ES1066095U

ES1066095U - Seguidor solar mejorado.

Info

Publication number: ES1066095U
Application number: ES200701599U
Authority: ES
Inventors: Energias S.L. Solhum
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-07-18
Filing date: 2007-07-18
Publication date: 2007-12-16
Anticipated expiration: 2017-07-18
Also published as: ES1066095Y

Abstract

1. Seguidor solar mejorado de uso en instalaciones domésticas o de producción energética, destinado a captar y transformar la energía solar en eléctrica o térmica caracterizado por, un seguidor solar (1) soportado por un mástil (4) fijado al suelo en su extremo inferior por una zapata (5) de hormigón común y dotado de un nexo articulado (6) en su extremo superior, que conecta con el bastidor orientable (3) que soporta el panel solar (2), y esta accionado por dos actuadores lineales (7) fijados al mástil (4) por sendas bisagras dobles (8) y fijados al bastidor orientable (3) por unas articulaciones dobles (9).

Description

Seguidor solar mejorado.

Objeto de la invención

La presente invención, como manifiesta el enunciado de esta memoria, se refiere a un seguidor solar mejorado para principalmente la obtención de energía eléctrica, el cual tiene la particularidad de poder orientar el panel solar, de una forma automática y precisa, mediante la basculación del panel solar respecto del punto central de este. Para ello, el seguidor solar dispone de un mástil anclado al suelo, en cuyo extremo superior se encuentra una articulación doble que lo conecta al bastidor que soporta el panel solar, y le permite inclinarse en cualquier dirección. Para controlar la posición exacta, desde la parte media del mástil parten dos actuadores lineales mecánicos eléctricos, formando una "v" y conectados al bastidor y al mástil por una articulación de tipo rotula ó tipo cardan. Dependiendo de la extensión de cada actuador lineal, el seguidor solar es capaz de orientar perpendicularmente el panel solar a los rayos de sol prácticamente en la totalidad de las horas más productivas del día. Para poder automatizar el proceso de orientación, el seguidor solar dispone de dos sensores de estado sólido situados normalmente en los extremos de los actuadores lineales que conectan al bastidor, enviando estos una señal que es interpretada por la unidad de control, y esta a su vez la compara con la posición teórica programada en su memoria y en caso necesario ajusta la orientación para obtener el máximo rendimiento. Este concepto se resume en que el seguidor solar mejorado, sabe en qué posición exacta está orientado durante todos los días del año, y cuál es la posición teórica del sol en cualquier momento, con lo que los cambios atmosféricos no lo desorientarían. No obstante, la incorporación al conjunto del seguidor solar de sensores de velocidad de viento y de impactos de granizo, permiten a su unidad de control orientarlo en la posición menos dañina, y posteriormente, pasadas las inclemencias atmosféricas, el seguidor retomará a su orientación teórica
exacta.

Otro de los aspectos destacables del seguidor solar aquí descrito, es el menor tamaño relativo a otros seguidores solares masivos, lo que lo convierte junto con la ausencia mecanismos giratorios como rodamientos y coronas dentadas, en un sistema de bajo coste, fácil montaje y mantenimiento, y de una alta fiabilidad al simplificar la mecánica.

Para su aplicación en campos de energía, donde se colocarían una gran cantidad de estos seguidores, la unidad logística y de control se haría centralizada, es decir, un seguidor maestro con unidad de control, es capaz de coordinar y de controlar el estado de un gran número de seguidores esclavos. Este aspecto supone un gran ahorro económico frente a seguidores independientes.

Campo de aplicación

En la presente memoria se describe un seguidor solar mejorado, donde su función principal es la obtención de energía del sol, ya sea eléctrica ó térmica. Este seguidor solar mejorado se puede emplear como fuente alternativa de energía en viviendas unifamiliares, bloque ó comunidades de edificios y en campos energéticos de manera combinada. Su sistema de orientación automática le permite obtener un alto
rendimiento.

Además, su construcción está concebida en un tamaño relativamente pequeño frente a otros seguidores ó captadores solares masivos, con lo que es gran utilidad para entornos donde se requiera poco impacto medioambiental, ya que queda muy poco elevado respecto del suelo y el arbolado ó maleza lo oculta fácilmente.

Antecedentes

En la actualidad, y como es de conocimiento común, existen varios tipos de captadores solares. El más sencillo está constituido por un panel solar montado en un bastidor fijo, con una orientación determinada e inamovible, con la consiguiente pérdida de eficiencia, al solo tener la máxima radiación solar en un intervalo corto del día. Posteriormente aparecieron los captadores orientables, que básicamente están constituidos por un mástil vertical al suelo y giratorio, sobre el que se monta un bastidor orientable en el ángulo de inclinación respecto del suelo. Ambos ejes de giro están dotados de rodamientos y de coronas dentadas, sobre las que actúa un piñón conectado a un moto reductor eléctrico. Esta configuración mecánica es, en relación al seguidor solar mejorado de la presente memoria, muy superior en costes.

Descripción de la invención

La presente invención, describe una forma preferente de realización de un seguidor solar mejorado, sin limitación en cuanto a su constitución formal ó pequeñas variantes que carezcan de importancia en cuanto a modificar su función principal.

El seguidor solar mejorado se compone básicamente de un mástil preferentemente de tubo metálico ó de perfil estructural, anclado al suelo mediante una placa ó zapata de hormigón, y en cuyo extremo superior se emplaza una doble articulación, donde se acopla un bastidor en su punto central, de forma preferentemente rectangular construido normalmente con una estructura ligera de perfilería metálica. Esta doble articulación permite al bastidor bascular en dos planos, como si de una media esfera se tratara. Desde aproximadamente la parte media del mástil, parten dos actuadores lineales con moto reductor eléctricos con disposición entre ellos en ángulo de unos 90°, y fijados al bastidor basculante y al mástil por sus extremos con una doble bisagra para poder adaptarse a todos los ángulos de posición durante el seguimiento de la trayectoria del sol mediante la variación de la longitud de los mismos. Sobre el bastidor basculante, se montan los paneles solares, bien para la obtención de energía fotovoltaica ó para la energía térmica.

El sistema de control de posicionamiento y gestión de la energía se monta en una caja anexa al mástil ó bien en un emplazamiento cercano, y consta fundamentalmente de un pequeño ordenador ó autómata electrónico y de otros dispositivos eléctricos necesarios. Esta unidad de control recoge los datos de dos sensores de estado sólido, situados estos en los extremos de los actuadores lineales que enlazan al bastidor basculante. Estos datos de inclinación y orientación junto con los datos introducidos en la memoria son procesados por la unidad lógica y esta a su vez vierte los datos a los actuadores lineales para poder poner en la posición correspondiente el panel solar.

Además de estos sensores de inclinación, el seguidor solar mejorado se puede implementar de elementos destinados a protección y mejora de la productividad, dotándolo por ejemplo con sensores de temperatura, para evitar sobrecalentamientos que disminuyan la eficiencia eléctrica. También se le puede dotar de un anemómetro y detector de impactos para protegerlo de ventiscas y de granizo. El sistema de procesamiento de datos reorientaría el seguidor solar a una posición menos dañina, y posteriormente, lo retornaría a su posición teórica normal.

También esta unidad de control se puede reprogramar a distancia, bien por cable ó por otros dispositivos de transmisión de datos como radiofrecuencia, infrarrojos, radio, láser, bluetooth, telefonía etc. Así como la comunicación entre el seguidor solar maestro y los seguidores solares esclavos que copian los datos del primero.

Descripción de los dibujos

Fig. 1. Muestra una perspectiva del conjunto en general seguidor solar mejorado con sus principales componentes.

Fig. 2. Muestra una vista del conjunto general del seguidor solar mejorado en varias posiciones típicas de trabajo.

Fig. 3. Muestra una vista de varios seguidores solares esclavos en una disposición de grupo comandada por un seguidor solar maestro.

Descripción de la forma de realización preferida

De acuerdo con lo mostrado en las figuras anteriores, se muestra un seguidor solar mejorado en una configuración básica y de manera no limitativa en cuanto a posibles variaciones de materiales ó elementos que no afecten a sus funciones descritas.

El seguidor solar (1) dispone un mástil (4) perpendicular al plano horizontal del suelo, en cuyo extremo inferior es fijado al suelo mediante una zapata (5) preferentemente de hormigón común. En su extremo superior se halla un nexo articulado (6) que fija al bastidor orientable (3) en su punto central y lo dota de movilidad en dos planos. Desde la parte media del mástil (4) parten sendos actuadores lineales (7) formando una "v" y fijados al mástil (4) por una bisagra doble (8), y en su extremo opuesto, se fijan al bastidor orientable (3) mediante unas articulaciones dobles (9), de forma que extendiendo ó contrayendo los actuadores lineales (7) se puede orientar el bastidor orientable (3) que a su vez soporta los paneles solares (2).

Junto a cada articulación doble (9) se halla un sensor de posición (10) que envía los datos de inclinación relativa a la unidad de control (11), la cual lo procesa y revierte la información sobre los actuadores lineales (7) para posicionar el seguidor solar (1) adecuadamente.

Cuando funcionan varias unidades de seguidor solar (10) de forma conjunta, se establece un seguidor solar maestro (12) con una unidad de control (11) que conecta y gobierna a los seguidores solares esclavos (13) a través de una red de comunicación (14), pudiendo ser esta de varias tecnologías ó sistemas diferentes, como cableado, fibra óptica, radiofrecuencia, gsm etc.

Claims

1. Seguidor solar mejorado de uso en instalaciones domesticas ó de producción energética, destinado a captar y transformar la energía solar en eléctrica ó térmica caracterizado por, un seguidor solar (1) soportado por un mástil (4) fijado al suelo en su extremo inferior por una zapata (5) de hormigón común y dotado de un nexo articulado (6) en su extremo superior, que conecta con el bastidor orientable (3) que soporta el panel solar (2), y esta accionado por dos actuadores lineales (7) fijados al mástil (4) por sendas bisagras dobles (8) y fijados al bastidor orientable (3) por unas articulaciones dobles (9).

2. Seguidor solar mejorado según reivindicación 1ª caracterizado por disponer de dos sensores de posición (10) junto a cada articulación doble (9) que permiten a la unidad de control (11) conocer su posición exacta y orientarlo adecuadamente.

3. Seguidor solar mejorado según reivindicación 1ª y 2ª, caracterizado por estar concebido el seguidor solar (1) en un tamaño relativamente pequeño respecto de otros seguidores solares, y estar por constituido por elementos mecánicos sencillos y económicos como el nexo articulado (6), los actuadores lineales (7) y sus conexiones articuladas, consiguiendo un bajo coste de producción y mantenimiento del mismo, así como un bajo impacto ambiental, adecuándose a las nuevas normativas medioambientales vigentes gracias a su pequeño tamaño.

4. Seguidor solar mejorado según reivindicación 1ª, 2ª y 3ª, caracterizado por poder incorporar sensores de viento, granizo y temperatura, que indiquen a la unidad de control (11) que existe un ambiente adverso ó poco óptimo para la integridad y funcionamiento del seguidor solar (1), permitiendo a este orientar el panel solar (2) a la posición menos perjudicial, y posteriormente devolverlo a su posición teórica en el espacio tiempo.

5. Seguidor solar mejorado según reivindicación 1ª, 2ª, 3ª, y 4ª, caracterizado por poder incorporar un sistema de control remoto de la unidad de control (11) usando tecnologías de comunicación vía satélite, bluetooth, radiofrecuencia, cableado tradicional ó de fibra óptica, etc. Igualmente, el seguidor solar maestro (12), puede comunicarse mediante esta red de comunicación (14) a sus seguidores solares esclavos (13) para gobernar su posicionamiento y control general.

6. Seguidor solar mejorado según reivindicación 1ª, 2ª, 3ª, 4ª y 5ª, caracterizado por poder estar dotado la unidad de control (11) del seguidor solar maestro (12) de un sensor de rotura de cable ó fibra óptica capaz de enviar una señal de alarma, mediante cualquier sistema de telecomunicación, a una central de vigilancia.