BR202019001848Y1 - STRUCTURE FOR SUPPORTING PHOTOVOLTAIC MODULES - Google Patents
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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: this innovation deals with an innovative structure for supporting and moving photovoltaic modules united by a malleable element, composed of the association of elements planned for this purpose, articulated on a cast pile head attached to metal beams parallel, forming a set with the smallest number of components, lighter, easier to assemble and resistant to bad weather, especially to efforts caused by wind.
Description
[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.[001] The present innovation deals with structures for supporting and moving elements on a single axis, more specifically structures intended for supporting photovoltaic modules and solar tracking.
[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.[002] Current systems for supporting solar panels, although they solve most of the most immediate and generic problems, lack solutions for the 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 resistance to bad weather and wind strength, which overload the structure with additional efforts that are often not considered in the structure's design.
[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 for preventing additional efforts, whether due to their robust construction or flexible constitution, constitute the set of elements contributed to the structure of the present innovation which, when combined, make up the global scope of the innovative structure.
[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.[005] Patent US7252084 describes a solar tracking system that drives motors based on the transducer signal to change the vertical and horizontal orientation of a solar collector, the transducers having thermal contact with a thermal mass and communication to perceive the output voltage of the solar cells of the solar collector.
[006] O documento US9466749 trata de um aparelho rastreador solar com-preendendo 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.[006] Document 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] Application 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 solar panel array to follow the sun's daytime movement.
[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 meca-nismo 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 mountable in the same orientation on the roof, comprising a mounting structure, a steering mechanism and one or more drive units. conversion of solar energy into electrical energy, the steering gear supported at least in part by the mounting structure, and the power conversion units driven by the steering gear, wherein a drive mechanism drives the steering gears and a control processor that controls the drive mechanism so that the power 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 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.[009] Document US20140053825 discloses a single-axis clustered solar tracker 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 a torque arm rigid and perpendicularly connected to the axis of rotation, and wherein the drive mechanism has at least one rotary driver whose axis of rotation is parallel to the axes of rotation of the tracker, wherein the torque driver and tracker torque arms are rigidly and perpendicularly connected, the drive torque arm and tracker torque arms being articulated with a series of rigid beams perpendicular to the drive and driver rotation axes, where the rotary drive rotates and creates a rotational motion and the The driver's torque arm follows the rotational motion of the driver, generating linear push and pull motion in the link beams that move the tracker's torque arms, 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] Document US20160123383 describes a solar panel tracker positioning system wherein a bearing has a semicircular shaped inner face having a first elevation and a second elevation on the opposite face, having a first elongated opening positioned in the vicinity of the first elevation and a second elongated opening positioned in the vicinity of the second elevation, and further, 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 pin. grounding integrally connected to the body so as to merge with it.
[011] Nenhuma das referências citadas adianta os conceitos inventivos da 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.[011] None of the references cited advance the inventive concepts of the innovation proposed here, covering the structure for supporting photovoltaic modules equipped with malleable elements associated with connection elements and articulation elements.
[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.[012] Figure 1 presents a perspective view of a part of the structure of the present innovation where the use of the photovoltaic module support stringer (1) at the junction of two photovoltaic modules (2) is shown 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 an isolated side view (2B) and in an exploded view (2C), where the components are highlighted: stake (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 of 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 can be seen: stake (3), adjustable stake head support (4), stake head stake (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 stringers supporting the photovoltaic modules (8).
[016] A presente inovação trata, em resumo, de uma estrutura para a sustentação de módulos fotovoltaicos (2), composta por uma associação de elementos planejados para tal fim, resultando em uma estrutura leve, facilmente adaptável e resistente a intempéries, sobretudo a ventos.[016] The present innovation deals, in short, with a structure for supporting photovoltaic modules (2), composed of an association of elements planned for this purpose, resulting in a light structure, easily adaptable and resistant to bad weather, especially winds.
[017] A estrutura da presente inovação é composta por um conjunto de estacas (3), que são peças vertical, preferencialmente com um perfil em "U", opcionalmente com perfil em "I" 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 is composed of a set of stakes (3), which are vertical pieces, preferably with a "U" profile, optionally with an "I" or "L" profile, which support the remainder of the structure assembly at the 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] The adjustable pile head support (4) is connected to the pile (3), using 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 articulated, 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 cast metal piece, is configured as the mechanism for transmitting the actuation movement on the support assembly of the photovoltaic modules (2), presenting an innovative format, with a hollow profile , as seen in Figure 2, allowing the ability to accommodate two metal beams (7) which, when joined, form an axis of rotation and, consequently, the best capacity for position adjustment, enabling easier and more agile alignment of the sequence of beams metal (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 clamps to the pile head (6) forms the rotation axis of the structure assembly.
[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 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.[022] The mechanism formed by the set allows better adjustments in the X, Y and Z movement axes as a result of the combination of positioning that the oblong holes present in the metal beams (7), the adjustment holes in the pile head (6), the holes in the adjustable pile head support (4) and the coaxial bearing shaft (5) allow this to be done. Thus, the different combinations of use and movement that such holes allow allow for 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 an axis of rotation for the photovoltaic modules (2), allowing them to be moved according to 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 rotation axis formed is bipartite, that is, there are two metallic beams (7) in 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 fixing clips (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 split rotation axis is a constructive innovation that promotes greater resistance to torsion and buckling through the reinforcement obtained with the central web of the rotation axis, that is, the pile head (6), forming a more compact assembly. light and resistant, allowing materials to be handled without the help of mechanical equipment, such as hydraulic jacks or cranes, in addition to supporting a double row of photovoltaic modules (2), giving the structure the ability to support a greater number of modules photovoltaics (2) with a lower rotation axis weight.
[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 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.[026] The metal beams (7) joined together form an axis of rotation that support the stringers supporting the photovoltaic modules (1) which, in turn, support the photovoltaic modules (2), which are positioned with their largest edge (the length) perpendicular to the rotation axis and with the smaller edge (the width) parallel to the center of the rotation axis, 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 the photovoltaic modules (2) are inserted laterally into the support beam for the photovoltaic modules (1), fixed at 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 support stringer for the photovoltaic modules (1) consists of a metal part in an "H" profile which, when fixed to the rotation axis of the structure, as illustrated in Figure 4, allows the photovoltaic modules (2) can be "fitted" laterally, thus constituting an exclusive and innovative fixing system where the module (2) now has a structure that reinforces its sides, increasing its resistance against the forces exerted by winds, making it superior to those required national 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 stringer supporting the photovoltaic modules (1) creates, given the flexibility provided through the existing "H" shaped opening, an innovative system with a spring effect that absorbs much of the impact of wind forces, mainly gusts.
[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 stringer supporting the photovoltaic modules (1) is fixed on the axis of rotation by means of metal clips, reinforced using the reinforcements of the stringers supporting the photovoltaic modules (8) , as seen in Figure 4.
[031] Em resumo, a estrutura possui a melhor relação custo/benefício ao possibilitar a redução nos custos de fabricação e transporte, além de agilizar a montagem e promover um trabalho mais ergonômico e seguro.[031] In summary, the structure has the best cost/benefit ratio by enabling a reduction in manufacturing and transportation costs, in addition to speeding up assembly and promoting more ergonomic and safe 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, and must be understood in its broad scope. Many modifications and other representations of the invention will come to the mind of one skilled in the art to which this innovation belongs, having the benefit of the teaching presented in the foregoing descriptions and accompanying 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 be included within the scope of the appended claims. Although specific terms are used herein, they are used only in a generic and descriptive manner and not for purposes of limitation.
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2019
- 2019-01-29 BR BR202019001848-3U patent/BR202019001848Y1/en active IP Right Grant
- 2019-04-29 WO PCT/BR2019/050154 patent/WO2020154781A1/en active Application Filing
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| Publication number | Publication date |
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| BR202019001848U2 (en) | 2020-01-28 |
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| B03B | Publication of an application: publication anticipated [chapter 3.2 patent gazette] | ||
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
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