ES1280795U

ES1280795U - Disposicion de estructuras de generacion de energia electrica a partir de huerto solar fotovoltaico distribuido sobre la calzada de autovias y/o autopistas

Info

Publication number: ES1280795U
Application number: ES202131902U
Authority: ES
Inventors: Romero Antonio Ruiz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-09-24
Filing date: 2021-09-24
Publication date: 2021-11-04
Anticipated expiration: 2031-09-24
Also published as: ES1280795Y

Abstract

Disposición de estructuras de generación de energía eléctrica a partir de huerto solar fotovoltaico distribuido sobre la calzada de autovías y/o autopistas que se caracteriza porque las estructuras de generación de energía eléctrica (50) se disponen a lo largo y por encima de las vías (10), en particular entre las medianeras (30) y los márgenes exteriores (40) o entre los dos márgenes exteriores (40) de la misma, dejando libre la calzada (20), donde cada estructura de generación de energía eléctrica (50) presenta al menos cuatro patas (2) con sus respectivas bases (3) y rematadas en la parte superior por dos armaduras (1) paralelas compuestas cada una por un tirante (1a) que une los extremos superiores de las patas (2); un pendolón (1b) que permite unir el tirante (1a) con el extremo superior de la armadura (1); y dos pendientes o pares (1c) que permiten unir el extremo de la armadura (1) con el extremo superior de las patas (2), estando ambas armaduras (1) unidas mediante al menos por dos largueros, de tal manera que toda la estructura (50) forme un conjunto similar a una caseta, y donde la parte superior de la estructura (50) se cierra mediante paneles solares (4) con una holgura entre paneles solares (4) consecutivos que permiten desplazar dichos paneles solares (4) para orientarlos en el sentido de la luz solar incidente.

Description

DESCRIPCIÓN

DISPOSICIÓN DE ESTRUCTURAS DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELECTRICA A PARTIR DE HUERTO SOLAR FOTOVOLTAICO DISTRIBUIDO SOBRE LA CALZADA DE AUTOVIAS Y/O AUTOPISTAS

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención revela una nueva disposición de placas solares para vehículos eléctricos a lo largo de autovías o autopistas y por encima de las vías, en particular entre las medianeras y los márgenes exteriores o entre los dos márgenes exteriores de la misma, dejando libre la calzada, con el fin de aprovechar el espacio para la generación de energía eléctrica.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los paneles solares fotovoltaicos permiten la generación de energía eléctrica a partir de los rayos solares. Comprenden una pluralidad de elementos fotovoltaicos (típicamente células o capas delgadas), que funcionan según el principio del efecto fotoeléctrico. Generalmente, múltiples elementos fotovoltaicos se conectan espaciados en un panel solar fotovoltaico, y se ensamblan múltiples paneles para formar una planta solar. Esta planta genera electricidad que se puede consumir in situ o para abastecer una red de distribución.

En la actualidad los paneles solares utilizados ocupan normalmente una superficie de tierra que no puede aprovecharse para la agricultura, la ganadería o construcción, otro problema adicional es la baja cantidad de centros de recarga de automóviles. En los países mediterráneos, a diferencia de otros lugares, la mayoría de los vehículos están estacionados en la vía pública solo hace falta pasear por cualquier calle de ciudad, o pueblo, y ver la dificultad que hay de encontrar aparcamiento que no sea de pago. Existe un diseño basado en esta solución, que permite la instalación de puntos de recarga en cualquier sitio que exista alumbrado público, pudiendo colocarse varios puntos a partir de un cuadro de alumbrado o un punto de recarga a partir de un punto de luz, con una pequeña modificación en el cuadro eléctrico para que el alumbrado no este encendido y exista suministro eléctrico en el punto de carga, sin embargo, la falta de espacio para el aparcamiento de vehículos y lo costes de la energía obtenida por el alumbrado dificulta esta opción.

Para conseguir una optimización de la radiación solar, es decir, del aprovechamiento del Sol, es imprescindible el conocimiento de la trayectoria solar, el perfil de las necesidades y de los condicionantes de la ubicación de los paneles solares. Todo ello conlleva determinar la orientación y la inclinación de los paneles solares en instalaciones fijas para conseguir el mínimo coste del kilovatio hora de este tipo de energía renovable.

Por cuestiones de adaptación arquitectónica, los módulos solares suelen estar situados en las cubiertas, aunque no sea la zona más próxima al sistema de acumulación o de contadores de energía. Por cuestiones de seguridad y de integración arquitectónica, se suele determinar la cubierta de las edificaciones como zona de ubicación de los paneles solares fotovoltaicos o bien en una superficie de tierra que no puede aprovecharse para la agricultura, la ganadería o construcción. También los paneles solares utilizados con el fin de generación de electricidad ocupan normalmente una superficie de tierra que no puede aprovecharse para la agricultura, la ganadería o construcción.

La presente invención muestra una disposición de placas solares para vehículos eléctricos a lo largo de autovías o autopistas y por encima de las vías por medio de estructuras abovedadas dispuestas en particular entre las medianeras y los márgenes exteriores o entre los dos márgenes exteriores de la vía, dejando libre la calzada, con el fin de aprovechar el espacio para la generación de energía eléctrica.

En el estado de la técnica existen disposiciones de paneles solares a lo largo de autovías, esto es, situadas encima del mismo pavimento, como el descrito en la patente internacional WO2013186412 que revela un suelo transitable fotovoltaico, constituido por piezas de vidrio laminado compuestas por al menos 2 capas de vidrio unidas entre sí mediante un encapsulante, por una capa intermedia de material fotovoltaico, y por un cerco periférico de sellado, sin embargo, esta disposición es muy costosa de fabricar, ya que debe incluir varios tramos de vías para su rentabilidad. Esta disposición de placas solares sobre el pavimento se desgasta con facilidad debido a la circulación de vehículos y por objetos que se posan sobre los paneles dañando el material que las recubre, de tal manera que se pierda eficiencia energética con el tiempo y por tanto produciendo menos energía de la esperada. Además, en aquellas autovías donde se ha incorporado esta disposición ha aumentado la contaminación sónica, debido al ruido que producen los vehículos al pasar por el tramo, teniendo que reducir la velocidad máxima.

La solicitud de patente WO/2018/227315 revela un plan de ejecución para la autogeneración vial en carreteras que se extienden en todas las direcciones y para carreteras conectadas a ciudades y pueblos. Se instalan paneles solares a ambos lados de la carretera para generar electricidad utilizando los millones de kilómetros, donde los paneles solares se instalan en los techos de estaciones de peaje, estacionamientos y salones, y conectados en secciones para generar electricidad en ambos lados de la carretera para la generación de energía: pendientes verticales o inclinadas, así como paneles solares biselados, en espiga y en forma de ocho instalados sobre la carretera para generar energía.

Sin embargo, la presente invención permite aprovechar la autovía prácticamente en su totalidad, ya que los dispositivos portadores de paneles solares presentan una estructura simple que permite ajustarse a cualquier carretera, autopista o autovía y se disponen a lo largo de las autovías o autopistas, por encima de las vías, en particular entre las medianeras y los márgenes exteriores o entre los dos márgenes exteriores de la misma, dejando libre la calzada.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con el objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de la realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- muestra una vista en perspectiva de la disposición de las estructura (50) portadores de paneles solares (4) en una autovía (10) con dos carriles, indicando las medianeras (30), los márgenes exteriores (40), la calzada (20) y donde cada dispositivo de generación de energía eléctrica (50) presenta al menos cuatro patas (2) con sus respectivas bases (3) y rematadas en la parte superior por dos armaduras (1), además se muestran los paneles solares (4) en cada estructura (50).

Figura 2.- muestra una vista frontal de un armazón de la estructura (50) sin los paneles solares (4), que se instala en las autovías o autopistas (10), donde se muestran las patas (2), las bases y la armadura (1) con sus respectivas partes compuestas cada una por un tirante (1a) que une los extremos superiores de las patas (2); un pendolón (1 b) que permite unir el tirante (1a) con el extremo superior de la armadura (1); y dos pendientes o pares (1c) que permiten unir el extremo de la armadura (1) con el extremo superior de las patas (2).

Figura 3.- muestra una vista en perspectiva de una estructura (50), donde se muestran los elementos más importantes de la estructura, además se incluyen los paneles solares (4).

Figura 4.- muestra una vista frontal de la estructura que porta los paneles solares (4) que se incorporan a los dispositivos (50).

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Una autovía o autopista (10) es una vía proyectada y construida fundamentalmente para la circulación de vehículos automóviles. Se encuentra constituida por una calzada (20) que es la zona del pavimento donde circulan los coches, una mediana o medianeras (30) que divide las calzadas (20), donde esta división puede ser en el mismo sentido de la marcha o en sentido opuesto, las autopistas contienen márgenes o arcenes (40) dispuestos a los lados de cada calzada y una zanja en los extremos finales de la autovía o autopista (10).

La presente invención revela una estructura portadora (50) de paneles solares (4) con el fin de ser dispuesta a lo largo y por encima de autovías (10) permitiendo aprovechar los espacios y generar energía, donde las estructuras portadoras (50) de paneles solares (4) se incorporan en la autovía o autopista (10), en particular entre las medianeras (30) y márgenes exteriores (40) dejando libre la calzada (20) para la circulación de los vehículos, además permite situar un espacio para la recarga de automóviles eléctricos para el aprovechamiento de la energía eléctrica producida por dichos paneles solares (4), de tal manera que se obtengan una serie de ventajas tales como, el aumento del número de centros de recarga eléctrica para automóviles eléctricos, estando estos centros de recarga en la propia autovía o autopista (10).

Como se señaló anteriormente, las estructuras de generación de energía eléctrica (50) se disponen a lo largo y por encima de las vías (10), en particular entre las medianeras (30) y los márgenes exteriores (40) o entre los dos márgenes exteriores (40) de la misma, dejando libre la calzada (20). Cada estructura de generación de energía eléctrica (50) presenta al menos cuatro patas (2) con sus respectivas bases (3) y rematadas en la parte superior por dos armaduras (1) paralelas compuestas cada una por un tirante (1a) que une los extremos superiores de las patas (2); un pendolón (1b) que permite unir el tirante (1a) con el extremo superior de la armadura (1); y dos pendientes o pares (1c) que permiten unir el extremo de la armadura (1) con el extremo superior de las patas (2), estando ambas armaduras (1) unidas mediante al menos dos largueros, de tal manera que toda la estructura (50) forme un conjunto similar a una caseta, y donde la parte superior de la estructura (50) se cierra mediante paneles solares (4) con una holgura entre paneles solares (4) consecutivos que permiten desplazar dichos paneles solares (4) para orientarlos en el sentido de la luz incidente.

Las estructuras (50) se instalan firmemente, por medio de las bases (2) que deja libre de obstáculos la totalidad de la calzada (20) de las autovías o autopistas (10) por donde circulan los vehículos en su dirección y sentido de forma natural. Estas estructuras (50) se instalan firmemente sobre unas estructuras ancladas a la mediana (30) de la autovía o autopista (10) y a un margen exterior o arcén (40) de la misma o entre los dos márgenes exteriores (40) de la misma, si se trata de una vía de un solo canal.

Las estructuras (50) tienen la altura necesaria para permitir la libre circulación de vehículos pesados o de alturas estándar bajo la misma. Su altura mínima debe ser igual a la altura máxima de la luz de los puentes cercanos. Su altura máxima será la que el estudio del tramo de la autovía o autopista (10) a ocupar, la técnica disponible y el estudio del coste recomiende en cada tramo de la instalación fotovoltaica.

Los paneles solares (4) instalados sobres las estructuras (50) ancladas sobre la autovía o autopista (10), tendrán la orientación e inclinación adecuados para la obtención del máximo rendimiento fotovoltaico en cada tramo de la instalación según estudio técnico al respecto, pudiéndose sacrificar un porcentaje de la generación eléctrica fotovoltaica en pro de una instalación, mantenimiento y coste estructural más sencilla u optima, técnicamente hablando.

Los paneles solares (4) instalados sobre las estructuras (50) de soporte pueden ser de tipo convencional o translúcido, dependiendo de la necesidad específica del tramo de autovía o autopista a cubrir. Estos paneles (4) pueden ser flexibles para conseguir formas abovedadas, cóncavas o convexas para optimizar algún parámetro técnico de la instalación, integración en el paisaje, orientación, generación energética de los mismos, etc.

En España la orientación idónea para dirigir los paneles solares es hacia el sur (ángulo azimutal de 180 °). Si se orienta los módulos hacia esta dirección, la instalación de módulos fotovoltaicos recibirá la máxima irradiación solar posible durante el día. No obstante, se debe calcular esta orientación para cada subtramo de la autovía o autopista a cubrir con paneles fotovoltaicos.

Hay que considerar que al dar una elevación de uno de los lados de los paneles fotovoltaicos facilitará que, si se presentase viento en la dirección contraria a la elevación, esta elevación junto con la velocidad del viento y la superficie sobre la que incide el propio viento generará una fuerza que tratará de arrancar la estructura de su anclaje sobre el suelo y simultáneamente de desprender los propios paneles de su estructura de soporte. Para minimizar esta posible fuerza dañina para el sistema es conocida la solución de instalar las placas sin ningún tipo de inclinación o con la mínima inclinación posible, sabiendo que esta nula inclinación va en decremento del rendimiento de la generación eléctrica de cada panel fotovoltaico y de los posibles problemas de acumulación de nieve que se pueden sufrir en zonas donde sea habitual la aparición de la misma. Del estudio climatológico de la localización del tramo donde se instalarán los paneles fotovoltaicos, se obtendrán los parámetros necesarios para poder calcular su óptima instalación en cuanto a orientación e inclinación de los mismos.

El cálculo de vientos de la estructura de suportación junto con las placas fotovoltaicas que se instalarán en cada tramo o subtramo proveerá de la información necesaria para el diseño preciso y al mínimo coste de las propias estructuras de soporte, zapatas de anclaje al suelo y sistemas de anclaje de los paneles fotovoltaicos.

Los anteriores cálculos y estudios climáticos no impiden la aplicación de cualquier sistema técnico existente que minimice la acción del viento y del resto de fenómenos atmosféricos o climatológicos sobre los paneles fotovoltaicos minimizando el esfuerzo soportado tanto por la estructura de soporte de los paneles fotovoltaicos como de los anclajes del panel fotovoltaico a la estructura de soporte.

La instalación de los paneles sobre la autovía o autopista puede ser realizada por tramos separados entre sí o de forma continuada formando una especie de “techo” sobre la misma, dependiendo de la necesidad u optimización técnica de la instalación tanto a nivel de generación de energía eléctrica como para prevenir o minimizar el efecto de los fenómenos atmosféricos adversos que pudiese sufrir la instalación.

El estudio técnico de cada tramo de la autovía o autopista será el encargado de decir si la instalación optima integra separación física (paneles espaciados x metros entre ellos) en subtramos con paneles solares fotovoltaicos independientes o una instalación continua de los mismos hasta el final del tramo de la autovía o autopista en cuestión.

La forma de asociar los paneles solares fotovoltaicos será directamente dependiente de los inversores o equipos destinados a almacenar o transformar la energía generada por los paneles fotovoltaicos para su posterior vertido a red. Las instalaciones técnicas de vertido a red o almacenaje temporal de la energía generada por los paneles fotovoltaicos pueden ser instaladas aprovechando las zonas libres en las medianas de las autovías o autopistas o en los márgenes laterales de las mismas, minimizando al máximo el tendido eléctrico que conducirá la corriente continua generada por los paneles fotovoltaicos hasta la zona técnicas que contendrán los inversores o cualquier otro tipo de equipos destinados al almacenaje, transformación o vertido a red de la energía generada.

La infraestructura eléctrica de los paneles será soportada por la estructura de soporte hasta tierra, en la mediana o en los márgenes de la misma, por donde se conducirán hasta las zonas técnicas de acumulación y/o vertido a red. Si técnicamente fuese interesante esta instalación eléctrica puede ser montada sobre o en el interior de la propia estructura de soporte de los paneles solares fotovoltaicos.

Claims

REIVINDICACIONES

1 - Disposición de estructuras de generación de energía eléctrica a partir de huerto solar fotovoltaico distribuido sobre la calzada de autovias y/o autopistas que se caracteriza porque las estructuras de generación de energía eléctrica (50) se disponen a lo largo y por encima de las vías (10), en particular entre las medianeras (30) y los margenes exteriores (40) o entre los dos márgenes exteriores (40) de la misma, dejando libre la calzada (20) , donde cada estructura de generación de energía eléctrica (50) presenta al menos cuatro patas (2) con sus respectivas bases (3) y rematadas en la parte superior por dos armaduras (1) paralelas compuestas cada una por un tirante (1a) que une los extremos superiores de las patas (2); un pendolón (1b) que permite unir el tirante (1a) con el extremo superior de la armadura (1); y dos pendientes o pares (1c) que permiten unir el extremo de la armadura (1) con el extremo superior de las patas (2), estando ambas armaduras (1) unidas mediante al menos por dos largueros, de tal manera que toda la estructura (50) forme un conjunto similar a una caseta, y donde la parte superior de la estructura (50) se cierra mediante paneles solares (4) con una holgura entre paneles solares (4) consecutivos que permiten desplazar dichos paneles solares (4) para orientarlos en el sentido de la luz solar incidente.

2- Disposición de estructuras de generación de energía electrica a partir de huerto solar fotovoltaico distribuido sobre la calzada de autovias y/o autopistas según la reivindicación 1 que se caracteriza porque las estructuras (50) se instalan sobre unas estructuras que están ancladas a la mediana (30) de la autovía o autopista (10) y a un margen exterior o arcén (40) de la misma o entre los dos márgenes exteriores (40) de la misma, si se trata de una vía de un solo canal.

3- Disposición de estructuras de generación de energía electrica a partir de huerto solar fotovoltaico distribuido sobre la calzada de autovias y/o autopistas según la reivindicación 1 que se caracteriza porque las estructuras (50) tienen la altura necesaria para permitir circulación de vehículos por debajo de ellas.

4- Disposición de estructuras de generación de energía electrica a partir de huerto solar fotovoltaico distribuido sobre la calzada de autovias y/o autopistas según la reivindicación 1 que se caracteriza porque la altura mínima de las estructuras (50) debe ser igual a la altura máxima de la luz de los puentes cercanos.

5- Disposición de estructuras de generación de energía eléctrica a partir de huerto solar fotovoltaico distribuido sobre la calzada de autovias y/o autopistas según la reivindicación 1 que se caracteriza porque los paneles solares (4) instalados sobre las estructuras (50) de soporte pueden ser de tipo convencional o translúcido.

6- Disposición de estructuras de generación de energía electrica a partir de huerto solar fotovoltaico distribuido sobre la calzada de autovias y/o autopistas según la reivindicación 1 que se caracteriza porque los paneles (4) son flexibles para conseguir formas abovedadas, cóncavas o convexas.

7- Disposición de estructuras de generación de energía electrica a partir de huerto solar fotovoltaico distribuido sobre la calzada de autovias y/o autopistas según la reivindicación 1 que se caracteriza porque la instalación de las estructuras (50) con los paneles (4) sobre la autovía o autopista puede ser realizada por tramos separados entre sí.

8- Disposición de estructuras de generación de energía electrica a partir de huerto solar fotovoltaico distribuido sobre la calzada de autovias y/o autopistas según la reivindicación 1 que se caracteriza porque la instalación de las estructuras (50) con los paneles (4) sobre la autovía o autopista puede ser realizada por tramos continuos.