ES2326759B1 - Dispositivo para seguimiento solar. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para seguimiento solar, del tipo de
los utilizados para orientar un elemento de aprovechamiento de la
energía solar, que comprende una primera plataforma (2) la cual se
fija a un eje vertical (3), disponiéndose sobre la primera
plataforma una segunda plataforma (4), con posibilidad de
basculamiento con respecto a la primera plataforma (2) mediante
unos medios de basculación que comprenden un eje de giro (5) y al
menos un rodamiento (6). El dispositivo comprende un elemento (8)
fijo cuyo centro se sitúa de forma excéntrica con respecto al eje
(3), girando tanto el eje vertical como la primera (2) y segunda
(4) plataformas con respecto de dicho elemento (8) y medios de
palanca (7) que se sitúan en un plano sustancialmente paralelo al
eje vertical y se sitúan de forma que al menos un punto de los
mismos queda situado tangencialmente con respecto al borde
perimetral del elemento (8).
Description
Dispositivo para seguimiento solar.
La invención se engloba dentro del campo de las
energías renovables y más concretamente se refiere a un dispositivo
de seguimiento asociado al movimiento de un elemento de
aprovechamiento de la energía solar.
En la actualidad se conocen diferentes sistemas
y mecanismos los cuales están destinados a variar tanto la
inclinación como el ángulo de giro de un dispositivo de
aprovechamiento de energía solar como puede ser un colector solar,
para el aprovechamiento térmico del la energía solar, o un panel
solar constituido por una pluralidad de células fotovoltaicas para
la transformación de la energía solar en energía eléctrica.
Normalmente, dichos movimientos del panel están
destinados a conseguir que el mismo adopte en todo momento un
ángulo óptimo con respecto a los rayos solares, para lo cual la
posición del panel habrá de variar a lo largo del tiempo con el fin
de que dicho ángulo sea siempre óptimo y por lo tanto el panel podrá
seguir a los rayos solares los cuales varían su ángulo de
incidencia sobre la superficie terrestre en virtud del movimiento
relativo de la tierra con respecto al sol.
Existen diferentes modos de llevar a cabo el
seguimiento del panel con respecto al mencionado cambio del ángulo
de incidencia que sufren los rayos solares. Se conocen sistemas
basados en motores independientes cada uno de los cuales se encarga
del movimiento en uno de los ejes del panel, disponiendo por
ejemplo un motor que varíe la inclinación del panel y otro que varíe
el anglo de giro del mismo con respecto a un eje perpendicular al
plano del terreno. Dichos sistemas suelen ser de gran complejidad
puesto que es necesario acompasar el movimiento de inclinación
junto con el movimiento de giro, para lo cual es necesario utilizar
mecanismos de gran coste y complejidad.
Por todo ello, se ha detectado una necesidad de
proporcionar dispositivo de seguimiento solar, el cual a partir de
un simple mecanismo consigue una orientación óptima del elemento de
aprovechamiento de la energía solar en todo momento para conseguir
que el rendimiento de dicho elemento sea lo más elevado
posible.
Este objetivo se consigue por medio de la
invención tal y como está definida en la reivindicación 1, en las
reivindicaciones dependientes se definen realizaciones preferidas
de la invención.
La presente invención se refiere por lo tanto a
un dispositivo para seguimiento solar, del tipo de los utilizados
para orientar un elemento de aprovechamiento de la energía solar,
variando tanto su giro con respecto a un eje vertical como su
inclinación con respecto a la horizontal. Dicho dispositivo se
caracteriza porque comprende una primera plataforma la cual se fija
a un eje vertical, disponiéndose sobre la primera plataforma una
segunda plataforma, sobre la que se sitúa el elemento de
aprovechamiento de la energía solar, con posibilidad de
basculamiento con respecto a la primera plataforma y vinculada a
ésta mediante unos medios de basculación que comprenden un eje de
giro y al menos un rodamiento.
Por su parte, el dispositivo comprende un
elemento situado paralelamente al plano horizontal, cuyo centro se
sitúa de forma excéntrica con respecto al eje, siendo dicho
elemento fijo y girando tanto el eje vertical como la primera y
segunda plataformas con respecto de dicho elemento y porque el
dispositivo comprende medios de palanca que se sitúan en un plano
sustancialmente paralelo al eje vertical y se sitúan de forma que
al menos un punto de los mismos queda situado tangencialmente con
respecto al borde perimetral del elemento.
De esta forma, para un ciclo de giro completo
del eje de giro vertical y las dos plataformas y, dado que el
elemento permanece fijo con respecto a dichos componentes del
dispositivo, los medios de palanca irán recorriendo el perímetro
del elemento, existiendo siempre un punto de contacto y haciendo que
varíe la posición relativa de los medios de palanca con respecto al
eje vertical, ya que la distancia, tomada en coordenadas relativas,
entre dicho eje vertical y el punto de contacto de los medios de
palanca con el borde perimetral del elemento, irá variando conforme
se vaya produciendo el giro del conjunto con respecto del
elemento.
Los medios de palanca podrán comprender dos
barras que formen un cierto ángulo entre ellas, situándose ambas
barras en un plano sustancialmente paralelo al eje vertical,
estando la primera barra fijada al eje de giro y estando el extremo
libre de la segunda barra situado tangencialmente con respecto al
borde perimetral del elemento.
Dado que la segunda barra está en todo momento
en contacto con elemento a través de un punto tangencial, que
además dicha segunda barra está fijada a la primera barra formando
entre sí un cierto ángulo y que esta primera barra se encuentra
fijada directamente al eje de giro asociado a la segunda plataforma,
el movimiento giratorio del elemento se convierte en un movimiento
lineal de la segunda barra el cual se transmite a la primera barra
y a su vez al eje de giro asociado a la segunda plataforma,
produciéndose un efecto de palanca a través de la primera barra
sobre el mencionado eje de giro y por lo tanto dado que el mismo se
encuentra situado de forma perpendicular a la segunda barra, se
producirá automáticamente una variación en la inclinación de la
segunda plataforma con respecto a la primera plataforma, la cual
normalmente tendrá una situación paralela al plano del terreno.
De esta manera se consigue producir de forma
simultánea el movimiento de giro de ambas plataformas y la
inclinación de la segunda plataforma con respecto de la
primera.
En otro aspecto de la invención, se podrá
considerar la posibilidad de que los medios de palanca comprendan
una única barra, estando uno de sus extremos conectado directamente
de forma solidaria a la segunda plataforma, y su otro extremo
estando situado tangencialmente con respecto al borde perimetral del
elemento.
Adicionalmente el dispositivo objeto de la
presente invención, podrá disponer de medios de amortiguación que
comprenden un elemento amortiguador unido por sus extremos a la
primer y segunda plataformas en una zona opuesta al lugar donde se
disponen los medios de palanca, produciéndose la basculación de la
segunda plataforma con respecto de la primera de forma similar a la
descrita para el caso de dos barras.
De este modo, se podrá favorecer en caso de una
elevado fuerza de incidencia del viento sobre el dispositivo, la
posibilidad de orientar la segunda plataforma de forma óptima para
ofrecer una menor resistencia al viento, permitiendo volver a
colocar a la segunda plataforma en su posición de trabajo normal
cuando cese el viento sin que se produzcan movimientos bruscos de
dicha plataforma y por lo tanto sin que se produzcan deterioros en
el elemento de aprovechamiento de la energía solar asociado a la
citada segunda plataforma.
Por su parte, el eje de giro de los medios de
basculación podrá ser paralelo a un plano horizontal, comprendiendo
dichos medios de basculación un cuerpo tubular situado en la cara
inferior de la segunda plataforma y colocado según una dirección
transversal de la misma, estando unido el eje de giro a la parte
inferior de citado cuerpo tubular y quedando apoyado en sus
extremos sobre la primera plataforma a través de los
rodamientos.
El elemento podrá ser una leva y podrá tener
forma de disco, elipse, ovalo o combinaciones de las mismas, siendo
dicha forma dependiente de la relación requerida entre la velocidad
angular del eje vertical y la velocidad del eje de giro asociado a
la segunda plataforma o lo que es lo mismo, la relación entre el
giro del elemento de aprovechamiento de la energía solar y la
inclinación del mismo con respecto a la horizontal.
En un tercer aspecto de la invención, se podrá
considerar la posibilidad de que los medios de palanca comprendan
una única barra, estando en uno de sus extremos conectado
directamente, mediante un sistema de rotula cardan, a la segunda
plataforma y su otro extremo, mediante otra rotula cardan, en el
punto periférico del elemento de mayor separación con respecto al
eje vertical.
En este caso se podrán variar, las magnitudes
tanto de la longitud de la barra, como la distancia de separación
del elemento con respecto a la primera plataforma, como la
distancia entre el punto de fijación de la palanca al elemento y el
eje vertical en función del ángulo de inclinación que queramos
obtener en la segunda plataforma.
De esta forma y debido a la situación particular
de la barra que forma parte de los medios de palanca con respecto a
la segunda plataforma, se podrá emplear el dispositivo objeto de la
presente invención para plataformas y por lo tanto para elementos
de aprovechamiento de energía solar de grande dimensiones.
A continuación se pasa a describir de manera muy
breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la
invención y que se relacionan expresamente con unas realizaciones
de dicha invención que se presentan como ejemplos ilustrativos y no
limitativos de ésta.
La figura 1 representa esquemáticamente una
vista lateral de una primera realización del dispositivo para
seguimiento solar objeto de la presente invención.
La figura 2 representa esquemáticamente una
vista en perspectiva de una primera realización del dispositivo
para seguimiento solar objeto de la presente invención.
La figura 3 representa esquemáticamente una
vista lateral de una segunda realización del dispositivo para
seguimiento solar objeto de la presente invención.
La figura 4 representa esquemáticamente una
vista lateral de una tercera realización del dispositivo para
seguimiento solar objeto de la presente invención.
El dispositivo de seguimiento solar, tal y como
se puede apreciar en al figura 1, dispone de unos medios
generadores de movimiento que en el presente caso consisten en un
motor (1) al cual se encuentra conectado un eje o árbol vertical
(3), de forma que el mismo gira por efecto de dicho motor (1),
pudiendo ser la transmisión directa o indirecta a través de
cualquier medio de transmisión como por ejemplo de engranajes (no
representados en la figura).
Adicionalmente se dispone un elemento (8) que
estará fijado al motor (1) o en su defecto a la carcasa que cubre
al mismo, situándose paralelamente al plano horizontal, pudiendo
por lo tanto girar el eje vertical (3) con respecto al citado
elemento (8).
Conectado al eje vertical (3) en su extremo
libre, se dispone un asiento (12) al que va fijada una primera
plataforma (2) que en el caso de la presente realización de la
invención consiste en un panel de forma paralepípeda. Sobre dicha
primera plataforma se disponen unos medios de basculación que
comprenden elementos de apoyo (13) que disponen de rodamientos
extremos (6) en los que quedan apoyado con posibilidad de giro los
extremos de un eje de giro (5), el cual está unido a un cuerpo
tubular (14) de sección cuadrada que actúa como elemento de apoyo de
una segunda plataforma (4) quedando fijada a una de las caras del
cuerpo tubular (14).
La segunda plataforma (4), al igual que la
primera, consiste en un panel o placa recta de contorno
paralepípedo, tal y como se aprecia en alas figuras 1 y 2, siendo
la forma de la misma no limitativa. Sobre la segunda plataforma (4)
se podrá situar el correspondiente elemento de aprovechamiento de
energía solar como por ejemplo un colector solar o un panel de
células fotovoltaica (no representados).
El eje vertical (3) definirá el giro tanto de la
primera (2) como de la segunda plataforma, quedando definido el
movimiento angular relativo entre ambas plataformas a través del
eje giro (5). Todo el conjunto (eje vertical y plataformas) girará
por lo tanto con respecto al elemento (8) el cual permanece
fijo.
En un primer modo de realización de la
invención, figuras 1 y 2, se disponen unos medios de planaza (7) en
conexión directa con el eje de giro (5) a través del cuerpo tubular
(14) consistentes en una pareja de barras (10, 11), la cuales forman
un ángulo fijo entre ellas y se disponen en un plano paralelo al
eje vertical (3).
La primera barra (11) está unida directamente al
cuerpo tubular (14) y por consiguiente al eje de giro (5),
adoptando la segunda barra (10) una posición tal que su extremo
libre queda situado tangencialmente con respecto al borde
perimetral del elemento (8) fijado al eje vertical (3), existiendo
en todo momento un punto de contacto (15) entre dicho extremo libre
y el elemento (8), gracias a medios de recuperación de la posición
del extremo de la segunda barra (10) con respecto al contorno del
elemento (8). Dichos medios de recuperación de la posición podrán
ser elementos elásticos, como por ejemplo resorte o muelles o
elementos similares los cuales no han sido representados en la
figura.
El elemento (8) estará situado de forma que su
centro se sitúa excéntricamente con respecto a la posición ocupada
por el eje vertical (3), de este modo, cuando se produce un giro
del eje vertical (3) con respecto al elemento (8), la segunda barra
(10) varia su posición relativa con respecto al eje vertical (3)
debido principalmente a efecto producido por la excentricidad del
elemento (8) con respecto a dicho eje vertical (3), variando al
distancia relativa entre ambos tomada en un plano paralelo al eje
vertical (3) y que pasa por el punto de contacto (15) de la segunda
barra (10) con el elemento (8).
Por lo tanto, con la configuración descrita,
durante el movimiento de giro del eje vertical (3), debido a la
posición y forma del elemento (8) se transmitirá dicho movimiento
de giro con respecto al eje vertical (3), transformándolo mediante
las barras (10) y (11) en un movimiento angular según un eje de
giro (5) perpendicular al eje vertical (3) que determina la
inclinación relativa entre la primera (2) y segunda plataformas (4)
y por lo tanto, quedando definido un movimiento simultaneo tanto de
giro como de variación de inclinación de la segunda plataforma (4)
y del elemento de aprovechamiento de la energía solar asociado a
dicha plataforma.
En una segunda realización de la invención,
figura 3, los medios de palanca (7) podrán consistir en una única
barra, uno de cuyos extremos se una directamente a la segunda
plataforma (4), permaneciendo situado el extremo opuesto de dicha
barra tangencialmente con respecto al borde perimetral del elemento
(8).
Dependiendo de la forma y dimensiones del citado
elemento (8) la relación entre las velocidades de giro e
inclinación podrán variar pudiendo ser definidas con solo variar
los citados parámetros. La forma del elemento (8) no debe ser
limitativa, teniendo un mejor comportamiento formas curvas como
círculos, elipses, óvalos o combinaciones de los mismos, pudiéndose
emplear cualquier tipo de leva con la condición de que cumpla con
las condiciones de velocidad de giro e inclinación necesarias en
cada caso en particular.
En una tercera realización de la invención (fig.
4) los medios de palanca (7) podrán consistir en una única barra
(20) fijada por sus extremos, mediante rótulas cardan (17),
directamente a la segunda plataforma (4) y al elemento (8) que en
este caso se situará a una distancia mayor (B) de la primera
plataforma (2) por debajo del motor (1). Las magnitudes (A)
longitud de la barra, (B) situación de elemento (8) con respecto la
primera plataforma o (C) distancia del punto de fijación de la
palanca con respecto al centro de giro del elemento el cual se
dispone en posición coincidente con el eje vertical (3), se
determinarán en función del ángulo de inclinación que queramos
obtener en la segunda plataforma (4).
Claims (8)
1. Dispositivo para seguimiento solar, del tipo
de los utilizados para orientar un elemento de aprovechamiento de
la energía solar, variando tanto su giro con respecto a un eje
vertical como su inclinación con respecto a la horizontal,
caracterizado porque comprende una primera plataforma (2) la
cual se fija a un eje vertical (3), disponiéndose sobre la primera
plataforma una segunda plataforma (4), sobre la que se sitúa el
elemento de aprovechamiento de la energía solar, con posibilidad de
basculamiento con respecto a la primera plataforma (2) y vinculada a
ésta mediante unos medios de basculación que comprenden un eje de
giro (5) y al menos un rodamiento (6), porque el dispositivo
comprende un elemento (8) situado paralelamente al plano
horizontal, cuyo centro se sitúa de forma excéntrica con respecto
al eje (3), siendo dicho elemento (8) fijo y girando tanto el eje
vertical como la primera (2) y segunda (4) plataformas con respecto
de dicho elemento (8) y porque el dispositivo comprende medios de
palanca (7) que se sitúan en un plano sustancialmente paralelo al
eje vertical y se sitúan de forma que al menos un punto de los
mismos queda situado tangencialmente con respecto al borde
perimetral del elemento (8).
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque los medios de palanca (7) comprenden
dos barras (10, 11) formando un cierto ángulo entre ellas,
situándose ambas barras en un plano sustancialmente paralelo al eje
vertical (3), estando la primera barra (11) fijada al eje de giro
(5) y estando el extremo libre de la segunda barra (10) situado
tangencialmente con respecto al borde perimetral del elemento
(8).
3. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque los medios de palanca (7) comprenden
una única barra (20), estando uno de sus extremos conectado
directamente de forma solidaria a la segunda plataforma (4), y su
otro extremo estando situado tangencialmente con respecto al borde
perimetral del elemento (8).
4. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque los medios de palanca (7) comprenden
una única barra (20), estando en uno de sus extremos conectado
directamente, mediante un sistema de rotula cardan (17), a la
segunda plataforma (4) y su otro extremo, mediante otra rotula
cardan (17), en el punto periférico del elemento (8) cuya distancia
de separación con respecto al eje vertical (3) es máxima.
5. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dispone
de medios de amortiguación que comprenden un elemento amortiguador
(9) unido por sus extremos a la primer (2) y segunda (4) plataformas
en zona opuesta al lugar donde se disponen los medios de palanca
(7).
6. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el eje de
giro (5) de los medios de basculación es paralelo a un plano
horizontal, comprendiendo dichos medios de basculación un cuerpo
tubular (14) situado en la cara inferior de la segunda plataforma
(4) y colocado según una dirección transversal de la misma, estando
unido el eje de giro (5) a la parte inferior de citado cuerpo
tubular (14) y quedando apoyado en sus extremos sobre la primera
plataforma (2) a través de los rodamientos (6).
7. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
elemento (8) tiene una forma comprendida entre un círculo, una
elipse, un óvalo o una combinación de las mismas.
8. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
elemento (8) es una leva.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| ES200601530A ES2326759B1 (es) | 2006-06-07 | 2006-06-07 | Dispositivo para seguimiento solar. |
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|---|---|---|---|
| ES200601530A ES2326759B1 (es) | 2006-06-07 | 2006-06-07 | Dispositivo para seguimiento solar. |
Publications (2)
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