BR202019001848U2

BR202019001848U2 - structure to support photovoltaic modules

Info

Publication number: BR202019001848U2
Application number: BR202019001848U
Authority: BR
Inventors: Carrara Peixoto Rodrigo
Original assignee: Talismann Solucoes Em Aco Ltda
Priority date: 2019-01-29
Filing date: 2019-01-29
Publication date: 2020-01-28
Also published as: BR202019001848Y1; WO2020154781A1

Abstract

estrutura para sustentação de módulos fotovoltaicos resumo: a presente inovação trata de uma inovadora estrutura para sustentação e movimentação de módulos fotovoltaicos unidos por um elemento maleável, composta pela associação de elementos planejados para tal fim, articulados em uma cabeça de estaca fundida anexada a vigas metálicas paralelas, formando um conjunto com a menor quantidade de componentes, mais leve, mais fácil de ser montado e resistente a intempéries, sobretudo a esforços promovidos por vento.structure for supporting photovoltaic modules summary: the present innovation deals with an innovative structure for supporting and moving photovoltaic modules joined by a malleable element, composed by the association of elements designed for this purpose, articulated in a cast pile head attached to metal beams parallel, forming a set with the least amount of components, lighter, easier to be assembled and resistant to weather, especially to efforts promoted by wind.

Description

RELATÓRIO DESCRITIVODESCRIPTIVE REPORT

Estrutura para sustentação de módulos fotovoltaicosStructure for supporting photovoltaic modules

Campo da inovação [001] A presente inovação trata de estruturas para sustentação e movimentação de elementos em um único eixo, mais especificamente de estruturas destinadas ao suporte de módulos fotovoltaicos e rastreamento solar.Field of innovation [001] This innovation deals with structures to support and move elements on a single axis, more specifically structures designed to support photovoltaic modules and solar tracking.

Histórico da inovação [002] Os sistemas atuais para sustentação de painéis solares, embora resolvam a maior parte dos problemas mais imediatos e genéricos, carecem de soluções para os problemas específicos decorrentes do uso para a sustentação destes módulos fotovoltaicos.History of innovation [002] The current systems for supporting solar panels, although they solve most of the most immediate and generic problems, lack solutions for specific problems arising from the use to support these photovoltaic modules.

[003] Nesta aplicação, dificuldades surgem a partir do uso cotidiano, sobretudo no que diz respeito à resistência a intempéries e à força dos ventos, que sobrecarregam a estrutura com esforços adicionais e, muitas vezes, não considerados no projeto da estrutura.[003] In this application, difficulties arise from everyday use, especially with regard to weather resistance and the strength of the winds, which overload the structure with additional efforts and often not considered in the design of the structure.

[004] Assim, mecanismos de prevenção a esforços adicionais, sejam por terem uma construção robusta ou uma constituição flexível, constituem o conjunto de elementos aportados na estrutura da presente inovação que, associados, compõem o escopo global da estrutura inovadora.[004] Thus, mechanisms to prevent additional efforts, whether due to their robust construction or flexible constitution, constitute the set of elements contributed to the structure of this innovation that, together, make up the global scope of the innovative structure.

Discussão do estado da técnica [005] A patente US7252084 descreve um sistema de rastreamento solar que aciona motores a partir do sinal de transdutores para mudar a orientação vertical e horizontal de um coletor solar, tendo os transdutores contato térmico com uma massa térmica e comunicação para perceber a voltagem de saída das células solares do coletor solar.Discussion of the state of the art [005] The US7252084 patent describes a solar tracking system that drives motors from the signal of transducers to change the vertical and horizontal orientation of a solar collector, the transducers having thermal contact with a thermal mass and communication for perceive the output voltage of the solar cells of the solar collector.

Petição 870190023367, de 12/03/2019, pág. 13/21Petition 870190023367, of 12/03/2019, p. 13/21

2/8 [006] O documento US9466749 trata de um aparelho rastreador solar compreendendo um arranjo de um centro de massa com um conjunto de suspensão ajustável de modo que o centro de massa esteja alinhado com um centro de rotação de tubos de torque cilíndricos para reduzir a carga de um motor de acionamento acoplado ao tubo de torque cilíndrico.2/8 [006] US9466749 deals with a solar tracking device comprising an arrangement of a center of mass with an adjustable suspension assembly so that the center of mass is aligned with a center of rotation of cylindrical torque tubes to reduce the load of a drive motor coupled to the cylindrical torque tube.

[007] O pedido US20080308091 traz um sistema de rastreamento solar com um tubo de torque que suporta painéis solares com colunas que suportam o sistema e possuem rolamentos para rotação do tubo de torque, onde um acionador é acoplado ao tubo de torque sendo acionado por uma caixa de engrenagens para girar a matriz de painéis solares para acompanhar o movimento diurno do sol.[007] The order US20080308091 brings a solar tracking system with a torque tube that supports solar panels with columns that support the system and have bearings for rotation of the torque tube, where a driver is coupled to the torque tube being driven by a gearbox to rotate the array of solar panels to follow the daytime movement of the sun.

[008] A inovação descrita em US20080308091 mostra um sistema de rastreamento solar para montagem em telhados com superfície plana que inclui conjuntos de rastreamento solar montáveis na mesma orientação no telhado, compreendendo uma estrutura de montagem, um mecanismo de direção e uma ou mais unidades de conversão de energia solar em energia elétrica, o mecanismo de direção suportado pelo menos em parte pela estrutura de montagem e as unidades de conversão de energia movidas pelo mecanismo de direção, onde um mecanismo de acionamento aciona os mecanismos de direção e um processador de controle que controla o mecanismo de acionamento de modo que as unidades de conversão de energia sigam o sol.[008] The innovation described in US20080308091 shows a solar tracking system for mounting on flat surface roofs that includes solar tracking assemblies in the same orientation on the roof, comprising an assembly structure, a steering mechanism and one or more units of conversion of solar energy into electrical energy, the steering mechanism supported at least in part by the assembly structure and the energy conversion units moved by the steering mechanism, where a drive mechanism drives the steering mechanisms and a control processor that controls the drive mechanism so that the energy conversion units follow the sun.

[009] O documento US20140053825 adianta um rastreador solar agrupado de eixo único e seu sistema de acionamento tendo pelo menos duas fileiras de rastreadores solares e um mecanismo de acionamento, onde as fileiras são paralelas e cada fileira compartilha um eixo de rotação comum, tendo[009] The document US20140053825 provides a grouped solar tracker with a single axis and its drive system having at least two rows of solar trackers and a drive mechanism, where the rows are parallel and each row shares a common axis of rotation, having

Petição 870190023367, de 12/03/2019, pág. 14/21Petition 870190023367, of 12/03/2019, p. 14/21

3/8 um braço de torque rígido e perpendicularmente conectado ao eixo de rotação, e onde o mecanismo de acionamento tem pelo menos um acionador rotativo cujo eixo de rotação é paralelo aos eixos de rotação do rastreador, onde os braços do acionador de torque e do torque do rastreador são rigidamente e perpendicularmente conectados, sendo o braço de torque do inversor e os braços de torque do rastreador articulados com uma série de feixes rígidos perpendiculares aos eixos de rotação do acionador e do acionador, onde o acionador rotativo gira e cria um movimento de rotação e o braço de torque do acionador segue o movimento de rotação do acionador, gerando o movimento de puxar e empurrar linear nos feixes de ligação que movimentam os braços de torque do rastreador, balançando as fileiras de rastreadores solares para girar em torno de seus eixos e para seguir o movimento do sol.3/8 a rigid torque arm and perpendicularly connected to the axis of rotation, and where the drive mechanism has at least one rotary drive whose axis of rotation is parallel to the axis of rotation of the tracker, where the arms of the torque driver and the torque of the tracker are rigidly and perpendicularly connected, with the torque arm of the inverter and the torque arms of the tracker articulated with a series of rigid beams perpendicular to the axis of rotation of the actuator and actuator, where the rotary actuator rotates and creates a movement of rotation and the torque arm of the actuator follows the rotation movement of the actuator, generating the linear pulling and pushing movement in the connecting beams that move the torque arms of the tracker, swinging the rows of solar trackers to rotate around their axes and to follow the movement of the sun.

[010] O documento US20160123383 descreve um sistema de posicionamento de rastreador de painel solar onde um rolamento possui uma face interna de forma semicircular tendo uma primeira elevação e uma segunda elevação na face oposta, tendo uma primeira abertura alongada posicionada na proximidade da primeira elevação e uma segunda abertura alongada posicionada na proximidade da segunda elevação e, ainda, um primeiro anel de alinhamento centrado dentro da primeira abertura alongada e um segundo anel de alinhamento centrado dentro da segunda abertura alongada, sendo que a face interna do rolamento também inclui um pino de aterramento integralmente conectado ao corpo de modo a fundir-se a ele.[010] The document US20160123383 describes a solar panel tracker positioning system where a bearing has a semicircular internal face having a first elevation and a second elevation on the opposite face, having a first elongated opening positioned close to the first elevation and a second elongated opening positioned in the vicinity of the second elevation, and a first alignment ring centered within the first elongated opening and a second alignment ring centered within the second elongated opening, the inner face of the bearing also including a locking pin. grounding integrally connected to the body in order to merge with it.

[011] Nenhuma das referências citadas adianta os conceitos inventivos da[011] None of the references cited provides the inventive concepts of

Petição 870190023367, de 12/03/2019, pág. 15/21 inovação ora proposta, abrangendo a estrutura para sustentação de módulos fotovoltaicos dotada de elementos maleáveis associados a elementos de conexão e a elementos de articulação.Petition 870190023367, of 12/03/2019, p. 15/21 innovation now proposed, covering the structure to support photovoltaic modules equipped with malleable elements associated with connection elements and articulation elements.

Descrição das figuras [012] A Figura 1 apresenta uma vista em perspectiva de uma parte da estrutura da presente inovação onde se mostra o uso da longarina de suporte dos módulos fotovoltaicos (1) na junção de dois módulos fotovoltaicos (2) e, no detalhe IA, uma vista lateral do mesmo arranjo.Description of the figures [012] Figure 1 presents a perspective view of a part of the structure of the present innovation, showing the use of the stringer supporting the photovoltaic modules (1) in the junction of two photovoltaic modules (2) and, in detail IA, a side view of the same arrangement.

[013] A Figura 2 apresenta uma vista lateral (2A) da aplicação de uma parte da estrutura da presente inovação sustentando um painel solar, em vista lateral isolada (2B) e em vista explodida (2C), onde se evidenciam os componentes: estaca (3), suporte ajustável da cabeça da estaca (4), eixo do rolamento coaxial (5), cabeça de estaca (6), vigas metálicas (7), longarina de suporte dos módulos fotovoltaicos (1) e reforços das longarinas de suporte dos módulos fotovoltaicos (8).[013] Figure 2 shows a side view (2A) of the application of a part of the structure of the present innovation supporting a solar panel, in isolated side view (2B) and in exploded view (2C), where the components are shown: pile (3), adjustable pile head support (4), coaxial bearing shaft (5), pile head (6), metal beams (7), photovoltaic module support stringer (1) and support stringer reinforcements photovoltaic modules (8).

[014] A Figura 3 apresenta uma vista em detalhe da parte da estrutura da presente inovação que sustenta o painel fotovoltaico, onde se percebe a interação entre os componentes: estaca (3), suporte ajustável da cabeça da estaca (4), cabeça de estaca (6) e vigas metálicas (7).[014] Figure 3 presents a detailed view of the part of the structure of the present innovation that supports the photovoltaic panel, where the interaction between the components is noticed: pile (3), adjustable pile head support (4), head of pile (6) and metal beams (7).

[015] A Figura 4 apresenta uma em perspectiva da longarina de suporte dos módulos fotovoltaicos (1) às vigas metálicas (7) por meio dos reforços das longarinas de suporte dos módulos fotovoltaicos (8).[015] Figure 4 shows a perspective view of the stringer supporting the photovoltaic modules (1) to the metal beams (7) through the reinforcements of the stringer supporting the photovoltaic modules (8).

Descrição detalhada da inovação [016] A presente inovação trata, em resumo, de uma estrutura para a sustentação de módulos fotovoltaicos (2), composta por uma associação deDetailed description of the innovation [016] This innovation deals, in summary, with a structure to support photovoltaic modules (2), composed by an association of

Petição 870190023367, de 12/03/2019, pág. 16/21Petition 870190023367, of 12/03/2019, p. 16/21

5/8 elementos planejados para tal fim, resultando em uma estrutura leve, facilmente adaptável e resistente a intempéries, sobretudo a ventos.5/8 elements designed for this purpose, resulting in a light structure, easily adaptable and resistant to weather, especially to winds.

[017] A estrutura da presente inovação é composta por um conjunto de estacas (3), que são peças vertical, preferencialmente com um perfil em LT, opcionalmente com perfil em Γ ou em L, as quais sustentam o restante do conjunto da estrutura no local de uso e, consequentemente, o módulo fotovoltaico (2).[017] The structure of the present innovation consists of a set of piles (3), which are vertical pieces, preferably with an LT profile, optionally with a Γ or L profile, which support the rest of the structure as a whole. place of use and, consequently, the photovoltaic module (2).

[018] À estaca (3), une-se, por meio de parafusos, o suporte ajustável da cabeça de estaca (4), que é um elemento de ligação ao restante do conjunto da estrutura, permitindo a articulação da cabeça de estaca (6) por meio do eixo do rolamento coaxial (5).[018] To the pile (3), the adjustable pile head support (4) is attached by means of screws, which is a connecting element to the rest of the structure assembly, allowing the pile head to be articulated ( 6) through the coaxial bearing shaft (5).

[019] A cabeça de estaca (6), por sua vez, une-se às vigas metálicas (7) por meio de parafusos, configurando um conjunto articulável, firme e leve.[019] The pile head (6), in turn, is joined to the metal beams (7) by means of screws, configuring an articulable, firm and light assembly.

[020] A cabeça de estaca (6), formada por uma peça metálica fundida, configura-se como o mecanismo de transmissão do movimento de atuação sobre o conjunto de sustentação dos módulos fotovoltaicos (2), apresentado um formato inovador, com perfil vazado, como visto na Figura 2, permitindo a capacidade de comportar duas vigas metálicas (7) que, unidas, formam um eixo de rotação e, consequentemente, a melhor capacidade de ajuste de posição, possibilitando o alinhamento mais fácil e ágil da sequência de vigas metálicas (7).[020] The pile head (6), formed by a molten metal part, is configured as the transmission mechanism of the actuation movement on the support set of the photovoltaic modules (2), presented in an innovative format, with a hollow profile , as seen in Figure 2, allowing the ability to hold two metal beams (7) which, together, form a rotation axis and, consequently, the best position adjustment capacity, allowing easier and more agile alignment of the beam sequence metallic (7).

[021] O conjunto de duas vigas metálicas (7) unidas pelos grampos à cabeça da estaca (6) forma o eixo de rotação do conjunto da estrutura.[021] The set of two metal beams (7) joined by the clamps to the pile head (6) forms the axis of rotation of the structure set.

[022] O mecanismo formado pelo conjunto permite melhores ajustes nos eixos de movimentação X, Y e Z como resultado da combinação de posicionamento que os furos oblongos presentes nas vigas metálicas (7), os furos[022] The mechanism formed by the set allows better adjustments in the X, Y and Z movement axes as a result of the positioning combination that the oblong holes present in the metal beams (7), the holes

Petição 870190023367, de 12/03/2019, pág. 17/21Petition 870190023367, of 12/03/2019, p. 17/21

6/8 de ajuste na cabeça da estaca (6), as furações do suporte ajustável da cabeça da estaca (4) e do eixo do rolamento coaxial (5) permitem realizar. Assim, as diversas combinações de utilização e de movimentação que tais furações permitem possibilitam um ajuste mais apurado de posicionamento do módulo fotovoltaico (2) suportado pela estrutura.6/8 adjustment in the pile head (6), the holes in the adjustable pile head support (4) and the coaxial bearing shaft (5) allow to be made. Thus, the various combinations of use and movement that such drilling allows allow a more accurate adjustment of the positioning of the photovoltaic module (2) supported by the structure.

[023] As vigas metálicas (7), afixadas pelas extremidades à cabeça de estaca (6) por meio de parafusos, constituem um eixo de rotação para os módulos fotovoltaicos (2), permitindo que estes sejam movimentados de acordo com a necessidade.[023] The metal beams (7), fixed at the ends to the pile head (6) by means of screws, constitute a rotation axis for the photovoltaic modules (2), allowing them to be moved according to the need.

[024] O eixo de rotação formado é bipartido, ou seja, são duas vigas metálicas (7) em formato retangular, paralelas e unidas de forma inovadora nas pontas pela cabeça de estaca (6), formando o mecanismo de transmissão do movimento de atuação, e por grampos de fixação (8) ao longo do comprimento das vigas (7) e do módulo fotovoltaico (2).[024] The formed axis of rotation is bipartite, that is, there are two metal beams (7) in a rectangular shape, parallel and joined in an innovative way at the ends by the pile head (6), forming the transmission mechanism of the actuation movement , and by clamps (8) along the length of the beams (7) and the photovoltaic module (2).

[025] O eixo de rotação bipartido é uma inovação construtiva que promove maior resistência à torção e à flambagem por meio do reforço obtido com a alma central do eixo de rotação, ou seja, a cabeça de estaca (6), formando um conjunto mais leve e resistente, permitindo que os materiais possam ser manuseados sem a ajuda de equipamentos mecânicos, tais como macacos hidráulicos ou guindastes, além de suportar uma dupla fileira de módulos fotovoltaicos (2), conferindo à estrutura a capacidade de suportar um maior número de módulos fotovoltaicos (2) com um menor peso do eixo de rotação.[025] The bipartite axis of rotation is a constructive innovation that promotes greater resistance to torsion and buckling through the reinforcement obtained with the central core of the axis of rotation, that is, the pile head (6), forming a more light and resistant, allowing materials to be handled without the aid of mechanical equipment, such as hydraulic jacks or cranes, in addition to supporting a double row of photovoltaic modules (2), giving the structure the capacity to support a greater number of modules photovoltaic (2) with a lower weight of the rotation axis.

[026] As vigas metálicas (7) unidas formam um eixo de rotação que suportam as longarinas de suporte dos módulos fotovoltaicos (1) que, por sua vez, suportam os módulos fotovoltaicos (2), os quais são posicionados com[026] The joined metal beams (7) form an axis of rotation that supports the support struts of the photovoltaic modules (1) which, in turn, support the photovoltaic modules (2), which are positioned with

Petição 870190023367, de 12/03/2019, pág. 18/21Petition 870190023367, of 12/03/2019, p. 18/21

Ί/Ζ a sua aresta maior (o comprimento) de modo perpendicular ao eixo de rotação e com a aresta menor (a largura) paralela ao centro do eixo de rotação, trazendo uma fileira dupla de módulos fotovoltaicos.Ί / Ζ its largest edge (the length) perpendicular to the axis of rotation and with the smallest edge (the width) parallel to the center of the axis of rotation, bringing a double row of photovoltaic modules.

[027] Adicionalmente, a longarina de suporte dos módulos fotovoltaicos (1), que promove a junção de dois módulos fotovoltaicos (2), é um elemento maleável, que tem uma elasticidade suficiente para absorver movimentos e funciona como uma gaveta ao permitir que os módulos fotovoltaicos (2) se insiram lateralmente na longarina de suporte dos módulos fotovoltaicos (1), fixando-se pelas extremidades.[027] Additionally, the stringer supporting the photovoltaic modules (1), which promotes the joining of two photovoltaic modules (2), is a malleable element, which has sufficient elasticity to absorb movements and functions as a drawer by allowing photovoltaic modules (2) are inserted laterally into the support stringer of the photovoltaic modules (1), being fixed by the ends.

[028] A longarina de suporte dos módulos fotovoltaicos (1) se constitui em uma peça metálica em perfil de H que, quando fixado no eixo de rotação da estrutura, conforme ilustrado na Figura 4, permite que os módulos fotovoltaicos (2) possam ser encaixados lateralmente, constituindo, então, um sistema exclusivo e inovador de fixação onde o módulo (2) passa a ter uma estrutura que reforça suas laterais, aumentando sua resistência contra as forças exercidas pelos ventos, tornando-a superior às exigidas nas normas nacionais e internacionais.[028] The stringer supporting the photovoltaic modules (1) consists of a metal part in an H profile that, when attached to the axis of rotation of the structure, as shown in Figure 4, allows the photovoltaic modules (2) to be laterally fitted, constituting, then, an exclusive and innovative fixation system where the module (2) starts to have a structure that reinforces its sides, increasing its resistance against the forces exerted by the winds, making it superior to those required by national norms and international standards.

[029] Assim, o formato da longarina de suporte dos módulos fotovoltaicos (1) cria, dada a flexibilidade fornecida através da abertura existente no formato H, um inovador sistema com efeito mola que absorve grande parte do impacto das forças dos ventos, principalmente o de rajadas.[029] Thus, the shape of the support stringer of the photovoltaic modules (1) creates, given the flexibility provided through the existing opening in the H format, an innovative system with spring effect that absorbs a large part of the impact of wind forces, mainly the bursts.

[030] Para a montagem da estrutura aqui exposta, a longarina de suporte dos módulos fotovoltaicos (1) é fixada sobre o eixo de rotação por meio de grampos metálicos, reforçada com o uso dos reforços das longarinas de suporte dos módulos fotovoltaicos (8), como visto na Figura 4.[030] To assemble the structure shown here, the support stringer of the photovoltaic modules (1) is fixed on the axis of rotation by means of metal clamps, reinforced with the use of the reinforcements of the support struts of the photovoltaic modules (8) , as seen in Figure 4.

[031] Em resumo, a estrutura possui a melhor relação custo/benefício ao[031] In summary, the structure has the best cost / benefit ratio to the

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8/8 possibilitar a redução nos custos de fabricação e transporte, além de agilizar a montagem e promover um trabalho mais ergonômico e seguro.8/8 make it possible to reduce manufacturing and transportation costs, in addition to speeding up assembly and promoting more ergonomic and safer work.

[032] Esta inovação não se limita às representações aqui comentadas ou ilustradas, devendo ser compreendida em seu amplo escopo. Muitas modificações e outras representações do invento virão à mente daquele versado na técnica à qual essa inovação pertence, tendo o benefício do ensinamento apresentado nas descrições anteriores e desenhos anexos. Além disso, é para ser entendido que o invento não está limitado à forma específica revelada, e que modificações e outras formas são entendidas como inclusas dentro do escopo das reivindicações anexas. Embora termos específicos sejam empregados aqui, eles são usados somente de forma genérica e descritiva e não como propósito de limitação.[032] This innovation is not limited to the representations commented or illustrated here, but must be understood in its broad scope. Many modifications and other representations of the invention will come to the mind of one versed in the technique to which this innovation belongs, having the benefit of the teaching presented in the previous descriptions and attached drawings. Furthermore, it is to be understood that the invention is not limited to the specific form disclosed, and that modifications and other forms are understood to fall within the scope of the appended claims. Although specific terms are used here, they are used only in a generic and descriptive manner and not for the purpose of limitation.

Claims

1) Structure to support photovoltaic modules characterized by comprising a set formed by the association of a pile (3) that supports the rest of the set in the place of use, joined to the adjustable pile head support (4) by means of screws, allowing the articulation of the pile head (6) by means of the coaxial bearing axis (5), said pile head (6) joined to metal beams (7), configuring a mechanism for transmitting the actuation movement on the support set of the said photovoltaic modules (2), said metal beams (7) affixed by the ends to the pile head (6) by means of screws and constituting a rotation axis for the photovoltaic modules (2), allowing them to be moved according to the if necessary, said metal beams (7) joined to said support stringer of the photovoltaic modules (1) by means of the reinforcements of the support struts of the photovoltaic modules (8) along the length beams (7), said photovoltaic modules (2) being fixed to the structure by means of the support stringer of the photovoltaic modules (1), inserting laterally to said support stringer of the photovoltaic modules (1), fixing by the ends.