ES1069836U - Seguidor solar en dos ejes estabilizado en movimiento de inclinacion. - Google Patents
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Abstract
1. Seguidor solar en dos ejes estabilizado en movimiento de inclinación caracterizado por estar constituido por un único poste sobre el que se fija una estructura susceptible de montar paneles solares térmicos o fotovoltaicos, y que presenta dos ejes de giro pudiendo realizar estas dos rotaciones mediante cualquier mecanismo de accionamiento eléctrico o hidráulico, que controlarán de forma independiente la rotación e inclinación de dicha estructura, y por tanto el ángulo azimutal y la inclinación de los paneles montados en la misma. Estos dos movimientos estarán controlados por cualquier dispositivo de control y adquisición de datos (PC, PLC, etc.) para efectuar la búsqueda posicional del sol mediante un programa de control recibiendo señales de anemómetros, sensores de su posicionamiento inicial, de nieve o de cualquier otro tipo de sensor. 2. Seguidor solar en dos ejes estabilizado en movimiento de inclinación según reivindicación 1 caracterizado porque además de que su superficie de captación estará equilibrada con respecto al eje vertical de simetría de su columna de apoyo en cualquier estado de carga, el eje de giro de inclinación de su superficie de captación estará siempre por encima de su centro de gravedad una distancia que dependerá del tipo de paneles que soporte. 3. Seguidor solar en dos ejes estabilizado en movimiento de inclinación según reivindicaciones 1 y 2 caracterizado porque para evitar transmitir a sus actuadores y estructura vibraciones de alta frecuencia debidas a rápidas variaciones de la velocidad del viento estará dotado de amortiguadores en la unión de su estructura soporte de la superficie de captación (8) tanto con el tubo (6) que la une a su poste (3) (amortiguadores 10), como con el actuador lineal (12) que le proporcionará su movimiento de inclinación (amortiguador 11). 4. Seguidor solar en dos ejes estabilizado en movimiento de inclinación según reivindicaciones 1, 2 y 3 al que se le podrá modificar su altura implementandode forma sencilla mediante tortillería, sustituyendo la base de unión a la cimentación (1), tubos de diferentes alturas con dos bridas, una se unirá a la cimentación y otra servirá como base de apoyo o soporte de la corona dentada.
Description
Seguidor solar en dos ejes estabilizado en
movimiento de inclinación.
La presente invención se refiere a un seguidor
solar monoposte en dos ejes para paneles fotovoltaicos o térmicos,
de manera que dichos paneles solares queden continuamente
perpendiculares a los rayos del sol para conseguir maximizar la
captación de energía, mediante la orientación espacial de su
superficie de captación en función de la variación en azimut y
altura del sol a lo largo del día para todos los días del año, y
prácticamente independientemente de su situación geográfica.
El objeto de esta invención es estructurar un
seguidor solar con el fin de que su superficie de captación este
siempre equilibrada con respecto al eje vertical de su columna de
apoyo siendo estable en el sentido de que a medida que aumente su
ángulo de inclinación \alpha mayor será el momento o par que
aparece tendiendo a llevar a la parrilla del seguidor a su posición
horizontal, de evitar transmitir a su estructura cargas bruscas del
viento mediante el empleo de amortiguadores, de permitir variar su
altura de forma sencilla, para reducir las sombras entre seguidores
solares y disminuir de esta manera sus distancias de ubicación,
aumentando la producción de los parques térmicos o fotovoltaicos al
admitir un mayor número de seguidores, y de que esté constituido
por un reducido números de piezas para facilitar al máximo su
fabricación, transporte y montaje.
Son conocidos en el mercado diferentes
soluciones para seguidores solares monoposte, entre los que cabe
destacar un primer tipo en el que el seguidor está constituido por
un único poste sobre el que se fija una estructura susceptible de
montar placas térmicas o fotovoltaicas, y que presenta dos ejes de
giro que se mueven mediante sendos motorreductores o mecanismos de
activación hidráulicos que controlan de forma independiente la
rotación e inclinación de dicha estructura, y por tanto et ángulo
azimutal y la inclinación de los paneles montados en la misma;
estando estos dos movimientos controlados por un PLC, cooperando
unos sensores en su posicionamiento inicial, y desde éste
efectuando la búsqueda posicional del sol mediante el programa de
control, y situando automáticamente la superficie de captación
paralela al suelo si la velocidad del viento supera un determinado
valor de diseño, llamada posición de seguridad.
El principal problema que presentan este tipo de
seguidores es que sus superficies de captación no disponen de
amortiguación, ni de medios de fijación de la posición azimutal,
con to que los golpes de viento se transmiten directamente al
motorreductor o sistema de giro azimutal ocasionando muchas roturas
del mismo o disminuyendo su vida útil debido a la fatiga a que se
ven sometidos sus materiales de construcción.
Un segundo tipo de seguidores monoposte son
aquellos compuestos por un poste de gran diámetro y poca altura, al
cual se le acopla en su parte superior un sistema de engranajes con
motoreductor para proporcionarle el movimiento de azimut, acoplando
a dicho sistema un conjunto formado por dos tubos que salen del
anterior poste configurando una "Y", a los cuales también se
les acopla en los extremos unos brazos donde se les unen los
largueros necesarios para fijar los paneles solares, para que los
brazos puedan girar la unión de estos con los tubos que configuran
la "Y" se realiza por medio de un eje, proporcionando et
movimiento de rotación de la superficie de captación alrededor de
dicho eje mediante un actuador hidráulico.
El primer problema que presenta este tipo de
dispositivos es que todas las cargas que se ejercen sobre los
paneles se transmiten desde sus brazos a tres puntos, concretamente
a los extremos de los tubos de la configuración en "Y" y a la
unión de éstos últimos y de los brazos con el grupo hidráulico que
le proporciona su movimiento de inclinación, siendo evidente que
sería deseable incrementar el número de apoyos para permitir una
mayor distribución de las cargas.
El segundo problema que presentan estos
seguidores es que precisan de un proceso de equilibrado sumamente
complejo de su superficie de captación, con et fin de que la
resultante de las fuerzas a que se ve sometida, en cualquier
condición de funcionamiento, esté siempre aplicada sobre el eje
vertical de simetría de su poste, para evitar que no se produzcan
permanentes estados de cargas asimétricas que disminuirían su vida
útil.
De todas formas, estos dos tipos de seguidores
de columna también presentan el problema común de que sus
superficies de captación no son estables en el sentido de que no
aparece ningún momento o par que tienda a llevarlas a su posición
horizontal de seguridad si se inclinan cualquier ángulo \alpha,
pudiendo quedar en cualquier posición en caso de fallo o rotura de
su sistema de inclinación o rotación cenital.
Con la presente invención se pretende diseñar
seguidores solares en dos ejes con los siguientes fines:
- \ding{226}
- Que su superficie de captación este equilibrada con respecto al eje vertical de simetría de su columna de apoyo en cualquier estado de carga, para que su estructura no este sometida a estados permanentes de cargas asimétricas, aumentando de esta forma su vida útil.
- Además como puede observarse en la Figura 1, el eje de giro de inclinación de la superficie de captación estará por encima de su centro de gravedad una distancia d, haciendo de esta forma la estructura estable en el sentido de que a medida que aumente su ángulo de inclinación \alpha mayor será el momento o par que aparezca tendiendo a llevar a la parrilla del seguidor de la presente invención a su posición horizontal.
- Como también puede observarse en la Figura 1, este momento será debido únicamente al peso de la superficie de captación y de la posible sobrecarga de nieve, que se considerará aplicada en el centro de gravedad (C.G.) de la parrilla del seguidor del presente proyecto, ya que la dirección de la fuerza debida al viento siempre pasará teóricamente por este eje de giro, al ser perpendicular a la superficie de captación y pasar por su centro de gravedad tendrá siempre la dirección del radio que une este eje de giro con su centro de gravedad, y en consecuencia no producirá o producirá un momento prácticamente despreciable, debido a imperfecciones de fabricación, respecto a dicho eje, por lo que para el dimensionado del actuador lineal (12) que posicionará la superficie de captación en una determinada posición angular de inclinación sólo tendrá que tenerse en cuenta que estará solicitado por este momento.
- Como también puede deducirse de la Figura 1, en caso de que por algún motivo se rompiera el actuador lineal (12), la superficie de captación del seguidor del presente proyecto se posicionaría horizontalmente, protegiéndose automáticamente de forma pasiva de futuras posibles velocidades de viento que podrían poner en peligro su integridad física, aunque el seguidor seguiría captando energía solar, aunque claro esta, con una menor eficiencia.
- \ding{226}
- Evitar transmitir a su estructura cargas bruscas debidas a cambios repentinos de la velocidad del viento, mediante el empleo del amortiguador (11) que evitará esta transmisión al actuador lineal (12) que le proporcionar su giro de inclinación o cenital, y de los dos amortiguadores (10) que también evitar esta transmisión a su corona dentada (2) y a su motorreductor de giro azimutal (4), es decir, estos amortiguadores no permitirán la transmisión a la estructura del seguidor del presente proyecto vibraciones de alta frecuencia debidas a rápidas variaciones de la velocidad del viento, lo que también aumentará su vida útil.
- \ding{226}
- Permitir variar su altura de forma sencilla, mediante tubos cilíndricos de diferentes alturas con dos bridas, una se unirá a la cimentación y otra servirá como base de apoyo o soporte de la corona dentada (2), para reducir las sombras entre seguidores solares y disminuir de esta manera sus distancias de ubicación, aumentando la producción de los parques térmicos o fotovoltaicos al admitir un mayor número de seguidores.
- \ding{226}
- Que esté constituido por un reducido números de piezas para facilitar al máximo su fabricación, transporte y montaje.
\hskip0.5cmy que contendrá los siguientes elementos (Figuras 2, 3, 4 y 5):
- \bullet
- Base de Unión a la Cimentación o Soporte de la Corona Dentada (1).
- \bullet
- Corona Dentada (2).
- \bullet
- Columna o Poste (3), este elemento estructural estará constituido por la base superior de unión a la corona dentada, por sus cartabones de unión a esta base, por las chapas medias de soporte de inversores y cuadros de control junto con su cartabones de unión al poste y las bases inferiores de unión a esta última pieza de los dos tirantes, y la pieza en "V" de apoyo del tubo soporte de la estructura soporta paneles.
- \bullet
- Motorreductor o Sistema de Movimiento de Azimut (4).
- \bullet
- Tirantes (5), estructura apoyada en la columna o poste del seguidor de la presente invención y que aguanta los extremos del tubo soporte de la estructura soporta paneles evitando la flecha de sus extremos.
- \bullet
- Tubo Soporte de la Estructura Soporta Paneles (6), este elemento estructural estará constituido por el tubo soporte, las placas de unión con los tirantes y las bases superiores de unión de estas últimas piezas con los dos tirantes, de esta forma los esfuerzos sobre la superficie captadora se distribuirá entre zonas y puntos de apoyos permitiendo una mayor distribución de las cargas.
- \bullet
- Abarcones (7), este elemento estructural estará constituido por 4 abarcones de unión de la columna (3) con el tubo soporte de la estructura portapapeles (6).
- \bullet
- Estructura Soporta Paneles o Soporte de la Superficie de Captación (8), este elemento estructural estará constituido por largueros y travesaños de tubos cuyas uniones estarán reforzadas mediante cartabones, y a ella se unirá la estructura portapaneles que servirá para sujetar paneles térmicos o fotovoltaicos de cualquier fabricante.
- \bullet
- Piezas de Estabilidad (9), estos dos elementos estructurales que contienen los dos bulones que proporcionan el movimiento de inclinación al seguidor del presente proyecto, se diseñaran con una altura que dependerá del espesor y del peso de los paneles solares que soporte el seguidor con el fin de que el eje de este giro de inclinación quede por encima y a la distancia adecuada del centro de gravedad de la superficie de captación para que aparezca un momento que tienda a llevar a esta última a su posición horizontal de seguridad.
- \bullet
- Amortiguadores Hidráulicos (10), estos dos amortiguadores unirán a la estructura soporta paneles o soporte de la superficie de captación (8) con el tubo (6) que la une a la columna (3) del seguidor del presente proyecto, y evitaran que se transmitan cargas de alta frecuencia debidas a cambios repentinos en la velocidad del viento a la corona dentada (2) y al motorreductor de giro azimutal (4).
- \bullet
- Amortiguador de Muelles (11), este amortiguador unirá a la estructura soporta paneles o soporte de la superficie de captación (8) con el actuador lineal (12), y también evitará que se transmitan cargas de alta frecuencia debidas a cambios repentinos en la velocidad del viento al actuador lineal (12) que proporcionará el giro cenital o de inclinación al seguidor de la presente invención.
- \bullet
- Actuador Lineal o Sistema de Movimiento de Inclinación o Cenital (12).
A la vista de las figuras comentadas, el
seguidor solar se constituirá a partir de la base de unión a la
cimentación o soporte de la corona Dentada (1), la corona dentada
(2), la columna o poste (3), el sistema de movimiento de azimut (4)
y el sistema de moviendo de inclinación (12) que ya irán montados
para su transporte constituyendo una sola pieza del seguidor, el
tubo soporte de la estructura soporta paneles (6) que construirá su
segunda pieza, los tirantes (5) que constituirán su tercera pieza
estructural y la estructura soporta paneles o soporte de la
superficie de captación (8) que constituirá su cuarta y última
pieza estructural.
Teniendo también elementos de unión como los
abarcones, ejes, tornillos, etc., y los largueros y travesaños de
su superficie de captación para fijar los paneles solares.
Por tanto, el seguidor del presente proyecto
esta constituido por un reducido números de piezas facilitando al
máximo su fabricación, transporte y montaje.
Las Figuras 1 sirve de aclaración de la
reivindicación 1, las Figuras 2, 3 y 4 sirven de aclaración a las
reivindicaciones 2 y 4 mostrando los dibujos una vista frontal
(Figura 2), lateral (Figura 3) y de una sección lateral (Figura 4)
del seguidor de la presente invención, y la Figura 5 sirve de
aclaración a la reivindicación 3.
Los diferentes signos de referencia de estas
figuras indican:
- \bullet Signo 1:
- Base de Unión a la Cimentación o Soporte de la Corona Dentada.
- \bullet Signo 2:
- Corona Dentada.
- \bullet Signo 3:
- Columna o Poste.
- \bullet Signo 4:
- Mecanismo de Accionamiento del Movimiento de Azimut.
- \bullet Signo 5:
- Tirantes.
- \bullet Signo 6:
- Tubo Soporte de la Estructura Soporta Paneles.
- \bullet Signo 7:
- Abarcones.
- \bullet Signo 8:
- Estructura Soporta Paneles o Soporte de la Superficie de Captación.
- \bullet Signo 9:
- Piezas de Estabilidad.
- \bullet Signo 10:
- Amortiguadores de Unión de la Estructura Soporte de los Paneles con el Tubo (6) que la une a su Columna o Poste (3).
- \bullet Signo 11:
- Amortiguador de Unión de la Estructura Soporte de los Paneles con el actuador lineal (12).
- \bullet Signo 12:
- Mecanismo de Accionamiento del Movimiento de Inclinación o Cenital.
Claims (4)
1. Seguidor solar en dos ejes estabilizado en
movimiento de inclinación caracterizado por estar
constituido por un único poste sobre el que se fija una estructura
susceptible de montar paneles solares térmicos o fotovoltaicos, y
que presenta dos ejes de giro pudiendo realizar estas dos
rotaciones mediante cualquier mecanismo de accionamiento eléctrico o
hidráulico, que controlaran de forma independiente la rotación e
inclinación de dicha estructura, y por tanto el ángulo azimutal y la
inclinación de los paneles montados en la misma.
Estos dos movimientos estarán controlados por
cualquier dispositivo de control y adquisición de datos (PC, PLC,
etc.) para efectuar la búsqueda posicional del sol mediante un
programa de control recibiendo señales de anemómetros, sensores de
su posicionamiento inicial, de nieve o de cualquier otro tipo de
sensor.
2. Seguidor solar en dos ejes estabilizado en
movimiento de inclinación según reivindicación 1
caracterizado porque además de que su superficie de
captación estará equilibrada con respecto al eje vertical de
simetría de su columna de apoyo en cualquier estado de carga, el
eje de giro de inclinación de su superficie de captación estará
siempre por encima de su centro de gravedad una distancia que
dependerá del tipo de paneles que soporte.
3. Seguidor solar en dos ejes estabilizado en
movimiento de inclinación según reivindicaciones 1 y 2
caracterizado porque para evitar transmitir a sus actuadores
y estructura vibraciones de alta frecuencia debidas a rápidas
variaciones de la velocidad del viento estará dotado de
amortiguadores en la unión de su estructura soporte de la superficie
de captación (8) tanto con el tubo (6) que la une a su poste (3)
(amortiguadores 10), como con el actuador lineal (12) que le
proporcionará su movimiento de inclinación (amortiguador 11).
4. Seguidor solar en dos ejes estabilizado en
movimiento de inclinación según reivindicaciones 1, 2 y 3 al que se
le podrá modificar su altura implementando de forma sencilla
mediante tortillería, sustituyendo la base de unión a la
cimentación (1), tubos de diferentes alturas con dos bridas, una se
unirá a la cimentación y otra servirá como base de apoyo o soporte
de la corona dentada.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200802613U ES1069836Y (es) | 2008-12-10 | 2008-12-10 | Seguidor solar en dos ejes estabilizado en movimiento de inclinacion |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200802613U ES1069836Y (es) | 2008-12-10 | 2008-12-10 | Seguidor solar en dos ejes estabilizado en movimiento de inclinacion |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES1069836U true ES1069836U (es) | 2009-05-14 |
| ES1069836Y ES1069836Y (es) | 2009-09-03 |
Family
ID=40719062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200802613U Expired - Lifetime ES1069836Y (es) | 2008-12-10 | 2008-12-10 | Seguidor solar en dos ejes estabilizado en movimiento de inclinacion |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES1069836Y (es) |
-
2008
- 2008-12-10 ES ES200802613U patent/ES1069836Y/es not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES1069836Y (es) | 2009-09-03 |
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