ES1067337U - Seguidor solar a un eje inclinado. - Google Patents

Abstract

1. Seguidor solar, que coordina el movimiento de dos alineaciones de captadores solares montadas sobre sendos bastidores independientes que basculan respecto a sendos ejes inclinados y paralelos; caracterizado porque las estructuras de soporte de ambos bastidores basculantes (1) están unidas entre sí mediante una riostra (6) configurando una estructura rígida frente a acciones horizontales, y porque cada uno de dichos bastidores basculantes (1) comprende un medio de articulación (14) respecto a las columnas de sujeción (2, 3) en su eje longitudinal central, y porque comprende además una manivela (11) rígidamente unida a cada bastidor, y que ambas manivelas se relacionan mecánicamente mediante una biela común (5) que las acciona, proporcionando el movimiento basculante paralelo a ambos bastidores.

Description

Seguidor solar a un eje inclinado.

Objeto de la invención

La presente invención de refiere a un seguidor solar para una pluralidad de módulos fotovoltaicos independientes, a los que se dota de movimiento alrededor de un eje inclinado.

Antecedentes de la invención

En la actualidad se conocen seguidores solares de diversa naturaleza. Todos ellos orientan un plano que contiene los captadores solares montados sobre él de forma que el ángulo que forman el vector de posición solar y el vector perpendicular a dicho plano (ángulo de incidencia) sea el mínimo posible, en función de las restricciones cinemáticas del mecanismo de orientación de cada seguidor. Cuando el plano que contiene los captadores puede orientarse según dos ejes independientes cualesquiera es posible lograr que el ángulo de incidencia sea nulo en cualquier instante. Cuando el plano que contiene los captadores puede orientarse según un único eje el ángulo de incidencia no será en general nulo. En este último caso, cuando el eje del seguidor está inclinado respecto a la horizontal y contenido en un plano vertical orientado según la dirección Norte-Sur, es posible obtener una precisión del seguimiento solar próxima a la de un seguidor de doble eje, pero con mayor sencillez constructiva y por lo tanto mayor fiabilidad mecánica.

A pesar de que las aplicaciones reales de aprovechamiento de energía solar requieren de una gran superficie de captadores y por lo tanto de una agrupación de una pluralidad de seguidores solares, las diversas soluciones existentes desarrollan dispositivos individuales, no analizándose efectos de interacción mutua entre seguidores. Los efectos de la interacción entre seguidores en una instalación real pueden ser favorables, como la conexión estructural entre ellos para compensar la fuerza ejercida por la acción del viento, y desfavorables, como es la proyección mutua de sombras sobre los propios captadores, que penaliza la producción y daña los captadores parcialmente irradiados.

El seguidor solar de la invención desarrolla una solución que permite aprovechar las ventajas de la conexión estructural y resuelve el problema de la proyección mutua de sombras.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra una vista esquemática de perfil del seguidor de la invención;

La figura 2 muestra una vista esquemática en alzado frontal del seguidor de la figura 1;

La figura 3 muestra una vista esquemática de la orientación de los colectores solares a través de una barra de arriostramiento;

La figura 4 muestra una vista semejante a la de la figura 3 en que observamos una posición de orientación alejada del mediodía;

La figura 5 muestra una vista como la de la figura 4 en la que la orientación corresponde a una zona intermedia entre la del mediodía y las correspondientes al amanecer o anochecer; y

La figura 6 muestra una vista como la de las figuras 4 y 5, en la que el colector solar está orientado hacia el mediodía.

Descripción de la invención

El seguidor solar de la invención es susceptible de orientar dos unidades idénticas portadoras cada una de ellas de al menos un colector solar, estando dichas dos unidades dispuestas en paralelo y arriostradas mutuamente entre sí.

Cada unidad consiste en un marco estructural rectangular para la fijación de una alineación de una serie de captadores solares. El marco estructural junto con los captadores solares forma un cuerpo rígido o bastidor que constituye el plano móvil de la unidad.

El bastidor se apoya en dos puntos sobre los extremos superiores de dos columnas. Sendas columnas y el eje mayor del bastidor están contenidos en un mismo plano vertical. Los extremos inferiores de las columnas se anclan a sendas zapatas de cimentación. Las conexiones entre los extremos superiores de las columnas y el bastidor son articuladas mediante sendos bulones, permitiendo el abatimiento del bastidor respecto a su eje mayor.

Una de las columnas es de mayor longitud que la otra, permitiendo que la inclinación respecto al plano perpendicular al de orientación sea la adecuada en función de la latitud y/o la época del año.

El bastidor tiene en su punto central una barra perpendicular a su plano y rígidamente unida a él, que denominaremos manivela. El extremo libre de la manivela describe un arco circular con el abatimiento del bastidor.

Los extremos libres de las manivelas de cada unidad se conectan entre sí mediante una barra rígida horizontal o biela, obligando en su desplazamiento longitudinal al giro paralelo de los bastidores de ambas unidades. La biela se acciona con un motor mediante un actuador lineal, orientando los captadores del seguidor según el ángulo de incidencia solar mínimo en cada instante. La posición del actuador se calcula en función de la latitud del emplazamiento, el día y hora solar, mediante electrónica de control.

Para transmitir a las cimentaciones cualquier esfuerzo horizontal debido al viento sobre los captadores sin penalizar la sección resistente de las columnas, ambas unidades se arriostran entre sí con una riostra o barra rígida horizontal que conecta los extremos superiores de las columnas de mayor longitud. Adicionalmente, el cuadrilátero formado por la riostra y las columnas que conecta se arriostra con una estructura en forma de cruz de San Andrés, proporcionando una elevada rigidez lateral muy necesaria para el conjunto.

Para pequeños ángulos de elevación solar (orto y ocaso diarios), el algoritmo de control del actuador incorpora las funciones geométricas apropiadas que corrigen el ángulo de giro de los bastidores, de forma que nunca se proyecten sombras entre los captadores de ambas unidades del seguidor.

La configuración del seguidor permite la alineación de una pluralidad de seguidores idénticos en paralelo y preferentemente equidistantes entre sí, conectados mecánicamente por una biela común para el mejor aprovechamiento de un único actuador lineal, que accionaría la pluralidad de seguidores así dispuestos.

Descripción de la invención conforme a una realización preferente

El seguidor solar de la invención comprende una pluralidad de captadores solares o conjunto de captadores solares dispuestos sobre dos bastidores (1) idénticos y abatibles respecto a sendos ejes inclinados paralelamente dispuestos. Cada bastidor (1) se articula sobre una primera columna vertical (2) y sobre otra columna inclinada (3) de mayor longitud que la primera, de manera que el eje de abatimiento del bastidor (1) es inclinado respecto a la horizontal. Los extremos inferiores de ambas columnas (2) y (3) se fijan a las respectivas zapatas de cimentación.

Los extremos de las columnas inclinadas (3) se conectan rígidamente entre sí mediante una riostra superior (6) y una cruz de San Andrés (7), formando un plano estructuralmente indeformable que aporta la rigidez estructural suficiente frente a las acciones horizontales.

Los bastidores (1) incorporan rígidamente una barra perpendicular a ellos en su punto central, denominada manivela (5), o estructura mecánica equivalente. Las manivelas (5) de ambos bastidores (1) se conectan articuladamente entre sí mediante una biela (11) cuyo desplazamiento obliga al abatimiento simultáneo y paralelo de los bastidores. Los bastidores (1) que sustentan los colectores solares comprenden un medio de articulación (14) respecto a las columnas (2, 3).

El seguidor solar de la invención incluye un módulo electrónico de control, cuyo algoritmo del movimiento de los bastidores evita la proyección mutua de sombras entre los captadores solares montados sobre ambos bastidores. La biela (11) se motoriza mediante un actuador lineal controlado por dicho módulo electrónico programable, según la posición de sol en cada instante.

Claims (2)

1. Seguidor solar, que coordina el movimiento de dos alineaciones de captadores solares montadas sobre sendos bastidores independientes que basculan respecto a sendos ejes inclinados y paralelos; caracterizado porque las estructuras de soporte de ambos bastidores basculantes (1) están unidas entre sí mediante una riostra (6) configurando una estructura rígida frente a acciones horizontales, y porque cada uno de dichos bastidores basculantes (1) comprende un medio de articulación (14) respecto a las columnas de sujeción (2, 3) en su eje longitudinal central, y porque comprende además una manivela (11) rígidamente unida a cada bastidor, y que ambas manivelas se relacionan mecánicamente mediante una biela común (5) que las acciona, proporcionando el movimiento basculante paralelo a ambos bastidores.

2. Seguidor solar según reivindicación 1 caracterizado porque incluye un módulo electrónico de control, cuyo algoritmo del movimiento de los bastidores evita la proyección mutua de sombras entre los captadores solares montados sobre ambos bastidores.