ES2257949B1 - Seguidor solar basado en cinematica paralela. - Google Patents
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Abstract
Seguidor solar basado en cinemática paralela, que consta de una plataforma fija (2); una plataforma móvil (1) portadora de paneles solares fotovoltaicos; un brazo central (3c) de longitud variable que se empotra por un extremo en la plataforma fija (2) y se une por su otro extremo al centro geométrico (Cg) de la plataforma móvil (1) por medio de una junta (5c) de dos grados de libertad; dos o tres brazos (31), (32) de longitud variable que se unen por sus extremos a la plataforma fija (2) y a la plataforma móvil (1) por medio de juntas (51), (52) de modo que si se utilizan dos brazos (31) las juntas (51) tengan al menos dos grados de libertad y si se utilizan tres brazos (32) las juntas (52) tengan tres grados de libertad. Aplicable en la producción de energía eléctrica.
Description
Seguidor solar basado en cinemática
paralela.
La cinemática para seguidor solar del invento es
aplicable a cualquier sistema que necesite un seguimiento con dos
grados de libertad.
Usualmente los seguidores solares son de
pequeñas superficies y los esfuerzos que se originan pueden ser
resueltos mediante cinemática convencional.
Al proyectar seguidores solares de gran
superficie surge la necesidad, de soportar grandes esfuerzos de
trabajo, que mediante una cinemática convencional necesitaría de
soportes de grandes dimensiones, complicando el sistema desde el
punto de vista de número de componentes y montaje en campo.
Para superar estos inconvenientes la tecnología
ha acudido a sistemas cinemáticos basados en la cinemática
paralela, con barras trabajando a compresión/tracción axialmente,
dotándolo de gran rigidez de forma que la propia cinemática hace de
estructura del sistema.
Ya se conocen sistemas cinemáticos para
seguidores solares, que constan de:
a) motor que acciona un giro en el plano
horizontal,
b) motor que acciona sobre el eje del plano del
seguidor la inclinación respecto del suelo del panel.
Esta solución tiene inconvenientes ya los
esfuerzos sobre la masa móvil del panel es considerable y además
variable dependiendo de la posición del seguidor.
El presente invento supera dichos inconvenientes
al desarrollar un seguidor solar que consta de:
a) una plataforma fija;
b) una plataforma móvil portadora de paneles
solares fotovoltaicos;
c) un brazo central de longitud variable que se
empotra por un extremo en la plataforma fija y se une por su otro
extremo al centro geométrico de la plataforma móvil por medio de
una junta de dos grados de libertad;
d) dos o tres brazos de longitud variable que se
unen por sus extremos a la plataforma fija y a la plataforma móvil
por medio de juntas de modo que si se utilizan dos brazos las
juntas tengan al amenos dos grados de libertad y si se utilizan
tres brazos las juntas tengan tres grados de libertad.
En el invento las juntas que unen la plataforma
móvil con la plataforma fija, se puede diseñar para que esté tan
cerca como se quiera de la plataforma móvil. Por tanto, los
esfuerzos de torsión no soportados por los brazos telescópicos se
difunden a lo largo de una distancia más corta hasta llegar a la
estructura fija. De este modo las deformaciones producidas por los
esfuerzos en el seguidor serán menores y se podrá diseñar siempre
la estructura de un modo rígido.
La propia cinemática hace de elemento
estructural del sistema, de forma que se evita el sobredimensionado
del elemento estructural soporte de los paneles fotovoltaicos con
las ventajas de transporte y montaje que ello conlleva.
Para comprender mejor el objeto de la presente
invención, se representa en los planos una forma preferente de
realización práctica, susceptible de cambios accesorios que no
desvirtúen su fundamento.
La figura 1 es una representación esquemática de
una realización práctica de un seguidor solar objeto del invento,
utilizando tres brazos (3_{1}), (3c).
La figura 2 es una representación esquemática de
una realización práctica de un seguidor solar objeto del invento,
utilizando cuatro brazos (3_{2}), (3c).
Se describe a continuación un ejemplo de
realización práctica, no limitativa, del presente invento.
En las figuras 1 y 2 se aprecia una plataforma
fija (2), por ejemplo el propio suelo, y una plataforma móvil (1)
que consta de los paneles solares fotovoltaicos y que será la que
tiene que seguir la marcha del sol.
Los paneles solares son elementos del mercado
que suelen tener forma rectangular por lo que la plataforma móvil
(1) preferentemente será rectangular, pero es evidente que puede
tener cualquier forma poligonal.
La plataforma móvil (1) y la plataforma fija (2)
están unidas por brazos de longitud variable (3_{1}), (3_{2}),
(3c) extensibles, telescópicos, etc.
Se dispone que uno de dichos brazos sea un brazo
central (3c) que se une fijamente (f), por ejemplo empotrado, por
su extremo inferior a la plataforma fija (2) y por su extremo
superior por medio de una junta (5c) de dos grados de libertad al
centro geométrico (Cg) de la plataforma móvil (1).
En las figuras 1 y 2 se utilizan dos brazos
(3_{1}) y tres brazos (3_{2}) respectivamente en adición al
brazo central (3c).
Los dos brazos (3_{1}) de la figura 1 se unen
por su extremo a las plataformas fija (2) y móvil (1) por medio de
juntas (5_{1}) que tienen al menos dos grados de libertad, y lo
mismo hacen los tres brazos (3_{2}) de la figura 2 pero teniendo
sus juntas (5_{2}) de unión tres grados de libertad.
Las juntas (5_{1}), (5_{2}) se pueden
disponer geométricamente a voluntad en las plataformas fijas (2) y
móviles (1).
En el caso de la figura 1, y de modo preferente,
las juntas (5_{1}) de unión a la plataforma móvil (1) se
dispondrán sobre los ejes de coordenadas OX, OY, siendo el origen
el centro geométrico (Cg) de la plataforma móvil (1).
En el caso de la figura 2, y de modo preferente,
se dispondrán dos juntas (5_{2}) como en la figura 1, y la
tercera junta (5_{2}) sobre la bisectriz del ángulo que forman
aquellas con el centro de gravedad (Cg).
En la descripción arriba efectuada se especifica
el mínimo de dos o tres grados de libertad de las juntas (5_{1})
ó (5_{2}) según se utilice dos o tres brazos, respectivamente
figura 1 ó figura 2, siendo ello el mínimo necesario para un
movimiento teórico de la cinemática paralela, pero en la práctica y
para evitar concentraciones de esfuerzos, deterioros prematuros,
ruidosos movimientos, etc., pueden aconsejar a la ingeniería de
construcción añadir un grado de libertad al mínimo establecido.
Se trata de un seguidor solar de grandes
dimensiones concebido para realizar el seguimiento de la
trayectoria del sol en dos ejes, para cualquier latitud y altitud,
basado en módulo con movimiento cinemático paralelo.
La superficie de paneles tiene unas dimensiones
de 9.71 m de ancho y 13.83 m de longitud. El mecanismo está
compuesto por tres brazos extensibles situados:
1.- En el centro geométrico de la superficie,
empotrado en el suelo y articulado mediante junta cardan a la
superficie permitiendo dos grados de libertad.
2.- En el eje de simetría X, articulado en sus
dos extremos. La unión con la superficie (placas) tiene tres grados
de libertad y la unión con el suelo al menos dos grados de
libertad, situado a 1744 mm del centro geométrico de la superficie
(placas).
3.- En el eje de simetría Y, articulado en sus
dos extremos. La unión con la superficie (placas) tiene tres grados
de libertad y la unión con el suelo al menos dos grados de libertad,
situado a 1053 mm del centro geométrico de la superficie
(placas).
El mecanismo garantiza:
1.- El seguimiento de la trayectoria del sol del
sistema permitiendo rotar 45 grados sobre cada eje de simetría X e
Y.
2.- Sirve como elemento estructural del sistema,
evitando estructuras soporte más complejas si se utilizará una
cinemática convencional.
El recorrido máximo de los brazos no supera los
1700 mm.
Permite su uso en condiciones de viento de clase
5 equivalente a una carga de viento de 150 kilos por metro
cuadrado, provocando unas cargas máxima de 20000 kg.
Claims (1)
1. Seguidor solar basado en cinemática paralela,
caracterizado porque consta de:
a) una plataforma fija (2);
b) una plataforma móvil (1) portadora de paneles
solares fotovoltaicos;
c) un brazo central (3c) de longitud variable
que se empotra por un extremo en la plataforma fija (2) y se une
por su otro extremo al centro geométrico (Cg) de la plataforma
móvil (1) por medio de una junta (5c) de dos grados de
libertad;
d) dos o tres brazos (3_{1}), (3_{2}) de
longitud variable que se unen por sus extremos a la plataforma fija
(2) y a la plataforma móvil (1) por medio de juntas (5_{1}),
(5_{2}) de modo que si se utilizan dos brazos (3_{1}) las
juntas (5_{1}) tengan al amenos dos grados de libertad y si se
utilizan tres brazos (3_{2}) las juntas (5_{2}) tengan tres
grados de libertad.
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| ES200402879A ES2257949B1 (es) | 2004-11-30 | 2004-11-30 | Seguidor solar basado en cinematica paralela. |
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