ES2298068A1 - Seguidos solar y procedimiento de pre-ensamblaje, transporte y ensamblaje final del mismo. - Google Patents

Seguidos solar y procedimiento de pre-ensamblaje, transporte y ensamblaje final del mismo. Download PDF

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Abstract

El seguidor solar comprende una columna de sustentación (2) materializada en hormigón armado, hueca para alojar en su interior los diferentes aparatos, dispositivos y componentes electrónicos para el correcto funcionamiento del seguidor. Sobre tal columna de sustentación (2) va montada una estructura metálica móvil con un eje de seguimiento azimutal (9) y un eje de seguimiento cenital (10), estando la estructura metálica formada por un robusto tubo metálico y horizontal (5) sobre el que van solidarizadas vigas transversales (7) a las que se fijan, mediante piezas en ¿U¿ invertida (11), una pluralidad de barras horizontales (8) de soporte de los paneles solares (14), fijándose éstos entre sí y a las barras (8) mediante adhesivo de alto rendimiento utilizando un premontaje a base de módulos (1). En base a la constitución del seguidor solar, se consigue reducir el peso y una mejor adaptación de cada elemento a su función, permitiendo además un fácil y rápido montaje, independientemente de quela columna de hormigón (2) ofrece mejores condiciones técnicas para los correspondientes equipos y componentes electrónicos que las proporcionadas por las clásicas columnas de sustentación metálicas.

Description

Seguidor solar y procedimiento de pre-ensamblaje, transporte y ensamblaje final del mismo.
Objeto de la invención
La presente invención se refiere a un seguidor solar, cuya evidente finalidad es la de seguir la trayectoria del sol y orientarse adecuadamente respecto de éste para captar de la forma mas óptima los propios rayos solares.
El objeto del seguidor solar, del que forman parte una pluralidad de paneles solares preferentemente fotovoltaicos, es conseguir el movimiento necesario para la correspondiente estructura soporte de los paneles solares, con el fin de que éstos sigan el movimiento del sol y reciban en todo momento de forma perpendicular los rayos solares, viéndose aumentada considerablemente la captación de radiación solar y consiguiendo una mayor eficiencia de los correspondientes paneles solares fotovoltaicos.
Es igualmente objeto de la invención conseguir una mayor simplificación del conjunto del seguidor, así como reducir su peso frente a los seguidores convencionales y conseguir una óptima adaptación de cada elemento a su función.. La invención se refiere igualmente al procedimiento de pre-ensamblaje, transporte y ensamblaje final del mismo.
La invención encuentra su aplicación en el sector industrial dedicado a la fabricación e instalación de paneles solares y estructuras destinadas al aprovechamiento de la energía solar, y de forma concreta en el campo de los seguidores solares.
Antecedentes de la invención
Los seguidores solares están básicamente constituidos por estructuras móviles sobre las que se montan paneles solares, estructuras que se orientan en todo momento para obtener la posición angular adecuada en la que los rayos solares inciden perpendicularmente sobre la superficie de los paneles.
Es conocido el hecho de que los seguidores solares pueden estructurarse con uno o dos ejes, uno para giro azimutal y otro para giro cenital, en cuyo segundo caso lo que se consigue es dar mayor o menor inclinación a los paneles.
Por otro lado, los seguidores solares actuales están estructurados de tal manera que agrupan varios paneles en una única estructura, con el fin de conseguir el mejor aprovechamiento del espacio disponible.
Ahora bien, la evolución en éste campo se orienta hacia seguidores grandes y robustos, concebidos para permitir una duración de vida útil de un elevado número de años, pudiéndose alcanzar hasta veinticinco años durante los cuales el funcionamiento y rendimiento resulten satisfactorios, con el consiguiente ahorro económico de la inversión.
En tal sentido, puede citarse el seguidor solar descrito en la patente de invención española P 200402167, donde se describe una estructura en la que los paneles solares fotovoltaicos van montados en filas separadas a diferente nivel y dos vertientes, al objeto de conseguir una mejor ventilación de los paneles, además de verse favorecidas las consecuencias de dilatación del marco de ubicación de los paneles. En dicha patente de invención los paneles solares se sujetan a un soporte mediante horquillas y pinzas, soporte que va amarrado al correspondiente bastidor de la estructura general del seguidor, presentando dicho bastidor una configuración en "H" sustentado sobre apoyos oscilantes pertenecientes a un castillete establecido en la parte superior de la columna general de sustentación de todo el conjunto. En este seguidor solar, la inclinación de la estructura se consigue mediante un tensor.
En esa patente de invención comentada el proceso de fabricación del seguidor solar resulta complejo como consecuencia de tener que utilizar piezas especiales que se deben hacer a medida para el diseño propuesto en cada caso, no siendo válidas las piezas estandarizadas. También puede citarse como inconveniente el elevado peso de la estructura, lo que supone una gran desventaja a la hora de tener que llevar a cabo transportes, montajes, manipulaciones, etc.
Otros problemas e inconvenientes que presenta el seguidor solar correspondiente a dicha patente P 200402167, así como los seguidores que actualmente se montan, reside en que todo el conjunto, incluida la columna de sustentación, son metálicos, requiriendo numerosos y complejos medios de fijación entre sí de las distintas partes que intervienen en la constitución del propio conjunto. Además, debido a la naturaleza metálica de todas las partes, incluidos los medios de fijación, esto supone un deterioro y acortamiento de su vida útil, lo que requiere un mantenimiento constante para intentar alargar la duración, lo cual deriva como es lógico en unos costos notables.
Igualmente pueden citarse como inconveniente en los seguidores solares conocidos, el hecho de que los paneles solares deben ser llevados a obra de forma totalmente desmontada, es decir de forma individual y realizar el montaje uno a uno y mediante tornillos, lo que hace que el proceso de instalación sea largo y costoso, independientemente de lo laborioso que resulta la carga, descarga, manipulación, etc a la hora de llevar a cabo el transporte de los distintos
componentes.
Descripción de la invención
El seguidor solar que se preconiza, ha sido concebido para resolver la problemática anteriormente expuesta, consiguiéndose un mayor aprovechamiento de los paneles solares y a la vez un aumento de la fiabilidad y eficiencia, viéndose reducido el coste final del conjunto. Además, se consiguen prestaciones y ventajas adicionales que se irán exponiendo a lo largo de la presente descripción.
Mas concretamente, la primera característica de novedad del seguidor solar de la invención consiste en que la correspondiente columna de sustentación está materializada en hormigón armado, en base a la cual se consigue un apoyo mas rígido, versátil y económico, para la estructura móvil dispuesta superiormente para el montaje de los paneles solares. Dicha columna de hormigón es hueca y presenta una configuración preferentemente tronco- cónica o tronco-piramidal, ofreciendo respecto a las metálicas convencionales mejores condiciones técnicas para los mecanismos, aparatos y componentes electrónicos alojados en su interior.
Cabe decir igualmente que la materialización en hormigón armado de la columna de sustentación, supone una mayor y mejor protección de los mecanismos y aparatos eléctricos que se ubican en el interior de dicha columna, con unas condiciones ambientales interiores mucho mas favorables que cuando la columna es metálica como resulta convencionalmente, mejorando así su rendimiento y alargando su vida útil. Esto implica por otra parte, que los dispositivos o sistemas que se coloquen en su interior podrán ser de menor costo ya que existirá una menor exigencia respecto a su robustez, rango de temperaturas de funcionamiento, protección frente a las inclemencias del tiempo y otras consideraciones de este tipo.
Resulta igualmente novedosa la nueva concepción de la estructura móvil y soporte de los paneles solares, la cual se constituye a partir de un gran tubo metálico, soldado helicoidalmente, y montado horizontalmente sobre la parte superior de la columna de hormigón, en cuyo montaje interviene un eje para giro de seguimiento azimutal, cuyo giro y por lo tanto el seguimiento se consigue mediante una corona dentada sobre la que se puede actuar mediante un tornillo sinfín o mediante un piñón de ataque, permitiendo conseguir en cualquier caso un óptimo seguimiento de la estructura móvil en el eje azimutal. Asimismo, en el montaje de tal tubo sobre la columna interviene un eje de giro cenital para proporcionar una inclinación a la estructura móvil, pudiendo ser igualmente actuado de la misma manera que el eje de seguimiento azimutal, pero admitiendo la posibilidad de ser actuado mediante un actuador eléctrico o hidráulico que garantice los movimientos requeridos.
Sobre dicho tubo horizontal van solidariamente fijados, con la interposición de respectivos y adecuados soportes, una pluralidad de vigas transversales a base de perfiles de acero laminado o chapa conformada, las cuales quedan dispuestas de formas aproximadamente vertical, y sobre cuyas vigas se fijan a una serie de barras como elemento de soporte de los paneles solares, quedando estos fijados transversalmente a tales barras mediante pegado con un adhesivo de alto rendimiento, lo que deriva en una mayor rapidez de montaje de los paneles, a la vez de que sirve como mecanismo antirrobo de los propios paneles al no haber elementos mecánicos que se puedan desmontar. Además, dicha fijación mediante pegado es resistente a las condiciones climatológicas a las que va a estar expuesto y sometido el seguidor.
Por su parte, la fijación de dichas barras soporte de los paneles a las vigas, se realiza mediante unas piezas en "U" invertidas, las cuales se abrazan a las barras y se fijan mediante tomillos a las vigas, a través de unas alas en que se prolongan perpendicularmente los extremos de las ramas laterales de las propias piezas en "U", permitiendo el deslizamiento en ambos sentidos de las barras.
En una variante de realización, se ha previsto que las barras se interrumpan en la zona de intersección con las vigas, en cuya interrupción se incluye un tramo tubular a modo de casquillo en el que se enchufan los extremos de la barra que concurren en dicha zona, fijándose mediante la pieza en "U", pero en este caso con el complemento de unos tomillos pasantes por la rampa intermedia de la pieza en "U" que roscan en el aludido tramo tubular o casquillo y en los propios extremos de barra enchufados en tal tramo tubular o casquillo. En este caso, las barras quedan imposibilitadas de deslizamiento y fijadas a las vigas a través de las alas extremas correspondientes a las ramas laterales de las piezas en "U".
Estos dos sistemas de unión y fijación de las barras a las vigas, resultan sencillos, rápidos de ejecución y con una óptima rigidización, además de que las uniones entre barras y vigas se concentran en un sólo punto sobre estas últimas, lo que reduce el número de costuras, facilitando el acceso a estas uniones.
Todos los elementos metálicos irán protegidos mediante galvanización, pintados o sistemas dúplex que aumentan el rendimiento de la protección.
Asimismo, siendo también objeto de esta invención, cabe destacar el hecho de que el conjunto del diseño del seguidor se realiza de manera que se vea facilitado y mejorado el proceso constructivo, desde la fase en taller hasta el montaje en obra, así como su transporte fácil y sin necesidades especiales.
Este procedimiento constructivo está basado en el montaje de los paneles solares en la planta de fabricación de forma agrupada en módulos. La unión entre paneles solares y entre los paneles solares y las barras horizontales metálicas se realiza por pegado con un adhesivo de alto rendimiento, lo que nos permite que estos dos elementos, paneles solares y barras horizontales, constituyan otro de mayor dimensión y más fácil transporte. Estos módulos constituidos por la agrupación de paneles solares tienen un número variable de estos últimos, el cual depende de las dimensiones totales de la superficie sobre la que se van a colocar los paneles solares.
Otra ventaja es la disminución del peso del conjunto de seguidor, en virtud del diseño optimizado que proporciona la robustez necesaria pero utilizando menos cantidad de material que las estructuras actuales.
En base a todas las características comentadas, y de las ventajas ya referidas, cabe además destacar el hecho de que el seguidor solar objeto de la invención permite utilizar piezas estándar de fácil obtención en el mercado para llevar a cabo el montaje y unión entre sí de los distintos componentes, lo que deriva en una reducción de costos, en una mayor rapidez de montaje, a lo que hay que unir la reducción notable de peso de la propia estructura frente a los sistemas tradicionales.
En definitiva, mediante las nuevas características estructurales del seguidor descrito, el premontaje que se consigue supone una gran ventaja respecto a los sistemas convencionales, a la vez que se ve favorecido el transporte, como se ha dicho anteriormente, sin olvidarse de la sencillez y rapidez de la instalación.
Descripción de los dibujos
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Muestra una representación según una perspectiva general y frontal del seguidor solar de la invención montado sobre la correspondiente columna de hormigón armado.
La figura 2.- Muestra una vista en perspectiva general posterior del mismo seguidor solar representado en la figura anterior.
La figura 3.- Muestra una representación correspondiente a una perspectiva en explosión de la forma de fijación de las barras soporte de los paneles solares a las correspondientes vigas.
La figura 4.- Muestra una perspectiva del mismo conjunto de la figura anterior, pero en este caso con las barras interrumpidas en las zonas de intersección con las vigas, y en esa zona de intersección el correspondiente casquillo o porción tubular en el que se enchufan los extremos de dicha barra interrumpida.
La figura 5.- Muestra un ejemplo de agrupación entre módulos de los paneles solares. En este ejemplo, se observan 9 módulos independientes que se pre-ensamblan en la planta de fabricación. Cada uno de estos módulos está compuesto por un conjunto de 16 o 20 paneles solares.
Realización preferente de la invención
En base a las figuras referidas, el seguidor solar de la invención comprende, como es convencional, una pluralidad de paneles solares (14) que están pre-montados en la planta de fabricación en módulos (1) y que estas a su vez están montadas sobre una estructura móvil con posibilidad de movimiento de giro en el eje azimutal (9), para seguimiento azimutal, y con posibilidad de movimiento de giro en el eje (10), proporcionando una inclinación de seguimiento cenital.
Esa estructura móvil, según la invención, va montada sobre una columna hueca de hormigón armado (2), en cuyo interior se ubicarán todos los aparatos, equipos y componentes electrónicos para el correcto funcionamiento del conjunto del seguidor, contando con una puerta (3) de acceso a dicho interior. La referida columna (2) es de configuración tronco- cónica o tronco-piramidal y se construye según la zapata apropiada y previamente realizada en el suelo.
En la parte superior de dicha columna (2) va montado un soporte (4) sobre el que se monta, con carácter giratorio en el eje azimutal, la propia estructura móvil y metálica, constituida ésta a partir de un robusto y resistente tubo metálico y horizontal (5), preferentemente cilíndrico, transversalmente al cual y en disposición vertical van fijadas, a través de respectivos soportes (6), unas vigas (7) formadas por perfiles de acero laminado o chapa conformada, sobre cuyas vigas (7) van posicionadas una pluralidad de barras (8) transversales a las mismas, constituyendo tales barras (8) el medio de soporte los módulos (1) que están a su vez formados por agrupaciones de paneles solares (14), quedando éstos fijados por pegado mediante un apropiado adhesivo de alto rendimiento, sin necesidad de elementos ni piezas mecánicas de ningún tipo, tales como tornillos, soldaduras, etc.
Además de las peculiaridades y ventajas ya comentadas del seguidor solar de la invención, su diseño está realizado para facilitar y mejorar el proceso constructivo desde su fase en taller hasta el montaje en obra, así como un transporte fácil y sin necesidades especiales gracias a su diseño en base a los citados módulos (1) que contienen agrupaciones de paneles solares (14).
Tanto los módulos (1) como el tubo metálico y horizontal (2), vigas (7) y barras (8), se trasladan a obra en un proceso de transporte sencillo y fácil, fijándose entre sí en obra; con la particularidad de que la unión entre barras (8) y vigas (7) se realiza mediante piezas en "U" invertidas (11) que abrazando las barras (8) se fijan a las vigas (7) mediante tornillos (12), permitiendo el deslizamiento en ambos sentidos de dichas barras (8), fijación de las piezas en "U" (11) a las vigas (7) que se realiza a través de alas (11') en que se prolongan los extremos de las ramas laterales de tales piezas en "U" (11).
En una variante de realización mostrada en la figura 4, las barras (8) se interrumpen en las zonas de unión o intersección con las vigas (7), determinando dos extremos enfrentados que se enchufan a uno y otro lado de una porción tubular o casquillo (13) sobre el que precisamente se sitúa la pieza en "U" (11), de manera que además de los tornillos (12) de fijación de tales piezas (11) a las vigas (7), un segundo juego de tornillos (12') fijan entre si los extremos de la barra (8) al casquillo (13), previo paso de tales tornillos (12') a través de la rama superior e intermedia de la propia pieza en "U" (11), ya que la fijación de éstas a las vigas (7) se realiza a través de las ya comentadas alas (11') previstas como prolongaciones de los extremos correspondientes a las ramas laterales de las repetidas piezas en "U" (11).
Finalmente, decir que el seguimiento en el eje azimutal (9) se consigue mediante una corona dentada sobre la que se puede actuar de dos formas diferentes. Una mediante un tornillo sinfín, y otra mediante un piñón de ataque; mientras que el seguimiento en el eje cenital (10), además de admitir las dos posibilidades que se acaban de referir, también se puede realizar mediante un actuador eléctrico o hidráulico que garantiza los movimientos requeridos.

Claims (12)

1. Seguidor solar, que constituyéndose mediante una estructura metálica móvil sobre la que van montados una pluralidad de paneles solares (14) sobre cuya superficie inciden los rayos solares, como consecuencia de la orientación que adquiere la propia estructura móvil de soporte, en base a que en su montaje sobre una columna de sustentación (2) intervienen un eje de seguimiento azimutal (9) y un eje de giro cenital (10), proporcionando este último una u otra inclinación a la estructura y con ello a los paneles solares (14), se caracteriza porque la columna de sustentación (2) está constituida a partir de hormigón armado, mientras que la estructura móvil, montada sobre la parte superior de dicha columna de sustentación (2), comprende un robusto tubo metálico y horizontal (5), soldado helicoidalmente, sobre el que van rígidamente solidarizadas una pluralidad de vigas transversales (7), a las que a su vez se fijan transversalmente una serie de barras (8) como elementos de soporte para los correspondientes paneles solares (14).
2. Seguidor solar, según reivindicación 1ª, caracterizado porque la columna de sustentación (2) es hueca para albergar y proteger los diferentes equipos eléctricos y/o componentes electrónicos, necesarios para conseguir los adecuados movimientos del propio seguidor solar.
3. Seguidor solar, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la columna de sustentación (2) es preferentemente de configuración tronco-cónica o tronco-piramidal, y cuenta con la correspondiente puerta (3) de acceso a su interior.
4. Seguidor solar, según reivindicación 1ª, caracterizado porque los diferentes elementos que forman la estructura metálica móvil y los respectivos medios de unión y fijación entre ellos, incorporan una protección galvanizada, pintada o sistemas dúplex.
5. Seguidor solar, según reivindicaciones 1ª y 4ª, caracterizado porque las vigas (7) solidarizadas rígidamente al tubo horizontal (5) están preferentemente constituidas mediante perfiles de acero laminado o chapa conformada.
6. Seguidor solar, según reivindicación 1ª, caracterizado porque los paneles solares (1) van fijados entre sí y a las barras de soporte (8) por pegado, mediante un adhesivo de alto rendimiento.
7. Seguidor solar, según reivindicación 1ª, caracterizado porque la unión entre las barras (8) y las vigas (7) está realizada mediante piezas en "U" invertidas (11) que abrazan a las barras (8) y se fijan mediante tornillos (12) a las vigas (7), siendo tales tornillos (12) pasantes a través de alas (11') en que se prolongan los extremos de las ramas laterales de las propias piezas en "U" (11), roscando tales tornillos (12) sobre las propias vigas (7), permitiendo el deslizamiento de dichas barras (8) respecto de las vigas (7).
8. Seguidor solar, según reivindicaciones 1ª y 7ª, caracterizado porque las barras (8) que forman parte de los módulos (1) que agrupan los paneles solares (14) se interrumpen en los puntos de unión con las vigas (7), en cuyas interrupciones se han previsto sendos tramos o porciones tubulares a modo de casquillos (13) sobre los que se enchufan los extremos originados por la interrupción de cada barra (8), efectuándose la unión mediante las piezas en "U" (11) que abrazan esos extremos tubulares o casquillos (13), quedando los extremos de las interrupciones de las barras (8) fijados a los propios casquillos (13) mediante tornillos (12') pasantes a través de la rama transversal de la respectiva pieza en "U" (11), fijándose a la las vigas (7) a través de los tornillos (12) pasantes por las alas (11') de las piezas en "U" (11).
9. Seguidor solar, según reivindicación 1ª, caracterizado porque el movimiento del eje de seguimiento azimutal (9) se efectúa mediante una corona dentada sobre la que es susceptible de actuar un tornillo sinfín o bien un piñón de ataque.
10. Seguidor solar, según reivindicación 1ª, caracterizado porque el movimiento del eje de seguimiento cenital (10) se efectúa mediante una corona dentada sobre la que es susceptible de actuar un tornillo sinfín o bien un piñón de ataque.
11. Seguidor solar, según reivindicación 10ª, caracterizado porque el movimiento del eje de seguimiento cenital (10) es susceptible de ser realizado mediante un actuador eléctrico o hidráulico.
12. Procedimiento de pre-ensamblaje, transporte y ensamblaje final del seguidor de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el proceso de pre-ensamblado se procede al pegado entre sí de los paneles solares (14) formando agrupaciones de los mismos, tras lo que se pegan los paneles solares (14) a las barras horizontales (8) para la formación de módulos (1), dándose por finalizada la fase de pre-ensamblado, tras lo que se procede al transporte de cada una de los elementos que componen el seguidor solar hasta el lugar de instalación, donde se realiza el ensamblado final del seguidor solar, concretamente de los módulos (1) sobre las vigas (7) y del resto de elementos que lo forman.
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