ES1074545U - Armadura para multiples heliostatos o paneles fotovoltaicos con ajuste independiente y arrastre automatico. - Google Patents

Abstract

1. Armadura para múltiples heliostatos o paneles fotovoltaicos con ajuste independiente y arrastre automático caracterizado por- incorporar, según la figura 2, una armadura fija que soporta una cantidad lineal variable de soportes (4) de paneles fotovoltaicos o espejos, que se acoplan a la armadura con los brazos (12),- incorporar un eje de traslación (14) para ejercer movimiento a todos los soportes agregados con los brazos (12) sobre los casquillos (16) y sobre los pivotes (15) y donde cada soporte de espejo o panel (4) dispone de un sistema de rótula (9), así como un ajuste independiente y variable para cada soporte con el fin de formen un efecto de concentrador, e- incorporar sólo dos motores (2) y (17), para desplazar todos los soportes asociados al eje de traslación (14) y al eje principal (19).2. Armadura para múltiples heliostatos o paneles fotovoltaicos con ajuste independiente y arrastre automático, según reivindicación 1ª caracterizado porque la armadura fija incorpora un eje rotatorio de 180º donde se anclan y se mueven todos los soportes a la vez.3. Armadura para múltiples heliostatos o paneles fotovoltaicos con ajuste independiente y arrastre automático, según reivindicación 1ª y 2ª caracterizado por incorporar un sistema de aspersores bajo cada espejo o panel fotovoltaico para su limpieza.

Description

Armadura para múltiples helióstatos o paneles fotovoltaicos con ajuste independiente y arrastre automático.

Una armadura para el soporte de espejos o paneles fotovoltaicos, ajustables de forma individual al realizar la instalación, para concentrar la irradiación solar a puntos que precisan de una concentración precisa de la radiación solar con el fin de que diferentes fluidos alcancen una temperatura suficiente para elaborar un trabajo. Estas armaduras podrán estar cargadas con un número indeterminado de espejos, en una fila de cuatro o más espejos y con una extensión de más de 260 metros, movidos en el seguimiento solar de forma automática, y sólo por dos motores.

Objeto de la invención

El objeto de esta invención, según se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a una novedosa armadura metálica, en lo referente a ser soporte de un número de líneas con un elevado número de espejos o paneles fotovoltaicos, y que tienen incorporado el que, una vez instalada la armadura y los espejos o paneles solares en el lugar donde han de trabajar, puedan ser ajustados uno a uno, de forma que enfoquen, en el caso de los espejos, al punto donde se ha de dirigir la irradiación que recibe de la radiación solar. Este ajuste sólo se ha de realizar una vez y preferiblemente en la hora central del día. Su instalación se realizará preferiblemente en líneas de doscientas cincuenta espejos o paneles fotovoltaicos, aún cuando no es necesario definir un número exacto de soportes, y, en vertical, de un número preferiblemente de cuatro, por lo que con las cuatro filas podrán contener, en este ejemplo, mil paneles o espejos el líneas de doscientos cincuenta por cuatro en su vertical. La armadura podrá girar más de ciento ochenta grados sobre su eje, tener la horizontalidad paralelos al suelo por la espalda de los espejos o paneles fotovoltaicos, o mostrar la parte del espejo al suelo cuando se quiera proteger de las inclemencias del tiempo. También y una vez situados en esta posición en las horas nocturnas, hará que, desde el suelo y por medio de aspersores a presión puedan, cada vez que sea preciso, limpiarlos y eliminar la suciedad que pudiera afectar a la eficiencia de captación, tanto en el caso de las fotovoltaicas o de la irradiación de la luz solar. Una vez ajustados los soportes de cada unidad, como se indica a la hora central del día solar, en el caso de ser espejos, estos serán dirigidos por dos motores para que con el seguimiento automático solar, la radiación solar se refleje en los espejos y estos incidan de forma precisa en el punto focal donde se ha ubicado el captador para recibir dicha acumulación de radiación, esto se consigue gracias a que al ajustar cada espejo al receptor, por ejemplo de metro en metro de espejo se consigue un efecto de parábola, concentrando toda la irradiación sobre una superficie de pequeña extensión. Si es el caso de que son paneles fotovoltaicos los que se han instalado, los soportes, una vez ajustados a la hora central del día y para recibir la mayor cantidad de radiación solar, seguirán al sol en su traslación con el fin de aprovechar al máximo la energía solar recibida. Lo harán mediante dos motores y un circuito de control.

Antecedentes de la invención

De todos es conocido los paneles de helióstatos de espejo plano que con gran diversidad abundan en el mercado, en esta memoria no se refiere a los del tipo de concentradores parabólicos o curvos que se utilizan para una técnica de calentar fluidos diferente. Estos, los soportes para los helióstatos planos, en la actualidad se fabrican de diferentes tamaños y para albergar un variado número de espejos o de paneles fotovoltaicos aproximadamente un metro cuadrado cada uno, formando paneles de hasta ciento veinte metros cuadrados con un solo soporte por sujeción al suelo, y cada estructura de paneles o espejos es movida, en el seguimiento solar, por dos motores que los trasladan en vertical y horizontal.

Problema técnico a solucionar

Esta invención está destinada a solucionar los problemas que tienen las actuales estructuras de los helióstatos al presentar, una vez montadas, una gran superficie a las velocidades del viento, al elevado precio al tener que multiplicar la instalación de motores en cada panel; la gran distancia focal necesaria desde el punto a irradiar, dado su gran número y tamaño; la necesidad de grandes superficies de terreno por la ocupación necesaria de cada uno con el fin de que en su movimiento no se hagan sombra unos a otros; también y dado el tamaño de los actuales paneles, eliminar la pérdidas que por las barbas lumínicas, se salen del punto focal ideal y que por ello no consiguen una concentración fina y plena sobre el punto receptor que hace que disminuya sensiblemente su eficacia; la dificultad que tienen para limpiarlos de la suciedad acumulada y la pérdida de efectividad por ello, así como el alto coste que tienen por individualizar la estructura para cada poca cantidad de helióstatos con dos motores, o en el caso de ser una gran cantidad de unidades de espejo no conseguir que el foco sea efectivo en toda su energía en el punto focal y ocupan mucho terreno al tener que separarlos excesivamente.

Descripción de la invención

La presente invención se compone de una estructura metálica para el soporte de paneles fotovoltaicos o espejos (helióstato), que si bien puede variar el número instalado de largo y de altura y de número de espejos instalados, en la presente descripción nos basaremos en un ejemplo de un número instalado de mil espejos en total, con doscientos cincuenta por línea y cuatro en altura, y cada cuatro que estarán sujetos a eje principal de movimiento vertical, que suman los mil espejos o paneles fotovoltaicos. Como se indicaba, cada dos espejos estarán montados en un soporte en vertical y sobre un pivote, de una corona a la que la atraviesa el eje principal, por su parte superior, y otro conjunto de dos por la parte inferior de otro pivote y casquillo de la comentada corona. En dichos pivotes podrán girar en la posición del espacio este oeste y la corona los moverá, al conjunto de cada cuatro, por el movimiento del eje principal, en sentido vertical, de arriba abajo. Este eje principal será sostenido, cada un número indeterminado de metros en su longitud, con sus brazos sosteniendo los soportes de espejos o paneles fotovoltaicos, por un número de soportes sujetos a una base hormigonada al suelo por el que el eje principal, introducido por su parte superior, girará libremente sobre casquillos o rodamientos. Cada espejo que se acopla a la estructura de cuatro, contará en su sujeción a la estructura de dos, que va en el pivote de la corona, en la parte posterior al soporte de los espejos, sujeto por una rótula al eje que sustenta el soporte de cada espejo, podrá girar libremente mientras no se le fijen, una vez ajustados en la dirección que sea preciso, por medio de unos tornillos sin fin que los dejarán fijos al brazo sujeto al pivote de la corona, donde comentábamos se moverán en la posición espacial de este a oeste. Una vez instalada toda la instalación, sujeta con soportes al suelo que los atravesará el eje principal, eje con los brazos, soportes etc. El fin de la rótula posterior de cada soporte, es que al espejo se les deje ajustado en ángulo, vertical u horizontal. Es por ello que con la incorporación de la rótula tras cada soporte se les pueda ajustar uno a uno y a la totalidad de espejos con el fin de conseguir un buen enfoque de la radiación solar al receptor con una gran precisión. En la dirección vertical, como se indicaba, el movimiento lo realizará el eje principal, el mismo que sustenta las coronas y pivotes a la totalidad de estructuras de cada cuatro espejos cada una. El movimiento de traslación horizontal se realiza al unísono a toda la estructura, a través de un eje que mueve todos los soportes que incorporan los espejos, de cada uno, con un número variable de espejos. A este eje del final de los dos brazos de cada estructura de cuatro se moverá, en su movimiento este oeste, por uno de los motores de los dos que cuenta toda la instalación. El otro será el encargado del movimiento horizontal.

Cada fin del día, o cuando por los elementos atmosféricos adversos puedan peligrar los espejos o los paneles fotovoltaicos, el eje principal girará situando a los espejos o paneles, mirando a suelo y dejándolos protegidos por la armadura metálica que los sustenta donde descansan los espejos o paneles fotovoltaicos. La misma posición tomarán los soportes de los paneles por la noche, al final de su trabajo, cuando el sol está en el ocaso y la suciedad haga preciso que se limpien; para lo que aprovecharán unos aspersores instalados en el suelo que a presión, y enfocados a los espejos o paneles fotovoltaicos, los limpiarán. Toda la estructura se mueve con dos motores con un mecanismo reductor en cada uno.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 representa una parte de una sección de la línea de helióstatos. La estructura se muestra vista de frente a los helióstatos 1 sujetos por el centro, según muestra la figura 3 en que 12 son los brazos que sujetan a cada sección de dos helióstatos 1 con casquillo o rodamiento 16 que giran para el movimiento este oeste sobre los pivotes 15 sujetos a la corona 20 que está fijada al eje o árbol principal 19 por el fijador 25 y que mueve a todos los brazos hacia arriba y abajo realizando una curva de más de ciento ochenta grados. A los dos casquillos 16, de los que cuenta cada cuatro helióstatos y que giran sobre el pivote 15, en su exterior van sujetos, cada uno, por un brazo 20, corona dentada de arrastre giro este oeste, que se sujeta a un casquillo 10, soporte mecanismo de arrastre giro este oeste, que soportado por una rótula que está fija al eje 14: barra de empuje, que es el que mueve a los brazos 12 en el espacio de este oeste. Del casquillo 10 salen los brazos 13. Estos brazos 13 podrán ser fijados mediante soldadura o abrazaderas de seguridad desmontable a los casquillos 16, para que queden fijos 10 con 16. Con el movimiento de desplazamiento del eje 14, se moverán los brazos 13 que harán girar a los casquillos o cojinetes 16 sobre los pivotes 15 y éstos a los brazos 12 que aguantan a los soportes de los helióstatos 1. En la figura 1 podemos ver 5, 3 y 17 que forman el grupo motor reductor que mueve al eje 14 y por ende a los helióstatos de este a oeste, eje que se puede apreciar en la figura 2 con mejor detalle. En la figura 2 el motor reductor 2 mueve a través de la cadena de trasmisión 8 al eje 19 que gira sobre el soporte 7, estos soportes anclan al terreno a toda la línea de la estructura soportando al eje 19. Los soportes 7 se han de instalar cada un número indeterminado de helióstatos 1, el número de soportes estará determinado dependiendo por los factores de viento y de consistencia del terreno en el lugar donde de ubique cada instalación. Sobre el eje principal o árbol principal, 19 se fija el motor reductor 17, que gira con el eje 19, con el reductor 3 que transmite movimiento al sin fin 18, sujeto por el soporte 12 donde gira sobre un rodamiento. El tornillo sin fin 18 hace girar a la rueda dentada 24 que se sujeta sobre el pivote 5 y que la rótula 21 transmite un movimiento lateral al segundo eje principal 14, donde se sujetan todos los brazos 13 de los soportes de cada grupo de los helióstatos 1, brazo que gira sobre los pivotes 6 para realizar el giro de los soportes deflectores y que están sujetos al eje principal 19, y que por la fuerza del conjunto del motor 17, el reductor 3, y el sin fin 18 que mueve a la rueda dentada 24 y desplaza con la rótula 21, Al eje 14 y éste a todos los helióstatos en su movimiento de este oeste siguiendo la traslación del sol. En la figura 4 se puede observar a un detalle de cuatro de los helióstatos que el eje o árbol principal 19 los ha situado en posición horizontal frente al suelo, lo ha realizado girando sobre el soporte con cojinete 7 y en paralelo al suelo el eje 14 de traslación este oeste se ha fijado en el centro por lo que presentan la cara a unos aspersores 11 que están fijos en el suelo. Está posición sirve para proteger del pedrisco y de las inclemencias de los meteoros, dado que presentan la espalda del soporte de los espejos o paneles 4 que es resistente a este tipo de problemas por inclemencias del tiempo. La función que estos aspersores 11 tienen es la de limpiar los helióstatos o paneles fotovoltaicos 1 con el fin que no reduzcan por la suciedad su eficiencia.

En la figura 5 se ve el detalle de parte de la estructura con vista lateral, cortado en sección, delante de un soporte, con cojinete, 7 agarrados a la base cementada 26, soportando al árbol o eje principal 19. Los dos brazos 12, que sustentan a los brazos de los soportes de helióstatos o paneles fotovoltaicos tiene un detalle muy importante de esta invención, y son las rótulas 9, estas rótulas 9 tienen la función de poder ajustar la irradiación de los espejos, con mejor ajuste al receptor de la irradiación. Se ha de hacer preferiblemente en el momento de la instalación, y es conveniente que sea en el centro del día solar, y una vez colocada toda la estructura. Individualmente se afinará, a través del movimiento del soporte 4 sobre la rótula 9 el enfoque de 1, con el fin de que la irradiación solar que recibe los helióstatos 1 la envíe al con total precisión al receptor de los rayos solares, que bien puede ser un: horno solar, intercambiadores de temperatura etc. Una vez se ha ajustado el foco de los helióstatos 1 sobre el movimiento de la rótula 9, ésta se fijará para evitar cualquier movimiento por viento u otras causas. El ajuste es el mismo en los soportes 4 cuando sobre ellos se colocan paneles fotovoltaicos. Sólo que la orientación ha de ser hacía el disco solar directamente.

Son los motores reductores 2 y 17 los encargados que, mediante un sistema informático, sigan la trayectoria solar, en el caso de los helióstatos 1, por reflejo de la radiación solar hacia el objetivo, o en el caso de ser paneles fotovoltaicos los que descansen sobre el soporte 4 los que así mismo se encargue de que tengas la dirección constante hacia el disco solar.

Descripción de una forma de realización preferida

La realización de esta invención sobre este tipo de helióstatos se ha de fabricar por módulos que puedan ser fácilmente transportables y luego ensamblados en el lugar donde se han de fijar. Se ha de comenzar por la fabricación de los soportes, que se adaptaran en número por cada grupo de helióstatos, siendo variable su número dependiendo del peso que hubieran de soportar y suficiente para que los envites del viento no pudieran hacerles ceder ni tan siquiera unos milímetros. Cada soporte ha de llevar en su parte superior e interior una corona que ha de contener en su centro un casquillo o rodamiento. La siguiente pieza es el eje o árbol principal que ha de girar en el interior del casquillo o rodamiento de los soportes. Este eje se fabricará por secciones que se ensamblarán uno con otros tras introducirse por los soportes y deben de poder girar libremente y con el menor esfuerzo mecánico posible, para ello, si es preciso, se adaptarán unos contrapesos en la posición contraria del de los helióstatos y sujetos al eje o árbol principal que mueve los helióstatos de este a oeste. Una vez instalados todos los ejes y completando el árbol principal, con la fabricación de los soportes y coronas ya realizados, se instalarán los brazos que sujetan los soportes de los espejos, calculando bien las medidas de los soportes con el fin que una vez montados sobre sus soporte queden entre ellos el espacio suficiente para dejarles un movimiento libre y sin entorpecerse y ni darse sombra unos a otros, dejando para ello unos milímetros de separación. Instaladas las coronas sobre el eje principal, en éstas se instalarán los brazos de los soportes de los espejos o paneles fotovoltaicos, a los que, a cada uno, se le acoplará el soporte, los brazos con la rótula que atravesará el eje que ha de mover todos los soportes de este a oeste. Instalados éstos se procederá a instalar e introducir el eje, que una vez ajustados en su sitio se fijarán las rótulas al eje de este oeste. La instalación de los motores será el paso siguiente, y por último, en los soportes se instalarán los espejos o los paneles fotovoltaicos. Los ajustes de las rótulas de cada soporte de los espejos o helióstatos, será el punto final junto la comprobación de la buena y óptima marcha del circuito informático que ha de gestionar el movimiento de seguimiento de la traslación solar.

Sobre el terreno, y bajo los helióstatos, se instalarán los conductos con los aspersores a presión que ejecutarán la limpieza de éstos. La limpieza se realizará, en distancia de tiempo, que dependerá según la suciedad que se acumule en los helióstatos o espejos.

Claims (3)

1. Armadura para múltiples helióstatos o paneles fotovoltaicos con ajuste independiente y arrastre automático caracterizado por

- incorporar, según la figura 2, una armadura fija que soporta una cantidad lineal variable de soportes (4) de paneles fotovoltaicos o espejos, que se acoplan a la armadura con los brazos (12),

- incorporar un eje de traslación (14) para ejercer movimiento a todos los soportes agregados con los brazos (12) sobre los casquillos 16 y sobre los pivotes (15), y donde cada soporte de espejo o panel (4) dispone de un sistema de rótula (9), así como un ajuste independiente y variable para cada soporte con el fin de formen un efecto de concentrador, e

- incorporar sólo dos motores (2) y (17), para desplazar todos los soportes asociados al eje de traslación (14) y al eje principal (19).

2. Armadura para múltiples helióstatos o paneles fotovoltaicos con ajuste independiente y arrastre automático, según reivindicación 1ª caracterizado porque la armadura fija incorpora un eje rotatorio de 180º donde se anclan y se mueven todos los soportes a la vez.

3. Armadura para múltiples helióstatos o paneles fotovoltaicos con ajuste independiente y arrastre automático, según reivindicación 1ª y 2ª caracterizado por incorporar un sistema de aspersores bajo cada espejo o panel fotovoltaico para su limpieza.