ES1061033U - Seguidor solar para paneles fotovoltaicos. - Google Patents

Abstract

1. Seguidor solar (5) para paneles (2) fotovoltaicos, caracterizado porque el panel (2) se dispone giratorio respecto a un eje (3) paralelo al eje polar N-S de la Tierra, comprendiendo un motoreductor (4) que imparte al panel (2) una velocidad de 15°/h; de tal manera que el panel (2) va siguiendo al sol a lo largo del día.

Description

Seguidor solar para paneles fotovoltaicos.

La presente invención se refiere a un dispositivo de seguimiento del sol, especialmente indicado para paneles fotovoltaicos de gran capacidad. Su campo de aplicación es el de la generación de energía eléctrica de origen solar.

Son conocidos dispositivos de seguimiento en dos ejes de paneles solares fotovoltaicos que permiten optimizar la energía recibida del sol mediante el ajuste constante de la orientación espacial del panel en función de la variación en altura y azimut del sol a lo largo del día. Se trata de mecanismos complejos, con un pedestal vertical sobre el que se disponen un eje horizontal y otro vertical movidos por sendos motoreductores bajo las ordenes de un dispositivo de control que almacena la trayectoria del sol a lo largo del día para todos los días del año. Una tal solución solo es viable hasta potencias del orden de 5kw, por encima de las cuales es preciso multiplicar el número de unidades, con el consiguiente coste.

Para grandes potencias se recurre a paneles fijos, suprimiéndose los dispositivos, electromecánicos de orientación del panel que permiten el seguimiento del sol. Esto conduce a una perdida de eficiencia de la instalación durante aquellos momentos en los que el panel no recibe los rayos del sol perpendicularmente, lo que ocurre durante la mayor parte del día.

Es un objeto de la presente invención el optimizar la captura de energía solar mediante un dispositivo poco más complejo que una instalación de paneles fotovoltaicos fijos.

La solución propuesta consiste en realizar el seguimiento solar en un solo eje inclinado, paralelo al eje polar Norte-Sur de la Tierra, con lo que un simple mecanismo de relojería permite seguir de forma automática la variación de altura del sol a lo largo del día mientras se produce el seguimiento azimutal del sol.

De esta forma puede conseguirse que durante los equinoccios de primavera y otoño, el panel fotovoltaico reciba los rayos solares de forma perpendicular durante todos los momentos del día. Para cualquier otro día del año se producirá un pequeño error en la incidencia de los rayos solares, que será máximo durante los solsticios de verano e invierno.

Para complementar la descripción que antecede y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se va a realizar una descripción detallada de una realización preferida, en base a un juego de dibujos que se acompañan a esta memoria descriptiva y en donde con carácter meramente orientativo y no limitativo se ha representado lo siguiente.

La figura 1 muestra el movimiento aparente diurno del sol sobre la esfera celeste y su variación a lo largo del año.

La figura 2 muestra un alzado Norte-Sur del dispositivo de la invención.

La figura 3 muestra una vista en planta del dispositivo de la invención.

En las anteriores figuras las referencias numéricas corresponden a las siguientes partes y elementos.

1 Base.

2 Panel.

3 Eje.

4 Motoreductor.

5 Seguidor solar.

6 Raíl circular.

En la figura 1 se ha representado el movimiento aparente diurno del sol para los equinoccios de primavera y otoño (plano A), para el solsticio de verano (plano B) y para el solsticio de invierno (plano C). Como puede, verse en los equinoccios el sol sale por el este (E) y se pone por el oeste (O), con lo que el día tiene la misma duración que la noche. En verano, el sol recorre una trayectoria contenida en un plazo paralelo de mayor altura, mientras que en invierno se produce la situación contraria, moviéndose el sol a menores alturas.

Como puede verse en las figuras 2 y 3, el dispositivo consiste en disponer el panel (2) giratorio sobre un eje (3) paralelo al eje polar N-S de la Tierra, es decir que no esta vertical sino inclinado un ángulo \alpha igual a 90° menos la latitud geográfica del lugar. Esta primera variante es adecuada para paneles de reducido peso y potencia moviéndose el panel (2) mediante un motoreductor (4) unido al eje (3).

Una segunda variante, adecuada para grandes potencias, consiste en que el panel (2) apoya directamente en una base (1) circular, lo que permite soportar una estructura de considerable peso. En este caso el eje (3) es virtual, pero sigue siendo el eje de giro del panel (2), aunque no es preciso materializarlo mecánicamente y el motereductor (4) puede estar ubicado en el centro de la base (1) o bien en su periferia moviendo directamente un perfil circular unido al panel (2).

El funcionamiento del dispositivo es el siguiente.

Durante los equinoccios de primavera y otoño (A) el sol sale exactamente por el este e incide en ese momento perpendicularmente en el panel (2), representado de puntos en la figura 2 en posición vertical. A lo largo del día el motoreductor (4), que hace recorrer el panel (2) una vuelta completa en 24 h, mantiene al sol constantemente perpendicular ya que se va produciendo automáticamente una inclinación del panel debido a la posición del eje (3) de giro. A mediodía, el sol seguirá incidiendo perpendicularmente al panel (2) tal como se muestra en la figura 2 posición A. Por la tarde el sol disminuye gradualmente su altura hasta ponerse por el oeste, momento en que el panel (2) vuelve a estar vertical. Es decir durante los equinoccios los rayos solares inciden en todo momento perpendicularmente al panel (2) obteniéndose una eficiencia máxima.

Para otros días del año, la trayectoria aparente del sol esta contenida en planos paralelos de distinta altura, por lo que los rayos solares ya no serán perpendiculares al panel (2). La peor situación se da en los solsticios de verano e invierno, en los que la altura aparente del sol es máxima y mínima respectivamente. Así, en el solsticio de verano el sol sale y se pone mas al norte de la línea E-O, por lo que al pasar el sol por la misma ya tendrá una cierta altura, mientras que el panel (2) estará vertical. A mediodía, la altura del sol será máxima e incidirá con un ángulo de 23° 26'(declinación solar) respecto a la perpendicular al panel (2), según la posición B de la figura 2. Para el solsticio de invierno, la situación será la simétrica con un error que alcanzara el mismo valor de 23° 26', pero hacia abajo en lugar de hacia arriba, según se muestra en la posición C de la figura 2. En estos momentos la eficiencia del panel (2) no será máxima, pero es el precio a pagar por un segidor solar de gran sencillez mecánica, apto para paneles (2) de grandes dimensiones y peso, y de un coste similar al de los paneles (2) fijos, aunque su eficiencia energética es considerablemente superior a la de estos.

Serán evidentes para el experto en la materia la realización practica de las estructuras de apoyo del panel (2), tanto para la primera variante en la que el mismo esta soportado en el propio eje (3), como para la segunda variante en la que el panel (2) se hace solidario de una base (1) apoyada en un raíl circular (6), directamente o por intermedio de ruedas. Las soluciones constructivas son innumerables pero no afectan a la esencialidad de la invención. Igualmente ocurre con la operación del motoreductor (4) que hace girar el panel (2) respecto al eje (3). Es evidente que el giro diurno deberá ser con una velocidad de 1 vuelta completa en 24 h, es decir 15°/h pero durante las horas nocturnas caben dos alternativas; bien continuar el movimiento con la misma velocidad y sentido de tal forma que se recorra una vuelta completa y el panel aparezca orientado convenientemente ante la próxima salida del sol, bien ejecutar un movimiento de retroceso del ángulo girado previamente en las horas diurnas.

Claims (2)

1. Seguidor solar (5) para paneles (2) fotovoltaicos, caracterizado porque el panel (2) se dispone giratorio respecto a un eje (3) paralelo al eje polar N-S de la Tierra, comprendiendo un motoreductor (4) que imparteal panel (2) una velocidad de 15°/h; de tal manera que el panel (2) va siguiendo al sol a lo largo del día.

2. Seguidor solar (5) de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado por comprender una base (1) solidaria del panel (2) que apoya sobre un raíl circular (6), fijo, directamente o por intermedio de ruedas.