ES1306901U - Elemento extensible para estructura solar fotovoltaica - Google Patents

Abstract

Elemento extensible para estructura solar fotovoltaica que comprende los siguientes perfiles: - Perfil superior extensible (2) - Perfil inferior de cimentación (3) El elemento (1) se caracteriza por que el perfil superior extensible (2) es capaz de absorber las irregularidades del terreno gracias al medio de fijación deslizante que incorpora, dotándolo de la tolerancia suficiente para ello, mientras que el perfil inferior de cimentación (3) mantiene siempre la misma profundidad de cimentación con respecto a la rasante del terreno (4).

Description

DESCRIPCIÓN

ELEMENTO EXTENSIBLE PARA ESTRUCTURA SOLAR FOTOVOLTAICA

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención pertenece al campo de la ingeniería mecánica, y más concretamente al sector de la generación de energía eléctrica a partir de energías renovables.

El objeto de la presente invención es dotar a las estructuras fotovoltaicas de un elemento que sea capaz de absorber las irregularidades del terreno al mismo tiempo que mantiene la robustez de un elemento fijo de sección continua.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La energía solar fotovoltaica es un sector en pleno auge que requiere actualmente de continuo desarrollo tecnológico para optimizar cada vez más el diseño de las estructuras, haciéndolas más eficientes desde la ingeniería hasta su fabricación y ensamblaje.

Los paneles fotovoltaicos son los encargados de transformar la energía solar en energía eléctrica. Para ello, una de las soluciones adoptadas es su montaje en seguidores solares, de manera que la superficie fotovoltaica permanece perpendicular a la radiación solar durante las horas diurnas.

Para la sustentación de los paneles fotovoltaicos y seguimiento solar, se usan comúnmente estructuras metálicas llamadas seguidores solares o “trackers”, las cuales poseen configuraciones diversas según la ubicación y características particulares de esta.

Las estructuras metálicas suelen estar conformadas por varios postes de cimentación o hincas, que son los perfiles que transmiten los esfuerzos al terreno. Normalmente son perfiles de longitud y dimensiones fijas, según los cálculos estructurales que estipula la normativa. Esto implica cálculos exhaustivos de la orografía del terreno donde se va a implantar el parque solar o grandes volúmenes de movimientos de tierra. Esto supone grandes inversiones económicas y posibles errores de fabricación y montaje difíciles de solucionar una vez ha comenzado la fase de montaje de las estructuras.

Es aquí donde aporta valor la presente invención. La estructura propuesta por el inventor está pensada para permitir la elongación o contracción de los perfiles según los obstáculos a evitar, tales como cambios de pendiente, abultamientos o depresiones puntuales en la superficie, etc. A su vez, permite que el seguidor solar se mantenga nivelado, propiciando el asentamiento correcto del eje de giro sobre los postes y permitiendo un funcionamiento correcto del conjunto solar.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El inventor de la presente solicitud ha diseñado un elemento extensible que permite absorber los desniveles del terreno sin perder la robustez requerida por las solicitaciones que debe soportar la estructura.

Este invento permite asegurar la adecuada instalación en terrenos con características irregulares que son difíciles de identificar durante la fase de análisis previa a la instalación. Este proceso implica llevar a cabo estudios minuciosos de las irregularidades del terreno, los cuales demandan un considerable número de horas de dedicación y resultan en un costo significativo. Asimismo, se evitan los costosos movimientos de tierra requeridos para nivelar el terreno.

Las estructuras solares se componen de diversas partes. Para una mejor comprensión del invento, se va a describir a groso modo la composición de un seguidor solar.

Los postes de cimentación son los perfiles encargados de transmitir todos los esfuerzos estructurales al terreno. La profundidad de cimentación vendrá dada por los cálculos geotécnicos oportunos y quedará sobre la superficie una parte con la longitud suficiente para la fijación de la extensión de los mismos.

El tramo extensible del poste es el encargado de asumir las irregularidades del terreno y de transmitir las cargas de la parte superior de la estructura al tramo de poste de cimentación que se encuentra bajo la rasante. Para ello tendrán un medio de fijación deslizante con los postes de cimentación, consistentes en las ranuras, taladros o colisos.

El soporte de rótula es el elemento intermedio entre el eje y el poste de extensible. Se encarga de sustentar la rótula que permite el giro del eje. El soporte es un perfil que también posee la cualidad de flexibilizar la estructura, ya que su medio de fijación permite ajustar la altura y nivelar los puntos de apoyo del eje de rotación.

La rótula es el elemento que sirve de asiento para el eje. Permite el giro de los módulos, que realizan un giro solidario al eje, el cual recibe el movimiento de un motor destinado a realizar esta función. La rótula suele ser un componente de material plástico que permite el deslizamiento entre piezas y a su vez fijar el eje a la estructura.

El eje es el elemento al cual se fijan las correas, que son los perfiles que tienen contacto directo con los módulos fotovoltaicos. El eje transmite el movimiento de giro a las correas y estas a su vez a los paneles solares. Es la característica fundamental de estas estructuras, ya que este giro permite aumentar el rendimiento de conversión de energía de los paneles fotovoltaicos gracias a que se mantienen perpendiculares a la radiación solar durante las horas diurnas.

Este invento viene a solucionar un problema común en el sector de la fotovoltaica, concretamente en grandes plantaciones fotovoltaicas para generación y venta de energía eléctrica. Estas instalaciones precisan de grandes extensiones de terreno, el cual presenta irregularidades orográficas que son complejas de estudiar al detalle, ya que precisaría de largos tiempos de costosos estudios geotécnicos y cartográficos, además de adaptaciones de perfiles y profundidades de cimentación diferentes en cada punto. Esto resulta inviable en proyectos reales, por lo que en la mayoría de ocasiones no se llega a profundidades de cimentación mínimas exigidas o no se cumple con la distancia mínima que debe quedar entre el módulo fotovoltaico y el suelo, llegando incluso a tocarse en algunos puntos.

Otra solución sería el movimiento de tierras para nivelar el terreno, pero esto supone una gran inversión en maquinaria y mano de obra que se traduce en costes muy elevados, por lo que harían inviable una instalación fotovoltaica.

El invento de la presente solicitud viene a aportar una solución a esta problemática.

Gracias a sus características constructivas, se pueden obtener ventajas económicas desde la fase de diseño hasta la fase de montaje.

La adaptabilidad al terreno permite mantener constante el nivel del eje de giro, permitiendo así un funcionamiento óptimo y sin sobreesfuerzos.

Permite mantener constante la profundidad de cimentación, por lo que aporta mayor seguridad estructural y ahorro económico en mano de obra y material. Esto no lo permiten las estructuras con perfiles fijos, puesto que no son capaces de absorber las irregularidades del terreno, lo que conlleva perdidas de profundidad en la cimentación si se usan perfiles adaptados a la profundidad de cimentación mínima exigida, con la consecuente pérdida de seguridad estructural o fabricación de perfiles de mayor longitud para conservar la profundidad de cimentación mínima, con el consecuente sobrecoste económico de material y mayor tiempo de mano de obra debido a cimentaciones de mayor profundidad.

Permite mantener la alineación constante entre estructuras. Esto aporta un menor impacto visual de la instalación fotovoltaica en su conjunto, y más importante, evita sombreos o pérdidas por albedo e interferencias entre estructuras, por lo que se traduce en ahorro económico en mano de obra durante el montaje y mayor beneficio económico debido a que se evitan pérdidas de energía por sombreo sobre la superficie fotovoltaica de los paneles.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, 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 del elemento extensible para estructura solar fotovoltaica.

Figura 2.- Muestra una vista en alzado frontal del elemento extensible para estructura solar fotovoltaica.

Figura 3.- Muestra una vista de perfil del elemento extensible para estructura solar fotovoltaica.

Figura 4.- Muestra una vista en alzado trasero del elemento extensible para estructura solar fotovoltaica.

Figura 5.- Muestra una vista en perspectiva del perfil superior extensible del elemento extensible para estructura solar fotovoltaica.

Figura 6.- Muestra una vista en alzado frontal del perfil superior extensible del elemento extensible para estructura solar fotovoltaica.

Figura 7.- Muestra una vista de perfil del perfil superior extensible del elemento extensible para estructura solar fotovoltaica.

Figura 8.- Muestra una vista en alzado trasero del perfil superior extensible del elemento extensible para estructura solar fotovoltaica.

Figura 9.- Muestra una vista en perspectiva del perfil inferior de cimentación del elemento extensible para estructura solar fotovoltaica.

Figura 10.- Muestra una vista en alzado frontal del perfil inferior de cimentación del elemento extensible para estructura solar fotovoltaica.

Figura 11.- Muestra una vista de perfil del perfil inferior de cimentación del elemento extensible para estructura solar fotovoltaica.

Figura 12.- Muestra una vista en alzado trasero del perfil inferior de cimentación del elemento extensible para estructura solar fotovoltaica.

A continuación, se proporciona una lista de los distintos elementos representados en las figuras y así facilitar la comprensión de la invención. De nuevo se especifica que estos elementos son representativos y no limitativos.

1. Elemento extensible para estructura solar fotovoltaica.

2. Perfil superior extensible.

3. Perfil inferior de cimentación.

4. Terreno.

5. Línea auxiliar de nivel del perfil superior extensible.

6. Línea auxiliar de profundidad de cimentación.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A continuación, se describe un ejemplo particular de elemento extensible para estructura solar fotovoltaica (1), de acuerdo con la presente invención haciendo referencia a las figuras adjuntas.

La Figura 1 muestra una vista en perspectiva del elemento extensible para estructura solar fotovoltaica (1) en la que se aprecia su ensamblaje completo y los elementos por los que está compuesto.

La invención comenzaría con la fijación al terreno del perfil inferior de cimentación (3). La profundidad de cimentación vendrá marcada según las características del terreno donde se vaya a instalar el seguidor solar.

A continuación, se fijará el perfil superior extensible (2) al perfil inferior de cimentación (3) a la altura necesaria. Esta altura será la que permita mantener el eje del seguidor solar alineado con el resto de la estructura, evitando que este flecte y promoviendo un funcionamiento adecuado de la rótula sobre la que realizará su giro el eje. La rótula se instalará sobre el soporte de rótula, que a su vez se fija en el extremo superior del elemento extensible para estructura solar fotovoltaica (1).

En la Figura 13 se puede observar un ejemplo de implantación de la invención, en la que los perfiles superiores extensibles (2) quedan los tres al mismo nivel, mientras que el perfil inferior de cimentación (3), mantiene en los tres casos la misma profundidad de cimentación con respecto a la rasante del terreno (4). La línea auxiliar de nivel del perfil superior extensible (5) ayuda a apreciar la nivelación del perfil superior extensible (2). Las líneas auxiliares de profundidad de cimentación (6) ayudan a apreciar el seguimiento de la orografía del terreno (4) en la profundidad de cimentación de los perfiles inferiores de cimentación (3).

Claims (1)

REIVINDICACIONES

1. Elemento extensible para estructura solar fotovoltaica que comprende los siguientes perfiles:

• Perfil superior extensible (2)

• Perfil inferior de cimentación (3)

El elemento (1) se caracteriza por que el perfil superior extensible (2) es capaz de absorber las irregularidades del terreno gracias al medio de fijación deslizante que incorpora, dotándolo de la tolerancia suficiente para ello, mientras que el perfil inferior de cimentación (3) mantiene siempre la misma profundidad de cimentación con respecto a la rasante del terreno (4).