ES2281533T3 - Dispositivo automatico de orientacion segun la posicion del sol. - Google Patents

Abstract

Dispositivo automático de orientación según la posición del sol para módulos solares con una subestructura (1, 2, 3) para fijar el dispositivo en un elemento estacionario o móvil, especialmente un vehículo, un elemento giratorio apoyado de forma giratoria sobre la subestructura (1, 2, 3) y accionado mediante un accionamiento giratorio, un bastidor pivotante (31) que está apoyado de forma pivotante en el elemento giratorio, está accionado mediante un accionamiento pivotante (30) que presenta un motor (24), y en el que está apoyado al menos un módulo solar (13), así como un sensor óptico (14) que en función de la posición del sol genera señales y las envía a una unidad (10) de control que activa el accionamiento giratorio y/o pivotante (30), presentando el bastidor pivotante (31) al menos un elemento (19) unido fijamente con el elemento giratorio y al menos un elemento pivotante (20) que está apoyado aquí de forma pivotante y que soporta el módulo solar (13), caracterizado porque el elementogiratorio está configurado como plato giratorio (4), el bastidor pivotante (31) está dispuesto sobre el plato giratorio (4), el bastidor pivotante (31) presenta al menos dos elementos, unidos fijamente con el plato giratorio (4) y en forma de barras o placas, entre los que está apoyado al menos un elemento pivotante (20) que puede pivotar hacia arriba, y el accionamiento pivotante (30) está apoyado en el extremo de uno de los elementos (19), unidos fijamente con el plato giratorio (4), en sentido transversal a su eje y el elemento (19) no sobresale hacia arriba y presenta entre los dos elementos (19) un engranaje reductor (22, 23) y un árbol receptor (26) del engranaje provisto de un dentado, en el que engrana una rueda dentada (25) de sector unida con el elemento pivotante (20) del bastidor pivotante (31).

Description

Dispositivo automático de orientación según la posición del sol.

La presente invención se refiere a un dispositivo automático de orientación según la posición del sol para módulos solares.

Se conoce la orientación de módulos solares (colectores solares, paneles solares, etc.) hacia la posición de sol para posibilitar una radiación óptima con luz solar. Normalmente se desea una incidencia vertical de la luz solar sobre el plano del módulo solar, lo que garantiza un rendimiento energético óptimo. Si éste no es el caso, es decir, si los rayos solares inciden con un ángulo menor o un ángulo mayor que 90º sobre el plano del módulo solar, el rendimiento energético es más bajo.

Como existen diferentes ángulos de incidencia de los rayos solares según la hora del día, hay que orientar el módulo solar hacia la posición del sol. Esto se puede llevar a cabo de forma manual, pero resulta incómodo y requiere mucho tiempo. Sin embargo, ya se conocen también los dispositivos automáticos de orientación según la posición del sol para módulos solares (véase al respecto, por ejemplo, el documento FR2798718), en los que la posición del sol se detecta mediante un sensor, en función de esto se generan señales correspondientes que se envían a una unidad de control y la unidad de control, en función de estas señales, activa unidades correspondientes de accionamiento del módulo solar para moverlo hasta la posición óptima relativa respecto al sol.

La presente invención tiene el objetivo de crear un dispositivo automático de orientación según la posición del sol para módulos solares que se distingue por una construcción compacta y robusta con poca necesidad de mantenimiento.

Este objetivo se consigue según la invención mediante un dispositivo automático de orientación según la posición del sol para módulos solares con las características de la reivindicación 1.

Con el dispositivo de orientación según la posición del sol, configurado según la invención, es posible girar uno o varios módulos solares (colectores solares, paneles solares) alrededor de un eje vertical y pivotarlos alrededor de un eje horizontal. De este modo, el módulo solar o los módulos solares se pueden llevar en cada caso a una posición en la que los rayos solares inciden esencialmente en vertical sobre el plano de los módulos, pudiéndose lograr así una transformación óptima de la energía (en corriente eléctrica). El movimiento del módulo solar o de los módulos solares se realiza a este respecto de forma automática en función de la posición del sol, en los que un sensor óptico detecta la posición del sol, genera señales correspondientes y las envía a la unidad de control. La unidad de control activa el accionamiento giratorio y/o pivotante que generan los movimientos necesarios del módulo solar o de los módulos solares alrededor del eje vertical y/o del eje horizontal para realizar la orientación según la posición del sol.

El dispositivo de orientación según la posición del sol, configurado según la invención, se puede fijar en un elemento estacionario o móvil. Éste resulta adecuado con especial preferencia para fijarlo en un vehículo, por ejemplo, una caravana o autocaravana, especialmente sobre el techo de ésta. El módulo solar o los módulos solares pueden asumir en este caso el abastecimiento de corriente de la caravana o autocaravana.

El dispositivo de orientación según la posición del sol, configurado según la invención, tiene una subestructura para fijarlo en el elemento estacionario o móvil y un plato giratorio apoyado de forma giratoria sobre la subestructura y accionado mediante un accionamiento giratorio. Con ayuda del accionamiento giratorio, activado por la unidad de control, se realiza un movimiento giratorio del plato giratorio y, por tanto, del módulo solar o de los módulos solares alrededor de un eje vertical de giro. Sobre el plato giratorio se encuentra un bastidor pivotante que se puede pivotar hacia arriba y se lleva a la posición pivotada correspondiente mediante un accionamiento pivotante. En el bastidor pivotante están fijados el módulo solar o los módulos solares. El bastidor pivotante se puede mover desde una posición paralela al plato giratorio (con un ángulo pivotante de 0º) hasta una posición pivotada hacia arriba de aproximadamente 90º y retroceder nuevamente.

El bastidor pivotante tiene básicamente un elemento unido fijamente con el plato giratorio y un elemento pivotante, apoyado de forma pivotante en éste, que soporta el módulo solar o los módulos solares. En este sentido es esencial que el accionamiento pivotante, dispuesto en el extremo del elemento unido fijamente con el plato giratorio, a saber en el extremo, en el que el cojinete pivotante está previsto entre ambos elementos, no sobresale esencialmente por el lado superior del elemento unido fijamente con el plato giratorio para poder disponer módulos solares a todo lo largo de los elementos y lograr en general una altura constructiva pequeña, en la que los elementos mecánicos no sobresalen hacia arriba en estado pivotado. De este modo se puede aprovechar toda la superficie de los elementos para colocar módulos solares y se producen momentos pequeños al pivotarse hacia arriba. Se reducen además las fuerzas eólicas que actúan en el dispositivo, lo que es importante especialmente al colocarse el dispositivo de orientación según la posición del sol sobre el techo de un vehículo.

Esta construcción compacta deseada se logra especialmente mediante la configuración y la disposición del accionamiento pivotante. El accionamiento pivotante está apoyado en el elemento unido fijamente con el plato giratorio en sentido transversal a su eje (eje longitudinal) y comprende un motor, un engranaje reductor y un árbol receptor del engranaje provisto de un dentado, en el que engrana una rueda dentada de sector unida con el elemento pivotante del bastidor pivotante. La rueda dentada de sector está configurada y dispuesta aquí de modo que no sobresale hacia arriba por encima del elemento pivotante. Este caso se daría en una rueda dentada de círculo entero con una configuración normal.

Al activarse el motor (motor eléctrico) del accionamiento pivotante comienza a rotar su árbol. Mediante el engranaje usado se realiza una reducción, preferentemente en la relación aproximada de 1:180. Por tanto, el árbol receptor del engranaje gira esencialmente más lento que el árbol del motor y pivota la rueda dentada de sector que engrana en éste y, por consiguiente, el elemento pivotante con el módulo solar (módulos solares) fijado aquí.

La rueda dentada de sector describe preferentemente un arco aproximado de 120º, es decir, una tercera parte de un círculo. Esto permite pivotar de forma deseada el elemento pivotante en al menos 90º, sin que la rueda dentada de sector sobresalga hacia arriba por encima de los elementos e imposibilite la colocación de módulos solares en esta zona.

En una variante de la invención, el elemento pivotante con rueda dentada de sector está apoyado que puede pivotar hacia arriba entre dos elementos unidos fijamente con el plato giratorio. De este modo se realiza un apoyo por ambos lados del elemento pivotante con rueda dentada de sector y, por tanto, una disposición robusta de éste. El motor, el engranaje reductor y el árbol receptor del engranaje están apoyados convenientemente en dos elementos unidos fijamente con el plato giratorio que presentan entre sí el dentado del árbol receptor del engranaje. Con esto se logra también una configuración robusta del accionamiento pivotante.

En el caso del elemento unido fijamente con el plato giratorio y del elemento pivotante se puede tratar, por ejemplo, de elementos en forma de placas o varillas o barras. La extensión transversal de estos elementos no está limitada. En caso normal, el bastidor pivotante se extiende lateralmente más allá del plato giratorio. En una forma preferida de realización, los elementos están configurados como barras, es decir, el bastidor pivotante comprende en este caso al menos una barra unida fijamente con el plato giratorio y al menos una barra pivotante. En una forma especial de realización, el dispositivo comprende en total cuatro barras unidas fijamente con el plato giratorio, estando unidas las dos barras exteriores respectivamente de forma pivotante a una barra pivotante y las dos barras interiores, que pueden hacer pivotar hacia arriba la barra pivotante que presenta la rueda dentada de sector. En las barras pivotantes están fijados especialmente dos paneles solares que crean la unión entre la barra pivotante accionada (barra pivotante provista de la rueda dentada de sector) y las otras dos barras pivotantes.

El bastidor pivotante, el accionamiento pivotante y el plato giratorio forman así una unidad apoyada de forma giratoria sobre la subestructura. El plato giratorio está apoyado preferentemente de forma giratoria sobre la subestructura mediante bolas dispuestas en una ranura anular.

La subestructura se compone preferentemente de una placa base, una carcasa dispuesta sobre ésta y un plato dispuesto fijamente encima para apoyar el plato giratorio. La ranura anular está dispuesta aquí a la mitad en el plato fijo y en el plato giratorio. La placa base se puede unir, por ejemplo, al techo de un vehículo (autocaravana, caravana) mediante atornillado, pegado, etc. En la carcasa dispuesta sobre la placa de base está alojado convenientemente un accionamiento giratorio que presenta un motor (motor eléctrico), un engranaje reductor y un tornillo sin fin de accionamiento que engrana en una rueda dentada de accionamiento del plato giratorio. La rueda dentada de accionamiento está unida con un buje hueco que se extiende a través del plato fijo y que está unido con el plato giratorio.

Tanto para el accionamiento giratorio como para el accionamiento pivotante están previstos interruptores adecuados de fin de carrera que limitan el ángulo giratorio o pivotante.

El sensor óptico está dispuesto preferentemente en el módulo solar (panel solar). El bastidor pivotante soporta preferentemente dos paneles solares, soportando el panel superior en la posición pivotada el sensor óptico. El sensor óptico y los interruptores de fin de carrera para el accionamiento giratorio y el accionamiento pivotante suministran señales correspondientes a una unidad de control (CPU) que activa los dos motores para el accionamiento pivotante y el accionamiento giratorio, así como interactúa con un panel de operación con pantalla que posibilita al menos una conexión y desconexión manuales del dispositivo y tiene, por ejemplo, una pantalla con diodos luminosos que indica la posición correcta del dispositivo relativamente respecto a la posición del sol.

El sensor óptico posibilita con una construcción simple y compacta una detección especialmente exacta de la posición del sol y tiene preferentemente los siguientes componentes:

- una subestructura,

- un dispositivo de separación que está dispuesto sobre la subestructura y que subdivide el espacio sobre la subestructura en varios compartimientos abiertos por arriba y por el lateral,

- al menos un dispositivo receptor de la luz en cada compartimiento, que transforma la luz en corriente eléctrica y

- líneas eléctricas que están conectadas a los dispositivos receptores de la luz y que conducen a una unidad de control/evaluación/indicación.

Esta configuración se basa en la idea de prever con el dispositivo de separación, dispuesto sobre la subestructura, un dispositivo que en función de la posición del sol proyecta sombra que cubre un compartimiento o varios compartimientos y, por tanto, el al menos un dispositivo receptor de la luz dispuesto en cada compartimiento. Por consiguiente, según la posición del sol, el dispositivo de separación no produce sombra cuando el sol está exactamente en vertical sobre el sensor y, por tanto, sobre el dispositivo de separación o cuando existen, por lo demás, condiciones luminosas uniformes, por ejemplo, durante la noche, en caso de luz difusa, etc., o el dispositivo de separación puede proyectar sombra cuando su eje longitudinal forma un ángulo con el eje correspondiente a la posición del sol. En este caso, uno o varios compartimientos y, por tanto, los dispositivos receptores correspondientes de la luz de los respectivos compartimientos se cubren con la sombra producida por el dispositivo de separación y no generan señales eléctricas, mientras que los demás compartimientos y dispositivos receptores respectivos de la luz no tienen sombra y generan señales eléctricas.

Las señales eléctricas se envían a una unidad de control que en función de las señales recibidas activa el accionamiento giratorio y/o el accionamiento pivotante que orientan el módulo solar relativamente respecto a la posición del sol, es decir, lo llevan a una posición óptima respecto al sol, en la que los rayos solares inciden aproximadamente en vertical sobre la superficie del módulo solar (superficie del panel solar). Se entiende que las señales eléctricas correspondientes se evalúan de un modo adecuado antes de cumplir sus funciones de control.

Si el sensor y, por tanto, el dispositivo de separación están alineados, por ejemplo, de manera que el eje del sensor y del dispositivo de separación discurre exactamente en paralelo a los rayos solares en la posición más alta del sol (a las doce horas del mediodía), todos los dispositivos receptores de la luz están funcionando en este caso, con una radiación solar correspondiente, e indican la posición óptima del sol. No es necesario, por tanto, un movimiento de un módulo solar correspondiente. Si varía el ángulo de la irradiación solar relativamente respecto al eje del sensor, el dispositivo de separación proyecta sombra sobre uno o varios compartimientos, de modo que dejan de funcionar uno o varios dispositivos receptores de la luz, lo que se indica, según se explicó antes, o provoca una orientación del módulo solar correspondiente hasta alcanzarse de nuevo la posición
óptima.

El dispositivo de separación subdivide preferentemente el espacio sobre la subestructura en cuatro compartimientos y forma una llamada "cruz de sombra", con la que se obtuvieron resultados especialmente buenos en relación con la funcionalidad del sensor.

En cada compartimiento está dispuesto convenientemente un dispositivo receptor de la luz. Esta disposición es suficiente para garantizar una indicación y un control con la suficiente exactitud.

Como dispositivo receptor de la luz se usa preferentemente un fotodiodo.

En la práctica ha resultado ser especialmente adecuada una forma de realización, en la que el sensor tiene una subestructura aproximadamente cuadrada en el corte horizontal y un dispositivo de separación con paredes dispuestas a lo largo de las diagonales de la subestructura. El dispositivo de separación forma, por tanto, una "cruz de sombra" que en el corte horizontal corresponde aproximadamente a una cruz de San Andrés. Se forman cuatro compartimientos triangulares, en los que se encuentra respectivamente un fotodiodo a una distancia adecuada de las paredes de la cruz de sombra. Los fotodiodos están fijados sobre la subestructura, reuniéndose las líneas eléctricas correspondientes dentro de la subestructura y guiándose mediante un cable eléctrico hacia fuera de la subestructura. El cable está unido con una unidad adecuada de control/evaluación/indicación.

El sensor está previsto aquí convenientemente en el propio módulo solar dispuesto de forma giratoria y pivotante, es decir, se mueve de manera conjunta en cada caso hacia la posición óptima del módulo solar relativamente respecto al sol. Por tanto, la posición del sensor corresponde siempre exactamente a la posición del módulo solar.

En general hay que tener en cuenta que si todos los dispositivos receptores de la luz se iluminan con la misma luminosidad (con la radiación solar, la luz difusa, durante la noche), la unidad respectiva de control no genera instrucciones para orientar el módulo solar. Las instrucciones de control de este tipo se generan cuando se producen diferencias de luminosidad entre los distintos compartimientos (dispositivos receptores de la luz). Si se produce una diferencia de este tipo, los dos accionamientos, es decir, el accionamiento giratorio y el accionamiento pivotante, se activan preferentemente (en marcha en zigzag) para lograr una posición vertical del sol. Una unidad de control de este tipo está provista preferentemente de un dispositivo para suprimir las oscilaciones con el fin de evitar un movimiento permanente de vaivén de los accionamientos.

La invención se explica detalladamente a continuación por medio de un ejemplo de realización en unión con el dibujo. Muestran:

Figura 1 un corte vertical a través de un dispositivo automático de orientación según la posición del sol para módulos solares,

Figura 2 una vista en planta desde arriba de la carcasa del dispositivo de la figura 1 con subestructura separada,

Figura 3 una vista en planta desde arriba del dispositivo de las figuras 1 y 2,

Figura 4 una vista detallada de un elemento del accionamiento pivotante,

Figura 5 una vista lateral esquemática de un sensor óptico para detectar la posición del sol,

Figura 6 una vista en planta desde arriba del sensor de la figura 5 y

Figura 7 un esquema de bloques de un dispositivo de orientación según la posición del sol, en el que se usa el sensor de las figuras 5 y 6.

El dispositivo automático de orientación según la posición del sol para módulos solares, representado en la figura 1, tiene una subestructura compuesta de una placa base 1, una carcasa 2 y un plato 3 dispuesto sobre la carcasa. Sobre la subestructura está apoyado de forma giratoria un plato giratorio 4 que soporta un bastidor pivotante 31, en el que están fijados dos paneles solares 13. Estos paneles solares 13 transforman la luz solar en corriente eléctrica que puede servir, por ejemplo, para el abastecimiento de un vehículo, sobre cuyo techo está dispuesto el dispositivo.

Para la colocación del dispositivo se pega o atornilla la placa base 1 en el techo del vehículo. En función de las señales generadas por un sensor óptico 14 dispuesto en el panel solar 13, situado arriba en la figura, se activa un accionamiento giratorio para girar el plato giratorio 4 y un accionamiento pivotante para pivotar hacia arriba y hacia abajo el bastidor pivotante 31 con el fin de ajustar un estado óptimo de los paneles solares 13 respecto al sol (incidencia vertical de los rayos solares sobre el plano del panel).

En la carcasa 2, dispuesta sobre la placa base 1, se encuentra el accionamiento giratorio para girar el plato giratorio 4. El accionamiento giratorio comprende un motor eléctrico 16, un engranaje reductor 15 y un tornillo sin fin 9 de accionamiento que están dispuestos a lo largo de un eje. El tornillo sin fin 9 engrana en una rueda dentada 8 de accionamiento, unida fijamente con un buje hueco 7. El buje hueco se extiende hacia arriba a través del plato 3 instalado fijamente y está unido fijamente con el plato giratorio 4. Un giro de la rueda dentada 8 de accionamiento, producido por el tornillo sin fin 9 de accionamiento, provoca, por tanto, un giro del plato giratorio 4. El plato giratorio 4 está apoyado mediante bolas 5 sobre el plato fijo 3, estando colocadas las bolas en una ranura anular 6 que se extiende a la mitad por ambos platos 3, 4.

El giro de la rueda dentada 8 de accionamiento se limita mediante interruptores 18 de fin de carrera, con los que entra en contacto una palanca 17, guiada mediante un pasador en una ranura del tornillo sin fin, que se encuentra en el lado inferior de la rueda dentada 8 de accionamiento. Por tanto, la rueda dentada 8 de accionamiento puede ejecutar un giro de 370º de tope a tope.

En la carcasa 2 está dispuesta también una caja 10 que aloja una unidad 10 de control que activa el accionamiento giratorio y el accionamiento pivotante y a la que los interruptores de fin de carrera del accionamiento giratorio y del accionamiento pivotante, así como el sensor óptico envían señales correspondientes. Además, la unidad 10 de control está unida con un panel de operación con pantalla. Las líneas eléctricas correspondientes para esto no están representadas.

El accionamiento pivotante para pivotar hacia fuera y hacia dentro el bastidor pivotante 31 está representado en la figura 1 con el número 30 sólo de forma esquemática. Una descripción más exacta del accionamiento pivotante se realiza en unión con las figuras 3 y 4.

Cuando el sensor óptico 14 envía una señal a la unidad 10 de control, que hace necesaria una orientación del dispositivo mediante un movimiento giratorio del plato giratorio 4, la unidad 10 de control activa el motor 16. El árbol de accionamiento del motor comienza entonces a girar. Mediante el engranaje 15 se realiza una reducción correspondiente, de modo que el tornillo sin fin 9 de accionamiento presenta esencialmente un número más pequeño de revoluciones. El tornillo sin fin 9 de accionamiento acciona la rueda dentada 8 de accionamiento en la dirección seleccionada. Su giro provoca un giro del plato giratorio 4 en la medida fijada mediante la activación de la unidad de control o los interruptores 18 de fin de carrera. El plato giratorio 4 gira de forma alternativa hasta que asume la posición de giro óptima para la posición del sol.

La figura 3 muestra una vista en planta desde arriba del plato giratorio 4, sobre el que está fijado el bastidor pivotante 31. Los dos paneles solares 13, fijados en el bastidor giratorio 31, están representados sólo con líneas discontinuas.

El bastidor giratorio tiene dos barras pivotantes exteriores 13 que en cada caso están unidas de forma articulada con una barra 11 unida fijamente con el plato giratorio 4, según se muestra con el número 32. Además, el bastidor giratorio tiene una tercera barra pivotante 20, dispuesta aproximadamente en el centro, que está unida con el accionamiento pivotante y, por tanto, se pivota. Su movimiento pivotante se transmite a través de los paneles solares 13 a las dos barras pivotantes exteriores 13. La barra pivotante central 20 está unida de forma articulada con dos barras 19 unidas fijamente con el plato giratorio 4.

Por tanto, están previstas en total siete barras, o sea, tres barras pivotantes y cuatro barras instaladas fijamente. Los dos paneles solares 13 están fijados en las tres barras pivotantes 13 y 20.

La barra pivotante central 20 está unida además con una rueda dentada 25 de sector que corresponde aproximadamente a la tercera parte de un círculo. Esta rueda dentada 25 de sector y también los demás elementos del accionamiento pivotante no sobresalen por encima de los lados superiores de las barras pivotantes, por lo que los paneles solares solapan el accionamiento pivotante y se extienden a todo lo largo de las barras pivotantes. De este modo no sobresale hacia arriba ningún elemento por encima de la barra en estado plegado del bastidor pivotante y se pueden colocar paneles solares con la mayor superficie posible.

Según muestra la vista detallada de la figura 4, la rueda dentada 25 de sector engrana en el dentado de un árbol receptor 26 del engranaje del accionamiento pivotante. Al girar el árbol 26 se pivota hacia arriba y hacia abajo la barra 20, con lo que se llevan los paneles solares a la posición óptima relativamente respecto al sol. El árbol receptor 26 del engranaje se extiende a partir de un engranaje reductor 22, unido mediante otro engranaje reductor 23 con un motor 24 de accionamiento (motor eléctrico). El motor 24, los dos engranajes reductores 23 y 22 y el árbol receptor 26 del engranaje están dispuestos a lo largo de un eje. Todo el accionamiento está sujetado mediante brida en la barra fija 19, según se muestra con el número 21. El árbol receptor del engranaje está apoyado mediante un bloque adecuado de cojinete (no mostrado) en ambas barras fijas 19.

Si la unidad 10 de control activa el motor 24 del accionamiento pivotante, su árbol de accionamiento comienza a rotar. Mediante los dos engranajes reductores 23 y 22 se logra una reducción de aproximadamente 1:180 que da como resultado un movimiento giratorio reducido del árbol receptor dentado 26 del engranaje. Éste engrana en la rueda dentada 25 de sector y pivota de este modo la barra pivotante 20 y, por tanto, los paneles solares 13 hacia la posición pivotada deseada. El movimiento pivotante de retorno se realiza a la inversa. Aquí también están previstos interruptores adecuados de fin de carrera que limitan el movimiento pivotante del bastidor pivotante.

Según la invención, se describe así un dispositivo automático de orientación según la posición del sol para módulos solares que debido a su accionamiento mecánico está exento en gran medida de mantenimiento y tiene una construcción muy compacta. Por tanto, se pueden disponer paneles solares de gran superficie y el dispositivo produce sólo pequeñas fuerzas eólicas. Se obtiene una altura constructiva baja. El dispositivo tiene una configuración especialmente robusta.

El sensor óptico, representado en las figuras 5 y 6, tiene una subestructura 100 que está representada aquí de forma esquemática como base correspondiente. Esta subestructura tiene una configuración hueca para alojar cableados correspondientes. En su lado inferior presenta una salida de cable. En esta forma de realización, la subestructura tiene una configuración aproximadamente cuadrada en el corte horizontal.

Sobre la subestructura 100 está dispuesto un dispositivo 200 de separación que tiene en el corte horizontal la forma de una cruz de San Andrés. El dispositivo 200 de separación forma cuatro compartimientos 160 triangulares en el corte horizontal que están abiertos hacia arriba y hacia el lateral. Por tanto, en estos compartimientos puede entrar la luz solar por arriba y por el lateral. Los otros dos lados del triángulo que corresponden a las diagonales de la subestructura, están ocupados por las paredes 600 del dispositivo 200 de separación y protegen así el compartimiento respectivo contra la luz solar.

En cada compartimiento se encuentra un dispositivo receptor 300 de la luz en forma de un fotodiodo a una distancia adecuada del dispositivo 200 de separación. Al irradiarse con la luz solar, el fotodiodo 300 genera señales eléctricas que se envían a una unidad adecuada de control mediante conductores eléctricos 400 que están agrupados en un cable eléctrico 500.

El dispositivo 200 de separación tiene una altura adecuada para posibilitar, en caso de una posición oblicua del sol relativamente respecto al eje vertical del sensor, una proyección de la sombra del dispositivo 200 de separación en uno o varios compartimientos y, por tanto, en los dispositivos receptores 300 de la luz dispuestos aquí. La altura exacta se puede calcular de forma empírica.

La figura 7 muestra el sensor de las figuras 5 y 6 como elemento de un dispositivo de orientación según la posición del sol. El sensor está indicado aquí con el número 800 y se encuentra en el módulo solar dispuesto de forma giratoria y pivotante. Las señales correspondientes del sensor 800 se envían a una unidad 700 de control (unidad central, CPU) que recibe, asimismo, las señales de los interruptores 900, 1000 del accionamiento giratorio y del accionamiento pivotante, evalúa las señales recibidas y emite señales correspondientes de instrucciones de control al accionamiento giratorio 110, así como al accionamiento pivotante 120. Además, la unidad 700 de control envía señales a una unidad 130 de indicación/operación. Esta unidad presenta una pantalla 140 y un dispositivo 150 de conexión/desconexión.

El dispositivo completo funciona de la siguiente forma:

El usuario conecta el dispositivo con el interruptor 150. El sensor 800 detecta la posición del sol y envía señales correspondientes a la unidad 700 de control. Estas señales se indican en la pantalla 140. Así se generan además, en caso necesario, señales correspondientes de instrucción que se envían al accionamiento giratorio 110 y/o al accionamiento pivotante 120 que provocan una orientación del módulo solar. Los interruptores 900, 1000 de fin de carrera previstos finalizan los movimientos correspondientes del módulo solar.

Claims (14)

1. Dispositivo automático de orientación según la posición del sol para módulos solares con una subestructura (1, 2, 3) para fijar el dispositivo en un elemento estacionario o móvil, especialmente un vehículo, un elemento giratorio apoyado de forma giratoria sobre la subestructura (1, 2, 3) y accionado mediante un accionamiento giratorio, un bastidor pivotante (31) que está apoyado de forma pivotante en el elemento giratorio, está accionado mediante un accionamiento pivotante (30) que presenta un motor (24), y en el que está apoyado al menos un módulo solar (13), así como un sensor óptico (14) que en función de la posición del sol genera señales y las envía a una unidad (10) de control que activa el accionamiento giratorio y/o pivotante (30), presentando el bastidor pivotante (31) al menos un elemento (19) unido fijamente con el elemento giratorio y al menos un elemento pivotante (20) que está apoyado aquí de forma pivotante y que soporta el módulo solar (13), caracterizado porque el elemento giratorio está configurado como plato giratorio (4), el bastidor pivotante (31) está dispuesto sobre el plato giratorio (4), el bastidor pivotante (31) presenta al menos dos elementos, unidos fijamente con el plato giratorio (4) y en forma de barras o placas, entre los que está apoyado al menos un elemento pivotante (20) que puede pivotar hacia arriba, y el accionamiento pivotante (30) está apoyado en el extremo de uno de los elementos (19), unidos fijamente con el plato giratorio (4), en sentido transversal a su eje y el elemento (19) no sobresale hacia arriba y presenta entre los dos elementos (19) un engranaje reductor (22, 23) y un árbol receptor (26) del engranaje provisto de un dentado, en el que engrana una rueda dentada (25) de sector unida con el elemento pivotante (20) del bastidor pivotante (31).

2. Dispositivo de orientación según la posición del sol según la reivindicación 1, caracterizado porque la rueda dentada (25) de sector describe un arco de aproximadamente 120º.

3. Dispositivo de orientación según la posición del sol según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque presenta en total cuatro elementos (11, 19) unidos fijamente con el plato giratorio (4), estando unidos los dos elementos exteriores (11) respectivamente de forma pivotante con un elemento pivotante (13) y los dos elementos interiores (19) con el elemento pivotante (20) que presenta la rueda dentada (25) de sector.

4. Dispositivo de orientación según la posición del sol según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los elementos (11, 19) unidos fijamente y los elementos pivotantes (13, 20) son barras.

5. Dispositivo de orientación según la posición del sol según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el plato giratorio (4) está apoyado de forma giratoria sobre la subestructura (1, 2, 3) mediante bolas (6) dispuestas en una ranura anular
(5).

6. Dispositivo de orientación según la posición del sol según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la subestructura (1, 2, 3) se compone de una placa base (1), una carcasa (2), dispuesta sobre ésta, y un plato fijo (3), dispuesto sobre ésta, para apoyar el plato giratorio (4).

7. Dispositivo de orientación según la posición del sol según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el accionamiento giratorio presenta un motor (16), un engranaje reductor (15) y un tornillo sin fin (9) de accionamiento que engrana en una rueda dentada (8) de accionamiento del plato giratorio (4).

8. Dispositivo de orientación según la posición del sol según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el accionamiento giratorio y la unidad (10) de control están dispuestos en la carcasa (2) de la subestructura.

9. Dispositivo de orientación según la posición del sol según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el sensor óptico (14) presenta una subestructura (100), un dispositivo (200) de separación que está dispuesto sobre la subestructura (100) y que subdivide el espacio sobre la subestructura (100) en varios compartimientos (160) abiertos por arriba y por el lateral, al menos un dispositivo receptor (300) de la luz en cada compartimiento (160), que transforma la luz en corriente eléctrica y líneas eléctricas (400, 500) que están conectadas al dispositivo receptor (300) de la luz y que conducen a una unidad (700) de control/evaluación/indicación.

10. Dispositivo de orientación según la posición del sol según la reivindicación 9, caracterizado porque el dispositivo (200) de separación subdivide el espacio sobre la subestructura (100) en cuatro compartimientos (160).

11. Dispositivo de orientación según la posición del sol según la reivindicación 9 ó 12, caracterizado porque en cada compartimiento (160) está dispuesto un dispositivo receptor (300) de la luz.

12. Dispositivo de orientación según la posición del sol según una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque el dispositivo receptor (300) de la luz es un fotodiodo.

13. Dispositivo de orientación según la posición del sol según una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque posee una subestructura (100) aproximadamente cuadrada en el corte horizontal y un dispositivo (200) de separación con paredes dispuestas a lo largo de las diagonales de la subestructura (200).

14. Dispositivo de orientación según la posición del sol según una de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado porque está previsto en un panel solar (13) dispuesto de forma giratoria y pivotante.