ES2313861B1 - Seguidor solar aplicable a torres eolicas. - Google Patents

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Abstract

Seguidor solar aplicable a torres eólicas que consiste en un sistema (2) formado por un anillo perimetral fijo (8), un anillo perimetral móvil (7), un marco (4) y una serie de tirantes (6) y brazos hidráulicos (5), que forma todo ello una estructura que va instalada alrededor de un poste eólico (3), llevando el marco (4) una placa solar (1), proporcionando los tirantes (6) la sujeción necesaria del marco (4) al anillo perimetral móvil (7), llevando el anillo perimetral móvil (7) unas ruedas (13) con uno o varios motores conectados directamente a cada una de ellas, estando dichas ruedas (13) apoyadas directamente sobre el carril (11) del anillo perimetral fijo (8) permitiendo el movimiento alrededor del poste eólico (3) y llevando también los brazos hidráulicos (5) que proporcionan al marco (4) movimiento cenital.

Description

Seguidor solar aplicable a torres eólicas.
Objeto de la invención
La presente invención se refiere a un seguidor solar aplicable a torres eólicas como proyecto de integración de energía eólica y solar.
Antecedentes de la invención
Son conocidas las energías renovables que emplean recursos naturales para la obtención de energía eléctrica. Las más utilizadas son la energía eólica, que es la energía obtenida del viento, y la energía solar, que aprovecha la luz del sol.
En la energía eólica el viento mueve una hélice situada en lo alto de un poste y mediante un sistema mecánico, el movimiento de la hélice hace girar el rotor de un alternador, que produce la energía eléctrica. Para que su instalación resulte rentable, los postes suelen agruparse en concentraciones denominadas parques eólicos.
En la energía solar fotovoltaica se obtiene energía eléctrica a través de paneles fotovoltaicos. Los paneles, módulos o colectores fotovoltaicos están formados por dispositivos semiconductores tipo diodo que, al recibir radiación solar, se excitan y generan una pequeña diferencia de potencial en sus extremos. En ocasiones, los paneles solares se montan en seguidores solares o sun trackers que son dispositivos mecánicos capaces de orientar los paneles solares de forma que éstos permanezcan cercanos a la perpendicular de los rayos solares, siguiendo al sol desde el este en la alborada hasta el oeste en la puesta.
En los parques eólicos, el flujo de viento no siempre es óptimo y generalmente y por diversos motivos, suele haber torres paradas, con lo cual el rendimiento del parque no siempre es el deseado. Para mejorar dicho rendimiento, se ha pensado en el uso de varias energías naturales, sobre todo en relacionar sistemas de energía eólica con sistemas de energía solar.
Actualmente existen parques eólicos junto a parques solares, pero que recogen su energía independientemente. Esto conlleva un gran impacto ambiental por la ocupación excesiva de terreno y por la necesidad de grandes infraestructuras, centros de transformación y líneas de evacuación. También existen seguidores solares en algunos parques eólicos pero que igualmente ocupan el doble de terreno, duplicando las obras civiles y con un gran impacto ambiental por no haber una integración física de ambos sistemas.
En ocasiones, también se han integrado células fotovoltaicas en los postes o incluso en las aspas de la torre eólica, con poca efectividad real, pues la superficie que recoge la luz solar es muy pequeña en estos casos.
Descripción de la invención
El invento que se presenta a continuación da respuesta a los problemas anteriormente mencionados y consiste en un sistema de aprovechamiento de la energía solar a través de la integración de un seguidor o sun tracker en un poste eólico. Se trata de un sistema fotovoltaico de obtención de energía que complementa la producida por una torre eólica, aprovechando además toda la infraestructura del poste. Lo que se consigue con esto es un menor impacto ambiental y un máximo rendimiento de todas las instalaciones necesarias para el funcionamiento. Al mismo tiempo se optimizan recursos, ya que se utilizan componentes del poste eólico, y todos los elementos de la instalación para evacuar la energía a la red son comunes. Por lo tanto, con la misma infraestructura y añadiendo el seguidor solar al poste eólico, se consigue una doble generación de energía en una sola instalación.
El sistema está formado principalmente por una base fija, una parte móvil y una estructura metálica.
La base fija consiste en dos anillos perimetrales fijos, que soportan el peso de todo el sistema. Dichos anillos se amarran a la torre por medio de unos tornillos y están embridados por una brida interior que hace las funciones de refuerzo. Estos anillos perimetrales fijos llevan unos cartabones que van soldados y permiten que el peso del sistema quede uniformemente repartido. Los anillos están divididos en tantas partes como sea necesario para su fácil montaje y se juntan de tal forma que puedan embridarse con tornillos. Estos anillos tienen soldado un carril guía en la parte superior.
Sobre la base fija del sistema o anillos perimetrales fijos, se apoyan dos anillos perimetrales móviles con ruedas giratorias, preferentemente metálicas, que se mueven mediante motores. Las ruedas se apoyan sobre el carril de los anillos perimetrales fijos.
La estructura metálica lleva un marco donde van instaladas las placas solares y está basado en celosías que permiten soportar el peso de las placas solares. El marco está unido a los anillos giratorios mediante tirantes y dos brazos hidráulicos. Los tirantes van atornillados a unos taladros que llevan los anillos perimetrales móviles y mediante bisagras al marco. Los brazos hidráulicos van sujetos tanto a los anillos perimetrales móviles como al marco mediante bisagras. Todo ello forma la estructura metálica, y permite que el marco tenga tanto movimiento rotacional como cenital. La estructura metálica se mueve alrededor del poste eólico mediante las ruedas pudiendo girar hasta 360º. El número de motores a utilizar para mover las ruedas dependerá del tamaño de la estructura metálica. El movimiento cenital se realiza gracias a los brazos hidráulicos, que proporcionan a la estructura un movimiento de 90º a un rango entre 10-30% de la estructura solar. Los dos movimientos intervienen en el seguimiento del punto más luminoso en el cielo para obtener la mayor cantidad de energía. En la práctica, el sistema no se mueve 360º sino que en un momento dado, cuando no hay sol, vuelve a un punto determinado para esperar el sol del día siguiente.
Las conexiones eléctricas, tanto de alimentación del motor, como del sistema de movimiento de los brazos hidráulicos, el sistema de control del seguidor y los elementos de volcado de electricidad obtenida, están instalados en el interior del poste.
Las características y ventajas de la invención se podrán ver más claramente a partir de la descripción detallada que sigue de una forma preferida de realización, dada únicamente a título de ejemplo ilustrativo y no limitativo, con referencia a las figuras que se acompañan.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 muestra la estructura y un poste eólico.
La figura 2 muestra los anillos fijos y móviles.
Descripción de una realización preferencial
La descripción detallada de una realización preferencial de la invención va a ser llevada a cabo en lo que sigue con la ayuda de los dibujos anexos, a través de los cuales se utilizan las mismas referencias numéricas para designar las partes iguales o semejantes, y tiene en cuenta la explicación expuesta del invento.
La figura 1A muestra la placa solar (1) completa, con un rebaje semicircular.
La figura 1B muestra un poste eólico (3) con el sistema (2) instalado. El rebaje semicircular en la placa solar (1) deja paso al poste eólico (3) con el fin de situar el sistema (2) lo más cerca posible del poste eólico (3).
La figura 1C es la representación del sistema (2), visto de perfil y desde arriba. Sobre el marco (4) va instalada la placa solar (1). Los anillos perimetrales fijo (8) y móvil (7), que se explicarán más adelante, van instalados alrededor del poste eólico (3). Los tirantes (6) proporcionan la sujeción necesaria del marco (4) al anillo perimetral móvil (7), que girará alrededor del poste eólico (3) apoyado sobre el anillo perimetral fijo (8), y los brazos hidráulicos (5) proporcionarán el movimiento de inclinación del marco (4). Los brazos hidráulicos (5) van sujetos al marco (4) y al anillo perimetral móvil (7) mediante unas bisagras y los tirantes (6) van sujetos al marco (4) mediante unas bisagras y al anillo perimetral móvil (7) mediante unos tornillos.
La figura 2A es una representación del anillo perimetral fijo (8). Es un anillo metálico, preferentemente de acero, formado por cuatro partes que se unen alrededor del poste eólico (3) y se amarran a la torre por medio de unos tornillos (9) estando además embridados por una brida interior que hace las funciones de refuerzo. El anillo perimetral fijo (8) lleva además unos cartabones (10) que van soldados y permiten que el peso del sistema quede uniformemente repartido. Sobre el anillo perimetral fijo (8) hay un carril guía (11) soldado en la parte superior.
La figura 2B es una representación del anillo perimetral móvil (7), que también es metálico y preferentemente de acero, y que está formado por cuatro partes que se unen alrededor del poste eólico (3) y se amarran mediante unos tornillos (12). A lo largo de su circunferencia, el anillo perimetral móvil (7) lleva una serie de orificios para atornillar tanto los tirantes (6) como los brazos hidráulicos (5). En la parte inferior del anillo perimetral móvil (7) van instaladas las ruedas (13) con uno o varios motores conectados directamente a cada una de ellas. Dichas ruedas (13) van apoyadas directamente sobre el carril (11) del anillo perimetral fijo (8).
Debe entenderse que la invención ha sido descrita según una realización preferida de la misma, por lo que puede ser susceptible de modificaciones siempre y cuando ello no suponga alteración alguna del fundamento de dicha invención, pudiendo afectar tales modificaciones a la forma, tamaño o materiales de fabricación.

Claims (4)

1. Seguidor solar aplicable a torres eólicas caracterizado porque consiste en un sistema (2) formado por un anillo perimetral fijo (8), un anillo perimetral móvil (7), un marco (4) y una serie de tirantes (6) y brazos hidráulicos (5), que forman una estructura que va instalada alrededor de un poste eólico (3).
2. Seguidor solar aplicable a torres eólicas según reivindicación primera, caracterizado porque el anillo perimetral fijo (8), metálico y preferentemente de acero, está formado por varias partes que se unen alrededor del poste eólico (3) y se amarran a la torre por medio de unos tornillos (9) estando además embridados por una brida interior que hace las funciones de refuerzo, lleva además unos cartabones (10) que van soldados y permiten que el peso del sistema quede uniformemente repartido, y también hay un carril guía (11) soldado en la parte superior del anillo perimetral fijo (8).
3. Seguidor solar aplicable a torres eólicas, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el anillo perimetral móvil (7), que también es metálico y preferentemente de acero, está formado por varias partes que se unen alrededor del poste eólico (3) y que se amarran con unos tornillos (12), llevando a lo largo de su circunferencia una serie de orificios para atornillar tanto los tirantes (6) como los brazos hidráulicos (5), llevando también en la parte inferior del anillo perimetral móvil (7) unas ruedas (13), con uno o varios motores conectados directamente a cada una de ellas, estando dichas ruedas (13) apoyadas directamente sobre el carril (11) del anillo perimetral fijo (8).
4. Seguidor solar aplicable a torres eólicas, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque sobre el marco (4) va instalada la placa solar (1), los tirantes (6) que proporcionan la sujeción necesaria del marco (4) al anillo perimetral móvil (7), y los brazos hidráulicos (5), estando los brazos hidráulicos (5) sujetos al marco (4) y al anillo perimetral móvil (7) mediante unas bisagras, y estando los tirantes (6) sujetos al marco (4) mediante unas bisagras y al anillo perimetral móvil (7) mediante unos tornillos.
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