ES2328431A1 - Dispositivo de seguimiento solar con muelles. - Google Patents
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Abstract
Se divulga un dispositivo de seguimiento solar. En concreto, se proporciona un dispositivo de seguimiento solar que supera las desventajas del sistema de energía solar convencional que utiliza motores y reduce el consumo de electricidad y baja los costes. El dispositivo incluye un módulo solar o colector solar apoyado por dos muelles debajo de ambos extremos y dos depósitos de agua en ambos extremos, en que el módulo solar o el colector solar, similar a un helióstato, está adaptado para girar lentamente como respuesta a los depósitos de agua en desequilibro, llenos de distintas cantidades de agua.
Description
Dispositivo de seguimiento solar con
muelles.
La presente invención se relaciona con un
dispositivo de seguimiento solar y, más concretamente, con un
dispositivo de seguimiento solar que incorpora un modular solar o
colector solar que se apoya en dos muelles situados en la parte
inferior de ambos extremos, y dos depósitos de agua en ambos
extremos, en el que el módulo solar o el colector solar, similar a
un helióstato, se adapta para girar lentamente en respuesta al
desequilibrio de los depósitos de agua que contienen distintas
cantidades de agua.
Se adapta un seguidor solar de helióstato de un
sistema de energía solar para girar lentamente mediante el
accionamiento de un motor. En un sistema de energía solar
convencional capaz de generar 1 KW, el módulo solar tiene un peso
de aproximadamente 10 Kg. El módulo solar y otros componentes
auxiliares, como el apoyo, por ejemplo, pueden llegar a tener un
peso total superior a 100 Kg. Además, un colector solar es bastante
pesado. Por lo tanto, el accionamiento por motor para girar el
sistema de energía solar puede acarrear la desventaja indeseada de
consumir mucha potencia y aumentar los costes. Por este motivo es
necesario mejorar el sistema.
Constituye un objeto de la presente invención
proporcionar un dispositivo de seguimiento solar para superar los
inconvenientes del sistema de energía solar convencional accionado
mediante motores y disminuir el consumo de electricidad de modo que
se reduzcan los costes.
Otro objeto de la presente invención se refiere
a un dispositivo de seguimiento solar con muelles que consta de uno
o varios módulos solares o colectores solares adaptados para
concentrar la energía solar, el cual, o cada uno de los cuales,
tiene unos extremos primero y segundo; uno o varios fulcros
adaptados para permitir que los módulos solares o colectores solares
giren hacia el este o el oeste; uno o más depósitos de agua
primarios, cada uno de los cuales está montado en el primer extremo
del o de los distintos módulos solares o colectores solares, que
incorporan una primera entrada y una primera salida; uno o más
depósitos de agua secundarios, cada uno de los cuales está montado
en el segundo extremo del o de cada uno de los módulos solares o
colectores solares y que incorporan una segunda entrada y una
segunda salida; uno o más muelles, cada uno de los cuales está
acoplado a y apoya la parte inferior del primer extremo del o de
cada uno de los módulos solares o colectores solares; uno o más
muelles secundarios, cada uno de los cuales está acoplado a y apoya
la parte inferior del segundo extremo del o de cada uno de los
módulos solares o colectores solares; uno o más elementos de
medición de desplazamiento angular, cada uno de los cuales está
montado en el o en cada uno de los fulcros para medir el ángulo de
inclinación actual; y unos mecanismos de relojería; mediante el cual
el hecho de llenar el primer depósito de agua y/o drenar agua del
segundo depósito comprimirá el primer muelle y dilatará el segundo
muelle, el hecho de llenar el segundo depósito de agua y/o drenar
agua del segundo depósito de agua comprimirá el segundo muelle y
dilatará el primer muelle, y la compresión de los muelles
desplazará los módulos solares o los colectores solares de modo que
se proporcione un dispositivo de seguimiento solar sin motores para
un sistema de energía solar.
Lo anterior, así como otros objetos,
características y ventajas de la presente invención, quedarán
evidentes de la descripción detallada que sigue, junto con las
figures que se acompañan.
La Figura 1 muestra de forma esquemática una
realización preferente de un dispositivo de seguimiento solar con
muelles de acuerdo con la invención.
En relación con la Figura 1, un dispositivo de
seguimiento solar de acuerdo con una realización preferente de la
invención consta de un módulo solar o colector solar 81, un muelle
este 85, un muelle oeste 86, un depósito de agua este 83 y un
depósito de agua oeste 84. El módulo solar o colector solar 81
dispone de un fulcro 82 y un elemento de medición de desplazamiento
angular 87 montado en el fulcro 82. Los dos muelles este y oeste 85
y 86 están acoplados a la parte inferior de sendos extremos del
módulo solar o colector solar 81 como apoyo elástico. Los dos
depósitos de agua este y oeste 83 y 84 están montados en ambos
extremos del módulo solar o colector solar 81, en el que el
depósito de agua este 83 tiene una entrada superior 831 y una
salida inferior 832, y el depósito de agua oeste 84 tiene una
entrada superior 841 y una salida inferior 842.
A condición de que no haya agua en el depósito
de agua este 83 ni en el depósito de agua este 84, todas las
entradas y salidas 831, 832, 841, y 842 están cerradas, y por tanto
el muelle este 85 y el muelle oeste 86 están equilibrados y el
módulo solar o colector solar 81 se encuentra en un estado
nivelado. Por la noche, se abre la entrada 831 del depósito de agua
este 83 para llenar el depósito a tope. Por tanto, el muelle este
85 se comprime completamente, (es decir, su elevación queda en su
cota más baja y el muelle este 85 está completamente comprimido).
Además, el módulo solar o colector solar 81 se orienta hacia el
este. Ya que el sol se desplaza del este al oeste a aproximadamente
15º por hora, se puede incorporar un mecanismo de relojería (no
mostrado) para controlar la cantidad y el periodo del caudal de
agua de modo que el módulo solar o colector solar 81 gire alrededor
del fulcro 82 a un ángulo de 15º por hora para seguir con precisión
la posición del sol. El módulo solar o colector solar 81 se puede
ajustar para girar alrededor del fulcro 82 a un ángulo de 7,5º cada
media hora, un ángulo de 3,75º cada 15 minutos, o un ángulo de 2,5º
cada 10 minutos, controlando la cantidad y el periodo del caudal de
agua.
A continuación se describirá de forma detallada
una realización de un dispositivo de seguimiento solar de acuerdo
con la invención en el que el módulo solar o colector solar 81 gira
alrededor del fulcro 82 a un ángulo de 2,5º cada 10 minutos. Diez
minutos después de la salida del sol, la salida 832 del depósito de
agua este 83 se abre para descargar agua. En correspondencia, el
muelle este 85 se dilata, elevándose ligeramente y además, el módulo
solar o colector solar 81, inicialmente horizontal, se inclina
ligeramente hacia el oeste girando sobre el fulcro 82. El agua
dejará de salir por el cierre de la salida 832 cuando el elemento de
medición de desplazamiento angular 87 mide que el ángulo de
inclinación llega a 2.5º.
Después de pasar otros diez minutos, la salida
832 del depósito de agua este 83 se abre de nuevo para dejar salir
agua. En correspondencia, el muelle este 85 se dilata ligeramente
hacia arriba de nuevo. También en correspondencia, el módulo solar
o colector solar 81 gira un poco más hacia el oeste girando sobre
el fulcro 82. El agua que sale se detendrá cerrando la salida 832
cuando el elemento de medición de desplazamiento angular 87 mide
que el ángulo de inclinación pasa otros 2.5º.
La fase descrita en el párrafo anterior
continuará hasta que no quede agua en el depósito de agua este 83.
En este estado, no hay agua en el depósito de agua este 83 ni en el
depósito de agua oeste 84, todas las entradas y salidas 831, 832,
841, y 842 están cerradas, el muelle este 85 y el muelle oeste 86
están equilibrados de nuevo y por tanto el módulo solar o colector
solar 81 se encuentra en una posición horizontal.
A continuación, se abre la entrada 841 del
depósito de agua oeste 84 para llenarlo de agua. En
correspondencia, el muelle oeste 86 se comprime paulatinamente y el
módulo solar o colector solar horizontal 81 empieza a inclinarse
hacia el oeste ligeramente girando alrededor del fulcro 82. El
depósito dejará de llenarse de agua, cerrando la entrada 841, cuando
el elemento de medición de desplazamiento angular 87 mide que el
ángulo de inclinación llegue a 2.5º.
Transcurridos diez minutos, la entrada 841 del
depósito de agua oeste 84 se abre para volver a llenar el mismo de
agua. En correspondencia, el muelle oeste 86 se comprime
adicionalmente, de forma paulatina, el módulo solar y colector solar
81 aumenta su inclinación hacia el oeste en un pequeño ángulo
girando alrededor del fulcro 82. Dejará de llenarse de agua,
cerrándose la entrada 841, cuando el elemento de medición de
desplazamiento angular 87 mide que el ángulo de inclinación alcanza
otros 2.5º.
El paso comentado en el párrafo anterior
continuará hasta que el depósito de agua oeste 84 esté lleno de
agua. En esta fase, el muelle oeste 86 queda completamente
comprimido (es decir, su elevación se encuentra en la cota más baja
y el muelle oeste 86 está completamente comprimido). Además, el
módulo solar o colector solar 81 se orienta hacia el oeste.
Por ultimo, se abre la salida 842 del depósito
de agua oeste 84 para descargar agua después de la puesta del sol.
De este modo se completa el ciclo de seguimiento solar.
Hay que tomar nota de que todas las anteriores
operaciones de apertura de entradas para el llenado de agua y las
aperturas de salida para descargar agua, así como las operaciones
de cierres correspondientes, son realizadas automáticamente
mediante la actuación de un mecanismo de relojería.
Sustituyendo los motores por muelles, las
ventajas sobre las técnicas anteriores de los dispositivos
descritos en el presente informe incluyen un coste relativamente
menor y una importante reducción del consumo de electricidad con
respecto a los dispositivos convencionales que utilizan motores.
Además, para seguir la posición del sol con precisión, se requiere
la activación frecuente de los motores de los dispositivos
convencionales. De este modo se aumenta el consumo de electricidad.
En la presente invención, los muelles 85 y 86 se comprimen
gradualmente y por consiguiente el módulo solar o el colector solar
81 gira gradualmente a fin de seguir constantemente la posición del
sol.
Además, puesto que el ángulo de altitud solar
varía durante el tiempo, el módulo solar o colector solar 81 se
puede modificar para orientarse con su eje longitudinal en una
dirección norte-sur para el seguimiento
norte-sur de modo que el ángulo de inclinación del
módulo solar o colector solar 81 varíe con el ángulo de altitud
solar sin motores.
Además, los módulos solares o los colectores
solares respectivamente orientados con un eje longitudinal en una
dirección este-oeste y una dirección
norte-sur pueden ser proporcionados simultáneamente
de modo que los ángulos de inclinación de los módulos solares o
colectores solares 81 cambien sin motores con el ángulo de altitud
solar y el ángulo de azimut solar.
Mientras la invención divulgada en la presente
se ha descrito mediante realizaciones específicas, para los
expertos en la técnica sería posible introducir en la misma
numerosas modificaciones y variaciones sin abandonar el alcance y
el espíritu de la invención tal y como se expone en las
reivindicaciones.
Claims (4)
1. Dispositivo de seguimiento solar con muelles,
que consta de:
uno o más módulos solares o colectores solares
adaptados para concentrar la energía solar, estando dotado el o
cada uno de dichos módulos solares o colectores solares de unos
extremos primero y segundo;
uno o más fulcros adaptados para permitir que
los módulos solares o colectores solares giren hacia el este o el
oeste;
uno o más depósitos de agua primarios, cada uno
de los cuales está montado en el primer extremo de cada uno del o
de los módulos solares o colectores solares y que incorporan una
primera entrada y una primera salida;
uno o más depósitos de agua secundarios, cada
uno de los cuales está montado en el segundo extremo del o de cada
uno los módulos solares o colectores solares y que incorporan una
segunda entrada y una segunda salida;
uno o más muelles primarios, cada uno de los
cuales está acoplado a, y apoya, la parte inferior del primer
extremo del o de cada uno de los módulos solares o colectores
solares;
uno o más muelles secundarios, cada uno de los
cuales está acoplado a, y apoya, la parte inferior del segundo
extremo del o de cada uno de los módulos solares o colectores
solares;
uno o varios elementos de medición de
desplazamiento angulares, cada uno de los cuales está montado en el
o en cada uno de los fulcros para medir el ángulo de inclinación
actual; y
mecanismos de relojería;
en el que la acción de llenar el primer depósito
de agua y/o de drenar agua del segundo depósito comprime el primer
muelle y dilata el segundo muelle, la acción de llenar el segundo
depósito de agua y/o descargar agua del primer depósito de agua
comprime el segundo muelle y dilata el primer muelle, y la
compresión de los muelles desplaza los módulos solares o colectores
solares de modo que se proporcione un dispositivo de seguimiento
solar sin motores para un sistema de energía solar.
2. Dispositivo de seguimiento solar con muelles
de acuerdo con la reivindicación 1, en el que al menos uno de los
módulos solares o colectores solares se orienta con su eje
longitudinal en una dirección este-oeste para el
seguimiento este-oeste.
3. Dispositivo de seguimiento solar con muelles
de acuerdo con la reivindicación 1, en el que al menos uno de los
módulos solares o colectores solares se orienta con su eje
longitudinal en una dirección norte-sur para el
seguimiento norte-sur.
4. Dispositivo de seguimiento solar con muelles
de acuerdo con la reivindicación 1, en el que al menos uno de los
módulos solares o colectores solares se orienta con su eje
longitudinal en una dirección este-oeste para el
seguimiento este-oeste y al menos uno de los módulos
solares o colectores solares se orienta con su eje longitudinal en
una dirección norte-sur para el seguimiento
norte-sur.
Applications Claiming Priority (2)
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| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20091112 Kind code of ref document: A1 |
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| FC2A | Grant refused |
Effective date: 20101018 |