BR112019021722A2 - sistema de circuito de atuação pneumática e método - Google Patents

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Abstract

um sistema para controlar uma rotação de um ou mais painéis solares em torno de um eixo de rotação, compreendendo um ou mais painéis solares que definem um eixo longitudinal, um ou mais atuadores de fole acoplados a um ou mais painéis solares e definindo um eixo de rotação paralelo ao eixo longitudinal dos painéis, uma fonte de fluido, um primeiro circuito de válvula acoplado aos atuadores de fole e a fonte de fluido, um segundo circuito de válvula acoplado aos atuadores de fole e à fonte de fluido e um controlador, em que introdução ou liberação de fluido de um ou mais dos atuadores de fole estão configurados para causar a rotação de um ou mais atuadores em torno do eixo de rotação.

Description

SISTEMA DE CIRCUITO DE ATUAÇÃO PNEUMÁTICA E MÉTODO
REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS [001] Este pedido reivindica a prioridade aos Pedidos Provisórios U.S. intituladas “PNEUMATIC ACTUATOR SYSTEM AND METHOD” e “PNEUMATIC ACTUATION CIRCUIT SYSTEM AND METHOD” e “SOLAR TRACKER CONTROL SYSTEM AND METHOD” respectivamente e com os números de registro do procurador 0105935-003PR0, 0105935-004PR0 e 0105935-005PR0 e possuindo, respectivamente, Pedidos U.S. Ns 62/486,335, 62/486,377 e 62/486,369, cada um dos quais foi depositado em 17 de abril de 2017.Estes pedidos são incorporados neste documento a título de referência em sua totalidade e para todos os fins.
[002] Este pedido está relacionado aos Pedidos U.S. e PCT depositados de forma contemporânea, sob os títulos PNEUMATIC ACTUATOR SYSTEM AND METHOD, PNEUMATIC ACTUATION CIRCUIT SYSTEM AND METHOD e SOLAR TRACKER CONTROL SYSTEM AND METHOD”, respectivamente, e com o número de registro do procurador 01050935-003US0, 01050935-003WO0, 0105935-004US0, 0105935-005US0 e 0105935-005WO0. Estes pedidos são incorporados neste documento a título de referência em sua totalidade e para todos os fins.
[003] Este pedido também está relacionado ao Pedido de Série U.S. Ns 15/012,715, depositado em 1 de fevereiro de 2016, que reivindica o benefício do pedido de patente provisório U.S. 62/110,275, depositado em 30 de janeiro de 2015. Estes pedidos são incorporados neste documento a título de referência em sua totalidade e para todos os fins.
[004] Este pedido também está relacionado ao Pedido de Série US Ns 14/064,070 e 14/064,072, ambos depositados em 25 de outubro de 2013, que reivindicam o benefício dos Pedidos Provisórios U.S. Ns 61/719,313 e 61/719,314, ambos depositados em 26 de outubro de 2012.Todos esses pedidos são incorporados neste documento a título de referência em sua totalidade e para todos os fins.
FUNDAMENTOS [005] Atualmente, existe uma crescente demanda por energia renovável no
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2/41 mundo. A energia solar representa uma fonte ideal de energia limpa e renovável, pois é inesgotável e prontamente disponível. Capturar e converter a radiação solar que atinge a superfície da Terra é uma das maneiras mais eficazes de criar energia.
[006] Aproveitar a energia solar, no entanto, não deixa de ter seus problemas e limitações. Os painéis solares típicos são bastante ineficientes, com os melhores painéis comercialmente disponíveis possuindo classificações de eficiência de pouco mais de 20%. Os painéis solares são mais eficientes quando a face do painel solar é perpendicular aos raios solares que chegam. Isso normalmente significa adicionar caixas de engrenagens, motores, rolamentos e ferragens de ligação à montagem de um painel solar e girar o painel para seguir a rota do sol enquanto ele se move pelo céu. Essas ligações mecânicas e sistemas elétricos agregam complexidade, exigindo manutenção e o desvio de energia do sistema, diminuindo ainda mais a eficiência dos sistemas de energia solar.
[007] Existe a necessidade de um sistema de controle de energia solar que possa fornecer um método eficiente de posicionamento de um painel solar, reduzindo a complexidade e o custo do sistema geral.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS [008] A Fig. 1 é um diagrama exemplar que ilustra uma modalidade de um sistema de circuito de atuação fluídica que inclui um controlador de fileiras que está operacionalmente acoplado a uma pluralidade de fileiras de rastreadores solares.
[009] A Fig. 2 é uma ilustração exemplar de um conjunto de fileiras, incluindo uma primeira e segunda fileira, com cada fileira compreendendo um primeiro e um segundo fole leste e oeste de um respectivo primeiro e segundo atuador fluídico.
[010] A Fig. 3 é uma ilustração exemplar de uma modalidade de um controlador de fileiras para uso com o sistema de circuito de atuação fluídica, fornecendo uma unidade de controle eletrônica e sensores opcionais.
[011] As Figs. 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 e 16 ilustram modalidades exemplares de um controlador de fileira que fornece várias características e configurações de válvulas solenoides.
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3/41 [012] A Fig. 17 ilustra símbolos pneumáticos como usado nas presentes ilustrações e é fornecida a título de referência.
[013] A Fig. 18 ilustra uma vista lateral de um sistema de atuador de fole montado em uma fileira de rastreador solar.
[014] A Fig. 19a ilustra uma fileira de rastreador solar. A Fig. 19b ilustra uma vista em perspectiva inferior da mesma fileira de rastreador solar ou similar, incluindo quatro pares de atuadores de fole.
[015] A Fig. 20a ilustra como os painéis solares podem ser dispostos nos trilhos de uma fileira de rastreador solar. A Fig. 20b ilustra painéis solares dispostos nos trilhos de uma fileira de rastreador solar, com um painel removido para mostrar um par de atuadores de fole.
[016] A Fig. 21a ilustra uma vista inferior de uma fileira de rastreador solar com quatro pares de atuadores de fole e uma pluralidade de painéis solares. A Fig. 21b ilustra uma vista lateral da fileira do rastreador solar e equipamentos relacionados.
[017] A Fig. 22 é uma vista lateral aproximada de uma fileira de rastreador solar de acordo com uma modalidade.
[018] A Fig. 23 ilustra várias fileiras de rastreadores solares, pois elas podem ser dispostas em declives de vários graus.
[019] A Fig. 24 ilustra outro exemplo de modalidade de um controlador de fileira que fornece várias características e configurações de válvulas solenoides.
[020] Deve-se notar que as figuras não são ilustradas em escala e que elementos de estruturas similares ou funções são geralmente representadas por numerais de referência similares para fins ilustrativos ao longo das figuras. Também se deve notar que as figuras têm a intenção apenas de facilitar a descrição das modalidades preferidas. As figuras não ilustram todos os aspectos das modalidades descritas e não limitam o escopo da presente divulgação.
DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS [021] Na descrição a seguir, serão descritas várias modalidades. Para fins de explicação, configurações específicas e detalhes estão estabelecidos em ordem para fornecer uma compreensão completa das modalidades. No entanto, também será evidente para aqueles versados na técnica que as modalidades
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4/41 podem ser praticadas sem os detalhes específicos. Além disso, características bem conhecidas podem ser omitidas ou simplificadas para não obscurecer a modalidade descrita.
[022] As técnicas descritas e sugeridas incluem métodos e sistemas para controlar o movimento de um objeto e, em particular, controlar a rotação de um objeto, como um painel solar em torno de um eixo de rotação.
[023] Várias modalidades de exemplo são direcionadas a um sistema fluídico para controlar uma rotação de um painel solar em torno de um eixo de rotação. Em algumas modalidades, o sistema fluídico fornece um primeiro e um segundo atuadores de fole conectados ao painel solar. A inflação do primeiro atuador de fole e a deflação do segundo atuador de fole fazem com que o painel solar gire em torno do eixo de rotação em uma direção, e a inflação do segundo atuador de fole e a deflação do primeiro atuador de fole faz com que o painel solar gire em torno do eixo em uma direção oposta.
[024] Note-se que os termos “inflação” e “deflação” não devem ser interpretados como limitantes de forma alguma. Conforme usado na presente divulgação, o termo “inflação” e formas relacionadas da palavra serão usados para se referir à introdução de fluido no atuador de fole, fazendo com que ele expanda ou aumente seu tamanho, e o termo “deflação” e formas relacionadas da palavra serão usadas para se referir à remoção de fluido do atuador de fole, liberação de fluido do atuador de fole, causando colapso ou diminuição de tamanho. Um fluido pode ser ar, gás, água, óleo hidráulico ou qualquer outra substância apropriada.
[025] E m algumas modalidades, o sistema fluídico pode ter um ou mais circuitos de válvula, cada circuito de válvula fornecendo uma primeira válvula solenoide e uma segunda válvula solenoide. Um circuito de válvula pode ser usado para controlar a inflação e a deflação de um atuador de fole controlando a entrada e a saída de fluido de uma fonte de fluido pressurizado. Por exemplo, a primeira válvula solenoide pode ser posicionada entre a fonte de fluido pressurizado e o atuador de fole, de modo que a abertura da válvula permita que o fluido pressurizado flua para o atuador de fole, inflando-o. A segunda válvula solenoide pode ser posicionada de modo que a abertura da válvula cause a
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5/41 liberação de fluido do atuador de fole, esvaziando-o.
[026] Em algumas modalidades, o sistema fluídico pode ter um primeiro circuito de válvula dedicado a controlar um ou mais atuadores de fole em um lado leste de um painel solar e um segundo circuito de válvula dedicado a controlar um ou mais atuadores de fole em um lado oeste de um painel solar. Os termos leste e oeste, conforme utilizados neste documento, são usados apenas como exemplos para indicar lados opostos ou direções opostas, e não devem ser interpretados como limitantes. Em algumas modalidades, o primeiro circuito de válvula pode ser completamente independente do segundo circuito de válvula. Em ainda outras modalidades, o primeiro circuito de válvula e o segundo circuito de válvula podem ser conectados por uma ou mais vias de fluido, cada uma controlada por uma válvula solenoide adicional. Nestas modalidades, a abertura das válvulas solenoides adicionais que conectam o primeiro circuito da válvula e o segundo circuito da válvula pode causar uma equalização da pressão entre os circuitos da válvula e entre os atuadores de fole leste e oeste. A equalização da pressão entre os circuitos da válvula pode fazer com que o objeto seja girado (por exemplo, painel solar) para retornar à posição de repouso ou retorno, à medida que a pressão nos atuadores opostos de foles se iguala.
[027] E m algumas modalidades do sistema fluídico, os circuitos da válvula são controlados por uma ou mais unidades de controle eletrônicas. Uma unidade de controle eletrônico pode enviar sinais elétricos para as válvulas solenoides, fazendo com que elas abram ou fechem adequadamente. Por exemplo, uma unidade de controle eletrônica pode abrir válvulas que fornecem fluido aos atuadores do fole do lado oeste, fazendo com que eles inflem, enquanto simultaneamente abrem válvulas para liberar fluido dos atuadores do fole do lado leste, fazendo com que esvaziem. Inflar os atuadores de fole no lado oeste do painel solar enquanto esvazia os atuadores de fole no lado leste do painel solar fará com que o painel solar gire em direção ao leste.
[028] Em algumas modalidades, o sistema fluídico girará o painel solar com base na posição atual do sol. A posição atual do sol pode ser obtida através do uso de um sensor, algoritmos de rastreamento solar, gráficos astronômicos da posição do sol ou através de qualquer outro método apropriado para determinar a
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6/41 posição atual do sol. A unidade de controle eletrônico pode usar as informações que especificam a posição atual do sol para determinar quais válvulas abrir ou fechar para girar o painel solar, de modo que seja uma posição apropriada em relação ao sol. Em algumas modalidades, em vez de determinar a posição do sol, a unidade de controle eletrônico pode confiar em um sensor projetado para detectar uma quantidade de luz ou uma quantidade de corrente emitida pelo painel solar e mover o painel solar para uma posição tal que a quantidade de luz solar que atinge o painel solar se aproxime de um nível máximo ou desejado.
[029] Em algumas modalidades, a unidade de controle eletrônico comandará a inflação ou deflação dos atuadores de fole para alcançar um nível desejado de pressão de fluido nos atuadores de fole. Por exemplo, durante condições de vento forte, a unidade de controle eletrônico pode aumentar a pressão do fluido em um ou mais atuadores de fole para aumentar a rigidez do sistema, de modo que não seja tão suscetível a movimento ou dano do vento.
[030] As unidades de controle eletrônico, sensores opcionais, válvulas solenoides e circuitos de válvulas descritos neste documento podem ser montados em um sistema e coletivamente referidos como um controlador de fileira. Um controlador de fileira pode ser conectado e fornecer comandos para um ou mais atuadores de fole conectados a uma fileira de painéis solares em uma matriz de painéis solares. Deve-se notar que uma fileira de painéis solares, conforme descrito neste documento, pode conter apenas um único painel solar, e uma matriz de painéis solares pode conter apenas uma única fileira. Um controlador de fileira pode ser conectado a um único atuador de fole, a um par de atuadores de fole montados em ambos os lados de um eixo de rotação de um painel solar ou a qualquer número apropriado de atuadores de fole em uma matriz de painéis solares. Uma matriz de painéis solares pode ser controlada por um ou mais controladores de fileiras. Como utilizado neste documento, qualquer número de controladores de fileira que controlam qualquer número de atuadores de fole fluidos pode ser referido coletivamente como um sistema de controle de atuação fluídica.
[031] Voltando agora às figuras, várias modalidades do sistema de controle de atuador fluídico serão descritas em mais detalhes. A Fig. 1 é um diagrama
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7/41 exemplar que ilustra uma modalidade de um sistema de circuito de atuação fluídica 100 que inclui um controlador de fileiras 300 que está operacionalmente acoplado a uma ou mais de fileiras de rastreadores solares 120. Conforme usado neste documento, os termos fileira de rastreador solar, fileira de rastreadores solares e fileira serão usados indistintamente.
[032] As fileiras do rastreador solar 120 podem compreender uma pluralidade de painéis solares (fotovoltaicos) que são posicionados através de um ou mais atuadores fluidos 420. As fileiras do rastreador solar 120 podem ser acopladas ao solo, sobre a água ou semelhantes, de várias maneiras adequadas, incluindo através de uma pluralidade de postes 430.
[033] O controlador de fileira 300 pode ser configurado para controlar os atuadores fluídicos das fileiras de rastreador solar 120 para gerar rotação dos painéis solares ao longo de um eixo lateral de rotação 134 (o comprimento das fileiras) e/ou modificar uma tensão ou rigidez dos atuadores. Em várias modalidades, as fileiras do rastreador solar 120 podem ser configuradas para rastrear uma posição do sol; se mover para uma posição que ofereça máxima exposição à luz; refletir a luz para um local desejado (por exemplo, um coletor solar); se mover para uma posição de armazenamento e assim por diante.
[034] Embora vários exemplos mostrados e descritos neste documento ilustrem um sistema com várias pluralidades de fileiras de rastreadores solares 120, eles não devem ser interpretados como limitantes da grande variedade de configurações que os painéis fotovoltaicos e atuadores fluidos que estão dentro do escopo e espírito da presente divulgação. Por exemplo, algumas modalidades podem incluir uma fileira única ou qualquer pluralidade adequada de fileiras de rastreador solar, incluindo uma, duas, três, quatro, cinco, seis, sete, oito, nove, dez, onze, doze, quinze, vinte, vinte e cinco, cinquenta, cem e afins. Além disso, uma determinada fileira de rastreador solar pode incluir qualquer número adequado de atuadores fluidos e painéis fotovoltaicos, incluindo um, dois, três, quatro, cinco, seis, sete, oito, nove, dez, onze, doze, quinze, vinte, vinte e cinco, cinquenta, cem, duzentos, quinhentos e afins. As fileiras podem ser definidas por uma pluralidade de unidades de rastreadores solares fisicamente discretos. Por exemplo, uma unidade rastreadora solar 120 pode compreender um ou mais
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8/41 atuadores acoplados a um ou mais painéis fotovoltaicos.
[035] Em algumas modalidades preferidas, as fileiras do rastreador solar 120 podem se estender em paralelo em uma orientação norte-sul, com os atuadores das fileiras configurados para girar os painéis fotovoltaicos em torno de um eixo de rotação leste-oeste 134. No entanto, em outras modalidades, as filas podem ser dispostas em qualquer arranjo adequado e em qualquer orientação adequada. Por exemplo, em outras modalidades, algumas ou todas as fileiras podem não ser paralelas ou se estender norte-sul. Além disso, em outras modalidades, as fileiras podem ser não lineares, incluindo serem dispostas em um arco, círculo ou afim. Por conseguinte, os exemplos específicos deste documento (por exemplo, indicando leste e oeste) não devem ser interpretados como limitantes.
[036] Deve-se notar que, embora muitos dos exemplos aqui apresentados discutam sistemas de energia solar (ou seja, o movimento de um painel solar em torno de um eixo de rotação), os sistemas e métodos descritos podem ser aplicados a qualquer tipo apropriado de objeto a ser movido ou girado em torno de um ponto ou eixo de rotação. Exemplos não limitantes incluem sistemas para posicionamento de antenas parabólicas, câmeras de segurança, painéis de espelho refletivo para redirecionar a luz e afins. Da mesma forma, todos os outros exemplos específicos deste documento também não devem ser considerados limitantes da grande variedade de configurações que estão dentro do escopo e espírito da presente divulgação.
[037] A Fig. 2 é uma ilustração exemplar de um conjunto de fileiras de rastreador solar 200, incluindo uma primeira fileira e segunda fileira e os foles correspondentes 210 e tubulação fluídica 225. Cada fileira inclui um conjunto de fileiras de suprimento fluídicas 225 que fornecem fluido pressurizado a um conjunto de foles 210. O movimento dos foles 210 produzido pela introdução ou liberação de fluido a partir dos foles 210 faz com que um conjunto de painéis fotovoltaicos 510 gire em torno de um eixo de rotação, inclinando os painéis 510 em uma direção ou outra. Na modalidade mostrada, cada fileira de rastreador solar tem um ou mais foles leste 210 e um ou mais foles oeste 210. Um atuador fluídico 420 é definido como sendo composto de pelo menos um fole
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9/41 leste 210 e pelo menos um fole oeste 210. O ar que se move através das linhas de suprimento fluídico 225 pode passar através de um ou mais dispositivos de restrição de fluxo 220. O objetivo de um dispositivo de restrição de fluxo 220 pode ser reduzir o fluxo de fluido, aumentar a velocidade do fluido, fornecer um mecanismo para medição precisa do fluido e afins.
[038] Em vários cenários operacionais, o fluido pressurizado pode ser fornecido a cada um dos foles leste 210 no sistema através das fileiras de suprimento fluídicas 225, fazendo com que o fole leste 210 se expanda, empurrando para cima o lado leste dos painéis 510, fazendo com que a superfície superior dos painéis 510 se incline na direção do lado oeste. Dependendo do ângulo de inclinação desejado para os painéis 510, bem como da tensão desejada nos foles 210, o fluido pode ser liberado de cada um dos foles oeste 210 simultaneamente com o fluido sendo introduzido nos foles leste 210, controlando a taxa ou rotação do painel 510, bem como a tensão ou pressão desejada dos foles 210.
[039] Em algumas modalidades, o fole 210 pode estar na forma de um recipiente elástico que pode se expandir com a introdução de um fluido pressurizado e que pode entrar em colapso ou encolher quando o fluido pressurizado é liberado. O termo 'fole', conforme usado neste documento, não deve ser interpretado como limitante de forma alguma. Por exemplo, o termo 'fole', conforme usado neste documento, não deve ser interpretado para exigir elementos como convoluções ou outras características (embora os foles convolutos 210 possam estar presentes em algumas modalidades).Como discutido neste documento, os foles 210 podem assumir várias formas, tamanhos, proporções adequados e afins.
[040] Os foles 210 podem ser montados em lados opostos de um eixo de rotação 134 (Fig. 1); isto é, um conjunto leste de atuadores 210 pode ser montado no lado leste de um eixo de rotação 134 e um conjunto oeste de atuadores 210 pode ser montado no lado oeste do mesmo eixo de rotação 134. Os painéis 510 podem ser montados de modo que girem ou rodem em torno do eixo de rotação 134.
[041] O conjunto de fileiras de rastreador solar 200 pode ser controlado por
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10/41 um controlador de fileira 300 (ver Fig. 1). Em algumas modalidades, um controlador de fileira 300 é uma coleção de unidades de controle eletrônico, válvulas solenoides, circuitos de válvula e sensores opcionais usados no controle do movimento e posição do conjunto de fileiras de rastreador solar 200. As Figs. 3 a 16 ilustram modalidades exemplares de controladores de fileiras que podem ser usados para o controle de um conjunto de fileiras de rastreador solar 200.
[042] A Fig. 3 é uma ilustração exemplar de uma modalidade de um controlador de fileiras 300 para uso com o sistema de circuito de atuação fluídico, fornecendo uma unidade de controle eletrônica 332 e sensores opcionais 342. Deve-se notar que o designador de referência 300 será usado em todo o relatório descritivo para se referir a todas as modalidades de controlador de fileira, enquanto o mesmo designador de referência será acompanhado por uma letra (como 300A a 300M) para se referir a variações, configurações ou modalidades específicas de um controlador de fileira 300.
[043] Voltando agora à Fig. 3, um controlador de fileira 300 pode incluir uma pluralidade de válvulas solenoides 310 que podem ser usadas para controlar o fluxo de um fluido pressurizado para dentro e para fora do controlador de fileira 300. Em algumas modalidades, uma fonte de fluido pressurizado 325 fornece fluido pressurizado a um subconjunto de válvulas solenoides 310. Por exemplo, o fluido pressurizado pode ser fornecido ou removido de pelo menos uma válvula solenoide 310 em cada um dos lados leste e oeste de um circuito de válvula.
[044] Deve-se notar que o designador de referência 310 será usado em toda o relatório descritivo para se referir a uma válvula solenoide, enquanto o mesmo designador de referência acompanhado por uma ou mais letras será usado quando apropriado para se referir às válvulas solenoides 310 com um objetivo específico ou em um local específico. Por exemplo, o designador de referência 310EF é usado para se referir a uma válvula solenoide 310 localizada na porção leste de um circuito de válvula (E) e usada com a finalidade de encher (F) ou fornecer fluido pressurizado para, um ou mais foles leste 210 (Fig. 2). Como outro exemplo, o designador de referência 310WD é usado para se referir a uma válvula solenoide 310 localizada na porção oeste de um circuito de válvula (W) e usada para descarregar (D) ou liberar fluido pressurizado de, um ou mais
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11/41 foles a oeste” 210 (Fig. 2).
[045] Por exemplo, retornando novamente à Fig. 3, a fonte de fluido pressurizado 325 pode fornecer fluido a uma válvula solenoide 310EF. A válvula solenoide 310EF pode estar em uma configuração aberta ou fechada. Em uma configuração aberta, a válvula solenoide 310EF permitirá que o fluido pressurizado flua para entrar em uma ou mais fileiras de controle leste 225, fornecendo fluido pressurizado a um ou mais foles a leste 210 (Fig. 2). Conforme descrito neste documento, quando um fole absorve fluido pressurizado, ele se expande, fazendo com que um objeto anexado (um painel solar, por exemplo) seja empurrado ou girado em direção ao oeste. Quando a válvula solenoide 310EF estiver na configuração fechada, o fluido pressurizado não pode passar através da válvula 31OEF em qualquer direção.
[046] Da mesma forma, a válvula solenoide 310ED pode estar em uma configuração aberta ou fechada. Em uma configuração aberta, o fluido pressurizado de uma ou mais fileiras de controle leste 225 pode fluir através da válvula solenoide 310ED para ser esgotado através de uma ventilação 312 conectada à válvula solenoide 310ED. Como descrito neste documento, quando o fluido pressurizado é liberado ou removido de um fole 210 (Fig. 2), o fole 210 (Fig. 2) esvazia ou reduz em tamanho, permitindo que um objeto anexado (um painel solar, por exemplo) seja empurrado de volta na direção leste. Quando a válvula solenoide 310ED está em uma configuração fechada, o fluido pressurizado não pode passar através da válvula 310ED em qualquer direção, e a pressão nos foles 210 (Fig. 2) pode ser mantida constante.
[047] Operações semelhantes podem ser executadas no lado “oeste” do circuito da válvula usando válvulas solenoides 310WF (preenchimento oeste) e 310WD (descarga oeste). A abertura da válvula solenoide 310WF permite que o fluido pressurizado flua para uma ou mais fileiras de controle oeste 225 para expandir um ou mais foles oeste 210 (Fig. 2), enquanto a válvula solenoide 310WF de fechamento interrompe o fluxo do fluido pressurizado em ambas as direções. A abertura da válvula solenoide 310WD permite que o fluido pressurizado de uma ou mais fileiras de controle oeste 225 seja esgotado através da ventilação 312 conectada à válvula solenoide 310WD e a válvula
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12/41 solenoide de fechamento 310WD interrompe a liberação do fluido pressurizado e mantém a pressão em um ou mais foles a oeste” 210 (Fig. 2).
[048] Deve-se notar que, embora muitos dos exemplos apresentados neste documento usem ar pressurizado como o fluido pressurizado para controlar os atuadores fluídicos 420 (Fig. 2), qualquer fluido apropriado pode ser usado. Uma pessoa versada na técnica entenderá que o ar pressurizado pode ser expelido ou esgotado de um circuito da válvula para o ar livre, enquanto um líquido pressurizado, como óleo hidráulico, água ou similar, provavelmente será coletado após ser esgotado e reintroduzido na fonte de fluido pressurizado. Da mesma forma, embora as válvulas solenoides 310 sejam usadas como um exemplo específico neste documento, em outras modalidades, qualquer válvula ou conjunto de válvulas adequado pode ser usado no lugar de ou além das válvulas solenoides 310, incluindo um tipo de válvula não solenoide, como uma válvula pneumática, válvula de liga com memória de forma, válvula termostática ou de cera, válvula piezo e similares. Bombas ou compressores também podem ser usados no lugar de ou além das válvulas solenoides 310.
[049] As válvulas solenoides 310 do controlador de fileira 300 podem ser abertas e fechadas recebendo um impulso elétrico apropriado (sinal de comando) de uma unidade de controle eletrônica (ECU) 332. A ECU 332 pode incluir um processador e memória e pode executar instruções de um programa de software (não mostrado) para enviar sinais de comando para as válvulas solenoides 310 através de conexões elétricas 336. A ECU 332 pode receber entradas de um ou mais sensores opcionais 342, que podem ser co-localizados com o controlador de fileira 300 ou externo ao controlador de fileira 300. Por exemplo, em uma modalidade, dados obtidos a partir de um relógio e uma localização definida ou determinada podem ser usados para identificar uma localização do sol fazendo referência a gráficos astrológicos disponíveis para a ECU 332. Em outra modalidade, a ECU 332 pode receber informações de um sensor 342 que detecta luz e, com base pelo menos em parte nas informações do sensor de luz, pode comandar as válvulas solenoides 310 para permitir que os atuadores fluídicos 420 (Fig. 2) movam um painel solar conectado até que seja exposto ao aumento de luz solar. Em uma modalidade exemplar adicional, a ECU 332 pode receber
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13/41 informações de um sensor 342 que detecta a quantidade de corrente que viaja através de um circuito e pode comandar as válvulas solenoides 310 de modo que o painel solar seja movido para uma posição tal que uma matriz solar produza corrente aumentada. Os sensores apresentados neste documento são apenas exemplos e não devem ser limitantes. A ECU 332 pode receber entradas de qualquer tipo ou número de sensores opcionais 342 ou pode não receber entradas dos sensores 342.
[050] Vários sistemas de controle adequados podem ser utilizados para controlar um ou mais atuadores fluídicos 420 (Fig. 2), que podem ser associados a um ou mais rastreadores de uma ou mais fileiras de rastreadores solares 120 (Fig. 1 ).Tais controles podem compreender redução de temperatura e umidade por meio de ventilação pneumática, que pode incluir a abertura de válvulas de enchimento e ventilação em um controlador de fileira 300 e/ou o uso de uma conexão com orifício para um controlador de matriz. Modalidades adicionais do sistema de controle podem compreender a modificação/controle de Voc (tensão de circuito aberto), que pode ser desejável para reduzir as restrições de projeto (por exemplo, comprimento da corda) e melhorar o custo de inversores, caixas de combinação, fiação e similares. Algumas modalidades podem incluir a modificação/controle de Isc (corrente de curto circuito), que pode reduzir as restrições de projeto (por exemplo, corrente) e pode melhorar o custo de inversores, caixas de combinação, fiação e similares. Ainda outras modalidades podem compreender modular a posição do rastreador para aumentar a convecção e, portanto, aumentar a tensão operacional e a saída de energia.
[051] Algumas modalidades podem compreender rastreamento fora de ângulo para inspeção de integridade da corrente elétrica. Por exemplo, o rastreamento fora do ângulo durante altas horas de irradiância pode fornecer uma indicação da integridade de um nível de sequência ou integridade das quantidades de painéis de um controlador de fileira 300. Em algumas modalidades, essa determinação pode compreender medir uma inclinação na saída de corrente quando partes do rastreador de uma matriz estão apontadas para longe do sol. Onde os módulos estão quebrados, a fiação está incorreta ou semelhante, menos de uma inclinação seria observada, o que poderia indicar um
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14/41 problema com o sistema nessa parte. Por outro lado, onde os módulos estão saudáveis, seriam observados inclinações maiores durante o rastreamento fora do sol, o que podería indicar que a parte do sistema está saudável. Modalidades adicionais podem compreender uma verificação de pressão/posição para monitorar foles quanto à degradação do material ou outros defeitos.
[052] Algumas modalidades podem compreender pressões de pico variáveis. Em um exemplo, a redução na fluência do material pode incluir o ajuste do algoritmo de controle para que a pressão máxima do atuador de fole dependa de cargas externas (por exemplo, reduzir a pressão quando a velocidade do vento for baixa e aumente a pressão à medida que a velocidade do vento aumenta). A pressão média reduzida ao longo do tempo pode limitar a fluência do material. Em outro exemplo, uma tensão de função do fole constante pode incluir o aumento da pressão em uma configuração plana (por exemplo, paralela ao solo) para fornecer mais rigidez no armazenamento, o que também pode fornecer uma melhor precisão. A tensão do fole pode ser inversamente proporcional ao ângulo e proporcional à pressão. A alta pressão em ângulo baixo, em algumas modalidades, pode permitir uma tensão do material do fole aproximadamente constante em toda a amplitude de movimento do atuador.
[053] Algumas modalidades podem usar modulação por largura de pulso (PWM) para controlar válvulas em vez do tempo de abertura calculado, a fim de utilizar de forma ideal a vida útil da válvula e minimizar a torção do rastreador devido a longos tempos de abertura da válvula. Modalidades adicionais podem ser configuradas para monitorar pressões/ângulos de um ou mais atuadores fluídicos 420 (Fig. 2) para determinar um local de vazamento. Por exemplo, vazamentos podem ser previstos se as pressões/ângulos em uma determinada fileira ou rastreador estiverem mudando diferentemente de outras fileiras/rastreadores ou de forma diferente do esperado com base nas variações de temperatura e outros fatores. Isso pode permitir que os vazamentos sejam localizados no nível da fileira. Os vazamentos podem ser localizados ainda mais precisamente, em ainda outras modalidades, com mais sensores e/ou aprendendo a resposta do sistema a vazamentos em função do local do vazamento e adaptando o código de controle para reconhecer padrões
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15/41 característicos de locais específicos do vazamento.
[054] Algumas modalidades podem compreender controles solares alimentados por sequência sem batería reserva. Por exemplo, a matriz pode ser usada para alimentar os controles. Em uma configuração, uma matriz grande pode ter energia disponível significativa mesmo no início da manhã antes do início dos inversores. Uma matriz de 50kW (por exemplo, incluindo oito fileiras de rastreadores solares 120) com irradiância de 10W/m2 pode gerar 500W que pode ser suficiente para alimentar os sistemas de controle. Mesmo os dias nublados podem ter energia mais que suficiente para operar um compressor. Tais modalidades podem ser empregadas com ou sem batería reserva. Além disso, o sistema de controle pode ser configurado para mover um ou mais rastreadores de uma matriz para longe de posições vulneráveis antes que a energia seja perdida durante o dia. Nesses exemplos, pode ser desejável uma função de armazenamento na perda de energia.
[055] Embora a energia de reserva possa ser fornecida por meio de uma batería, outras modalidades podem compreender uma turbina eólica para fornecer energia de reserva (ou suprimento de ar de reserva) durante eventos de vento combinados com falta de energia. Os riscos para uma estrutura de matriz solar podem ser maiores durante eventos extremos de vento, e o uso do vento para fornecer energia pode ajudar a garantir que a energia esteja disponível quando necessário.
[056] Deve-se notar que a ECU 332, as conexões elétricas 336 e, opcionalmente, os sensores 342 podem estar presentes em cada uma das modalidades de controlador de fileira de exemplares das Figs. 4-16. No entanto, para fins de clareza, esses componentes não são ilustrados nas Figs. 4-16. A intenção das Figs. 4-16 é ilustrar modalidades alternativas (configurações) das válvulas solenoides e circuitos de válvulas. Deve-se notar também que a caixa tracejada que define os contornos do controlador de fileira 300 nas figuras deste documento não pretende ser limitante de forma alguma. Em algumas modalidades, o controlador de fileira 300 pode ser fisicamente implementado em qualquer número de módulos separados. Em outras modalidades, o controlador de fileira 300 pode ser considerado como abrangendo a fonte do próprio fluido
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16/41 pressurizado, em vez de receber o fluido pressurizado como uma entrada para o sistema.
[057] As Figs. 4-16 ilustram exemplos de modalidades de um controlador de fileira que fornece vários recursos e configurações de válvulas solenoides. As Figs. 4-10 ilustram modalidades do controlador de fileira com base no uso de quatro válvulas solenoides primárias, com duas válvulas solenoides cada uma usada em um circuito de válvula leste e um circuito de válvula oeste, permitindo a operação independente de cada circuito de válvula. As Figs. 11-15 ilustram modalidades do controlador de fileira com base em um número reduzido de válvulas solenoides em comparação com as modalidades das Figs. 4-10. A Fig. 16 ilustra uma modalidade de controlador de fileira na qual uma única válvula solenoide é usada em conjunto com uma bomba bidirecional para fornecer fluido pressurizado ou remover fluido de um circuito de válvula leste ou um circuito de válvula oeste.
[058] Os exemplos apresentados e a discussão a seguir são baseados em um sistema pneumático (ou de ar pressurizado), mas, como descrito neste documento, qualquer sistema de fluido pressurizado apropriado pode ser usado. A pneumática pode introduzir e/ou remover fluido de um ou mais atuadores fluídicos 420 (Fig. 2). Por exemplo, a pneumática pode acionar uma pluralidade de atuadores fluídicos 420 (Fig. 2) associados a um rastreador solar. Em outros exemplos, a pneumática pode acionar uma pluralidade de rastreadores solares dispostos em uma ou mais fileiras. O sistema pneumático pode compreender uma estrutura de plenum para um feixe de sistema de controle de distribuição de ar (CADS), que em algumas modalidades pode incluir uma linha principal de alta capacidade de fluxo com restrições de fluxo nos ramos de fole para manter a pressão da fileira principal em fileiras longas. Em algumas modalidades, a rota pneumática pode ser disposta no lado norte de todos os atuadores fluídicos 420 (Fig. 2) de um sistema de rastreamento.
[059] Restrições de fluxo, elementos restritivos, orifícios e similares podem ser usados para controlar, medir ou limitar as taxas de fluxo em vários locais desejáveis em um circuito de atuação fluídica 100. Tal restrição ou orifício pode ser implementado como um parafuso de fixação com orifício em alguns exemplos.
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Muitas outras modalidades, como restrições moldadas, inserções de restrição prensadas, inserções de restrição sobremoldadas, trajetos circulares, comprimentos de tubulação longos ou similares, podem ser usadas para obter o mesmo efeito em outros exemplos. O uso de um elemento restritivo em um bico de um fole 210 pode limitar e/ou equilibrar o fluxo em um grupo de foles 210 ou volumes pneumaticamente conectados. Um fluxo mais baixo através dos bicos do fole 210 pode reduzir a queda de pressão ao longo dos feixes pneumáticos que conectam o fole 210, o que pode fazer com que os atuadores 420 se movam juntos em uníssono. Ao fazer com que grandes grupos de atuadores 420 se movam em uníssono, em algumas modalidades, matrizes maiores de rastreadores 120 podem ser conectadas juntas em um único circuito pneumático, mantendo a precisão apontada desejada. Contraintuitivamente, o uso de restrições de bicos nos foles 210 pode diminuir a duração total do tempo para o movimento de um grupo conectado pneumaticamente à medida que ele se move em uníssono e não em sucessão.
[060] Em algumas modalidades, restrições de fluxo em algumas ou todas as linhas do atuador fluídico 420 (Fig. 2) podem ser desejáveis para equalizer o fluxo (e, portanto, taxa de movimento) de alguns ou de todos os atuadores fluídicos 420 (Fig. 2) em fileira; e em fileiras de comprimentos diferentes e impedância pneumática diferente. As restrições podem ser ajustadas para equalizer o fluxo dentro de uma faixa percentual desejada, de acordo com várias modalidades. Tais configurações podem igualar a taxa de movimento para alguns ou todos os atuadores fluídicos 420 (Fig. 2) (mantém os painéis correspondentes) e podem permitir um layout de campo mais arbitrário da tubulação pneumática. Várias modalidades podem incluir um conector hermético ao soldador de polímero do atuador fluídico 420 (Fig. 2). Modalidades adicionais podem compreender tubos e acessórios de freio a ar para uma aplicação solar. Em algumas modalidades, o sistema pneumático, usando baixa pressão, pode bombear entre os canais do sistema de controle de distribuição de ar (CADS), em vez de usar um sistema de fonte/escape. Por exemplo, o sistema pode compreender uma bomba controladora de fileira entre canais CADS.
[061] E m várias modalidades, pode ser desejável que os atuadores
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18/41 fluídicos 420 (Fig. 2) sejam configurados para armazenar na perda de energia. Em outras palavras, onde o sistema pneumático perde energia, um ou mais atuadores fluidos 420 (Fig. 2) do sistema assumem o padrão para uma posição de armazenamento segura desejada. Por exemplo, usando uma válvula de passagem, a válvula pode ser normalmente aberta com um retorno por mola. É mantido fechado quando o sistema é ligado. Quando a energia é perdida, a válvula de passagem se abre. Isso pode criar uma função de armazenamento na perda de energia para o sistema. Em alguns exemplos, uma válvula de cruzamento pode conectar os circuitos da válvula leste e oeste. O ar do fole de pressão mais alta 210 (Fig. 2) pode fluir para o fole de pressão mais baixa 210 (Fig. 2). A válvula cruzada pode reduzir o uso total de ar do sistema em até 50%, em várias modalidades. A Fig. 6 ilustra uma modalidade de um controlador de fileira 300 apresentando uma função de armazenamento na perda de energia.
[062] Algumas modalidades podem compreender uma função de reabastecer vazamentos na perda de energia. Por exemplo, um regulador de baixa pressão adicional pode ser adicionado a uma fileira controlada ou a outra parte do sistema, com uma válvula normalmente aberta conectando-a ao cruzamento do coletor. A válvula é mantida fechada quando o sistema é ligado. Quando a energia é perdida, a válvula se abre, reabastecendo quaisquer vazamentos de um tanque de ar de alta pressão conectado. Isso pode permitir que o sistema mantenha uma posição de armazenamento por um longo período de perda de energia, mesmo com vazamentos no sistema. As Figs. 8 e 15 ilustram modalidades dos controladores de fileira 300 que caracterizam uma função reabastecer vazamentos na perda de energia.
[063] Modalidades adicionais podem compreender um amortecedorcompressor de vibração eólico. Por exemplo, algumas configurações podem usar o movimento de vibração da fileira do rastreador solar induzido pelo vento para operar um compressor e aumentar o suprimento de ar. Um ou mais pistões (ou foles) distribuídos por todo o rastreador podem gerar ar renovado adicional para reduzir o consumo de energia e também limitar a magnitude de qualquer comportamento de vibração, impedindo a ressonância. Além disso, algumas modalidades podem compreender um arranjo de válvula dupla 5/2, que pode
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19/41 incluir uma fonte ou escape conectada à saída leste ou oeste. Além disso, enquanto várias modalidades deste documento podem compreender válvulas on/off, outras modalidades podem compreender válvulas proporcionais no lugar de e/ou além de válvulas on/off. Por conseguinte, as válvulas de exemplo neste documento não devem ser interpretadas como limitantes da variedade de configurações alternativas de válvulas que estão dentro do escopo e espírito da presente divulgação.
[064] A Fig. 4 ilustra uma modalidade de um controlador de fileira 300A semelhante à configuração apresentada na Fig. 3. O ar pressurizado 325 é inserido em um conjunto de válvulas solenoides 310 dispostas em circuitos de válvula leste e oeste. Como aqui descrito, as válvulas solenoides 310 são dispostas de modo que possam fornecer as seguintes funções ao controlador de fileira 300A: encher leste, descarregar leste, encher oeste e descarregar oeste. Em algumas modalidades de um cenário operacional, uma ECU 332 (Fig. 3) determina a necessidade de girar um painel solar 510 (Fig. 1) ou objeto semelhante em torno de um eixo de rotação 134 (Fig. 1). Por exemplo, a ECU 332 pode determinar a necessidade de girar um ou mais painéis solares 510 (Fig. 1) em torno de um eixo de rotação 134 (Fig. 1), de modo que a superfície superior de cada painel solar 510 (Fig. 1) permaneça substancialmente perpendicular à direção dos raios solares que chegam à medida que o sol se move através do céu de leste para oeste, exigindo uma rotação do painel solar 510 (Fig. 1) em direção ao oeste. A ECU 332 pode, portanto, comandar uma válvula solenoide 310 para abrir de modo que o ar pressurizado flua para as linhas de controle leste 225, causando um ou mais foles a leste 210 (Fig. 2) a inflar e expandir, inclinando o painel solar em direção à direção oeste. A ECU 332 também pode determinar que a pressão no fole oeste 210 (Fig. 2) deve ser liberada para permitir que o fole oeste 210 (Fig. 2) esvazie e entre em colapso, permitindo ainda uma rotação na direção oeste.
[065] Na modalidade mostrada na Fig. 4, o controle dos circuitos de válvula leste é independente do controle dos circuitos de válvula oeste. Isso permite a inflação ou deflação simultânea dos foles leste e oeste 210 (Fig. 2), de modo que a tensão geral no sistema de montagem possa ser controlada. Por exemplo,
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20/41 no caso de uma tempestade de vento, pode ser desejável inflar ambos os foles leste e oeste 210 (Fig. 2) sem causar uma alteração no ângulo do painel solar, a fim de aumentar a rigidez ou tensão no sistema para lidar com o aumento da turbulência da tempestade. Da mesma forma, pode ser desejável reduzir a pressão geral nos foles leste e oeste 210 (Fig. 2) ao mesmo tempo.
[066] Em algumas modalidades, a fonte de fluido pressurizado 325 pode ser ar pressurizado de um tanque de ar 320. O ar de um compressor de ar ou de uma fonte semelhante é inserido no tanque de ar 320 através de uma linha de suprimento de ar 327. Uma válvula de retenção 330 pode ser usada na linha de suprimento de ar 327 para impedir o refluxo do ar e a perda de pressão no tanque de ar 320. Um regulador de pressão 315 pode ser adicionado entre o tanque de ar 320 e a entrada do fluido pressurizado 325 para manter uma pressão de ar consistente para o controlador de fileira 300.
[067] Deve-se notar que componentes como o tanque de ar 320, o regulador de pressão 315 e a válvula de retenção 330 são apresentados apenas como exemplos, e qualquer tecnologia apropriada pode ser usada para criar uma fonte de fluido pressurizado. Com isso em mente, e para fins de clareza, esses componentes (ou suas substituições apropriadas) não são mostrados nas figuras restantes 5-16.
[068] A Fig. 5 ilustra uma modalidade alternativa de um controlador de fileira 300B, no qual uma quinta válvula solenoide 310V é adicionada à configuração de exemplo da Fig. 4. Esta quinta válvula 310V é uma válvula de passagem que conecta os circuitos da válvula leste e oeste. A abertura da válvula de passagem 310V pode permitir que as pressões nos circuitos leste e oeste se igualem, o que pode fazer com que alguns ou todos os painéis solares conectados aos atuadores fluídicos 420 (Fig. 2) se movam para uma posição plana ou zero, à medida que a pressão do ar de cada lado é equalizada. Esta configuração de exemplo pode ser desejável porque pode eliminar e/ou reduzir bastante a quantidade de ar de suprimento 325 necessária para mover as fileiras do rastreador solar para uma posição plana. Por exemplo, em algumas modalidades, ao longo de um ciclo de 24 horas de rastreamento da posição do sol, o ar total usado para posicionar os painéis solares pode ser reduzido em até
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50% usando esta configuração de exemplo.
[069] A Fig. 6 ilustra uma modalidade alternativa do controlador de fileira 300 da Fig. 5. Nesta modalidade alternativa 300C, a válvula de cruzamento 310V pode ser uma válvula de duas vias normalmente aberta, uma válvula de três vias ou semelhante. Uma válvula solenoide normalmente aberta é uma válvula que tem como padrão uma posição aberta (de modo que o fluido possa passar através da válvula) após a remoção da energia. Durante uma operação normal do controlador de fileira 300C, a válvula de cruzamento 310V pode ser energizada de modo que se feche, interrompendo o fluxo de fluido através da válvula para permitir a operação independente dos circuitos de válvula leste e oeste. No entanto, no caso de remoção de energia, a válvula de cruzamento 310V pode padronizar sua configuração normalmente aberta, permitindo que a pressão nos circuitos de válvula leste e oeste se iguale, o que por sua vez permite que os painéis solares para retornar à posição zero. Esta configuração do controlador de fileira 300C pode ativar um modo à prova de falhas, onde algumas ou todas as fileiras de rastreamento controladas 120 (Fig. 1) podem se mover para uma posição plana se a energia fornecida para energizar a válvula 310V for perdida. Essa configuração pode ser chamada de armazenamento em perda de energia.
[070] A Fig. 7 ilustra uma modalidade alternativa do controlador de fileira 300 da Fig. 5. Nesta modalidade alternativa 300D, a válvula solenoide de cruzamento 310V é movida para uma posição em que controla o acesso a uma ventilação compartilhada 312. Neste exemplo, as linhas de escape 227 da válvula solenoide de descarga leste 310ED e a válvula solenoide de descarga oeste 310WD são amarradas na válvula de cruzamento 310V. Cada um dos circuitos das válvulas leste e oeste ainda pode esgotar o ar de forma independente (por exemplo, as válvulas de abertura 310ED e 310V liberam ar do circuito da válvula leste), mas a válvula solenoide 310V também pode ser usada como escape de ar dos dois circuitos das válvulas simultaneamente, permitindo que a pressão nos circuitos das válvulas leste e oeste se iguale rapidamente. Uma vantagem dessa configuração é a facilidade de fabricação.
[071] A Fig. 8 ilustra outra modalidade alternativa do controlador de fileira 300 da Fig. 5. Em várias modalidades, este exemplo de controlador de fileira 300E
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22/41 pode manter a pressão do ar na perda de energia, mesmo com pequenos vazamentos de ar nos rastreadores ou na tubulação. Neste exemplo, dois caminhos de entrada são fornecidos a partir da fonte de ar pressurizado 325, permitindo um modo à prova de falhas. Durante a operação normal, a válvula solenoide 31 OF pode ser mantida fechada e as válvulas solenoides 310EF e 310WF podem ser usadas para fornecer ar novo a partir de um regulador de pressão normal 315 para os circuitos da válvula leste e oeste, conforme apropriado. Em caso de perda de energia, a válvula solenoide 31OV pode ativar a função de passagem, equalizando a pressão nos circuitos das válvulas leste e oeste, e a válvula 31 OF abrirá, conectando um regulador de pressão 315 de pressão relativamente baixa e à prova de falhas ao sistema. Esta fonte de ar adicionada do regulador de pressão à prova de falhas 315 pode manter o ar nos circuitos da válvula por um período prolongado, mesmo se houver pequenos vazamentos. O ar pode ser mantido até que o tanque de 80 galões de alta pressão 320 exemplar seja esgotado.
[072] A Fig. 9 ilustra que qualquer uma das modalidades exemplares dos controladores de fileira 300 descritos neste documento pode incluir um compressor de ar 335, tanque de ar opcional 320 e regulador 315 opcional para fornecer ar pressurizado aos circuitos da válvula. O compressor 335 aspira ar e o comprime a uma pressão mais alta que pode ser armazenada no tanque de ar 320 ou fornecida diretamente ao regulador de pressão 315.
[073] Ao incluir um compressor 335 no controlador de fileira 300, o ar pressurizado que é ventilado dos circuitos da válvula pode ser roteado de volta para o compressor como uma entrada, reciclando o ar para aumentar a eficiência geral. Por exemplo, a Fig. 10 ilustra uma dessas modalidades de um controlador de fileira 300G. Esta modalidade de controlador de fileira 300G compreende uma via de reutilização 340, que é suprida a partir das linhas de escape 227 dos circuitos de válvula leste e oeste. O compressor 335 pode reutilizar o ar esgotado ou pode adicionar novo ar para reabastecer qualquer vazamento no sistema. Em algumas modalidades, a reutilização do ar pode reduzir a energia do compressor 335, aumentar a velocidade de movimento, reduzir custos para filtrar e secar o ar novo, além de outros benefícios.
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23/41 [074] As Figs. 11-15 ilustram modalidades do controlador de fileira com base em um número reduzido de válvulas solenoides em comparação com as modalidades das Figs. 4-10. Por exemplo, a Fig. 11 ilustra um exemplo de modalidade de um controlador de fileira 300H que inclui algumas ou todas as capacidades do circuito da Fig. 5, mas o faz usando uma válvula a menos 310. Este exemplo inclui os recursos de: preencher leste, descarregar leste, preencher oeste, descarregar oeste e cruzar. Neste exemplo de modalidade 300H, uma única válvula solenoide 310A controla a entrada de ar pressurizado 325 para os circuitos de válvula leste e oeste, e uma única válvula solenoide 310D controla a liberação ou ventilação do ar pressurizado de ambos os circuitos de válvula. A válvula solenoide 310E permite que o ar pressurizado flua para as linhas de controle leste 225 e a válvula solenoide 310W permite que o ar pressurizado flua para as linhas de controle oeste 225. A função de cruzamento pode ser alcançada abrindo cada uma das válvulas 310E, 310W e 310D ao mesmo tempo, permitindo que os circuitos da válvula leste e oeste descarreguem a pressão através da válvula 310D e equalizem a pressão em ambos os circuitos. Embora uma vantagem da configuração 300H seja o uso de menos válvulas solenoides 310, pode não ser possível preencher simultaneamente um circuito da válvula enquanto descarrega o outro circuito da válvula. Por exemplo, pode não ser possível encher simultaneamente a leste e descarregar a oeste, pois o ar que entra nos circuitos da válvula através da válvula 310A pode escapar pela válvula 310D em vez de entrar no circuito da válvula leste.
[075] A Fig. 12 ilustra outra modalidade exemplar de um controlador de fileira 300I usando um número ainda menor de válvulas solenoides 310. O controlador de fileira 300I oferece os mesmos recursos da modalidade de controlador de fileira 300H da Fig. 11, mas o faz combinando as funções das válvulas solenoides 310A e 310D da Fig. 11 em uma única válvula solenoide 310AD que realiza ambas as funções (preenchimento e descarrego). A válvula solenoide 310AD pode ser uma válvula de três posições que pode estar desligada (bloqueando o fluxo de ar em ambas as direções), aberta para enchimento ou aberta para ventilação. Por exemplo, se a válvula 310AD estiver configurada de modo que o ar possa passar dos circuitos da válvula pela saída 312, o ar do
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24/41 circuito da válvula leste, e do circuito da válvula oeste, ou ambos, poderão ser esgotados.
[076] A Fig. 13 ilustra uma modalidade exemplar alternativa de um controlador de fileira 300J, que pode ter recursos semelhantes ao controlador de fileira 300H da Figura 11. A configuração 300J inclui os recursos de: preencher leste, descarregar leste, preencher oeste, descarregar oeste e cruzar. No entanto, ao conectar de forma cruzada os circuitos de válvula leste e oeste usando as linhas de suprimento 229, o controlador de fileira 300J permite o preenchimento simultâneo de um circuito de válvula e a ventilação do outro circuito.
[077] A Fig. 14 ilustra um exemplo de modalidade de um controlador de fileira 300K. O controlador de fileira 300K pode ter alguns ou todos os recursos da modalidade 300J da Fig. 13, mas é conectado de modo a adicionar uma função de armazenamento em perda de energia.
[078] A Fig.15 ilustra outro exemplo de modalidade de um controlador de fileira 300L que pode ter alguns ou todos os recursos da modalidade do controlador de fileira 300K da Fig. 14, enquanto adiciona um recurso à prova de falhas para manter a pressão de ar do circuito da válvula na perda de energia. Em várias modalidades, este exemplo de controlador de fileira 300L pode manter a pressão do ar na perda de energia, mesmo com pequenos vazamentos de ar nos rastreadores ou na tubulação. Neste exemplo, dois caminhos de entrada são fornecidos a partir da fonte de ar pressurizado 325, permitindo um modo à prova de falhas. Durante a operação normal, a válvula solenoide 31 OF pode ser mantida fechada e a válvula 31OA pode ser usada para fornecer novo ar ao fole 210 (Fig. 2) através das válvulas solenoides 310E ou 310W. Em caso de perda de energia, as válvulas solenoides 310E ou 310W podem ativar a função de cruzamento e a válvula 310F pode abrir, conectando ao sistema um regulador de pressão 315 de pressão relativamente baixa e à prova de falhas. Esta fonte de ar adicionada do regulador de pressão à prova de falhas 315 pode manter o ar nos circuitos da válvula por um período prolongado, mesmo se houver pequenos vazamentos. O ar pode ser mantido até que o tanque de 80 galões de alta pressão 320 exemplar seja esgotado.
[079] As Figs. 16 ilustra uma modalidade de um controlador de fileira 300M
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25/41 que usa um compressor 335 para mover o ar para preencher o circuito da válvula leste ou o circuito da válvula oeste, ou para liberar ar do circuito da válvula leste ou do oeste”, Dependendo do estado da válvula solenoide 31 OX. A válvula solenoide 31OA é usada para permitir que o ar da fonte de ar de entrada 325 passe para a entrada do compressor 335. Em algumas modalidades, o compressor 335 é uma bomba de sentido único que fornece apenas ar para a válvula solenoide 31OX. Em outras modalidades, o compressor 335 é uma bomba de duas direções que também pode ajudar na remoção de ar dos circuitos da válvula através da válvula solenoide 31 OX. Nas últimas modalidades, a válvula solenoide 31 OA pode ser configurada para direcionar o ar do compressor de duas direções 335 para a válvula solenoide 31OD, onde o ar pode ser exaurido através da ventilação 312.
[080] A Fig. 17 ilustra símbolos pneumáticos conforme usado nas presentes ilustrações e é fornecida a título de referência. Deve-se notar que, enquanto exemplos específicos de válvulas e outros elementos são fornecidos neste documento, esses exemplos não devem ser interpretados como limitantes da grande variedade de modalidades alternativas que estão dentro do escopo e espírito da presente divulgação. Por exemplo, enquanto exemplos específicos de válvulas são usados para ilustrar algumas modalidades exemplares, outras modalidades podem usar qualquer tipo adequado de válvula, bomba ou compressor.
[081] A Fig. 18 ilustra uma vista lateral de um atuador fluídico 420 montado em uma fileira de rastreador solar 120 como descrito neste documento, incluindo um fole leste 210E e um fole oeste 210W, configurado para mover um painel solar (fotovoltaico) 510 disposto em a parte superior do atuador fluídico 420. Deve-se notar que o painel solar 510 é mostrado em três posições diferentes na Fig. 18, mostrando possíveis posições do painel solar 510 com base no estado do atuador fluídico 420. O painel solar rotulado como 510A destina-se a ilustrar uma posição plana ou zero do painel solar 500, quando os foles 210E e 210W têm pressões iguais. Deve-se notar também que a posição zero de um painel solar 500 pode não ser horizontal em relação à superfície da Terra, mas pode ser qualquer posição apropriada criada por pressão igual nos foles 210E e 210W.
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26/41 [082] A Fig. 19a ilustra uma fileira de rastreador solar 120, como mostrado na Fig. 2. A Fig. 19b ilustra uma vista em perspectiva inferior da mesma fileira de rastreador solar ou similar 120, incluindo quatro atuadores fluídicos 420 montados sob um ou mais painéis solares 510.
[083] A Fig. 20a ilustra como os painéis solares 510 podem ser dispostos em trilhos 520 de uma fileira de rastreador solar 120. A Fig. 20b ilustra os painéis solares 510 dispostos nos trilhos 520 de uma fileira de rastreador solar 120, com um painel 510 removido para mostrar um atuador fluídico 420.
[084] A Fig. 21a ilustra uma vista inferior de uma fileira de rastreador solar 120 com quatro atuadores fluídicos 420 e uma pluralidade de painéis solares 510 de acordo com uma modalidade. A Fig. 21b ilustra uma vista lateral da fileira do rastreador solar 120, incluindo um controlador de fileira 300 com um tanque de suprimento de fluido 320, configurado para introduzir e/ou remover fluido dos atuadores fluídicos 420 para mover os painéis solares 510.
[085] A Fig. 22 é uma vista lateral aproximada de uma fileira de rastreador solar 120, incluindo um controlador de fileira 300, tanque de ar 320, poste de suporte 430, atuador fluídico 420, trilhos 520 e painel solar 510.
[086] A Fig. 23 ilustra várias fileiras de rastreadores solares 120, pois elas podem ser dispostas em declives de vários graus.
[087] A Fig. 24 ilustra outra modalidade exemplar de um controlador de fileira que fornece várias características e configurações de válvulas solenoides.
[001] Modalidades da divulgação podem ser descritas tendo em conta as seguintes cláusulas:
1. Rastreador solar compreendendo:
uma pluralidade de células fotovoltaicas disposta em um plano comum e se estendendo ao longo de um primeiro comprimento com um primeiro eixo, em que a pluralidade de células fotovoltaicas é acoplada aos trilhos que se estendem ao longo de um segundo eixo que é paralelo ao primeiro eixo;
uma pluralidade de atuadores pneumáticos acoplada aos trilhos e configurados para girar coletivamente a pluralidade de células fotovoltaicas, em que a pluralidade de atuadores pneumáticos está disposta ao longo de um terceiro eixo comum que é paralelo ao primeiro e segundo eixos, cada uma da
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27/41 pluralidade de atuadores pneumáticos compreendendo:
uma placa inferior em formato de V;
uma placa superior plana;
um primeiro e um segundo conjunto de cubos que se estendem entre as placas inferior e superior nos lados frontais opostos do atuador, em que o primeiro e o segundo conjunto de cubos compreende, cada um, uma pluralidade de unidades de cubo empilhadas, em que as unidades de cubo incluem o primeiro e o segundo braços de cubo que se estendem respectivamente em direção aos lados laterais opostos do atuador;
uma primeira e segunda flexões que se estendem cada uma entre e são acopladas às placas superior e inferior, em que a primeira flexão se estende através do primeiro conjunto de cubos e a segunda flexão se estende através do segundo conjunto de cubos;
um primeiro e um segundo foles infláveis dispostos nos lados opostos dos conjuntos de cubos nos lados laterais opostos do atuador, em que o primeiro e o segundo foles, cada um, se estende entre e é acoplado à placa superior e à placa inferior, em que o primeiro e o segundo foles definem uma respectiva primeira e segunda cavidade de fole; e uma pluralidade de arruelas dispostas entre as placas superior e inferior, com cada uma das arruelas acoplada ao primeiro e segundo conjunto de cubos, em que a pluralidade de arruelas inclui:
um primeiro conjunto de pluralidade de arruelas acoplado aos primeiros braços de cubo do primeiro e segundo conjuntos de cubos, em que o primeiro conjunto de pluralidade de arruelas envolve o primeiro fole, e um segundo conjunto de pluralidade de arruelas é acoplado aos segundos braços de cubo do primeiro e segundo conjuntos de cubos, em que o segundo conjunto de pluralidade de arruelas envolve o segundo fole.
2. O rastreador solar da cláusula 1, em que os atuadores pneumáticos são configurados para mover a placa superior em relação à placa inferior pela inflação do primeiro e do segundo foles, introduzindo um fluido em uma ou em ambas dentre a primeira e segunda cavidades de fole.
3. O rastreador solar da cláusula 2, em que os primeiros fole da pluralidade
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28/41 de atuadores são configurados para serem inflados como um primeiro grupo e em que os segundos foles da pluralidade de atuadores são configurados para serem inflados como um segundo grupo separado do primeiro grupo.
4. O rastreador solar de qualquer uma das cláusulas de 1-3, em que cada um dos atuadores é acoplado a um poste respectivo, com os postes dispostos no chão para acoplar o rastreador solar ao chão.
5. O rastreador solar de qualquer uma das cláusulas de 1-4, em que cada um dos atuadores é configurado para assumir uma configuração em que o atuador tem um plano central de simetria que se estende através dos conjuntos de cubos, com o primeiro e o segundo foles nos lados opostos do plano de simetria, e com o primeiro e o segundo conjuntos de pluralidade de arruelas em lados opostos do plano de simetria.
6. Atuador pneumático caracterizado pelo fato de que compreende:
uma placa inferior em formato de V;
uma placa superior plana;
um primeiro e um segundo conjunto de cubos que se estendem entre as placas inferior e superior nos lados frontais opostos do atuador, em que o primeiro e o segundo conjunto de cubos compreende, cada um, uma pluralidade de unidades de cubo empilhadas, em que as unidades de cubo incluem o primeiro e o segundo braços de cubo que se estendem respectivamente em direção aos lados laterais opostos do atuador;
uma primeira e segunda flexões que se estendem cada uma entre e são acopladas às placas superior e inferior, em que a primeira flexão se estende através do primeiro conjunto de cubos e a segunda flexão se estende através do segundo conjunto de cubos;
um primeiro e um segundo foles infláveis dispostos nos lados opostos dos conjuntos de cubos nos lados laterais opostos do atuador, em que o primeiro e o segundo foles, cada um, se estende entre e é acoplado à placa superior e à placa inferior; e uma pluralidade de arruelas dispostas entre as placas superior e inferior, com cada uma das arruelas acoplada ao primeiro e segundo conjunto de cubos, em que a pluralidade de arruelas inclui:
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29/41 um primeiro conjunto de pluralidade de arruelas acoplado aos primeiros braços de cubo do primeiro e segundo conjuntos de cubos, em que o primeiro conjunto de pluralidade de arruelas envolve o primeiro fole, e um segundo conjunto de pluralidade de arruelas é acoplado aos segundos braços de cubo do primeiro e segundo conjuntos de cubos, em que o segundo conjunto de pluralidade de arruelas envolve o segundo fole.
7. O atuador pneumático da cláusula 6 em que o atuador pneumático é configurado para mover a placa superior em relação à placa inferior pela inflação do primeiro e do segundo foles.
8. O atuador pneumático da cláusula 6 ou 7, em que o atuador pneumático é configurado para assumir uma configuração em que o atuador pneumático tem um plano central de simetria que se estende através dos conjuntos de cubos, com o primeiro e o segundo foles nos lados opostos do plano de simetria, e com o primeiro e o segundo conjuntos de arruelas em lados opostos do plano de simetria.
9. Um atuador compreendendo:
uma placa inferior;
uma placa superior;
um primeiro e segundo conjunto de cubos que se estendem entre as placas inferior e superior;
um primeiro e um segundo foles dispostos nos lados opostos dos conjuntos de cubos, em que o primeiro e o segundo foles, cada um, se estende entre e são acoplados à placa superior e à placa inferior; e uma pluralidade de arruelas dispostas entre as placas superior e inferior, com cada uma das arruelas acoplada ao primeiro e segundo conjunto de cubos, em que um primeiro conjunto da pluralidade de arruelas envolve o primeiro fole e um segundo conjunto da pluralidade de arruelas envolve o segundo fole.
10.0 atuador da cláusula 9, compreendendo ainda uma primeira e segunda flexões que se estendem entre e são acopladas às placas superior e inferior, em que a primeira flexão se estende através do primeiro conjunto de cubos e a segunda flexão se estende através do segundo conjunto de cubos.
11.0 atuador da cláusula 9 ou 10 em que o primeiro e o segundo conjunto
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30/41 de cubos se estendem entre as placas inferior e superior nos lados opostos do atuador.
12. O atuador de qualquer uma das cláusulas 9-11, caracterizado pelo fato de que o primeiro e o segundo conjunto de cubos compreendem cada um uma pluralidade de unidades de cubo empilhadas, em que as unidades de cubo, cada uma, inclui o primeiro e segundo braços de cubo.
13. O atuador da cláusula 12 em que o primeiro conjunto de arruelas é acoplado aos primeiros braços de cubo do primeiro e segundo conjuntos de cubos, em que o segundo conjunto de arruelas é acoplado aos segundos braços do cubo do primeiro e segundo conjuntos de cubos.
14. O atuador da cláusula 12 em que o primeiro e o segundo braços de cubo das unidades dos conjuntos de cubo estão dispostos um em relação ao outro nos respectivos ângulos Θ dentro de uma faixa de 180° e 90° e em que os respectivos ângulos Θ das unidades de cubo empilhadas de um conjunto de cubos aumentam sucessivamente ao longo de um comprimento da pilha de unidades de cubo.
15. O atuador de qualquer uma das cláusulas de 9-14, em que o atuador é configurado para mover a placa superior em relação à placa inferior pela inflação do primeiro e do segundo foles.
16. O atuador de qualquer uma das cláusulas de 9-15, em que o atuador é configurado para assumir uma configuração em que o atuador tem um plano central de simetria que se estende através dos conjuntos de cubos, com o primeiro e o segundo foles nos lados opostos do plano de simetria, e com o primeiro e o segundo conjuntos de arruelas em lados opostos do plano de simetria.
17. O atuador de qualquer uma das cláusulas de 9-16, em que cada uma das arruelas compreendem, respectivamente, componentes de arruela interna e externa, em que os componentes da arruela interna e externa se sobrepõem e se ligam e são acoplados a um conjunto de cubos por meio de fixadores.
18. O atuador de qualquer uma das cláusulas de 9-17, em que o primeiro e o segundo foles definem respectivamente a primeira e a segunda extremidades, e em que a placa superior define um par de portas de acoplamento de placa
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31/41 superior com as respectivas primeiras extremidades do primeiro e segundo foles acoplados dentro das respectivas portas de acoplamento de placa superior.
19. O atuador de qualquer uma das cláusulas de 9-18, em que o primeiro e o segundo foles definem respectivamente a primeira e a segunda extremidades, e em que a placa inferior define um par de portas de acoplamento de placa inferior com as respectivas segundas extremidades do primeiro e segundo foles acoplados dentro das respectivas portas de acoplamento de placa superior.
20. Um método para controlar uma rotação de um painel solar em torno de um eixo de rotação com base, pelo menos em parte, em uma posição do sol, o método compreendendo:
obter uma indicação de uma posição do sol; e com base, pelo menos em parte, na indicação da posição do sol, introduzir ou remover fluido de uma pluralidade de atuadores fluídicos de um sistema de atuação fluídica para gerar rotação do painel solar em torno do eixo de rotação, o sistema de atuação fluídica compreendendo:
um primeiro fole acoplado ao painel solar, de modo que a inflação do primeiro fole faça com que o painel solar gire em torno do eixo de rotação em uma primeira direção e a deflação do primeiro fole faça com que o painel solar gire em torno do eixo de rotação em uma segunda direção;
um segundo fole acoplado ao painel solar, de modo que a inflação do segundo fole faça com que o painel solar gire em torno do eixo de rotação na segunda direção, e a deflação do segundo fole faça com que o painel solar gire em torno do eixo de rotação em a primeira direção;
uma fonte de fluido pressurizado;
um primeiro circuito de válvula, compreendendo:
uma primeira válvula solenoide; e uma segunda válvula solenoide;
um segundo circuito de válvula, compreendendo:
uma terceira válvula solenoide; e uma quarta válvula solenoide; e um controlador;
em que o primeiro circuito de válvula é operacionalmente conectado entre a
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32/41 fonte de fluido pressurizado e o primeiro fole e o segundo circuito de válvula é operacionalmente conectado entre a fonte de fluido pressurizado e o segundo fole, e em que o controlador opera a primeira válvula solenoide para fornecer fluido pressurizado da fonte de fluido pressurizado para o primeiro fole, o controlador opera a segunda válvula solenoide para liberar o fluido pressurizado do primeiro fole, o controlador opera a terceira válvula solenoide para fornecer pressão fluido da fonte de fluido pressurizado para o segundo fole, e o controlador opera a quarta válvula solenoide para liberar o fluido pressurizado do segundo fole.
21. O método da cláusula 20, em que o primeiro circuito de válvula é completamente independente do segundo circuito de válvula.
22. O método da cláusula 20 ou 21, em que o primeiro circuito de válvula e o segundo circuito de válvula são conectados por uma ou mais vias de fluido, cada uma controlada por uma quinta e sexta válvula solenoide.
23. O método da cláusula 22, compreendendo ainda a abertura da quinta e sexta válvulas solenoides que conectam o primeiro circuito da válvula e o segundo circuito da válvula para causar uma equalização da pressão entre o primeiro e o segundo circuito da válvula e entre o primeiro e o segundo foles.
24. O método da cláusula 23, em que a equalização da pressão entre o primeiro e o segundo circuito da válvula faz com que o painel solar retorne à posição de repouso, à medida que a pressão no primeiro e no segundo foles opostos se iguala.
25. O método de qualquer uma das cláusulas 20-24, em que o controlador compreende um dispositivo de computação de unidade de controle eletrônico.
26. Um sistema para controlar uma rotação de um ou mais painéis em torno de um eixo de rotação, compreendendo:
um ou mais painéis que definem um eixo longitudinal;
um ou mais atuadores fluídicos acoplados a um ou mais painéis e definindo um eixo de rotação paralelo ao eixo longitudinal de um ou mais painéis, os um ou mais atuadores fluídicos compreendendo:
um primeiro fole, e
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33/41 um segundo fole, uma fonte de fluido;
um primeiro circuito de válvula acoplado de forma fluida ao primeiro fole e à fonte de fluido, o primeiro circuito de válvula compreendendo:
uma primeira válvula; e uma segunda válvula;
um segundo circuito de válvula acoplado de forma fluida ao segundo fole e à fonte de fluido, o primeiro circuito de válvula compreendendo:
uma terceira válvula; e uma quarta válvula; e um controlador;
em que o controlador opera a primeira válvula para controlar um suprimento de fluido da fonte de fluido para o primeiro fole com base pelo menos em parte em uma posição do sol e em que o controlador opera a segunda válvula para liberar fluido dos primeiros foles, em que o controlador opera a terceira válvula para controlar um suprimento de fluido da fonte de fluido para o segundo fole com base pelo menos em parte em uma posição do sol e em que o controlador opera a quarta válvula para liberar fluido do segundo fole, em que a introdução ou liberação de fluido de um ou de ambos os primeiro e segundo foles é configurada para causar rotação do um ou mais atuadores em torno do eixo de rotação.
27. O sistema da cláusula 26, em que o primeiro circuito de válvula é completamente independente do segundo circuito de válvula.
28. O sistema da cláusula 26 ou 27, em que o primeiro circuito de válvula e o segundo circuito de válvula são conectados por uma ou mais vias de fluido, cada uma controlada por uma quinta e sexta válvula.
29. O método da cláusula 28, compreendendo ainda a abertura da quinta e sexta válvulas que conectam o primeiro circuito da válvula e o segundo circuito da válvula para causar uma equalização da pressão entre o primeiro e o segundo circuito da válvula e entre o primeiro e o segundo foles.
30. O sistema da cláusula 29, em que a equalização da pressão entre o
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34/41 primeiro e o segundo circuito da válvula faz com que o painel solar retorne à posição de repouso, à medida que a pressão no primeiro e no segundo foles opostos se iguala.
31. Um sistema para controlar uma rotação e um objeto em torno de um eixo de rotação, compreendendo:
um atuador fluídico compreendendo:
um primeiro fole, e um segundo fole, um primeiro circuito de válvula acoplado de forma fluida ao primeiro fole e à fonte de fluido, o primeiro circuito de válvula compreendendo:
uma primeira válvula; e uma segunda válvula; e um segundo circuito de válvula acoplado de forma fluida ao segundo fole e à fonte de fluido, o segundo circuito de válvula compreendendo:
uma terceira válvula; e uma quarta válvula;
em que a primeira válvula está configurada para controlar um suprimento de fluido da fonte de fluido para os primeiros foles e em que a segunda válvula está configurada para liberar fluido dos primeiros foles, em que a terceira válvula está configurada para controlar um suprimento de fluido da fonte de fluido para o segundo fole e em que a quarta válvula está configurada para liberar o fluido do segundo fole, e em que a introdução ou liberação de fluido de um ou de ambos os primeiro e segundo foles é configurada para causar rotação em torno do eixo de rotação.
32.0 sistema da cláusula 31, em que o primeiro circuito de válvula é completamente independente do segundo circuito de válvula.
33. O sistema da cláusula 31 ou 32, em que o primeiro circuito de válvula e o segundo circuito de válvula são conectados por uma ou mais vias fluídicas, cada uma controlada por uma quinta válvula.
34. O método da cláusula 33, compreendendo ainda a abertura da quinta válvula que conecta o primeiro circuito da válvula e o segundo circuito da válvula para causar uma equalização da pressão entre o primeiro e o segundo circuito da
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35/41 válvula e entre o primeiro e o segundo foles.
35. O sistema da cláusula 34, em que a equalização da pressão entre o primeiro e o segundo circuito da válvula faz com que o painel solar retorne à posição de repouso, à medida que a pressão no primeiro e no segundo foles opostos se iguala.
36. O sistema de qualquer uma das cláusulas 31-35, em que o sistema inclui um sistema de armazenamento em perda de energia, incluindo uma válvula normalmente aberta com retorno por mola, em que a válvula normalmente aberta é mantida fechada quando o sistema é alimentado, e o retorno por mola abre automaticamente a válvula normalmente aberta quando o sistema perde energia, o sistema de armazenamento em perda de energia é configurado para acionar automaticamente o primeiro e o segundo fole na posição de armazenamento quando o sistema perde energia.
37. O sistema de qualquer uma das cláusulas 31-36, em que o sistema inclui um sistema de reabastecimento de vazamentos em perda de energia, incluindo uma válvula normalmente aberta com retorno por mola, em que a válvula normalmente aberta é mantida fechada quando o sistema é alimentado e o retorno por mola abre automaticamente a válvula normalmente aberta quando o sistema perde energia, o sistema de reabastecer vazamentos em perda de energia é configurado para introduzir automaticamente fluido no sistema a partir de uma fonte de fluido pressurizada quando o sistema perde energia.
38. O método de qualquer uma das cláusulas 31-37, em que o controlador compreende um dispositivo de computação de unidade de controle eletrônico.
39. Sistema de rastreador solar pneumático, compreendendo:
uma pluralidade de rastreadores solares, com cada rastreador solar incluindo:
uma pluralidade de células fotovoltaicas dispostas em um plano comum e se estendendo ao longo de um primeiro comprimento com um primeiro eixo, em que a pluralidade de células fotovoltaicas é acoplada aos trilhos que se estendem ao longo de um segundo eixo que é paralelo ao primeiro eixo;
uma pluralidade de atuadores pneumáticos acoplada aos trilhos e configurados para girar coletivamente a pluralidade de células fotovoltaicas, em
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36/41 que a pluralidade de atuadores pneumáticos está disposta ao longo de um terceiro eixo comum que é paralelo ao primeiro e segundo eixos, cada uma da pluralidade de atuadores pneumáticos possuindo:
uma placa inferior;
uma placa superior acoplada aos trilhos; e um primeiro e um segundo fole se estendendo entre e acoplado à placa superior e à placa inferior; e um controlador de fileira operacionalmente acoplado e configurado para controlar a pluralidade de rastreadores solares, o controlador de fileira compreendendo:
uma fonte de fluido pneumático;
um circuito pneumático com uma ou mais linhas pneumáticas acopladas a um primeiro conjunto de foles, incluindo os primeiros foles da pluralidade de atuadores pneumáticos e uma ou mais linhas pneumáticas acopladas a um segundo conjunto de foles, incluindo o segundo fole da pluralidade de atuadores pneumáticos, o primeiro e os conjuntos de foles são mutuamente exclusivos; e uma unidade de controle pneumática configurada para inflar coletivamente o primeiro conjunto de foles com fluido da fonte de fluido pneumático através do circuito pneumático e configurada para inflar separadamente o segundo conjunto de foles com fluido da fonte de fluido pneumático através do circuito pneumático, a unidade de controle pneumática:
determinando uma posição atual do sol;
determinando um ângulo ideal das células fotovoltaicas para corresponder à posição atual determinada do sol;
determinando um ângulo atual das células fotovoltaicas;
determinando uma diferença entre o ângulo atual determinado das células fotovoltaicas e o ângulo ideal determinado das células fotovoltaicas;
determinando que a diferença determinada entre o ângulo atual determinado das células fotovoltaicas e o ângulo ideal determinado das células fotovoltaicas está fora de uma faixa de tolerância; e com base, pelo menos em parte, na determinação de que a diferença determinada entre o ângulo atual determinado das células fotovoltaicas e o ângulo
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37/41 ideal determinado das células fotovoltaicas está fora de uma faixa de tolerância, atuando as células fotovoltaicas em direção ao ângulo ideal determinado por pelo menos um da inflação do primeiro ou o segundo conjunto de foles com fluido da fonte de fluido pneumático através do circuito pneumático.
40. O sistema de rastreador solar pneumático da cláusula 39, em que a posição atual do sol é determinada com base em um tempo determinado e com base em um gráfico astrológico do sol que indica a posição do sol com base no tempo e localização do sistema de rastreador solar pneumático.
41. O sistema de rastreador solar pneumático da cláusula 39 ou 40, em que um ângulo ideal das células fotovoltaicas corresponde a um ângulo que maximiza a saída elétrica das células fotovoltaicas dos rastreadores solares.
42. O sistema rastreador solar pneumático de qualquer uma das cláusulas 39-41, em que a unidade de controle pneumática determina ainda que um evento de armazenamento está presente com base nos dados do sensor obtidos dos sensores do controlador de fileira e com base, pelo menos em parte, na determinação de que o evento de armazenamento está presente, acionando as células fotovoltaicas para uma posição de armazenamento, pelo menos uma da inflação do primeiro ou o segundo conjunto de foles com fluido da fonte de fluido pneumático através do circuito pneumático.
43. Um sistema de rastreador solar pneumático compreendendo:
uma pluralidade de rastreadores solares, com cada rastreador solar incluindo uma ou mais células fotovoltaicas e uma pluralidade de atuadores pneumáticos acoplados a uma ou mais células fotovoltaicas, cada um da pluralidade de atuadores pneumáticos com um primeiro e um segundo fole; e um controlador de fileira operacionalmente acoplado e configurado para controlar a pluralidade de rastreadores solares, o controlador de fileira compreendendo:
um circuito pneumático com uma ou mais linhas pneumáticas acopladas a um primeiro conjunto de foles, incluindo os primeiros foles da pluralidade de atuadores pneumáticos e uma ou mais linhas pneumáticas acopladas a um segundo conjunto de foles, incluindo o segundo fole da pluralidade de atuadores pneumáticos, o primeiro e os conjuntos de foles são mutuamente exclusivos; e
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38/41 uma unidade de controle pneumática configurada para inflar coletivamente o primeiro conjunto de foles com fluido da fonte de fluido pneumático através do circuito pneumático e configurada para inflar separadamente o segundo conjunto de foles com fluido da fonte de fluido pneumático através do circuito pneumático, a unidade de controle pneumática:
determinando uma posição atual do sol;
determinando um ângulo ideal das células fotovoltaicas para corresponder à posição atual determinada do sol;
determinando um ângulo atual das células fotovoltaicas;
determinando uma diferença entre o ângulo atual determinado das células fotovoltaicas e o ângulo determinado das células fotovoltaicas para corresponder à posição atual determinada do sol;
determinando que a diferença determinada entre o ângulo atual determinado das células fotovoltaicas e o ângulo ideal determinado das células fotovoltaicas que corresponde a posição atual determinada do sol esteja fora de uma faixa de tolerância; e com base, pelo menos em parte, na determinação de que a diferença determinada entre o ângulo atual determinado das células fotovoltaicas e o ângulo ideal determinado das células fotovoltaicas que corresponde à posição atua determinada do sol está fora de uma faixa de tolerância, atuando as células fotovoltaicas em direção ao ângulo determinado das células fotovoltaicas que correspondem à posição atual determinada do sol por pelo menos um da inflação do primeiro ou o segundo conjunto de foles com fluido da fonte de fluido pneumático através do circuito pneumático.
44. O sistema de rastreador solar pneumático da cláusula 43, em que a posição atual do sol é determinada com base em um tempo determinado e com base em um gráfico astrológico do sol que indica a posição do sol com base no tempo e localização do sistema de rastreador solar pneumático.
45. O sistema de rastreador solar pneumático, de acordo com a cláusula 43 ou 44, em que um ângulo das células fotovoltaicas para corresponder à posição atual determinada do sol corresponde a um ângulo que maximiza a saída elétrica das células fotovoltaicas dos rastreadores solares.
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39/41
46. O sistema de rastreador solar pneumático de qualquer uma das cláusulas 43-45, em que a unidade de controle pneumática determina ainda que um evento de armazenamento está presente com base nos dados do sensor obtidos dos sensores do controlador de fileira e com base, pelo menos em parte, na determinação de que o evento de armazenamento está presente, acionando as células fotovoltaicas para uma posição de armazenamento, por pelo menos uma da inflação do primeiro ou o segundo conjunto de foles com fluido da fonte de fluido pneumático através do circuito pneumático.
47. Uma unidade de controle pneumática configurada para inflar um primeiro conjunto de foles com fluido de uma fonte de fluido pneumático através de um circuito pneumático e configurada para inflar separadamente o segundo conjunto de foles com fluido da fonte de fluido pneumático através de um circuito pneumático, o primeiro e o segundo conjunto de foles associados a um ou mais atuadores pneumáticos, a unidade de controle pneumática:
determinando uma configuração de alvo de um ou mais atuadores pneumáticos com base em uma determinada posição atual do sol;
determinando uma configuração atual de um ou mais atuadores pneumáticos;
determinando uma diferença entre a determinada configuração atual de um ou mais atuadores pneumáticos e a configuração de alvo determinada de um ou mais atuadores pneumáticos;
determinando que a diferença determinada entre a configuração atual determinada de um ou mais atuadores pneumáticos e a configuração alvo determinada de um ou mais atuadores pneumáticos está fora de uma faixa de tolerância; e com base, pelo menos em parte, na determinação de que a diferença determinada entre a configuração atual determinada de um ou mais atuadores pneumáticos e a configuração alvo determinada de um ou mais atuadores pneumáticos está fora de uma faixa de tolerância, atuando os um ou mais atuadores pneumáticos em direção à configuração alvo determinada por pelo menos um das inflações do primeiro ou o segundo conjunto de foles com fluido da fonte de fluido pneumático através do circuito pneumático.
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48. A unidade de controle pneumático da cláusula 47, em que a posição atual do sol é determinada com base no tempo determinado pela unidade de controle pneumático e com base em um gráfico astrológico do sol que indica a posição do sol com base no tempo e na localização de um sistema de rastreador solar pneumático que inclui a unidade de controle pneumático.
49. A unidade de controle pneumático da cláusula 48, em que a unidade de controle pneumático compreende ainda um relógio e em que o tempo é determinado com base nos dados de tempo do relógio.
50. A unidade de controle pneumática de qualquer uma das cláusulas 47-
49, em que a configuração alvo de um ou mais atuadores pneumáticos corresponde a um ângulo que maximiza a saída elétrica de células fotovoltaicas acopladas a um ou mais atuadores pneumáticos.
51. A unidade de controle pneumática de qualquer uma das cláusulas 47-
50, em que a unidade de controle pneumática determina ainda que um evento de armazenamento está presente e com base, pelo menos em parte, na determinação de que um evento de armazenamento está presente, atuando os um ou mais atuadores pneumáticos para uma posição de armazenamento de pelo menos um das inflações do primeiro ou o segundo conjunto de foles com fluido da fonte de fluido pneumático através do circuito pneumático.
52. A unidade de controle pneumática da cláusula 51, em que determinar que um evento de armazenamento está presente inclui pelo menos um dentre:
determinar que a velocidade do vento próximo a um sistema de rastreamento solar pneumático que inclui a unidade de controle pneumático está acima de um limite; ou identificar uma queda de energia em um sistema de rastreador solar pneumático que inclua a unidade de controle pneumático.
53. A unidade de controle pneumática de qualquer uma das cláusulas 47-
52, em que o primeiro conjunto de foles compreende uma pluralidade de foles e em que o segundo conjunto de foles compreende uma pluralidade de foles.
54. A unidade de controle pneumática de qualquer uma das cláusulas 47-
53, em que o primeiro conjunto de foles consiste nos respectivos foles únicos em um primeiro lado de uma pluralidade de atuadores pneumáticos, e em que o
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41/41 segundo conjunto de foles consiste nos respectivos foles únicos em um segundo lado de a pluralidade de atuadores pneumáticos.
55. A unidade de controle pneumática de qualquer uma das cláusulas 47-
54, em que a determinação da configuração atual de um ou mais atuadores pneumáticos se baseia, pelo menos em parte, nos dados obtidos pela unidade de controle pneumático a partir de um inclinômetro associado a um ou mais atuadores pneumáticos.
56. A unidade de controle pneumática de qualquer uma das cláusulas 47-
55, em que a determinação da configuração atual de um ou mais atuadores pneumáticos se baseia pelo menos em parte nos dados obtidos pela unidade de controle pneumático de um ou mais sensores de pressão associados a um ou mais atuadores pneumáticos.
57. A unidade de controle pneumática de qualquer uma das cláusulas 47-
56, em que o um ou mais atuadores pneumáticos inclui uma pluralidade de atuadores pneumáticos, a pluralidade de atuadores pneumáticos, incluindo um primeiro conjunto de pluralidades de atuadores pneumáticos associados a um primeiro rastreador solar e uma segunda pluralidade conjunto de atuadores pneumáticos associados a um segundo rastreador solar separado do primeiro rastreador solar.
[088] As modalidades divulgadas são suscetíveis a várias modificações e formas alternativas, e exemplos específicos das mesmas foram mostradas a título de exemplo nos desenhos e são descritas neste documento em detalhe. Deve ser entendido, no entanto, que as modalidades descritas não devem ser limitadas às formas ou métodos particulares divulgados, mas pelo contrário, a presente divulgação deve cobrir todas as modificações, equivalentes e alternativas.

Claims (19)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Método para controlar uma rotação de um painel solar em torno de um eixo de rotação com base, pelo menos em parte, em uma posição do sol, o método caracterizado pelo fato de que compreende:
    obter uma indicação de uma posição do sol; e com base, pelo menos em parte, na indicação da posição do sol, introduzir ou remover fluido de uma pluralidade de atuadores fluídicos de um sistema de atuação fluídica para gerar rotação do painel solar em torno do eixo de rotação, o sistema de atuação fluídica compreendendo:
    um primeiro fole acoplado ao painel solar, de modo que a inflação do primeiro fole faça com que o painel solar gire em torno do eixo de rotação em uma primeira direção e a deflação do primeiro fole faça com que o painel solar gire em torno do eixo de rotação em uma segunda direção;
    um segundo fole acoplado ao painel solar, de modo que a inflação do segundo fole faça com que o painel solar gire em torno do eixo de rotação na segunda direção, e a deflação do segundo fole faça com que o painel solar gire em torno do eixo de rotação em a primeira direção;
    uma fonte de fluido pressurizado;
    um primeiro circuito de válvula, compreendendo:
    uma primeira válvula solenoide; e uma segunda válvula solenoide;
    um segundo circuito de válvula, compreendendo:
    uma terceira válvula solenoide; e uma quarta válvula solenoide; e um controlador;
    em que o primeiro circuito de válvula é operacionalmente conectado entre a fonte de fluido pressurizado e o primeiro fole e o segundo circuito de válvula é operacionalmente conectado entre a fonte de fluido pressurizado e o segundo fole, e em que o controlador opera a primeira válvula solenoide para fornecer fluido pressurizado da fonte de fluido pressurizado para o primeiro fole, o controlador opera a segunda válvula solenoide para liberar o fluido pressurizado
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  2. 2/5 do primeiro fole, o controlador opera a terceira válvula solenoide para fornecer pressão fluido da fonte de fluido pressurizado para o segundo fole, e o controlador opera a quarta válvula solenoide para liberar o fluido pressurizado do segundo fole.
    2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro circuito de válvula é completamente independente do segundo circuito de válvula.
  3. 3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro circuito de válvula e o segundo circuito de válvula são conectados por uma ou mais vias de fluido, cada uma controlada por uma quinta e sexta válvula solenoide.
  4. 4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a abertura da quinta e sexta válvulas solenoides que conectam o primeiro circuito da válvula e o segundo circuito da válvula para causar uma equalização da pressão entre o primeiro e o segundo circuito da válvula e entre o primeiro e o segundo foles.
  5. 5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a equalização da pressão entre o primeiro e o segundo circuito da válvula faz com que o painel solar retorne à posição de repouso, à medida que a pressão no primeiro e no segundo foles opostos se iguala.
  6. 6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controlador compreende um dispositivo de computação de unidade de controle eletrônico.
  7. 7. Sistema para controlar uma rotação de um ou mais painéis em torno de um eixo de rotação, caracterizado pelo fato de que compreende:
    um ou mais painéis que definem um eixo longitudinal;
    um ou mais atuadores fluídicos acoplados a um ou mais painéis e definindo um eixo de rotação paralelo ao eixo longitudinal de um ou mais painéis, os um ou mais atuadores fluídicos compreendendo:
    um primeiro fole e um segundo fole, uma fonte de fluido;
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    3/5 um primeiro circuito de válvula acoplado de forma fluida ao primeiro fole e à fonte de fluido, o primeiro circuito de válvula compreendendo:
    uma primeira válvula; e uma segunda válvula;
    um segundo circuito de válvula acoplado de forma fluida ao segundo fole e à fonte de fluido, o primeiro circuito de válvula compreendendo:
    uma terceira válvula; e uma quarta válvula; e um controlador;
    em que o controlador opera a primeira válvula para controlar um suprimento de fluido da fonte de fluido para o primeiro fole com base pelo menos em parte em uma posição do sol e em que o controlador opera a segunda válvula para liberar fluido dos primeiros foles, em que o controlador opera a terceira válvula para controlar um suprimento de fluido da fonte de fluido para o segundo fole com base pelo menos em parte em uma posição do sol e em que o controlador opera a quarta válvula para liberar fluido do segundo fole, em que a introdução ou liberação de fluido de um ou de ambos os primeiro e segundo foles é configurada para causar rotação do um ou mais atuadores em torno do eixo de rotação.
  8. 8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o primeiro circuito de válvula é completamente independente do segundo circuito de válvula.
  9. 9. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o primeiro circuito de válvula e o segundo circuito de válvula são conectados por uma ou mais vias fluídicas, cada uma controlada por uma quinta válvula.
  10. 10. Sistema, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a abertura da quinta válvula que conecta o primeiro circuito da válvula e o segundo circuito da válvula para causar uma equalização da pressão entre o primeiro e o segundo circuito da válvula e entre o primeiro e o segundo foles.
  11. 11. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de
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    4/5 que a equalização da pressão entre o primeiro e o segundo circuito da válvula faz com que o painel solar retorne à posição de repouso, à medida que a pressão no primeiro e no segundo foles opostos se iguala.
  12. 12. Sistema para controlar uma rotação de um objeto em torno de um eixo de rotação, caracterizado pelo fato de que compreende:
    um atuador fluídico compreendendo:
    um primeiro fole, e um segundo fole, um primeiro circuito de válvula acoplado de forma fluida ao primeiro fole e à fonte de fluido, o primeiro circuito de válvula compreendendo:
    uma primeira válvula; e uma segunda válvula; e um segundo circuito de válvula acoplado de forma fluida ao segundo fole e à fonte de fluido, o segundo circuito de válvula compreendendo:
    uma terceira válvula; e uma quarta válvula;
    em que a primeira válvula está configurada para controlar um suprimento de fluido da fonte de fluido para os primeiros foles e em que a segunda válvula está configurada para liberar fluido dos primeiros foles, em que a terceira válvula está configurada para controlar um suprimento de fluido da fonte de fluido para o segundo fole e em que a quarta válvula está configurada para liberar o fluido do segundo fole, e em que a introdução ou liberação de fluido de um ou de ambos os primeiro e segundo foles é configurada para causar rotação em torno do eixo de rotação.
  13. 13. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o primeiro circuito de válvula é completamente independente do segundo circuito de válvula.
  14. 14. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o primeiro circuito de válvula e o segundo circuito de válvula são conectados por uma ou mais vias fluídicas, controladas por uma quinta válvula.
  15. 15. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a abertura da quinta válvula que conecta o primeiro
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    5/5 circuito da válvula e o segundo circuito da válvula para causar uma equalização da pressão entre o primeiro e o segundo circuito da válvula e entre o primeiro e o segundo foles.
  16. 16. Sistema, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a equalização da pressão entre o primeiro e o segundo circuito da válvula faz com que o painel solar retorne à posição de repouso, à medida que a pressão no primeiro e no segundo foles opostos se iguala.
  17. 17. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o sistema inclui um sistema de armazenamento em perda de energia, incluindo uma válvula normalmente aberta com retorno por mola, em que a válvula normalmente aberta é mantida fechada quando o sistema é alimentado, e o retorno por mola abre automaticamente a válvula normalmente aberta quando o sistema perde energia, o sistema de armazenamento em perda de energia é configurado para acionar automaticamente o primeiro e o segundo fole na posição de armazenamento quando o sistema perde energia.
  18. 18. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o sistema inclui um sistema de reabastecimento de vazamentos em perda de energia, incluindo uma válvula normalmente aberta com retorno por mola, em que a válvula normalmente aberta é mantida fechada quando o sistema é alimentado e o retorno por mola abre automaticamente a válvula normalmente aberta quando o sistema perde energia, o sistema de reabastecer vazamentos em perda de energia é configurado para introduzir automaticamente fluido no sistema a partir de uma fonte de fluido pressurizada quando o sistema perde energia.
  19. 19. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o controlador compreende um dispositivo de computação de unidade de controle eletrônico.
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