ES1292212U - Estructura de soporte de paneles solares bifaciales y planta solar que comprende dicha estructura - Google Patents

Abstract

Estructura (10) de soporte para paneles solares bifaciales dispuestos definiendo un plano XY, estando dicho plano, a su vez, definido por una dimensión de anchura (X) y por una dimensión de longitud (Y), que comprende: - al menos dos postes (3) instalados sobre el terreno; - una viga (4) central soportada sobre los postes (3); - dos correas (5) conectadas a la viga (4) central, de manera sustancialmente perpendicular a dicha viga (4); - un conjunto (1) fotovoltaico, donde dicho conjunto (1) fotovoltaico es solidario a la viga (4) central y a las correas (5) y comprende al menos dos paneles solares enfrentados a ambos lados de la viga (4) central: y estando dicha estructura (10) de soporte caracterizada por que: - la viga (4) central está conectada de forma solidaria a los postes (3); - las correas (5) se conectan con los paneles del conjunto (1) fotovoltaico en una zona perimetral de los paneles, quedando dichas correas (5) alineadas en anchura con los paneles del conjunto (1) fotovoltaico; - los paneles solares del conjunto (1) fotovoltaico a cada lado de la viga (4) central están separados por un hueco (2) de tamaño igual o superior a una distancia (A) de proyección definida como la proyección, en la dimensión de anchura, de la viga (4) central sobre el plano XY; - el ángulo formado por el plano XY con respecto a los postes (3) es diferente a 90º.

Description

DESCRIPCIÓN

ESTRUCTURA DE SOPORTE DE PANELES SOLARES BIFACIALES Y PLANTA SOLAR QUE COMPRENDE DICHA ESTRUCTURA

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere al campo de los paneles solares de tipo fotovoltaico para la obtención de energía solar, en particular, a una estructura de soporte para albergar paneles fotovoltaicos bifaciales.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La energía solar fotovoltaica constituye una alternativa eficiente para la generación de energía eléctrica de origen renovable, obtenida directamente a partir de la radiación solar mediante dispositivos semiconductores, denominados comúnmente como células fotovoltaicas, que suelen agruparse en forma de paneles, módulos o placas solares ampliamente utilizados en la actualidad tanto en hogares como en el ámbito industrial de la generación de energía (por ejemplo, en plantas solares).

Los paneles solares más habituales suelen ser monofaciales, de modo que capturan la radiación del sol por una de sus caras, generando energía, mientras que su cara opuesta es opaca (esto es, no está configurada para generar energía solar). Como resultado, la energía que no se captura en las células fotovoltaicas de la cara superior de los paneles monofaciales, simplemente se reflecta o se absorbe y, por tanto, se pierde.

Asimismo, son conocidas también las estructuras de soporte fijas para la instalación de paneles solares monofaciales, en las que se trata de maximizar la cantidad de radiación solar directa que reciben los paneles en una de sus caras (cara frontal, o superior). Estas estructuras fijas suelen disponer los paneles solares inclinadas respecto a la rasante del terreno en el que están instaladas (generalmente en la dirección sur, aunque no exclusivamente), para maximizar la cantidad de radiación que reciben. Además, dichos paneles suelen adoptar una configuración lineal en la dirección este-oeste, con el objetivo de poder captar radiación solar el mayor tiempo posible durante el día. Así pues, la parte posterior de los paneles solares de estas estructuras permanece siempre a la sombra.

En el mercado actual también se conocen estructuras fijas bifaciales existentes, las cuales contemplan elementos en su construcción que pasan por debajo del módulo fotovoltaico proyectando sombras sobre la parte posterior del módulo lo que provoca una pérdida importante en la generación de energía a través de la luz del albedo o la luz reflejada que incide en la parte posterior del módulo.

Una alternativa a las estructuras de soporte fijas antes mencionadas es el uso de seguidores (más conocidos como “trackers” en inglés), muy habituales en las plantas solares fotovoltaicas. Dichos seguidores adoptan, preferentemente, una configuración lineal a lo largo de un eje este-oeste pero, a diferencia de las estructuras fijas, sus paneles presentan una inclinación en dirección sur (en el hemisferio norte) que se pueden reorientar dinámicamente, de manera que los módulos fotovoltaicos queden lo más perpendicular posible respecto a la posición del sol, lo que se traduce en un incremento del rendimiento en la producción eléctrica de dichos paneles y, por tanto, de la planta solar en su conjunto. Para ello, los seguidores típicos constan de una estructura portante que comprende una viga principal apoyada sobre postes. Sobre la viga principal se disponen una pluralidad de barras transversales (o “correas”) donde se instalan paneles fotovoltaicos planos (típicamente rectangulares), adoptando diversas configuraciones. Cuando los paneles se disponen en configuración horizontal con relación a una viga principal, los seguidores se denominan de tipo “H”; mientras que si los paneles están en configuración vertical (respecto a dicha viga) se conocen como tipo “V”. Esta nomenclatura se suele asociar también al número de paneles a cada lado de la viga principal (por ejemplo, existen seguidores fotovoltaicos de tipo 2V, 2H, 4H, etc.). Estos paneles deben estar, idealmente, en todo momento orientados perpendicularmente a los rayos luminosos, para lo cual el seguidor necesita la capacidad de rotar en el espacio (mediante la rotación de su viga), siguiendo la posición del sol.

Dentro de las estructuras de seguidores (esto es, con capacidad de seguimiento del sol), es conocido también en el estado de la técnica el uso de paneles solares bifaciales, que poseen superficies cubiertas de placas solares fotovoltaicas tanto en su cara frontal (aprovechando la radiación solar directa) como en la posterior, para poder captar más energía, a partir de la luz difusa que llega a la cara posterior del módulo fotovoltaico (por ejemplo, por reflexión de radiación procedente del terreno, o de objetos cercanos).

En concreto, la cara posterior de cada panel bifacial es capaz de aprovechar la radiación procedente de tres fuentes distintas: el albedo del suelo (relacionado con la proporción de energía luminosa reflejada en el suelo respecto a la energía incidente), la luz difusa proyectada por elementos del entorno de la instalación (nubes, edificios, etc.) y el albedo de paneles solares de la instalación que se encuentren detrás de cada módulo. Gracias a ello puede incrementarse la producción eléctrica, si bien también hay que tener en cuenta otros factores de diseño de la planta solar en lo referente a la disposición de las placas solares, tales como el ángulo de inclinación, la altura de la instalación (a mayor altura, los paneles reciben un albedo cada vez más uniforme y procedente de una mayor superficie) y la distancia entre los distintos paneles (a mayor distancia entre paneles, mayor superficie reflectante hay entre ellos que hará que la cara posterior produzca más energía). También impacta en el rendimiento de la instalación solar la temperatura, de manera que una temperatura excesiva afecta negativamente. Por ello, un panel colocado a una altura mayor recibe brisa más fría y puede refrigerarse mejor.

Los paneles bifaciales tienden a utilizarse más en instalaciones de generación industrial que en instalaciones domésticas ya que, típicamente, la cara que no recibe la radiación de manera directa tiene un rendimiento menor y no puede elevarse en una altura suficiente mediante postes, por lo que su contribución suele ser importante sólo cuando se trata de una instalación con una gran superficie de captación de radiación instalada sobre el suelo. Además, en función del terreno sobre el que se instalan los paneles, el efecto del albedo puede ser más o menos relevante. Por ejemplo, un terreno de colores claros permite y textura suave alcanzar albedos superiores al 60%, mientras que en los terrenos oscuros y recubiertos de gravilla puede bajar a la mitad dicho valor.

No obstante, los paneles solares bifaciales de los seguidores fotovoltaicos también presentan inconvenientes. Por ejemplo, la presencia de sombras que producen elementos de la propia instalación (como cableado, conexiones y elementos de fijación de los conjuntos fotovoltaicos) entre sí puede disminuir la producción energética de la cara posterior de los paneles. Además, cuando se combinan soluciones de seguidor solar con el uso de paneles bifaciales, el sistema de viga rotatoria para orientar los paneles para recibir la máxima cantidad de radiación solar presenta una complejidad elevada, que además implica un consumo significativo de una parte de la energía que se produce (correspondiente a la motorización de la viga, costes de instalación, etc.), y conlleva un mayor coste de mantenimiento y reparación de toda la estructura.

Asimismo, actualmente existe en el mercado una configuración de estructura fija para módulos bifaciales que trata de mitigar la problemática asociada a la sombra proyectada por la propia estructura. En particular, dicha solución cuenta con una configuración de módulos en H con correas longitudinales a una mesa sujetas sobre pórticos formados por dinteles y postes. Estas mesas pretenden minimizar las sombras sobre los módulos, pero no consiguen eliminarlas. Además, la configuración en H cuenta con un alto coste en cableado para la unión módulos solares conectados en serie (más conocidos como “strings” de módulos), mayor dificultad en el montaje, menos modularidad, poca flexibilidad y una adaptabilidad a terrenos irregulares limitada.

Como consecuencia, existe en el presente campo técnico una necesidad de una estructura de soporte fija de paneles solares de fácil montaje, con economía de componentes, sencilla, modular y escalable, y que esté especialmente adaptada para el soporte de paneles solares bifaciales, minimizando la sombra sobre las caras posteriores de los módulos fotovoltaicos y, consecuentemente, aumentando el rendimiento de la planta solar.

DESCRIPCIÓN BREVE DE LA INVENCIÓN

La presente invención proporciona una solución a los problemas técnicos anteriormente descritos, propiciando un mayor aprovechamiento de la radiación que recibe la cara posterior de los paneles solares bifaciales. Está invención es novedosa frente a las soluciones ya conocidas basadas en estructuras fijas o en seguidores solares al combinar la sencillez de una estructura fija (esto es, sin capacidad de seguimiento solar) con un diseño que optimice el aprovechamiento de los paneles bifaciales (y, por tanto, de la energía producida), sin necesidad de reorientar los paneles a lo largo del día.

En particular, esta invención trata de combinar las ventajas del diseño de seguidores monoejes bifaciales con las ventajas de la sencillez de una estructura fija. Inspirada en la unión de estos conceptos se ha desarrollado la estructura fija 2V bifacial, de tipo seguidor, que es el objeto principal de esta invención. En particular, dicha estructura comprende una configuración con viga central y correas verticales, cuenta con una elevada flexibilidad de ensamblaje en terrenos irregulares, alta modularidad, optimización de cableado, optimización de captación de energía tanto por su parte posterior como por su parte delantera, al estar dispuestos los módulos del mismo “string” a la misma altura respecto del suelo. Otras ventajas adicionales de la invención comprenden: el pre-ensamblaje es sencillo, el ensamblaje en campo es rápido, se pueden colocar de manera muy precisa los módulos fotovoltaicos sobre la estructura, el montaje tiene altas tolerancias (en cuanto a alturas, distancias, etc.), mayor robustez de la estructura y el montaje es sencillo, lo que evita errores de los montadores.

Por tanto, la invención comprende una estructura de soporte para la instalación de dichos paneles o módulos fotovoltaicos, diseñada para eliminar o limitar las áreas de sombra introducidas en los paneles, ocasionadas por los elementos de la propia estructura de soporte, lo que redunda en beneficio de la producción de energía. Dicha estructura es sencilla, de instalación rápida y fácilmente escalable, sin tener que recurrirse a soluciones complejas como la viga rotante de los seguidores solares. De esta manera, al ser una estructura fija (en cuanto a que no realiza un seguimiento de la posición del Sol), no requiere el uso de motores y esto contribuye a ahorrar energía y a disminuir los costes de instalación y mantenimiento asociados a las partes móviles de la estructura. La estructura de soporte presenta, principalmente las siguientes características:

- Los postes están distribuidos en configuración monoposte (es decir, hay un único poste en la dirección de la anchura de la estructura) y en configuración vertical (“portrait” , anglicismo con el que comúnmente se conocen en el estado de la técnica).

- La estructura de soporte comprende al menos: dos postes instalados en el terreno, una viga central definiendo una dirección longitudinal orientada sustancialmente de manera perpendicular respecto a dichos postes, y al menos dos correas (esto es, elementos preferentemente transversales a la viga, que se utilizan para soportar los paneles solares) conectadas a dicha viga central. Sobre las correas se ubica un conjunto fotovoltaico bifacial que, a su vez, comprende al menos dos paneles o módulos solares, uno a cada lado de la viga central y enfrentados entre sí. Además, la estructura de soporte comprende un hueco o espacio libre sobre la viga central, configurado para minimizar la posible sombra producidas dicha viga sobre las caras posteriores de los módulos fotovoltaicos. Así, dicha estructura presenta huecos entre cada par de módulos que forma un conjunto fotovoltaico.

De esta manera, aumenta la radiación solar que se puede captar procedente de la parte posterior de los módulos fotovoltaicos (albedo), incrementando la producción de energía eléctrica de la estructura.

De forma más concreta, el objeto principal de la invención se refiere a una estructura de soporte para paneles solares bifaciales, estando dichos paneles dispuestos definiendo un plano XY de dos dimensiones, referidas como anchura (X) y longitud (Y). Dicha estructura comprende, al menos, los siguientes elementos:

- Al menos, dos postes separados en el eje longitudinal (dirección Y), donde la proyección de la anchura de la viga central sobre el plano XY define una “anchura de proyección”.

- Una viga central conectada de forma solidaria a dichos postes y soportada en los mismos.

- Dos correas conectadas a la viga central, de manera sustancialmente perpendicular.

- Un conjunto fotovoltaico, donde dicho conjunto fotovoltaico es solidario a la viga central y a las correas y comprende al menos dos paneles solares enfrentados a ambos lados de dicha viga central. Por tanto, la estructura es fija, ya que los paneles no hacen seguimiento de la posición del Sol; en contraposición a estructuras fijas actuales con paneles bifaciales que sufren problemas de sombra y sin recurrir a estructuras de tipo seguidor en las que se va orientando los paneles para maximizar la radiación que incide en los mismos.

La estructura de soporte estáposee, ventajosamente, las siguientes características:

- Las correas se conectan con los paneles del conjunto fotovoltaico en su zona perimetral, quedando dichas correas alineadas en anchura con los paneles.

- Los paneles solares del conjunto fotovoltaico a cada lado de la viga central están separados por un hueco de tamaño igual o superior a una anchura de proyección correspondiente al grosor de dicha viga (independientemente de su forma), proyectado sobre el plano formado por los paneles de dicho conjunto fotovoltaico. - El ángulo que forma el plano XY con respecto a los postes es diferente a ±90°, de forma que el plano que forman los paneles solares está inclinado respecto a la horizontal. O, en otras palabras, el plano XY no puede ser paralelo a la rasante del terreno sobre el que se instala la estructura de soporte. De este modo se obtienen dos ventajas muy relevantes: se evita la acumulación de lluvia y suciedad en los paneles (gracias al hueco central y la inclinación de los paneles, el polvo y el agua tienden a caer al suelo); y también se minimiza la proyección de sombra en la parte trasera de la estructura de soporte, lo que es especialmente conveniente si se emplean paneles bifaciales.

De este modo, se evita la presencia de sombra en las caras posteriores de los paneles, tanto por efecto de las correas como por efecto de la viga central, optimizando el rendimiento extraído de la cara posterior de los paneles solares bifaciales que reciben la radiación solar de manera indirecta (luz difusa procedente del albedo, etc.).

Como se ha mencionado, en una realización preferente de la invención, los postes de la estructura de soporte son verticales sustancialmente paralelos entre sí; y adicionalmente la viga central está dispuesta sustancialmente de manera perpendicular respecto a dichos postes.

Asimismo, como también se ha descrito, los componentes de la estructura de soporte son solidarios entre sí, es decir, el conjunto de la estructura de soporte es un conjunto fijo, sin capacidad de movimiento relativo entre su viga y sus postes. Por otra parte, en realizaciones específicas de la invención, la altura de los postes es regulable (incluso posteriormente al ensamblado de la estructura), pero el resto de los elementos (paneles solares, viga central, etc.) son solidarios entre sí.

En otras realizaciones preferentes, la estructura de soporte comprende correas que tienen una sección transversal según uno o más de los siguientes perfiles: perfil omega, en C, en Avi, en Z o cualquier otro perfil análogo que pueda ser utilizado para la sujeción de módulos fotovoltaicos independientemente de su forma.

En otras realizaciones, la estructura de soporte comprende unos primeros elementos de conexión para unir cada uno de los postes a la viga central. Dichos elementos de conexión comprenden una o más piezas dispuestas a modo de abrazadera, soporte o apoyo para rodear, soportar o apoyar la viga central, respectivamente. En otras realizaciones aún más preferentes, los primeros elementos de conexión comprenden adicionalmente una pluralidad de tornillos, arandelas y elementos de acoplamiento roscado para conectar entre sí entre los postes y la viga central empleando dichas piezas de unión. En realizaciones ventajosas, la estructura de soporte comprende adicionalmente uno o más soportes sobre los que se disponen sendas correas, y unos segundos elementos de conexión uniendo dichas correas a la viga central mediante tornillos atravesando diametralmente una pletina y los soportes y asegurando la unión con tuercas. En otras realizaciones alternativas, las correas y la viga central están unidas directamente, sin soportes.

En algunas realizaciones, la estructura de soporte comprende adicionalmente al menos un tirante uniendo dos postes. No es necesario que dichos tirantes se coloquen entre cada pareja de postes adyacentes.

En ciertas realizaciones, la estructura de soporte comprende adicionalmente una o más correas secundarias situadas en posiciones intermedias entre postes adyacentes.

En realizaciones preferentes, la estructura de soporte comprende una distribución de paneles solares de tipo "2V”. No obstante, la invención no queda limitada a dicha configuración y otras realizaciones alternativas de la invención emplean otras distribuciones de paneles (2H, 4H, etc.).

Un segundo objeto de la invención es una planta solar u otra instalación caracterizada porque comprende una pluralidad de estructuras de soporte de paneles solares según lo descrito anteriormente dispuestas en paralelo y operando cooperativamente para obtener una mayor producción energética. La distancia entre las distintas estructuras de soporte de la planta solar es suficiente para minimizar la sombra proyectada por unas estructuras sobre otras.

En realizaciones alternativas, se pueden combinar elementos y ventajas de los diferentes objetos de la invención y las distintas realizaciones preferentes descritas con anterioridad.

A menos que se defina de otra manera, todos los términos (tanto los científicos como los técnicos) que se usan en este documento han de ser interpretados como lo haría un experto en la materia. Se entenderá, por tanto, que los términos de uso común deben ser interpretados de la manera que lo haría un conocedor de la materia, y no de un modo idealizado o estrictamente formal.

A continuación, se definen una serie de términos que se emplearán habitualmente a lo largo del texto.

La palabra "comprende” (y sus derivados, como "comprendiendo” o "particularmente”) no deben ser entendidos de un modo excluyente, sino que deben ser entendidos en el sentido en que admiten la posibilidad de que lo definido pueda incluir elementos o etapas adicionales. Cuando se haga referencia a valores de ángulos, el término "sustancialmente igual a un valor” se entenderá como que el ángulo equivale idénticamente a dicho valor o está comprendido en un margen de error en torno al mismo definido discrecionalmente en función del diseño de la estructura de la invención (por ejemplo, con una tolerancia de ±1°, ±3° o ±5° por mencionar algunos márgenes orientativos). Cuando el término "sustancialmente” se refiera a la alineación en altura de los postes, se entenderá como alineados perfectamente o dentro de un margen de error predeterminado (±1%, de manera orientativa). Asimismo, en el ámbito de la invención se mencionarán los términos anchura, longitud o altura como representativos de un sistema cartesiano de coordenadas; correspondiendo dichos términos respectivamente a las direcciones de los ejes X, Y, Z de acuerdo con la convención recogida en las Figuras 1 a 3. Además, cuando se hace referencia a estructura "monoposte” se quiere indicar que en la estructura hay un único poste en un mismo punto de la anchura (en el eje X) de la estructura de soporte.

A lo largo del texto, se empleará la notación convencional con la que se suelen describir las configuraciones de los seguidores, aunque el objeto de la invención aquí tratado haga referencia a estructuras de soporte fijas en cuanto a que no van desplazándose en función de la posición del Sol. Así, cuando los paneles se dispongan en configuración horizontal respecto a una viga serán denominados de tipo "H”; mientras que si los paneles están en configuración vertical respecto a dicha viga se referirán como tipo "V”. Además, se incluirá en la nomenclatura el número de paneles a cada lado de la viga (por ejemplo, 2V, 2H, 4H, etc.). Además, se hará referencia indistintamente a "paneles” o "módulos” solares o fotovoltaicos, siendo términos equivalentes.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Para completar la descripción y facilitar la mejor comprensión de la invención, se añade a la descripción un conjunto de Figuras. Dichas Figuras forman parte de la descripción e ilustran un ejemplo particular de la invención, que no debe ser interpretado como limitante del alcance de la misma, sino como un mero ejemplo de cómo la invención se puede llevar a cabo. Este conjunto de Figuras comprende las siguientes:

La Figura 1 muestra una vista lateral de la estructura de soporte de la invención, que comprende paneles solares bifaciales.

La Figura 2 ilustra una vista frontal (mirando a la superficie del conjunto fotovoltaico que recibe la radiación solar directa) de la estructura de soporte.

La Figura 3 representa una vista posterior de la misma estructura de soporte de paneles solares representada en la Figura 2, pero desde una vista posterior (mirando hacia la superficie que recibe la radiación del albedo).

La Figura 4 recoge una vista explosionada de la unión entre el poste y la viga central a modo de abrazadera. Dicha unión requiere elementos de conexión, que en la realización particular de la figura comprenden tornillos, arandelas y elementos de acoplamiento roscado.

La Figura 5 ilustra en detalle una vista explosionada del ensamblado entre las correas verticales y la viga central, que comprende un soporte para las correas verticales que van atornilladas a la viga central mediante una pletina.

La Figura 6 representa un ejemplo de unión de los conjuntos fotovoltaicos y las correas verticales.

Con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características técnicas de la invención, las citadas Figuras se acompañan de una serie de referencias numéricas donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se representa lo siguiente:

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Se procede a continuación a describir un ejemplo de realización preferida de la presente invención, aportada con fines ilustrativos, pero no limitativos de la misma. Se empleará como referencia un sistema de coordenadas cartesiano XYZ para describir la invención, donde la dirección X denota la anchura, Y denota la longitud y Z representa la altura.

Tal y como se ilustra en la Figura 1, la estructura (10) de soporte reivindicada para su uso con paneles solares fotovoltaicos bifaciales, comprende como mínimo:

-Un conjunto (1) fotovoltaico bifacial, cada uno de los cuales comprende dos paneles (o módulos) solares cooperantes (preferiblemente rectangulares) definiendo un plano XY, estando dichos paneles separados por un hueco (2) libre. Cada uno de los paneles solares del conjunto (1) fotovoltaico bifacial dispone de dos superficies (1’, 1’’), o caras, estando una superficie (1’) adaptada para recibir de manera directa la radiación solar (cara frontal), mientras que la otra superficie (1’’), o cara posterior, recibe la radiación indirecta (luz difusa) del albedo y de los alrededores.

-Elementos de soporte del conjunto (1) fotovoltaico bifacial, que dotan de integridad mecánica a la estructura y sostienen dichos conjuntos (1) fotovoltaicos. Los elementos de soporte comprenden al menos dos postes (3) dispuestos a lo largo de una cierta altura (dirección Z) respecto a la cota de la rasante del terreno, una viga (4) central sostenida por los postes (3) y orientada perpendicularmente a los mismos (en la dirección Y según la Figura 1), dos correas (5) y, opcionalmente, un tirante (6) de arriostramiento. Este tirante (6) de arriostramiento se muestra plegado en la Figura 1, evidenciándose su función más claramente en las Figuras 2 y 3.

- Elementos de conexión que unen el poste (3) y la viga (4) central. En la realización de la Figura 1-3 estos elementos de conexión comprenden una pluralidad de piezas (7, 8, 9). No obstante, en otras realizaciones de la invención pueden emplearse otro tipo de elementos de conexión, sin limitación para emplear otro tipo de uniones, ya sea por atornillado, pletinas, soldadura, etc. Cada poste (3) va anclado al terreno sobre el que se instala la estructura (10) de soporte, quedando unido mediante los elementos de conexión a una viga (4) central.

La viga (4) central define una dirección longitudinal (Y) a lo largo del mismo, y sobre el mismo se disponen un par de correas (5) verticales en el plano XY que forma un ángulo de inclinación fijo respecto a la rasante sobre el terreno. A su vez las correas (5) sirven de soporte para los paneles solares del conjunto (1) fotovoltaico que se disponen sobre las mismas en dicho plano XY. El ángulo de inclinación ha de ser necesariamente diferente de 0°, es decir, el plano XY no puede ser paralelo a la rasante del terreno (cota cero), o equivalentemente, los módulos solares no pueden estar dispuestos de manera perpendicular a los postes (3). El hecho de que el plano XY esté inclinado frente a la cota cero, junto a la existencia de un hueco (2) separando los paneles facilita la evacuación de suciedad o lluvia que pudieran caer sobre los mismos, lo que repercute positivamente en el mantenimiento de su vida útil y minimiza el deterioro que sufre. Además, dicho hueco (2) se ubica sobre la viga (4) central y sus dimensiones son suficientes para alojar el punto de conexión entre el poste (3) y la viga (4) central. Así, el diseño con el hueco (2) permite alojar las conexiones o uniones mencionadas entre elementos sin generar sombra adicional. Cabe destacar que conviene que los paneles solares estén orientados hacia el sur geográfico, de modo que la radiación solar directa nunca llegue por la cara trasera de los paneles.

Cabe destacar que los postes (3) están dispuestos para aprovechar al máximo el rendimiento de la parte trasera de los paneles solares. Por ello, los postes (3) se ubican preferentemente en la zona perimetral de los paneles, a lo largo de la dirección longitudinal (Y), para aumentar la superficie sensible en la cara posterior (1’’) de los paneles ya que, al no ir colocados los postes (3) en la zona central de los paneles (como se hace convencionalmente), no se producen sombras con las correas (5) y demás uniones de elementos, evitando así restar eficiencia a los módulos bifaciales. No obstante, esta distribución de los postes (3) puede ser diferente en realizaciones alternativas de la invención.

La estructura (10) de soporte mostrada en la Figura 1 es un caso particular de una configuración de tipo "2V”, que es una configuración vertical que comprende dos paneles solares, uno a cada lado de la viga (4) central, separados por el hueco (2). Se define como "anchura de proyección” (denotada como A en la Figura 1 y delimitada entre las líneas de puntos) a la proyección de la anchura de la viga (4) central sobre el plano XY en el que están contenidos los paneles solares del conjunto (1) fotovoltaico. El dimensionado de la estructura (10) de soporte se diseña para que dicha anchura (A) de proyección sea inferior o igual a las dimensiones del hueco (2) libre que separa a los paneles del conjunto (1) fotovoltaico. De esta manera, no se añade más regiones de sombra adicionales a las ya producidas por la viga (4) central o las correas (5)

En las Figuras 2 y 3 se muestra respectivamente una vista frontal y posterior de una realización ejemplar de la estructura (10) de soporte bifacial completa ya montada cuya viga (4) central está alineada siguiendo la dirección longitudinal (Y), como se muestra en la Figura 1. Cabe destacar otra ventaja de la estructura (10) de soporte, tal y como se ve en la Figura 2, es que se instalan paneles a lo largo de toda la longitud (Y) de la viga (4) central, sin desaprovechar espacio útil que se ocupa con paneles solares en vez de servir para las uniones con las correas (5) y postes (3).

Opcionalmente, se incluyen unos tirantes (6) de arriostramiento que unen postes (3) adyacentes, que pueden disminuir el rendimiento de producción energética de la cara posterior de los paneles solares o bien hacer sombra a los paneles solares que estén situados detrás de los mismos. Por ello, su uso dependerá de la estabilidad que la estructura requiera y del tipo de terrero sobre el que se instale la estructura (teniendo la estabilidad del terreno, posibilidad de diferentes alturas a salvar, etc.).

La distancia de separación a lo largo de la dirección longitudinal (Y) entre postes (3) de conjuntos (1) fotovoltaicos depende totalmente del diseño particular que se haga, siendo dicha distancia la necesaria para que en condición operativa de los paneles solares para minimizar las sombras entre los distintos conjuntos (1) fotovoltaicos, tanto las originadas por las correas (5) verticales como las ocasionadas por la viga (4) central. Cuanto más alejados estén, menor será la posibilidad de que se produzcan sombras, pero la estructura ocupará más superficie.

Los postes (3) deben quedar dispuestos, preferiblemente, de manera paralela entre sí en la estructura (10) de soporte bifacial, bien anclados al terreno y alineados en altura, con una verticalidad sobre el terreno dentro de un margen de tolerancia estricto en función del terreno (como valores meramente orientativos, ±1° o ±3°). De esta manera, todos los elementos de la estructura (10) de soporte están dispuestos para optimizar el rendimiento de la cara posterior (1’’) de los paneles solares bifaciales. En particular, los postes (3) están dispuestos a una distancia suficiente para que no proyecten sombra. No obstante, debido a que la cara posterior de los paneles solares bifaciales funciona con luz difusa (no focalizada, a diferencia de la radiación directa recogida con la cara frontal de los paneles), la sombra que puedan producir dichos postes (3) no es relevante, puesto que la luz difusa sólo genera sombra en una superficie si el objeto se encuentra a muy poca distancia (pocos centímetros) de dicha superficie. Por ello, dado que los (3) postes pueden estar alejados entre sí distancias del orden de metros (o superiores), la sombra que producen no es crítica. De esta manera, el diseño de la estructura (10) se centra en minimizar las fuentes de sombra que son dos: las correas (5) y la viga (4) central.

Las características del terreno deben considerarse al decidir a qué profundidad anclar los postes (3) centrales al mismo, por ejemplo, mediante un estudio geotécnico que estudie el tipo de terreno (cantidad de superficie disponible para la instalación, compactación, materiales, dureza, etc.) y permita hacer un diseño que se adapte a terrenos difíciles (con desniveles, etc.). Es muy relevante asegurarse de que el terreno quede bien compactado para asegurar la estabilidad de la estructura (10) de soporte bifacial para los paneles solares.

Un procedimiento de ensamblado (o pre-montaje) posible para la estructura (10) de soporte de paneles solares, preferentemente de tipo fotovoltaico, detallado en las Figuras 4-6 comprende la realización de los siguientes pasos (no necesariamente en el orden indicado):

- Fijación de los postes (3) a una distancia adecuada, paralelos entre sí y nivelados a una altura uniforme.

- Unión de cada poste (3) a la viga (4) central, tal y como se ilustra en la Figura 4. En particular, el procedimiento para realizar dicha unión es el siguiente. En primer lugar, se une el poste (3) a una primera pieza (7) mediante elementos de unión, que comprenden tornillos (11’), arandelas (11’’) y elementos (11’’’) de acoplamiento roscado. A continuación, la primera pieza (7) se atornilla a una segunda pieza (8). Finalmente, la segunda pieza (8) se une a una tercera pieza (9) con los elementos de unión ya mencionados a modo de abrazadera rodeando la viga (4) central. No obstante, cabe remarcar que es posible el empleo de otro tipo de elementos de unión entre la viga (4) central y los postes (3), uniéndolas directamente entre sí o empleando otros elementos de unión, sin limitación alguna.

- Cada una de las correas (5) verticales, tal y como se muestra en la Figura 5, se disponen sobre un soporte (12) y se atornillan a la viga (4) central con tornillos (11’) atravesando una pletina (13’) y asegurando la unión con tuercas (13’’). En esta realización particular las correas (5) verticales tienen una sección con perfil omega (Q), pero en otras realizaciones de la invención pueden tener otra geometría.

- Unión de los conjuntos (1) fotovoltaicos a las correas (5) verticales, tal y como se ilustra en la Figura 6. Dicha unión se lleva a cabo en la zona perimetral de los paneles (en los laterales de los paneles, según la dirección longitudinal Y) con el fin de no restar superficie útil en la cara frontal (1’) de los mismos.

Dicho proceso de ensamblado se puede llevar a cabo de forma robotizada en cualquiera de los pasos o en todos. Además, cabe destacar que dicho procedimiento se puede realizar en una carpa o nave; o bien puede ser ejecutado en instalaciones rodadas, es decir, que formen parte de vehículos, ya sean camiones, carros, remolques, o cualquier otro elemento rodado análogo.

Como mantenimiento o tratamiento posterior al ensamblado, es recomendable aplicar pintura de zinc a las uniones entre los distintos elementos de conexión (tornillos, arandelas, etc.) de la estructura (10) de soporte para paneles solares, para evitar la corrosión.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1.- Estructura (10) de soporte para paneles solares bifaciales dispuestos definiendo un plano XY, estando dicho plano, a su vez, definido por una dimensión de anchura (X) y por una dimensión de longitud (Y), que comprende:

- al menos dos postes (3) instalados sobre el terreno;

- una viga (4) central soportada sobre los postes (3);

- dos correas (5) conectadas a la viga (4) central, de manera sustancialmente perpendicular a dicha viga (4);

- un conjunto (1) fotovoltaico, donde dicho conjunto (1) fotovoltaico es solidario a la viga (4) central y a las correas (5) y comprende al menos dos paneles solares enfrentados a ambos lados de la viga (4) central; y

estando dicha estructura (10) de soporte caracterizada por que:

- la viga (4) central está conectada de forma solidaria a los postes (3);

- las correas (5) se conectan con los paneles del conjunto (1) fotovoltaico en una zona perimetral de los paneles, quedando dichas correas (5) alineadas en anchura con los paneles del conjunto (1) fotovoltaico;

- los paneles solares del conjunto (1) fotovoltaico a cada lado de la viga (4) central están separados por un hueco (2) de tamaño igual o superior a una distancia (A) de proyección definida como la proyección, en la dimensión de anchura, de la viga (4) central sobre el plano XY;

- el ángulo formado por el plano XY con respecto a los postes (3) es diferente a 90°.

2. - Estructura (10) de soporte según la reivindicación anterior, donde los postes (3) son sustancialmente paralelos entre sí; y adicionalmente la viga (4) central está dispuesta sustancialmente de manera perpendicular respecto a dichos postes (3).

3. - Estructura (10) de soporte según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los postes (3) son regulables en altura.

4. - Estructura (10) de soporte según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde las correas (5) tienen una sección transversal según uno o más de los siguientes perfiles: omega, en C, en Avi, en Z.

5. - Estructura (10) de soporte según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende unos primeros elementos de conexión para unir cada uno de los postes (3) a la viga (4) central, donde dichos elementos de conexión comprenden una o más piezas (7, 8, 9) dispuestas a modo de abrazadera rodeando la viga (4) central.

6.

- Estructura (10) de soporte según la reivindicación anterior, donde los primeros elementos de conexión comprenden adicionalmente tornillos (11’), arandelas (11’’) y elementos (11’’’) de acoplamiento roscado para las conexiones entre los postes (3) y a la viga central (4).

7.

- Estructura (10) de soporte según las reivindicaciones 5-6, que comprende adicionalmente una pluralidad de soportes (12) sobre los que se disponen sendas correas (5), y unos segundos elementos de conexión uniendo dichas correas (5) a la viga (4) central mediante tornillos (11’) atravesando diametralmente una pletina (13’) y los soportes (12), asegurando la unión con tuercas (13’’).

8.

- Estructura (10) de soporte según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente al menos un tirante (6) uniendo dos postes (3) de la misma.

9.

- Estructura (10) de soporte según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente una o más correas (5) situadas en posiciones intermedias entre postes (3) adyacentes.

10.

- Estructura (10) de soporte según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada por que los paneles solares que la forman presentan una distribución de paneles solares de tipo "2V”.

11.

- Planta solar caracterizada por que comprende una pluralidad de estructuras (10) de soporte de paneles solares según cualquiera de las reivindicaciones anteriores dispuestas en paralelo.