ES2316254B1 - Estructura para seguidor solar espacial de captacion de energia solar. - Google Patents

Abstract

Estructura para seguidor solar espacial de captación de energía solar.

La estructura se materializa en una especie de viga de celosía a base de dos perfiles longitudinales y superiores (1) y un perfil longitudinal e inferior (1'), dispuestos según los vértices de un imaginario triángulo, relacionados entre sí mediante perfiles laterales (2) y riostras (3), recibiendo los perfiles longitudinales (1) a correas transversales (4) a las que a su vez se fijan otros perfiles longitudinales (5) obteniéndose una estructura reticular cuyas retículas coinciden formal y dimensionalmente con los paneles fotovoltaicos que han de recibir. Las citadas riostras (3) son inexistentes en la zona central de la viga, donde se sitúa un fuste (13) para sustentación de la misma, con los mecanismos (17, 19 y 21) que suministran a los paneles los dos movimientos de seguimiento solar. De esta manera y con la estructura prevista para grandes superficies de captación, superiores a 100 m^{2}, se consigue posicionar el centro de gravedad sobre el fuste o soporte (13), lo que permite soportar los esfuerzos del viento con una mayor simplicidad estructural, dado que la altura de la estructura resulta mínima.

Description

Estructura para seguidor solar espacial de captación de energía solar.

\global\parskip0.930000\baselineskip

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a una estructura que constituye el soporte móvil de una pluralidad de paneles solares fotovoltaicos, con seguimiento solar de dichos paneles, a lo largo del día, para un óptimo enfrentamiento de los mismos a la radiación solar.

La estructura que se preconiza ha sido especialmente concebida para grandes superficies de paneles solares fotovoltaicos, que pueden superar los cien metros cuadrados, y el objeto de la invención es minimizar el efecto de vela generado en las estructuras de los seguidores por la acción del viento durante los movimientos de seguimiento acimutal y de elevación solar, vientos que pueden alcanzar los 150 kilómetros por hora.

La invención se sitúa pues en el ámbito de los grandes equipos para granjas de captación de energía solar.

Antecedentes de la invención

Como es de sobra conocido, el mayor problema de las grandes superficies de paneles solares son las estructuras planas de los seguidores de soporte de dichos paneles solares que han de ser cada vez mayores en tamaño, para reducir los costes, lo que conlleva que a mayores superficies, mayores alturas, y por ende, mayores coeficientes eólicos; costes mas elevados de las estructuras debido a que la peor condición de elevación solar, la más expuesta, forma un ángulo con la horizontal de 62 grados lo que constituye un verdadero muro.

Las actuales estructuras planas soporte de los paneles solares fotovoltaicos se elevan en mas de seis metros con respecto al nivel del suelo, lo que repercute negativamente en el aspecto de los esfuerzos debidos al viento, siendo además muy difícil que su eje de giro pase por el centro de gravedad de la estructura del seguidor, con lo que su estabilidad estática es desfavorable, lo que a su vez trae consigo que en sus movimientos continuos de seguimiento solar, los costes en los consumos eléctricos de los motores de accionamiento sean elevados.

Además y también como motivo de la estructuración citada, el momento resultante sobre el mecanismo de giro es muy considerable, lo que obliga a la utilización de conjuntos corona dentada-moto-reductor capaces de soportar grandes esfuerzos, lo que a su vez supone considerables costos de inversión.

Descripción de la invención

La estructura que la invención propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta en los diferentes aspectos comentados, y ello en base a una drástica reducción de su propia altura, la imprescindible y determinada por el apoyo de las placas solares con respecto al suelo cuando su ángulo de inclinación es máximo, concretamente el de los 62º anteriormente citados, y merced a que el eje de giro de la estructura pasa por el centro de gravedad de la misma, en ausencia de los pares libres descompensatorios de cualquier mecanismo dinámico convencional, los que finalmente se traducen en esfuerzos desequilibrantes del movimiento de las estructuras y, por consiguiente, en mayores potencias eléctricas y en un mayor consumo de energía por parte de la granja solar fotovoltaica, en detrimento de la energía que se suministra a la red.

Para ello y de forma más concreta en la estructura que se preconiza, partiendo de perfiles de acero galvanizado que forman dos "U" contrapuestas fijadas entre sí a través de su rama media, está constituida mediante tres perfiles longitudinales, distribuidos según los imaginarios vértices de un triángulo, uno inferior y los otros superiores, relacionándose uno y otro mediante perfiles oblicuos y también galvanizados, debidamente arriostrados, estableciéndose sobre esta especie de viga de celosía una pluralidad de correas transversales, y sobre éstas una pluralidad de perfiles longitudinales, determinantes de una estructura reticulada que afecta a toda la superficie a cubrir con los paneles fotovoltaicos, los cuales se fijan a dichas estructuras mediante tornillos y tuercas de seguridad asociadas a los citados perfiles de fijación.

Entre las correas y los perfiles longitudinales se establecen a su vez riostras de rigidización, y en el centro geométrico de esta estructura se establece el eje de basculación para la misma, eje que a su vez está montado sobre un soporte rígido de configuración en "Y", capaz de girar sobre sí mismo para suministrar a la estructura, y por lo tanto a los paneles fotovoltaicos, un movimiento de giro sobre un imaginario eje horizontal, y dotado de medios para que dicha estructura bascule sobre el citado eje transversal, resultando este fuste o soporte de altura mínima y, consecuentemente, soportando los mismos esfuerzos debidos al viento con una mayor simplicidad estructural tanto a nivel del propio fuste o soporte como de los medios de movilización para la estructura soporte de los paneles.

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 vista en alzado anterior de la estructura para un seguidor solar espacial de captación de energía solar que constituye el objeto de la presente invención.

La figura 2. - Muestra una vista en alzado posterior de la misma estructura.

La figura 3.- Muestra un detalle en sección transversal de la estructura de las figuras anteriores, según la línea de corte A-B de la figura 1.

La figura 4.- Muestra una vista en planta superior de la misma estructura, con detalles ampliados de la misma al igual que en el caso de la figura anterior.

La figura 5.- Muestra una vista en planta similar a la de la figura anterior, pero en la que los paneles fotovoltaicos aparecen implantados sobre la estructura.

La figura 6.- Muestra una vista en sección longitudinal de la estructura de la figura 1, en la cual aparece acoplada al fuste o soporte rígido de sustentación y accionamiento de la misma.

La figura 7.- Muestra un detalle en perfil del fuste integrado en la figura anterior.

La figura 8.- Muestra, finalmente, una representación esquemática en perfil del captador solar en su conjunto, en cuatro posiciones distintas de angulación para los paneles solares, concretamente a 18º, a 30º, a 45º y 62º.

Realización preferente de la invención

A la vista de las figuras reseñadas puede observarse como en la estructura que se preconiza participa una especie de viga de celosía de perfil triangular, a base de dos perfiles longitudinales y superiores (1) y un perfil también longitudinal e inferior (1'), distribuidos según los imaginarios vértices de un triángulo prácticamente equilátero, estando el perfil inferior (1') relacionado con cada uno de los perfiles superiores (1) mediante perfiles oblicuos (2), divergentes en sentido ascendente, entre los que se establecen riostras rigidizadoras (3), mientras que sobre los perfiles longitudinales y superiores (1) se establecen correas transversales (4) que sobresalen considerablemente a ambos lados de los mismos, como se observa especialmente en la figura 3.

Sobre estas correas transversales (4) se establecen a su vez otros perfiles longitudinales (5), paralelos a los perfiles (1) y coplanarios con ellos, que determinan una estructura reticular, a base de retículas (6) formal y dimensionalmente coincidentes con los respectivos paneles fotovoltaicos (7) que han de recibir.

Tal como se observa en la figura 1 los perfiles (2) y las riostras (3) que los asisten son perfiles galvanizados de sección en doble "U", unidos por su rama media, mientras que los perfiles longitudinales (1-1') se materializan en perfiles angulares, tal como se observa en los detalles de la figura 3, existiendo además perfiles verticales e intermedios (8) a nivel de la retícula (6) central, solidarizados a las correas (4), siendo además solidarias a dichas correas (9) en correspondencia con la extremidad superior de cada uno de los perfiles verticales (8), en esta retícula central (7') cartelas (9), claramente visibles en la figura (3) dotadas de un orificio (10) para acoplamiento del eje de basculación de la estructura descrita.

Inmediatamente por debajo de los paneles (7) se establecen también riostras rigidizadoras (11) con el perfil en doble "U" que muestra el detalle de la figura 4, y como muestra el otro detalle de dicha figura, los paneles fotovoltaicos (7) se fijan a los perfiles longitudinales (5) con la colaboración de tornillos y tuercas de seguridad (12).

La estructura descrita está montada con posibilidad de giro y basculación sobre un fuste (13), situado bajo la retícula (7') central, fuste de configuración en "Y", cuyas ramas laterales y divergentes en sentido ascendente son atravesadas por su extremidad superior y libre mediante un eje transversal (14) que juega en los orificios (10) de las cartelas (9), estableciéndose en el centro del fuste, una base (15) a la que se asocia articuladamente, mediante un eje de giro (16), un mecanismo de elevación solar (17) consistente en un émbolo que por su otro extremo y a través de otra unión articulada (18) se relaciona con la propia estructura, concretamente con uno de los perfiles longitudinales (1), siendo dicho émbolo accionado por un motor (19) instalado también sobre el propio fuste.

Bajo el citado motor (19) y en la rama vertical e inferir de la "Y" constituida por el fuste, se establece un soporte vertical (20) rematado en una robusta corona dentada (21) que recibe el movimiento a través de un motor (22) de rotación acimutal, asistido por el correspondiente reductor (23), elementos que están montados sobre una brida de apoyo (24) para su fijación al suelo.

Se consigue de esta manera, de acuerdo con el objetivo de la invención y tal como muestra la figura 8, que el conjunto de paneles fotovoltaicos mostrados en la figura 7, de gran superficie, como por ejemplo los 100 m^{2} anteriormente citados, sea capaz de gira en el seguimiento del sol, tal como es convencional, y además bascular para una óptima orientación con respecto a este último a lo largo del día, como también es convencional, pero ello con una estructura ligera y consecuentemente económica debido fundamentalmente a que, como se observa especialmente en la última secuencia de la citada figura 8, en posición de máxima inclinación de los paneles solares con respecto a la horizontal, la de 62º, la estructura prácticamente contacte con el suelo, es decir adopte la mínima elevación posible, con lo que los efectos del viento sobre la misma son también mínimos.

Claims (2)

1. Estructura para seguidor solar espacial de captación de energía solar, en la que participan una pluralidad de paneles solares y coplanarios, susceptibles de girar sobre un imaginario eje vertical y de bascular sobre un imaginario eje perpendicular al anterior, caracterizada porque la estructura propiamente dicha configura a modo de una viga de celosía, de perfil triangular, a base de tres perfiles longitudinales, dos superiores (1) y uno inferior (1'), distribuidos según los imaginarios vértices de un triángulo, relacionados entre sí mediante perfiles oblicuos y riostras rigidizadoras que dejan libre el espacio correspondiente a la zona central de la citada viga, estableciéndose sobre los dos perfiles longitudinales una pluralidad de correas transversales (4) debidamente fijadas a dichos perfiles, que se cruzan con otros perfiles longitudinales (5) paralelos y coplanarios con los perfiles superiores y longitudinales (1) de la viga y determinantes con las citadas correas (4) de una estructura reticular a base de retículas (6) formal y dimensionalmente coincidentes con los paneles fotovoltaicos (7), emergiendo del perfil longitudinal inferior (1') dos perfiles verticales (8) que enmarcan el espacio central y vacío de la viga y que se fijan por su extremidad superior a las correas (4) intermedias, contando estos perfiles verticales en su extremidad superior con cartelas solidarizadas a los mismos y a las citadas correas, provistas de sendos orificios (10) para paso del eje de basculación de la viga o estructura sobre un fuste o soporte rígido, fijado al suelo, en el que se establecen los medios de movilización de la estructura con los paneles solares en los dos sentidos citados.

2. Estructura para seguidor solar espacial de captación de energía solar, según reivindicación 1ª, caracterizada porque el citado fuste o soporte adopta una configuración en "Y" cuyas ramas superiores y divergentes (13) son atravesadas a nivel superior por el eje (4) que juega en los orificios (10) de las cartelas (9) rigidizadas a la estructura, estableciéndose bajo dichas ramas divergentes (13) un motor (19) correspondiente al mecanismo de variación en la inclinación de los paneles solares (7) y que actúa sobre un mecanismo elevador (17) materializado en un émbolo unido articuladamente al propio fuste (15) y a uno de los perfiles longitudinales y superiores (1) de la estructura, mientras que bajo dicho motor (19) se establece una corona dentada (21), asociada al fuste (15), enchavetada al mismo y montada con libertad de giro sobre una brida (24) de apoyo sobre el suelo, recibiendo dicha corona dentada (21) el accionamiento de un motor de rotación acimutal (22), con su correspondiente reductor (23).