement steps b) to e) of the control method, as described earlier in the present document.

[0041] Outros recursos e vantagens da presente invenção surgirão mediante leitura da descrição detalhada mais adiante no presente documento, de exemplos não limitantes de implantação, feitos com referência aos desenhos anexos nos quais: A Figura 1, já discutida, compreende quatro diagramas (1 a), (1 b), (1c) e (1d) em que cada um ilustra dois rastreadores solares sob condições meteorológicas diferentes; A Figura 2 é uma vista esquemática de um rastreador solar de eixo geométrico único de acordo com a invenção, em que são ilustrados a estrutura fixa e o conjunto de plataforma móvel e um sistema para observar a evolução ao longo do tempo da cobertura de nuvem; A Figura 3 é uma vista esquemática de um primeiro exemplo de sistema de observação; A Figura 4 é uma representação esquemática plana de um primeiro sistema de observação equivalente àquele da Figura 3, e de um mapeamento da luminância solar (à direita) derivado de tal sistema de observação; A Figura 5 é uma vista esquemática de um segundo exemplo de sistema de observação; A Figura 6 é uma representação esquemática de uma observação (na esquerda superior) realizada por um sistema de observação equivalente àquele da Figura 5, e de um mapeamento da luminância solar (na esquerda inferior) derivado de tal observação, após diversas etapas de processamento de imagem, e de uma matriz equivalente de valores de luminância (na direita inferior) derivada desse mapeamento; A Figura 7a é uma vista lateral esquemática de quatro colunas de um mapeamento da luminância solar, com os ângulos de azimute associados às colunas diferentes, a fim de ilustrar o cálculo implantado para calcular um valor de luminância equivalente que serve para determinar o ângulo de inclinação otimizado; A Figura 7b é uma vista lateral esquemática de quatro tiras de um mapeamento da luminância solar, com a elevação ou ângulos de inclinação associados às tiras diferentes, a fim de ilustrar o cálculo implantado para calcular o valor de luminância percebido que serve para determinar o ângulo de inclinação otimizado; A Figura 8 compreende quatro diagramas (8a), (8b), (8c) e (8d) em que cada um ilustra uma imagem com a representação de uma nuvem observada em um instante passado (t-2), da mesma imagem observada em um instante passado (t-1), da mesma imagem observada em um presente instante (t) e da mesma imagem prevista por cálculo preditivo em um instante futuro (t+1); A Figura 9 mostra três mapeamentos da luminância solar, aos quais são associados os ângulos de inclinação otimizados correspondentes, incluindo um mapeamento em um presente instante (t) e duas previsões de mapeamento em instantes futuros (t+1) e (t+n); A Figura 10 é uma representação na forma de um diagrama funcional dos elementos funcionais usados para a implantação de um método de controle de acordo com a invenção; A Figura 11 mostra cinco curvas preditivas calculadas para uma primeira situação potencial definida durante a etapa de servocontrole e), do topo ao fundo, uma curva de evolução do ângulo de inclinação otimizado futuro (ou preditivo) calculado durante a etapa d), uma curva de evolução do ângulo de inclinação do rastreador solar, uma curva de evolução do consumo de energia necessário para modificar a orientação do rastreador solar, uma curva de evolução do consumo de energia solar adicional esperado, e uma curva de evolução do rendimento de energia esperado; A Figura 12 mostra cinco curvas preditivas (similares àquelas da Figura 11) calculadas para uma segunda situação potencial.[0041] Other features and advantages of the present invention will emerge upon reading the detailed description later in this document, of non-limiting examples of implantation, made with reference to the attached drawings in which: Figure 1, already discussed, comprises four diagrams (1 a), (1b), (1c) and (1d) each illustrating two solar trackers under different meteorological conditions; Figure 2 is a schematic view of a single axis solar tracker according to the invention, in which the fixed structure and the mobile platform assembly and a system for observing the evolution over time of cloud coverage are illustrated; Figure 3 is a schematic view of a first example observation system; Figure 4 is a schematic plan representation of a first observation system equivalent to that of Figure 3, and of a solar luminance mapping (right) derived from such an observation system; Figure 5 is a schematic view of a second example observation system; Figure 6 is a schematic representation of an observation (upper left) made by an observation system equivalent to that of Figure 5, and of a solar luminance mapping (lower left) derived from such observation, after several data processing steps. image, and an equivalent matrix of luminance values (bottom right) derived from this mapping; Figure 7a is a schematic side view of four columns of a solar luminance mapping, with the azimuth angles associated with the different columns, in order to illustrate the calculation implemented to calculate an equivalent luminance value that serves to determine the angle of inclination optimized; Figure 7b is a schematic side view of four strips of a solar luminance mapping, with the elevation or inclination angles associated with the different strips, in order to illustrate the calculation implemented to calculate the perceived luminance value that serves to determine the angle Optimized tilt; Figure 8 comprises four diagrams (8a), (8b), (8c) and (8d) in which each one illustrates an image with the representation of a cloud observed in a past instant (t-2), of the same image observed in a past instant (t-1), of the same image observed at a present instant (t) and of the same image predicted by predictive calculation at a future instant (t+1); Figure 9 shows three solar luminance mappings, to which the corresponding optimized inclination angles are associated, including a mapping at a present time (t) and two mapping predictions at future times (t+1) and (t+n) ; Figure 10 is a representation in the form of a functional diagram of the functional elements used for implementing a control method according to the invention; Figure 11 shows five predictive curves calculated for a first potential situation defined during servo control step e), from top to bottom, an evolution curve of the future optimized (or predictive) slope angle calculated during step d), a curve of evolution of the angle of inclination of the solar tracker, an evolution curve of the energy consumption required to modify the orientation of the solar tracker, an evolution curve of the expected additional solar energy consumption, and an evolution curve of the expected energy yield; Figure 12 shows five predictive curves (similar to those in Figure 11) calculated for a second potential situation.

[0042] Com referência à Figura 2, um rastreador solar de eixo geométrico único 1 orientável em torno de um eixo geométrico de rotação A, do tipo que compreende uma estrutura fixa 11 para ancoragem ao solo constituída por um ou diversos pilares ancorados ao solo, por exemplo, por uso de bate-estacas, aparafusamento, cavilhagem, lastragem, ou quaisquer outros meios equivalentes que permitem preensão e estabilização da estrutura fixa 11 ao solo.[0042] With reference to Figure 2, a single axis solar tracker 1 orientable around a geometric axis of rotation A, of the type comprising a fixed structure 11 for anchoring to the ground consisting of one or more pillars anchored to the ground, for example, by using pile drivers, screwing, doweling, ballasting, or any other equivalent means that allow gripping and stabilization of the fixed structure 11 to the ground.

[0043] O rastreador solar 1 compreende adicionalmente uma plataforma móvel 12 montada de modo giratório na estrutura fixa 11 em torno do eixo geométrico de rotação A, e mais especificamente montada de modo giratório nas extremidades superiores do pilar (ou pilares). Essa plataforma 12 é específica para sustentar pelo menos um coletor solar 13, e em particular um ou diversos painéis fotovoltaicos.[0043] The solar tracker 1 additionally comprises a mobile platform 12 rotatably mounted on the fixed structure 11 around the geometric axis of rotation A, and more specifically rotatably mounted on the upper ends of the pillar (or pillars). This platform 12 is specific for supporting at least one solar collector 13, and in particular one or several photovoltaic panels.

[0044] Com referência à Figura 2 e às Figuras 7a e 7b, o eixo geométrico de rotação A é substancialmente horizontal e direcionado de acordo com um eixo geométrico longitudinal X de acordo com a direção norte-sul.[0044] With reference to Figure 2 and Figures 7a and 7b, the axis of rotation A is substantially horizontal and directed according to a longitudinal axis X according to the north-south direction.

[0045] Quando o rastreador solar 1 é plano (conforme mostrado nas Figuras 2, 7a e 7b) com sua plataforma 12 na posição horizontal, a plataforma 12 se estende de acordo com um plano horizontal definido pelo eixo geométrico longitudinal X e por um eixo geométrico transversal Y de acordo com a direção Leste-Oeste, ortogonalmente a um eixo geométrico vertical Z.[0045] When the solar tracker 1 is flat (as shown in Figures 2, 7a and 7b) with its platform 12 in the horizontal position, the platform 12 extends according to a horizontal plane defined by the longitudinal axis X and by an axis Y transverse geometry in an East-West direction, orthogonal to a vertical Z axis.

[0046] Na descrição a seguir, o ângulo de inclinação do rastreador solar 1 (ou ângulo de inclinação da plataforma 12 e do coletor (ou coletores) solar 13) corresponde ao ângulo do normal para a plataforma 12 em relação ao eixo geométrico vertical Z considerado no plano (Y, Z). Desse modo, quando o rastreador solar 1 é plano, esse ângulo de inclinação é 0 graus.[0046] In the following description, the angle of inclination of the solar tracker 1 (or angle of inclination of the platform 12 and the solar collector (or collectors) 13) corresponds to the angle of the normal for the platform 12 in relation to the vertical axis Z considered in the plane (Y, Z). Thus, when sun tracker 1 is flat, this tilt angle is 0 degrees.

[0047] O rastreador solar 1 também compreende um sistema de observação 2 da cobertura de nuvem acima do rastreador solar 1 ou, em outras palavras, para observar o céu acima do rastreador solar 1. Esse sistema de observação 2 pode ser associado a um rastreador solar único 1 ou, por razões econômicas, pode ser compartilhado com diversos rastreadores solares.[0047] The sun tracker 1 also comprises an observation system 2 of the cloud cover above the sun tracker 1 or, in other words, for observing the sky above the sun tracker 1. This observation system 2 can be associated with a tracker single solar 1 or, for economic reasons, can be shared with several solar trackers.

[0048] O sistema de observação 2 é fixado, e pode ser elevado em relação ao solo, por exemplo, montado em um poste 20.[0048] The observation system 2 is fixed, and can be elevated from the ground, for example, mounted on a pole 20.

[0049] O rastreador solar 1 compreende adicionalmente um sistema de atuação (não ilustrado na Figura 2 e que porta a referência numérica 3 na Figura 10) que garante a rotação da plataforma 12 em torno do eixo geométrico de rotação A.[0049] The solar tracker 1 additionally comprises an actuation system (not shown in Figure 2 and bearing the numerical reference 3 in Figure 10) that ensures the rotation of the platform 12 around the geometric axis of rotation A.

[0050] Esse sistema de atuação 3 compreende um atuador, por exemplo, do tipo cilindro (elétrico, pneumático ou hidráulico) ou do tipo motor elétrico (por exemplo, motor giratório). Esse sistema de atuação 3 compreende adicionalmente um sistema mecânico para transmitir o movimento da saída do atuador (um movimento giratório para um motor giratório, ou um movimento linear para um cilindro) para um movimento giratório da plataforma 12. Como um exemplo não limitante, esse sistema de transmissão mecânica pode ser um sistema de paralelogramo deformável, um sistema de polias, um sistema de pinhão, um sistema em cadeia, um sistema de correia, um sistema de embreagem, um sistema de eixo de transmissão, um sistema de haste de conexão, etc.[0050] This actuation system 3 comprises an actuator, for example, of the cylinder type (electric, pneumatic or hydraulic) or of the electric motor type (for example, rotary motor). This actuation system 3 further comprises a mechanical system for transmitting the movement of the actuator output (a rotary movement for a rotary motor, or a linear movement for a cylinder) to a rotary movement of the platform 12. As a non-limiting example, this mechanical transmission system can be a deformable parallelogram system, a pulley system, a pinion system, a chain system, a belt system, a clutch system, a transmission shaft system, a connecting rod system , etc.

[0051] É possível considerar que o atuador é específico ao rastreador solar 1, ou é compartilhado entre diversos rastreadores solares. No caso em que o atuador é compartilhado, as plataformas 12 dos rastreadores solares diferentes são vantajosamente acopladas em rotação, para uma rotação síncrona sob o efeito do atuador comum.[0051] It is possible to consider that the actuator is specific to solar tracker 1, or is shared between several solar trackers. In the case where the actuator is shared, the platforms 12 of the different solar trackers are advantageously coupled in rotation, for a synchronous rotation under the effect of the common actuator.

[0052] Com referência à Figura 10, o rastreador solar 1 também compreende uma unidade de controle 4, como uma placa eletrônica, que é conectada ao sistema de observação 2 para receber suas observações (ou dados de observações) e que também é conectado ao sistema de atuação 3 a fim de controlar sua operação e controlar consequentemente a rotação da plataforma 12, em outras palavras, a orientação do rastreador solar 1.[0052] With reference to Figure 10, the solar tracker 1 also comprises a control unit 4, such as an electronic board, which is connected to the observation system 2 for receiving its observations (or observations data) and which is also connected to the actuation system 3 in order to control its operation and consequently control the rotation of the platform 12, in other words, the orientation of the solar tracker 1.

[0053] Essa unidade de controle 4 compreende diversos módulos, a saber: - um módulo cartográfico 40 fornecido para traduzir ou converter cada observação realizada pelo sistema de observação 2 para um mapeamento da luminância solar, associando-se cada mapeamento a um instante de tempo; - um módulo de arquivamento 41 que arquiva cada mapeamento gerado pelo módulo cartográfico 40; - um módulo de cálculo preditivo 42 que calcula a evolução futura da cobertura de nuvem com base na evolução observada anterior da cobertura de nuvem, e calcula mais precisamente os mapeamentos preditivos da luminância solar para instantes futuros, em que esse módulo de cálculo preditivo 42 executa esses cálculos com base nos mapeamentos gerados em tempo real pelo módulo cartográfico 40 e com base nos mapeamentos passados arquivados no módulo de arquivamento 41; - um módulo de cálculo de ângulo de inclinação otimizado 43 que calcula o ângulo de inclinação otimizado para cada mapeamento gerado em tempo real pelo módulo cartográfico 40 (isto é, o ângulo de inclinação otimizado em um presente instante) e para cada mapeamento preditivo derivado do módulo de cálculo preditivo 42 (em outras palavras, os ângulos de inclinação otimizados para instantes futuros); - um módulo de evolução de ângulo de inclinação otimizado 44 que recupera todos os ângulos de inclinação otimizados derivados do módulo de cálculo de ângulo de inclinação otimizado 43 a fim de estabelecer a evolução do ângulo de inclinação otimizado, e prever, portanto, e antecipar as mudanças do ângulo de inclinação otimizado; - um módulo de parametrização do rastreador solar 45 que compreende parâmetros em relação à velocidade de deslocamento do sistema de atuação 3 (e, portanto, à velocidade necessária para uma mudança de orientação), parâmetros em relação ao consumo de energia necessário para o sistema de atuação 3 para uma mudança de orientação, parâmetros em relação à produção de energia solar gerada por um ou diversos coletores solares 13 dependendo da luminância solar recebida, e parâmetros em relação a uma taxa de desgaste dos membros mecânicos do rastreador solar 1 carregados durante uma mudança de orientação do rastreador solar 1, em que esses parâmetros são dependentes em particular do desvio angular entre o começo e o fim de uma mudança de orientação; - um módulo de cálculo astronômico 46 que calcula em tempo real a posição do Sol e, portanto, o ângulo de inclinação direto definido pela radiação solar direta no rastreador solar 1; - um módulo de servocontrole 47 que calcula o servocontrole da orientação do rastreador solar 1, em outras palavras, o servocontrole de seu ângulo de inclinação dependendo da evolução do ângulo de inclinação otimizado proveniente do módulo 44, nos parâmetros diferentes provenientes do módulo 45 e no ângulo de inclinação direto proveniente do módulo 46, sendo que esse módulo de servocontrole 47 emite um ponto de definição angular para o sistema de atuação 3 a fim de controlar as mudanças de orientação da plataforma 12 do rastreador solar 1.[0053] This control unit 4 comprises several modules, namely: - a cartographic module 40 provided to translate or convert each observation made by the observation system 2 to a mapping of solar luminance, associating each mapping with an instant of time ; - an archiving module 41 that archives each mapping generated by the cartographic module 40; - a predictive calculation module 42 that calculates the future evolution of the cloud cover based on the previous observed evolution of the cloud cover, and more precisely calculates the predictive mappings of solar luminance for future instants, which this predictive calculation module 42 performs these calculations based on mappings generated in real time by cartographic module 40 and based on past mappings filed in archiving module 41; - an optimized slope angle calculation module 43 which calculates the optimized slope angle for each mapping generated in real time by the cartographic module 40 (i.e. the optimized slope angle at a present instant) and for each predictive mapping derived from the predictive calculation module 42 (in other words, the optimized slope angles for future instants); - an optimized slope angle evolution module 44 which recovers all the optimized slope angles derived from the optimized slope angle calculation module 43 in order to establish the evolution of the optimized slope angle, and therefore predict and anticipate the optimized tilt angle changes; - a parameterization module for the solar tracker 45 comprising parameters in relation to the displacement speed of the actuation system 3 (and therefore to the necessary speed for a change of orientation), parameters in relation to the energy consumption necessary for the actuation 3 for an orientation change, parameters in relation to the production of solar energy generated by one or several solar collectors 13 depending on the received solar luminance, and parameters in relation to a wear rate of the mechanical members of the solar tracker 1 loaded during a change of orientation of the solar tracker 1, wherein these parameters are dependent in particular on the angular deviation between the beginning and the end of an orientation change; - an astronomical calculation module 46 which calculates in real time the position of the Sun and therefore the direct inclination angle defined by the direct solar radiation in the solar tracker 1; - a servo control module 47 that calculates the servo control of the orientation of the solar tracker 1, in other words, the servo control of its angle of inclination depending on the evolution of the optimized angle of inclination coming from the module 44, on the different parameters coming from the module 45 and on the direct inclination angle coming from the module 46, and this servo control module 47 sends an angular definition point to the actuation system 3 in order to control the orientation changes of the platform 12 of the solar tracker 1.

[0054] Deve ser notado que essa unidade de controle 4 pode ser específica para o rastreador solar 1, ou compartilhada entre diversos rastreadores solares, e preferencialmente entre diversos rastreadores solares dispostos em linha (que se estende de norte a sul) dentro de usinas solares lineares.[0054] It should be noted that this control unit 4 can be specific to the solar tracker 1, or shared between several solar trackers, and preferably between several solar trackers arranged in line (which extends from north to south) within solar plants linear.

[0055] Em uma primeira realização ilustrada na Figura 3, o sistema de observação 2 compreende uma sustentação 21, em particular, uma sustentação em formato de domo completo, que sustenta as células fotossensíveis 22.[0055] In a first embodiment illustrated in Figure 3, the observation system 2 comprises a support 21, in particular, a complete dome-shaped support, which supports the photosensitive cells 22.

[0056] Essas células fotossensíveis 22 são posicionadas ao longo de diversas tiras (ou linhas) distribuídas em diversos ângulos chamados ângulos de elevação θi que são medidos em relação ao eixo geométrico vertical Z no plano (Y, Z), no quadro de referência (X, Y, Z) centralizado no centro O do domo completo 21. Então, o ângulo de elevação θi deve ser correspondido com o ângulo de inclinação do rastreador solar 1. No exemplo da Figura 3, as células fotossensíveis 22 são distribuídas de acordo com seis tiras em ângulos de elevação de 0, +θ1, +θ2, +θ3, -θ1, -θ2 e -θ3; por exemplo, com [θ1]=30 graus, [θ2]=60 graus e [θ3]=90 graus. Esses ângulos de elevação θi também são mostrados na Figura 7b.[0056] These photosensitive cells 22 are positioned along several strips (or lines) distributed at different angles called elevation angles θi that are measured in relation to the vertical geometric axis Z in the plane (Y, Z), in the reference frame ( X, Y, Z) centered on the center O of the complete dome 21. Then, the elevation angle θi must be matched with the inclination angle of the sun tracker 1. In the example of Figure 3, the photosensitive cells 22 are distributed according to six strips at elevation angles of 0, +θ1, +θ2, +θ3, -θ1, -θ2, and -θ3; for example, with [θ1]=30 degrees, [θ2]=60 degrees, and [θ3]=90 degrees. These elevation angles θi are also shown in Figure 7b.

[0057] Em cada tira são presentes uma ou até mesmo diversas células fotossensíveis 22. No caso de uma tira com diversas células fotossensíveis, as células fotossensíveis 22 da mesma tira são distribuídas de acordo com diversos ângulos chamados ângulos de azimute Rj que são medidos em relação ao eixo geométrico vertical Z no plano (X, Z). Desse modo, além de serem distribuídas ao longo das tiras em ângulos de elevação diferentes θi, as células fotossensíveis 22 também são distribuídas de acordo com colunas em ângulos de azimute diferentes Rj. Esses ângulos de azimute Rj são mostrados na Figura 7a.[0057] In each strip, one or even several photosensitive cells 22 are present. In the case of a strip with several photosensitive cells, the photosensitive cells 22 of the same strip are distributed according to different angles called azimuth angles Rj that are measured in with respect to the vertical Z axis in the (X, Z) plane. Thus, in addition to being distributed along the strips at different elevation angles θi, the photosensitive cells 22 are also distributed according to columns at different azimuth angles Rj. These azimuth angles Rj are shown in Figure 7a.

[0058] Geralmente, quando mais o primeiro sistema de observação 2 compreender células fotossensíveis 22 e, em particular, quanto mais o sistema de observação 2 compreender tiras de células fotossensíveis 22, melhor será a resolução da precisão angular.[0058] Generally, the more the first observation system 2 comprises photosensitive cell strips 22, and in particular, the more the observation system 2 comprises photosensitive cell strips 22, the better the angular accuracy resolution.

[0059] Essas células fotossensíveis 22 podem ser da mesma tecnologia que os painéis fotovoltaicos 13 a fim de possibilitar a aplicação de uma ponderação dependendo da faixa de comprimento de onda útil dos painéis fotovoltaicos 13. Preferencialmente, essas células fotossensíveis 22 serão submetidas à calibração anterior a fim de obter uma precisão mais satisfatória.[0059] These photosensitive cells 22 may be of the same technology as the photovoltaic panels 13 in order to enable the application of a weighting depending on the useful wavelength range of the photovoltaic panels 13. Preferably, these photosensitive cells 22 will be subjected to previous calibration in order to obtain a more satisfactory accuracy.

[0060] Desse modo, com tal sistema de observação 2, recuperando-se as medições da luminosidade de cada célula fotossensível 22 e conhecendo-se os ângulos de elevação θi (ou ângulos de inclinação associados) das tiras diferentes e dos ângulos de azimute Rj das colunas diferentes, o módulo cartográfico 40 converte uma observação realizada pelo sistema de observação 2 para um mapeamento 5 da luminância solar.[0060] Thus, with such an observation system 2, recovering the measurements of the luminosity of each photosensitive cell 22 and knowing the elevation angles θi (or associated inclination angles) of the different strips and the azimuth angles Rj from the different columns, the cartographic module 40 converts an observation made by the observation system 2 to a mapping 5 of the solar luminance.

[0061] Esse mapeamento 5 constitui um mapeamento bidimensional no sentido que forma um mapa de luminância solar (ou matriz) distribuído de acordo com: - diversas tiras 50(i) (i é um número inteiro) estabelecidas de acordo com a primeira direção paralelas ao eixo geométrico de rotação A (portanto, paralelas ao eixo geométrico X), e associadas respectivamente a ângulos de elevação ou inclinação diferentes θi, para que cada tira 50(i) corresponda a num ângulo de inclinação θi do rastreador solar 1 e - diversas colunas 510) Ú é um número inteiro) estabelecidas de acordo com uma segunda direção horizontal e ortogonal ao eixo geométrico de rotação A (e, portanto, paralela ao eixo geométrico Y) e associada respectivamente a ângulos de azimute diferentes Rj.[0061] This mapping 5 constitutes a two-dimensional mapping in the sense that it forms a solar luminance map (or matrix) distributed according to: - several parallel strips 50(i) (i is an integer) established according to the first direction to the geometric axis of rotation A (therefore, parallel to the geometric axis X), and respectively associated with different elevation or inclination angles θi, so that each strip 50(i) corresponds to an inclination angle θi of the solar tracker 1 and - several columns 510) Ú is an integer) established according to a second direction horizontal and orthogonal to the geometric axis of rotation A (and therefore parallel to the geometric axis Y) and respectively associated with different azimuth angles Rj.

[0062] Desse modo, o mapeamento 5 compreende N caixas (em que N corresponde ao número de células fotossensíveis 22 e N=[i X j]) e um valor de luminância solar (absoluto ou relativo) Lum(i, j) corresponde a cada caixa.[0062] Thus, mapping 5 comprises N boxes (where N corresponds to the number of photosensitive cells 22 and N=[i X j]) and a solar luminance value (absolute or relative) Lum(i, j) corresponds to each box.

[0063] Na Figura 4 à esquerda, um exemplo do primeiro sistema de observação 2 é esquematicamente ilustrado plano e compreende nove células fotossensíveis 22 distribuídas de acordo com três tiras 131, 132, 133 que são associadas a três ângulos de elevação (ou ângulos de inclinação), e de acordo com três colunas C1, C2, C3 que são associadas a três ângulos de azimute. A esse primeiro sistema de observação 2 corresponde um mapeamento 5 com três tiras 50(1), 50(2), 50(3) e três colunas 51(1), 51(2), 51(3), e em que os valores de luminância solar são expressos de maneira relativa como uma porcentagem.[0063] In Figure 4 on the left, an example of the first observation system 2 is schematically illustrated flat and comprises nine photosensitive cells 22 distributed according to three strips 131, 132, 133 that are associated with three elevation angles (or angles of inclination), and according to three columns C1, C2, C3 which are associated with three azimuth angles. To this first observation system 2 corresponds a mapping 5 with three strips 50(1), 50(2), 50(3) and three columns 51(1), 51(2), 51(3), and in which the Solar luminance values are expressed relative as a percentage.

[0064] Em uma segunda realização ilustrada na Figura 5, o sistema de observação 2 compreende uma câmera, em particular, uma câmera hemisférica, a fim de extrair imagens do céu.[0064] In a second embodiment illustrated in Figure 5, the observation system 2 comprises a camera, in particular a hemispherical camera, in order to extract images of the sky.

[0065] De modo vantajoso, o segundo sistema de observação 2 (chamado câmera a seguir) é adaptado para coletar imagens em uma banda espectral suficiente para a tecnologia dos coletores solares 13, e em particular do painel (ou painéis) fotovoltaico.[0065] Advantageously, the second observation system 2 (called camera below) is adapted to collect images in a spectral band sufficient for the technology of the solar collectors 13, and in particular the photovoltaic panel (or panels).

[0066] Com referência à Figura 6, a câmera 2 entrega uma imagem bruta IMB do céu que é entregue após isso ao módulo cartográfico 40 para converter essa imagem bruta IMB (ou observação) para um mapeamento bidimensional 5 da luminância solar. Um quadro de referência (X, Y) é associado a essa imagem bruta bidimensional IMB, em que esses eixos geométricos X e Y já foram definidos antes no presente documento.[0066] With reference to Figure 6, the camera 2 delivers a raw IMB image of the sky which is then delivered to the cartographic module 40 to convert this raw IMB image (or observation) to a two-dimensional mapping 5 of solar luminance. A reference frame (X, Y) is associated with this IMB two-dimensional raw image, where these X and Y geometric axes have already been defined before in this document.

[0067] O módulo cartográfico 40 implanta uma sucessão de etapas de processamento de imagem que começa a partir da imagem bruta IMB até o mapeamento 5.[0067] The cartographic module 40 implements a succession of image processing steps starting from the raw IMB image to mapping 5.

[0068] Em uma primeira etapa POND, o módulo cartográfico 40 implanta uma ponderação de frequências aplicada na imagem bruta recuperada IMB (ou sinal de vídeo), a fim de obter uma imagem chamada imagem ponderada IMP; essa ponderação de frequências consiste em aplicar um filtro de frequência na observação (caso a observação seja realizada pelas células fotossensíveis 22 ou realizada pela câmera) que depende tanto da resposta de frequência do sistema de observação 2 (das células fotossensíveis 22 ou da câmera) quanto da banda de frequência útil (ou resposta espectral) dos painéis fotovoltaicos 13.[0068] In a first POND step, the cartographic module 40 implements a frequency weighting applied to the recovered IMB raw image (or video signal), in order to obtain an image called IMP weighted image; this frequency weighting consists of applying a frequency filter to the observation (if the observation is performed by the photosensitive cells 22 or performed by the camera) that depends both on the frequency response of the observation system 2 (of the photosensitive cells 22 or the camera) and of the useful frequency band (or spectral response) of photovoltaic panels 13.

[0069] Em uma segunda etapa TRAIT, o módulo cartográfico 40 implanta um processamento da imagem ponderada IMP que consiste em corrigir a imagem de defeitos (processamento de supressão de ruídos, processamento de reflexo, processamento de saturação...) a fim de obter uma imagem chamada imagem processada IMT. Então, o módulo cartográfico 40 implanta um cálculo (pixel por pixel ou área por área, em que cada área compreende diversos pixels) da distribuição da luminância solar na imagem processada IMT a fim de gerar um mapeamento inicial CI que forma um mapa (ou matriz) de luminância solar distribuído de acordo com diversas tiras associadas respectivamente a ângulos de elevação ou inclinação diferentes θ(i) e de acordo com diversas colunas associadas respectivamente a ângulos de azimute diferentes; tal mapeamento inicial é equivalente àquele já descrito acima no presente documento. Na Figura 6, os valores de luminância solar do mapeamento inicial CI são expressos de maneira relativa como uma porcentagem.[0069] In a second TRAIT stage, the cartographic module 40 implements an IMP-weighted image processing that consists of correcting the image for defects (processing noise suppression, reflection processing, saturation processing...) in order to obtain an image called an IMT processed image. Then, the cartographic module 40 implements a calculation (pixel by pixel or area by area, where each area comprises several pixels) of the solar luminance distribution in the processed IMT image in order to generate an initial CI mapping that forms a map (or matrix ) of solar luminance distributed according to several strips associated respectively to different elevation or inclination angles θ(i) and according to several columns associated respectively to different azimuth angles; such initial mapping is equivalent to the one already described above in this document. In Figure 6, the solar luminance values from the initial CI mapping are expressed relative as a percentage.

[0070] Na terceira etapa SENS, o módulo de mapeamento 40 aplica no mapeamento inicial CI um coeficiente que depende da variação da sensibilidade da câmera 2, a fim de gerar um mapeamento 5 do mesmo tipo que o mapeamento descrito acima no presente documento. Certamente, a magnitude (ou luminosidade) dos dados entregues pela câmera 2 é proporcionalmente relacionada ao valor da radiação solar, para que esse coeficiente considere essa proporcionalidade dependendo da variação da sensibilidade da câmera 2.[0070] In the third SENS step, the mapping module 40 applies a coefficient to the initial mapping CI that depends on the variation in the sensitivity of camera 2, in order to generate a mapping 5 of the same type as the mapping described above in this document. Certainly, the magnitude (or luminosity) of the data delivered by camera 2 is proportionally related to the value of solar radiation, so this coefficient considers this proportionality depending on the variation in the sensitivity of camera 2.

[0071] Desse modo, o módulo de mapeamento 40 gera um mapeamento 5 que forma um mapa (ou matriz) de luminância solar distribuído de acordo com diversas tiras 50(i) associadas respectivamente a ângulos de elevação ou inclinação diferentes θi e de acordo com diversas colunas 51(j) associadas respectivamente a ângulos de azimute diferentes Rj. No exemplo da Figura 6, o mapeamento 5 compreende cinco tiras 50(1), ..., 50(5) e sete colunas 51(1), ..., 51(7), e os valores de luminância solar são expressos de maneira relativa como uma porcentagem.[0071] In this way, the mapping module 40 generates a mapping 5 that forms a map (or matrix) of solar luminance distributed according to several strips 50(i) associated respectively with different elevation or inclination angles θi and according to several columns 51(j) respectively associated with different azimuth angles Rj. In the example of Figure 6, mapping 5 comprises five strips 50(1), ..., 50(5) and seven columns 51(1), ..., 51(7), and the solar luminance values are expressed relatively as a percentage.

[0072] A resolução do mapeamento 5 (em outras palavras, o número de tiras e colunas) e, portanto, a precisão angular dependem da pureza do processamento de imagem implantado pelo módulo cartográfico 40, e também da sensibilidade e da resolução do sistema de observação 2. Para o primeiro sistema de observação 2 com células fotossensíveis 22, essa sensibilidade depende da sensibilidade das células fotossensíveis 22, e essa resolução depende do número e da distribuição das células fotossensíveis 22. Para o segundo sistema de observação 2 do tipo câmera, essa sensibilidade e essa resolução dependem da qualidade da câmera.[0072] The resolution of the mapping 5 (in other words, the number of strips and columns) and therefore the angular accuracy depend on the purity of the image processing implemented by the cartographic module 40, and also on the sensitivity and resolution of the mapping system observation 2. For the first observation system 2 with photosensitive cells 22, this sensitivity depends on the sensitivity of the photosensitive cells 22, and this resolution depends on the number and distribution of photosensitive cells 22. For the second camera-type observation system 2, this sensitivity and this resolution depend on the quality of the camera.

[0073] A partir de tal mapeamento 5 (se é derivado de um dos sistemas de observação 2 descritos acima no presente documento), o módulo de cálculo de ângulo de inclinação otimizado 43 implanta um cálculo com base nesse mapeamento 5 a fim de extrair um ângulo de inclinação otimizado (θopt) que corresponde ao ângulo de inclinação (ou ângulo de elevação) ao qual é associado ao máximo de luminância solar.[0073] From such a mapping 5 (if it is derived from one of the observation systems 2 described above in the present document), the optimized slope angle calculation module 43 deploys a calculation based on that mapping 5 in order to extract a Optimized inclination angle (θopt) which corresponds to the inclination angle (or elevation angle) to which the maximum solar luminance is associated.

[0074] Para esse cálculo, e com referência às Figuras 6 e 7, o módulo de cálculo de ângulo de inclinação otimizado 43 implanta uma sucessão de subetapas. Essa sucessão de subetapas constitui um exemplo de cálculo ou modo de algoritmo, e a invenção não seria obviamente restrita a esse exemplo.[0074] For this calculation, and with reference to Figures 6 and 7, the optimized slope angle calculation module 43 implements a succession of substeps. This succession of substeps constitutes an example of a calculation or algorithm mode, and the invention would obviously not be restricted to this example.

[0075] Em uma primeira subetapa, o módulo de cálculo de ângulo de inclinação otimizado 43 calcula, para cada tira 50(i) do mapeamento 5, um valor de luminância equivalente Leq(i) a partir do conjunto de valores de luminância L(i, j) tomado na tira 50(i). Para cada tira 50(i), o valor de luminância equivalente Leq(i) da tira 50(i) é uma função dos valores de luminância L(i, j) tomados na tira 50(i) e dos ângulos de azimute Rj das colunas diferentes 51(j) de acordo com a fórmula a seguir (com referência à Figura 7a): Uma matriz MLeq dos valores de luminância equivalentes Leq(i) associados às tiras diferentes 50(i) é obtido desse modo.[0075] In a first substep, the optimized inclination angle calculation module 43 calculates, for each strip 50(i) of the mapping 5, an equivalent luminance value Leq(i) from the set of luminance values L( i, j) taken on strip 50(i). For each strip 50(i), the equivalent luminance value Leq(i) of the strip 50(i) is a function of the luminance values L(i, j) taken at the strip 50(i) and the azimuth angles Rj of the different columns 51(j) according to the following formula (with reference to Figure 7a): An MLeq matrix of the equivalent luminance values Leq(i) associated with the different strips 50(i) is thus obtained.

[0076] Em uma segunda subetapa, o módulo de cálculo de ângulo de inclinação otimizado 43 calcula, para cada tira 50(i) do mapeamento 5, um valor de luminância percebido Lperc(i) pela sustentação de rastreador 1 a partir de valores de luminância equivalentes Leq(i) calculados para todas as tiras durante a primeira subetapa, e a partir dos ângulos de inclinação (ou elevação) θi associados às tiras 50(i), de acordo com a fórmula a seguir (com referência à Figura 7b): em que p(i,k) = 1 é abs; i4— 9; k<90 graus, e ;p(i,k) = 0' se diferente.[0076] In a second substep, the optimized inclination angle calculation module 43 calculates, for each strip 50(i) of the mapping 5, a perceived luminance value Lperc(i) by the support of tracker 1 from values of luminance equivalents Leq(i) calculated for all strips during the first substep, and from the inclination (or elevation) angles θi associated with strips 50(i), according to the following formula (with reference to Figure 7b) : where p(i,k) = 1 is abs; i4—9; k<90 degrees, and ;p(i,k) = 0' if different.

[0077] O coeficiente considera, além de um desvio angular de 90 graus, que a radiação não é recebida pelo coletor (ou coletores) solar plano.[0077] The coefficient considers, in addition to an angular deviation of 90 degrees, that the radiation is not received by the flat solar collector (or collectors).

[0078] Desse modo, uma matriz MLperc dos valores de luminância percebidos Lperc(i) associados a tiras diferentes 50(i) é obtida.[0078] In this way, an MLperc matrix of the perceived luminance values Lperc(i) associated with different strips 50(i) is obtained.

[0079] Em uma última subetapa, o módulo de cálculo de ângulo de inclinação otimizado 43 retém o ângulo de inclinação otimizado θopt como o ângulo de inclinação (ou elevação) associado à tira que tem o valor de luminância percebido mais alto Lperc(i).[0079] In a last substep, the optimized inclination angle calculation module 43 retains the optimized inclination angle θopt as the inclination angle (or elevation) associated with the strip that has the highest perceived luminance value Lperc(i) .

[0080] O módulo de cálculo preditivo 42 calcula os mapeamentos preditivos 6 da luminância solar para instantes futuros (t+nP), em que n é um número inteiro diferente de zero e P o período de observação realizado periodicamente e repetidamente pelo sistema de observação 2. Esses mapeamentos preditivos 6 são estabelecidos com base no mapeamento 5 gerado em tempo real pelo módulo cartográfico 40 e com base nos mapeamentos passados 5 arquivados no módulo de arquivamento 41.[0080] The predictive calculation module 42 calculates the predictive mappings 6 of solar luminance for future instants (t+nP), where n is an integer different from zero and P is the period of observation performed periodically and repeatedly by the observation system 2. These predictive mappings 6 are established based on the mapping 5 generated in real time by the cartographic module 40 and based on the past mappings 5 filed in the archiving module 41.

[0081] A Figura 8 ilustra quatro exemplos de situação de uma cobertura de nuvem que envolve nos mesmos, com quatro diagramas 8a, 8b, 8c e 8d, em que cada um representa uma imagem com a representação de uma nuvem observada em um instante passado (t-2), da mesma nuvem observada em um instante passado (t-1), da mesma nuvem observada em um presente instante (t) e da mesma nuvem prevista por cálculo preditivo em um instante futuro (t+1) (o período P é 1 na Figura 8).[0081] Figure 8 illustrates four situation examples of a cloud cover that surrounds them, with four diagrams 8a, 8b, 8c and 8d, in which each one represents an image with the representation of a cloud observed in a past instant (t-2), the same cloud observed at a past instant (t-1), the same cloud observed at a present instant (t) and the same cloud predicted by predictive calculation at a future instant (t+1) (the period P is 1 in Figure 8).

[0082] O cálculo preditivo tem base em uma consideração da evolução passada da luminância solar, entre diversos instantes passados e o presente instante, e em particular a evolução da distribuição da luminância solar e a velocidade de evolução da luminância solar.[0082] The predictive calculation is based on a consideration of the past evolution of the solar luminance, between several past instants and the present instant, and in particular the evolution of the solar luminance distribution and the evolution speed of the solar luminance.

[0083] Esse cálculo preditivo pode ter base em um intervalo de tempo deslizante, isto é, um intervalo que compreende um número predefinido dos últimos mapeamentos passados.[0083] This predictive calculation can be based on a sliding time interval, that is, an interval comprising a predefined number of past past mappings.

[0084] Esse cálculo preditivo é usado para estabelecer mapeamentos preditivos de curto prazo 6 (ou previsões de mapeamento). Como um exemplo não limitante, o conceito de curto prazo cobre cálculos em um horizonte futuro de um máximo de dez a trinta minutos, ou até mesmo um máximo de uma a duas horas. É obviamente possível fornecer cálculos preditivos de longo prazo.[0084] This predictive calculation is used to establish short-term predictive mappings 6 (or mapping predictions). As a non-limiting example, the short-term concept covers calculations on a future horizon of a maximum of ten to thirty minutes, or even a maximum of one to two hours. It is obviously possible to provide long-term predictive calculations.

[0085] O algoritmo implantado para tal cálculo preditivo pode integrar possivelmente as melhoras, como: - a consideração dos erros de previsão para melhorar as previsões futuras (certamente, é possível comparar esses mapeamentos com as previsões cartográficas realizadas mais cedo a fim de extrair lições a partir disso no cálculo preditivo e para melhorar o mesmo); - identificar os tipos de nuvem dependendo do mapeamento devido ao banco de dados e/ou devido às análises e gráficos realizados no passado, de modo a permitir a realização de previsões de longo prazo dependendo dos tipos de nuvens.[0085] The algorithm implemented for such predictive calculation can possibly integrate improvements, such as: - the consideration of forecast errors to improve future forecasts (certainly, it is possible to compare these mappings with cartographic forecasts carried out earlier in order to extract lessons from that in the predictive calculation and to improve the same); - identify the cloud types depending on the mapping due to the database and/or due to the analyzes and graphs carried out in the past, in order to allow the realization of long-term forecasts depending on the types of clouds.

[0086] O algoritmo implantado para tal cálculo preditivo também pode considerar a evolução da posição do Sol no céu, em particular quando o cálculo preditivo é realizado em instantes futuros suficientemente distantes (por exemplo, além de 30 minutos) para que a mudança da posição do Sol tenha uma influência na evolução da luminância solar. Essa consideração da posição do Sol no cálculo preditivo é ilustrada pela seta de ligação na linha pontilhada na Figura 10 entre o módulo de cálculo preditivo 42 e o módulo de cálculo astronômico 46.[0086] The algorithm deployed for such a predictive calculation can also consider the evolution of the Sun's position in the sky, in particular when the predictive calculation is performed at sufficiently distant future instants (for example, beyond 30 minutes) so that the change in position of the Sun has an influence on the evolution of solar luminance. This consideration of the Sun's position in the predictive calculation is illustrated by the connecting arrow on the dotted line in Figure 10 between the predictive calculation module 42 and the astronomical calculation module 46.

[0087] Conforme mostrado na Figura 9, o módulo de cálculo preditivo 42 estabelece mapeamentos preditivos 6 e a cada mapeamento preditivo 6 é associado um ângulo de inclinação otimizado preditivo θopt calculado pelo módulo de cálculo de ângulo de inclinação otimizado 43 com o uso do mesmo método de cálculo descrito acima.[0087] As shown in Figure 9, the predictive calculation module 42 establishes predictive mappings 6 and each predictive mapping 6 is associated with a predictive optimized slope angle θopt calculated by the optimized slope angle calculation module 43 using the same calculation method described above.

[0088] Desse modo, o módulo de evolução de ângulo de inclinação otimizado 44 recupera todos os ângulos de inclinação otimizados (aqueles de mapeamentos passados, aqueles do mapeamento presente e aqueles dos mapeamentos preditivos 6) e estabelece uma evolução futura do ângulo de inclinação otimizado θopt e para prever, desse modo, e antecipar as mudanças do ângulo de inclinação otimizado[0088] In this way, the optimized slope angle evolution module 44 retrieves all optimized slope angles (those from past mappings, those from the present mapping and those from predictive mappings 6) and establishes a future evolution of the optimized slope angle θopt and to thereby predict and anticipate changes to the optimized tilt angle

[0089] Finalmente, o módulo de servocontrole 47 servocontrola a orientação do rastreador solar 1 dependendo da e evolução passada e futura do ângulo de inclinação otimizado θopt, e também dependendo do consumo de energia Cons necessário para modificar a orientação do rastreador solar 1, da velocidade de deslocamento em rotação do rastreador solar 1, e da produção de energia solar adicional Prod obtida com uma mudança de orientação.[0089] Finally, the servo control module 47 servo controls the orientation of the solar tracker 1 depending on the past and future evolution of the optimized inclination angle θopt, and also depending on the energy consumption Cons necessary to modify the orientation of the solar tracker 1, from speed of displacement in rotation of the solar tracker 1, and of the production of additional solar energy Prod obtained with a change of orientation.

[0090] Com referência às Figuras 11 e 12, o módulo de servocontrole 47 tem base na evolução futura do ângulo de inclinação otimizado θopt (primeira curva do topo).[0090] With reference to Figures 11 and 12, the servo control module 47 is based on the future evolution of the optimized inclination angle θopt (first curve from the top).

[0091] No dado exemplo, o ângulo de inclinação otimizado preditivo θopt muda em valor para alcançar um valor alvo θc, por exemplo, devido a uma previsão de passagem de uma nuvem na frente do Sol, a partir do instante futuro t1 até um instante futuro t2, antes de retornar a esse valor inicial.[0091] In the given example, the predictive optimized inclination angle θopt changes in value to reach a target value θc, for example, due to a predicted passage of a cloud in front of the Sun, from the future instant t1 until an instant future t2, before returning to that initial value.

[0092] O módulo de servocontrole 47 estabelece uma situação potencial durante a qual o ângulo de inclinação θ do rastreador solar 1 é modificado a partir de um presente ângulo de inclinação θp até alcançar o ângulo de inclinação otimizado futuro ou preditivo que segue nesse caso a previsão de evolução do ângulo de inclinação otimizado.[0092] The servo control module 47 establishes a potential situation during which the inclination angle θ of the solar tracker 1 is modified from a present inclination angle θp until reaching the future or predictive optimized inclination angle that follows in this case the prediction of the evolution of the optimized bank angle.

[0093] No dado exemplo, a situação consiste em servocontrolar o ângulo de inclinação θ na primeira curva, e esse servocontrole depende da velocidade de deslocamento em rotação do rastreador solar 1, a fim de obter uma segunda curva de evolução do ângulo de inclinação θ do rastreador solar 1 durante a mudança de orientação da situação. Certamente, o rastreador solar 1 tem um tempo de deslocamento necessário para alcançar o ângulo de inclinação otimizado-alvo θc.[0093] In the given example, the situation consists of servo control of the inclination angle θ in the first curve, and this servo control depends on the rotation speed of the solar tracker 1, in order to obtain a second evolution curve of the inclination angle θ of solar tracker 1 during the change of situation orientation. Of course, solar tracker 1 has a travel time required to reach the target optimized inclination angle θc.

[0094] Devido ao cálculo preditivo, o deslocamento do rastreador solar 1 é antecipado, começando-se nesse caso mais cedo no instante t10 (antes de t1) até alcançar o valor alvo θc em t11 (subsequente a t1), então, começando-se por antecipação o retorno ao instante t11 (antes de t2) até retornar ao presente ângulo de inclinação θp no instante t13 (subsequente a t2).[0094] Due to the predictive calculation, the displacement of solar tracker 1 is anticipated, starting in this case earlier at time t10 (before t1) until reaching the target value θc at t11 (subsequent to t1), then starting- if in anticipation the return to time t11 (before t2) until it returns to the present inclination angle θp at time t13 (subsequent to t2).

[0095] O módulo de servocontrole 47 determina a evolução do consumo de energia Cons necessária para modificar a orientação do rastreador solar de acordo com a segunda curva, a fim de obter uma terceira curva de evolução desse consumo de energia Cons; o rastreador solar 1 que consome durante a fase de mudança de orientação, entre os instantes t10 e t11, então, entre os instantes t12 e t13.[0095] The servo control module 47 determines the evolution of the Cons energy consumption necessary to modify the orientation of the solar tracker according to the second curve, in order to obtain a third evolution curve of that Cons energy consumption; solar tracker 1 that consumes during the orientation change phase, between times t10 and t11, then, between times t12 and t13.

[0096] O módulo de servocontrole 47 determina a evolução da produção adicional Prod (ou ganho de produção) esperada que segue a segunda curva de evolução do ângulo de inclinação θ em vez de permanecer no presente ângulo de inclinação θp, a fim de obter uma quarta curva da evolução dessa produção Prod. Portanto, essa produção adicional Prod corresponde ao ganho de produção esperado se a situação for seguida em vez de permanecer na situação inicial ou presente nesse ângulo θp.[0096] The servo control module 47 determines the evolution of the additional production Prod (or production gain) expected that follows the second evolution curve of the inclination angle θ instead of remaining at the present inclination angle θp, in order to obtain a fourth curve of the evolution of this production Prod. Therefore, this additional production Prod corresponds to the expected production gain if the situation is continued instead of remaining in the initial or present situation at this angle θp.

[0097] No dado exemplo, a produção Prod é negativa entre os instantes t10 e t1 e entre os instantes t2 e t13 que correspondem a períodos em que o ângulo de inclinação θ se move para longe do ângulo de inclinação θopt, e a produção Prod é positiva entre os instantes t1 e t2 que correspondem a um período em que o ângulo de inclinação θ corresponde ou é até mesmo igual ao ângulo de inclinação θopt.[0097] In the given example, the production Prod is negative between the times t10 and t1 and between the times t2 and t13 that correspond to periods in which the slope angle θ moves away from the slope angle θopt, and the production Prod is positive between the times t1 and t2 which correspond to a period in which the inclination angle θ corresponds or is even equal to the inclination angle θopt.

[0098] O módulo de servocontrole 47 determina a evolução do rendimento de energia Rend esperado com base na diferença entre a produção Prod e o consumo de energia Cons, obtendo uma quinta curva correspondente à diferença entre a quarta curva e a terceira curva, em outras palavras, Rend = Prod - Cons.[0098] Servo control module 47 determines the evolution of the expected Rend energy yield based on the difference between Prod production and Cons energy consumption, obtaining a fifth curve corresponding to the difference between the fourth curve and the third curve, in other words, Rend = Prod - Cons.

[0099] No dado exemplo, o rendimento Rend é negativo entre os instantes t10 e t1 e entre os instantes t2 e t13, e o rendimento Rend é positivo entre os instantes t1 e t2.[0099] In the given example, the Rend yield is negative between times t10 and t1 and between times t2 and t13, and the Rend yield is positive between times t1 and t2.

[00100] Finalmente, o módulo de servocontrole 47 segue a situação (em outras palavras, servocontrola o rastreador solar de acordo com a segunda curva) se o rendimento de energia for geralmente positivo para a situação, caso contrário, a orientação do rastreador solar 1 é mantida no ângulo de inclinação θp.[00100] Finally, the servo module 47 follows the situation (in other words, it servo controls the solar tracker according to the second curve) if the energy yield is generally positive for the situation, otherwise the orientation of the solar tracker 1 is maintained at the angle of inclination θp.

[00101] O rendimento de energia geral é estabelecido estudando-se o rendimento ao longo do período de situação.[00101] The overall energy yield is established by studying the yield over the situation period.

[00102] No exemplo da Figura 11, o rendimento geral é negativo, devido ao fato de que a soma das superfícies Sm, em que o rendimento é negativo (entre t10 e t1 e entre t2 e t13), é maior do que a superfície Srp, em que o rendimento é positivo (entre t1 e t2). O exemplo na Figura 11 corresponde, por exemplo, a uma situação em que a o tempo de passagem preditiva (correspondente ao intervalo [t2 - t1]) de uma nuvem na frente do Sol é muito curto em comparação ao tempo necessário para uma mudança de orientação (correspondente ao intervalo [t1 - t10] ou [t13 - t2]).[00102] In the example of Figure 11, the overall yield is negative, due to the fact that the sum of the surfaces Sm, in which the yield is negative (between t10 and t1 and between t2 and t13), is greater than the surface Srp, where the yield is positive (between t1 and t2). The example in Figure 11 corresponds, for example, to a situation where the predictive passage time (corresponding to the interval [t2 - t1]) of a cloud in front of the Sun is very short compared to the time required for a change of orientation (corresponding to the interval [t1 - t10] or [t13 - t2]).

[00103] No exemplo da Figura 12, o rendimento geral é positivo, devido ao fato de que a soma das superfícies Sm, em que o rendimento é negativo (entre t10 e t1 e entre t2 e t13), é menor do que a superfície Srp, em que o rendimento é positivo (entre t1 e t2). O exemplo da Figura 12 corresponde, por exemplo, a uma situação em que a o tempo de passagem preditiva (correspondente ao intervalo [t2 - t1]) de uma nuvem na frente do Sol é longo em comparação ao tempo necessário para uma mudança de orientação (correspondente ao intervalo [t1 - t10] ou [t13 - t2]).[00103] In the example of Figure 12, the general yield is positive, due to the fact that the sum of the surfaces Sm, in which the yield is negative (between t10 and t1 and between t2 and t13), is smaller than the surface Srp, where the yield is positive (between t1 and t2). The example in Figure 12 corresponds, for example, to a situation in which the predictive passage time (corresponding to the interval [t2 - t1]) of a cloud in front of the Sun is long compared to the time required for an orientation change ( corresponding to the interval [t1 - t10] or [t13 - t2]).

[00104] Desse modo, no exemplo da Figura 11, o módulo de servocontrole 47 não segue a situação e mantém a orientação no presente valor θp, enquanto no exemplo da Figura 12, o módulo de servocontrole 47 segue a situação e garante um servocontrole do ângulo de inclinação de acordo com a segunda curva.[00104] Thus, in the example of Figure 11, the servo control module 47 does not follow the situation and maintains the orientation at the present θp value, while in the example of Figure 12, the servo control module 47 follows the situation and guarantees a servo control of the angle of inclination according to the second curve.

[00105] Obviamente, o exemplo de implantação mencionado acima no presente documento não é limitante e outras melhoras e detalhes podem ser adicionados ao rastreador solar de acordo com a invenção, mas sem se afastar do escopo da invenção em que outros tipos de estrutura fixa ou plataforma podem ser, por exemplo, executados.[00105] Obviously, the deployment example mentioned above in this document is not limiting and other improvements and details can be added to the solar tracker according to the invention, but without departing from the scope of the invention in which other types of fixed structure or platform can be, for example, executed.

Claims

1. Control method for controlling an orientation of a single axis solar tracker (1) orientable around a single geometric axis of rotation (A), the control method comprising: a) observing an evolution along the time of a cloud cover above the single axis sun tracker (1) observing cloud cover at consecutive times using an observation system (2) configured to observe the sky above the single axis sun tracker (1); b) translate each cloud cover observation into a two-dimensional mapping (5) of solar luminance and determine an evolution over time of an optimized inclination angle (θopt) of the single-axis solar tracker (1) corresponding to a radiation solar maximum on the single axis solar tracker (1), depending on the cloud cover observation, calculating for each two-dimensional mapping (5), at each instant, an optimized inclination angle (θopt) associated with a maximum solar luminance in two-dimensional mapping (5); c) predict a future evolution of the cloud cover based on a previous observed evolution of the cloud cover, calculating at each present instant at least one predictive two-dimensional mapping (6) of the solar luminance in a future instant, deploying a predictive calculation considering an evolution of a distribution of solar luminance in two-dimensional mappings (5) established in several past instants and a speed of evolution of solar luminance between two-dimensional mappings (5) established in several past instants; characterized by the fact that it further comprises: d) calculating a future evolution of the optimized inclination angle (θopt) depending on a forecast of the future evolution of the cloud cover, calculating for each predictive two-dimensional mapping (6) an optimized inclination angle predictive (θopt) at a future instant associated with a maximum of solar luminance in predictive two-dimensional mapping (6); e) Servo controlling the orientation of the single axis solar tracker (1) depending on a previous evolution of the optimized inclination angle (θopt) and depending on the future evolution of the optimized inclination angle (θopt).

2. Control method, according to claim 1, characterized in that, during step a), each two-dimensional mapping (5) is established according to a first direction and a second direction, in which the two-dimensional mapping ( 5) constitutes a map of solar luminance (Lum(i, j)) distributed according to strips (50(i)) parallel to the first direction and respectively associated with different elevation angles (θi) and according to columns (510 )) parallel to the second direction and respectively associated with different azimuth angles (Rj), each strip (50(i)) consequently corresponding to an angle of inclination (θi) of the single axis solar tracker (1); and wherein, during step b), the optimized inclination angle of the single-axis sun tracker (1) is calculated for each two-dimensional mapping to implement the following steps: calculate for each strip (50(i)) a value of equivalent luminance (Leq(i)) from a set of luminance values (Lum(i, j)) taken from the strip (50(i)); calculate for each strip (50(i)) a luminance value (Lperc(i)) perceived by the single axis solar tracker (1) from the equivalent luminance values (Leq(i)) calculated for the strips and from tilt angles associated with the strips; retain the optimized tilt angle (θopt) as the tilt angle associated with the strip that has the highest perceived luminance value.

3. Control method, according to claim 2, characterized in that the first direction (X) is parallel to the axis of rotation (A) of the single axis solar tracker (1) and the second direction (Y) is horizontal and orthogonal to the first direction (X).

4. Control method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the cloud cover observation is performed by collecting sky images from the ground using an image collection device; - measure solar luminance from the ground using a set of several photosensitive cells; or get satellite images of the sky above the single-axis sun tracker (1).

5. Control method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that, during step b), a frequency weighting step is applied to the observation of cloud cover that is a function of both a frequency response of the observation system (2) and a useful frequency band of a solar collector supported by the single-axis solar tracker (1).

6. Control method, according to any one of claims 1 to 5, characterized in that: to perform step a), cloud cover is periodically observed at present consecutive instants t and a two-dimensional mapping (5) is associated at every instant t; to perform step c), at each present instant t, a predictive two-dimensional mapping (6) at a future instant t+nP, where n is an integer different from zero and P corresponds to a period between two consecutive observations, is calculated based on the two-dimensional mappings (5) established at several past instants t-mP, where m is an integer different from zero; and to perform step d), a predictive optimized slope angle (θopt) is calculated for each predictive two-dimensional mapping (6) at a future time t+nP.

7. Control method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that, during step d), the optimized inclination angle (θopt) for a predictive two-dimensional mapping (6) is calculated according to a calculation method equivalent to that used during step b) to calculate the optimized slope angle (θopt) for a two-dimensional mapping (5).

8. Control method, according to any one of claims 1 to 7, characterized in that, during step e), the servo control of the orientation of the single axis solar tracker (1) is also performed depending on a consumption of energy (Cons) required to modify the orientation of the single-axis tracker (1) starting from a present inclination angle (θp) until reaching a predictive optimized inclination angle (θopt) established at a future instant during step d).

9. Control method, according to claim 8, characterized in that, during step e), the inclination angle of the single axis solar tracker (1) is modified starting from a present inclination angle (θp) until reaching a predictive optimized inclination angle (θopt) at a future instant established during step d), by: calculating an evolution of the inclination angle of the single-axis sun tracker (1) during an orientation change that starts from a present inclination angle (θp) until it reaches a predictive optimized inclination angle (θopt), where the evolution of the inclination angle (θp) depends on a rotating displacement speed of the single-axis sun tracker (1); calculating an evolution of the energy consumption (Cons) necessary to modify the orientation of the single axis solar tracker (1); calculate an evolution of an expected additional solar energy production (Prod) with the change in orientation; calculate an evolution of an expected energy yield (Rend) based on a difference between the evolution of additional solar energy production and the evolution of energy consumption; and if the energy yield evolution is generally positive, servo control the orientation of the single axis sun tracker (1) to the predictive optimized tilt angle (θopt).

10. Control method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that, during step e), the servo control of the orientation of the single axis solar tracker (1) is also performed according to a direct inclination angle established by an astronomical calculation of the Sun's position.

11. Control method according to claim 9 or 10, characterized in that the present orientation angle corresponds to the direct inclination angle.

12. Control method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that, during step e), the servo control of the orientation of the single axis solar tracker (1) is also performed depending on a rate wear of mechanical members of the single axis sun tracker (1) loaded by a change of orientation of the sun tracker (1) starting from a present tilt angle (θp) until reaching an optimized predictive tilt angle of (θopt) established at a future instant during step d).

13. Single axis solar tracker (1) orientable around a geometric axis of rotation (A), comprising a fixed structure (11) for anchoring to the ground and a platform (12) capable of supporting at least one solar collector (13), the platform (12) being rotatable on the fixed structure (11) along the geometric axis of rotation (A) by an actuation system (3), the single axis solar tracker (1 ) is characterized in that it additionally comprises an observation system (2) for observing the evolution over time of a cloud cover over the single axis sun tracker (1) and a control unit (4) in connection with the observation system (2) to receive its observation data and with the actuation system (3) to control the rotation of the platform (12), in which the control unit (4) is configured to implement steps b) a e) of the control method as defined in any one of claims 1 to 12.