ES2346496B1

ES2346496B1 - Adicion a la patente principal p-200800002 por seguidor solar a dos ejes.

Info

Publication number: ES2346496B1
Application number: ES200801651A
Authority: ES
Inventors: Manuel Grases Galofre; Jose Manuel Grases Mendoza
Original assignee: Sendekia Arquitectura E Ingenieria Sostenible S L; SENDEKIA ARQUITECTURA E INGENIERIA SOSTENIBLE SL
Current assignee: Sendekia Arquitectura E Ingenieria Sostenible S L; SENDEKIA ARQUITECTURA E INGENIERIA SOSTENIBLE SL
Priority date: 2008-01-02
Filing date: 2008-06-02
Publication date: 2011-08-09
Anticipated expiration: 2028-06-02
Also published as: ES2346496A1; ES2343825B1; ES2343825A1

Abstract

Adición a la patente principal nº P 200800002 por: "Seguidor solar a dos ejes".

La adición describe unas mejoras introducidas en la estructura del seguidor solar descrito en la patente principal, destinadas a incrementar sustancialmente la resistencia estructural y la estabilidad del conjunto frente a las fuerzas externas a las que se pueda ver sometido el conjunto como consecuencias de las condiciones ambientales inherentes al lugar de instalación. La mejora prevé la incorporación a ambos lados de la estructura, de un par de armazones de refuerzo, en posiciones diametralmente opuestas, paralelos entre sí, y guardando simetría con respecto a un plano vertical central, en los que apoya la parte estructural de soporte de los paneles captadores. Cada uno de los armazones es de configuración poligonal, formados por perfiles laterales y reforzados por perfiles interiores, estando los armazones de ambos lados vinculados e interconectados por medio de elementos de arriostramiento.

Description

Objeto de la invención

La presente invención constituye una adición a la patente principal P-200800002, por: "Seguidor solar a dos ejes", mediante la que se aportan mejoras sustanciales en el sistema descrito en dicha patente principal.

Más en particular, la invención desarrolla un sistema seguidor solar como alternativa sustancialmente mejorada al descrito en la patente principal, mediante la introducción en este último de modificaciones estructurales que sustituyen y perfeccionan determinadas partes operativas del mismo, especialmente en lo que se refiere a la estructura de soporte del conjunto de paneles fotovoltaicos (FV), en la que se ha previsto la incorporación de un armazón que define básicamente dos estructuras metálicas laterales, enfrentadas y paralelas, configuradas geométricamente en forma de polígonos equivalentes, las cuales aportan mejoras en las condiciones de seguridad al colaborar a mantener y soportar de manera más eficaz el peso y la voluminosidad de todo el conjunto, así como los efectos derivados de las inclemencias meteorológicas, especialmente la acción del viento, garantizando con ello una mayor estabilidad del conjunto.

El campo de aplicación de la invención se encuentra comprendido obviamente dentro del sector industrial dedicado a la fabricación y/o instalación de aparatos y dispositivos para aprovechamiento de energías alternativas, en particular para la producción de energía eléctrica a partir de paneles fotovol-
taicos.

Antecedentes y sumario de la invención

Es muy conocida por todos en general, la amplia difusión que en los últimos tiempos han experimentado las energías alternativas, como por ejemplo la procedente de las radiaciones solares que con la ayuda de paneles fotovoltaicos puede ser transformada en energía eléctrica, ya sea para su aprovechamiento in situ o ya sea para su inyección en la red de distribución. Las instalaciones, relacionadas con dichas energías alternativas desarrolladas y ubicadas en muchas zonas geográficas en las que se produce un elevado promedio de horas de sol a lo largo del año, para el aprovechamiento energético, han sido objeto de un amplio desarrollo, según versiones y variantes muy diversas, en las que los paneles fotovoltaicos están normalmente animados con movimientos respecto esencialmente a dos ejes con el fin de lograr en cada instante un posicionamiento óptimo respecto a la dirección de los rayos solares incidentes que permita optimizar la producción de energía, es decir, un posicionamiento de la superficie del panel tan perpendicular como sea posible respecto a la dirección de la radiación solar. En la actualidad, resulta habitual que el posicionamiento relativo de los paneles respecto a la radiación solar se realice con la ayuda de dispositivos de seguimiento automático que hacen que los paneles cambien progresivamente de posición para mantener su orientación más adecuada con respecto al sol. El control posicional se realiza normalmente con la ayuda de programas de software desarrollados específicamente para esta finalidad, y soportados por ordenadores o dispositivos controladores similares, ya sea in situ o ya sea en otras localizaciones remotas.

Como se sabe, las instalaciones de producción de energía eléctrica generada a partir de la radiación solar recibida por los paneles fotovoltaicos que incorporan, se sitúan en lugares abiertos, a la intemperie, expuestos por tanto a las inclemencias del lugar, y sobre todo a los efectos de los fuertes vientos que en muchas ocasiones barren las zonas geográficas en las que se encuentran las instalaciones. Estas circunstancias conllevan la necesidad de estructuras complejas, de diseño complicado, que no sólo permitan soportar y absorber los esfuerzos derivados de las distintas situaciones, sino además garantizar el normal mantenimiento posicional de los paneles en todas las situaciones.

La patente principal P-200800002, ha supuesto un avance muy importante con respecto a las características y desventajas que han caracterizado a las instalaciones de producción de energía eléctrica del estado anterior de la técnica, y ha proporcionando una solución eficaz respecto a las inconveniencias de las instalaciones anteriores debido esencialmente el hecho de materializar un seguidor solar con el que se simplifican notablemente los requisitos estructurales de la instalación sin haber perdido por ello eficacia o seguridad, y mediante el que se ha garantizado a la vez un seguimiento y un posicionamiento adecuados del conjunto de paneles captadores con respecto a la posición relativa del sol en cada momento. Este objetivo fue alcanzado plenamente mediante el dispositivo de seguimiento que se describe en dicha patente.

En efecto, el seguidor solar descrito en dicha patente principal, implementa un seguidor a dos ejes, es decir, un seguidor animado con movimientos definidos respecto a un eje vertical y un eje horizontal. El movimiento respecto al eje vertical consiste en una rotación de la estructura de soporte respecto a dicho eje, mientras que el movimiento respecto al eje horizontal consiste en una basculación del bastidor que soporta el conjunto de paneles respecto a puntos de articulación con la estructura de soporte. La combinación de ambos movimientos de giro y basculación, entre limites previamente establecidos, permite que el conjunto de paneles pueda ser situado con cualquier orientación que garantice un rendimiento óptimo del conjunto. Para ello, la estructura de soporte está montada sobre una losa de hormigón adecuada, por encima de la cual se desplazan ruedas asociadas a dicha estructura de soporte, apoyadas sobre un carril adecuado. Por su parte, el bastidor de sustentación del conjunto de paneles consiste en un armazón preferentemente en doble "H", sobre el que se montan perfiles de sujeción de los paneles solares dispuestos transversalmente a la dirección longitudinal de dicho armazón, y de manera que una de las vigas principales de este último está vinculada pivotablemente a los extremos superiores de montantes respectivos pertenecientes a la propia estructura de soporte. La inclinación del conjunto de paneles por basculación de éstos respecto a los puntos de pivotamiento, se logra con la ayuda de gatos hidráulicos que por los extremos inferiores están solidarizados, también pivotablemente, con elementos tubulares de la propia estructura de soporte.

Aunque el sistema desarrollado por la patente principal y brevemente resumido en lo que antecede, ha resuelto eficazmente las desventajas que planteaba lo que hasta ese momento era el estado de la técnica anterior, las investigaciones posteriores han demostrado que aún es posible la introducción de mejoras adicionales que permitan garantizar un incremento de su capacidad operativa y una mayor resistencia y comportamiento seguro ante la acción derivada de las inclemencias ambientales, especialmente frente al empuje de los vientos que puedan existir en un momento dado. Así, la presente invención se ha propuesto como objetivo principal un perfeccionamiento adicional en la estructura de soporte incorporada en el sistema descrito en la patente anterior, en base a la introducción de cambios estructurales desarrollados a partir de la base circunferencial inferior, que afectan a la estructura general de soporte, y que se materializan en base a la utilización de montantes compuestos por perfiles que pueden ser de acero convencionales, galvanizados, tratados con pinturas especiales u otro medio similar que preserve el material por el que se componen dichos perfiles durante periodos de tiempo superiores a 20 años, estando tales montantes estructurados en torno a una configuración poligonal que determina dos armazones geométricamente equivalentes, posicionados en relación de enfrentamiento guardando simetría con respecto al plano vertical central, y relacionados por medio de elementos de arriostramiento orientados en varias direcciones y apoyados por sus extremos respectivos en distintas zonas de ambos armazones.

El diseño de la estructura que se desarrolla en la presente invención, ha sido realizado en base a unos criterios exhaustivos de cálculo que determinan una mayor seguridad de todo el soporte, aumentando su solidez y disminuyendo la posibilidad de flexiones.

Con vistas a una mayor facilidad en la operación de montaje y transporte del conjunto de las piezas que componen toda la estructura, se ha previsto la posibilidad de reagrupar estas piezas en forma de kit de embalaje.

Breve descripción de los dibujos

Estas y otras características y ventajas de la invención se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la descripción detallada que sigue de una forma de realización preferida de la invención, dada únicamente con carácter ilustrativo y no limitativo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

La Figura 1 muestra una vista esquematizada, en perspectiva desde atrás y desde abajo, de un seguidor solar materializado en base a una estructura de soporte que incluye las mejoras propuestas por la presente invención;

La figura 2 muestra un vista esquemática, desde arriba, del seguidor solar de la figura 1;

La figura 3 representa una vista en alzado lateral del seguidor solar de las figuras anteriores, en el que se puede apreciar con claridad la configuración poligonal del armazón, y

La figura 4 muestra una vista en alzado posterior, sustancialmente simplificada, del seguidor solar de la figura 3, con los paneles en posición horizontal.

Descripción de una forma de realización preferida

Tal y como se ha mencionado en lo que antecede, la descripción detallada de la forma de realización preferida 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 referencias numéricas para designar las partes iguales o semejantes. Así, atendiendo en primer lugar a la Figura 1 de los dibujos, se puede ver una representación esquematizada en perspectiva, tomada desde una posición trasera, de un ejemplo de ejecución de un seguidor solar que incorpora las mejoras propuestas por la presente invención, en el que se aprecia ya la sencillez estructural con la que ha sido concebido este seguidor modificado. De acuerdo con dicha representación, el seguidor solar construido en base a una estructura de soporte, sustentada por medio de una base 1 circunferencial que integra un raíl asimismo circunferencial por su parte superior, por el que se desplazan ruedas 2 asociadas a la estructura de soporte del seguidor, y de las que una de ellas es motriz y el resto son transportadas. Coincidiendo con un diámetro de la base 1 circunferencial, se ha previsto un elemento 3 sustentador que incluye en posición central un acoplamiento 5 tubular dirigido verticalmente.

La estructura de soporte mejorada de la presente invención consta de dos armazones de desarrollos poligonales que emergen desde abajo en posiciones enfrentadas diametralmente, compuestos cada uno por un perfil 4 inferior solidarizado a dos ruedas 2 respectivamente en posiciones cercanas a sus extremos, en el que apoya verticalmente por un extremo un perfil 6 y por el extremo opuesto otro perfil 7 inclinado, unidos ambos a través de sus extremos superiores respectivos por medio de un cuarto perfil 8 horizontal que cierra la configuración poligonal (aproximadamente trapecial), siendo dichos polígonos de dimensiones equivalentes, simétricos con respecto al plano vertical medio, presentando cada armazón en la zona intermedia, a modo de refuerzos respectivos se han previsto montantes 9 posicionados con inclinaciones convenientemente predeterminadas. También en coincidencia con los perfiles 4 inferiores de cada armazón, se extiende un par de elementos tubulares 10 diagonalmente, contenidos en el plano horizontal, que en la zona de cruce incorporan una pieza 11 de fijación y guía en posición centrada, complementaria con una pieza 5 del elemento 3 sustentador con la que se acopla permitiendo el movimiento giratorio seguro y guiado de la estructura de soporte respecto a la base 1 circunferencial, estando este movimiento animado por medio de un moto-reductor (no representado en las figuras) que actúa sobre una rueda 2 predeterminada que hace las veces de rueda motriz, provocando el giro de la estructura en su conjunto. Según se aprecia, existen elementos de arriostramiento 12 dispuestos en distintas posiciones que vinculan e interconectan ambos armazones, todo ello con el fin de dotar al conjunto de la resistencia estructural necesaria para su mantenimiento operativo en las mejores condiciones de uso posibles bajo las distintas circunstancias, con todos los elementos y perfiles solidarizados entre sí mediante tornillos u otra técnica adecuada.

En los extremos superiores del conjunto del armazón se ha previsto la incorporación de medios de abatimiento o abisagramiento para un bastidor en doble "H" que sirve de medio de sustentación para el conjunto de paneles 14 de captación de la energía solar y transformación de ésta en energía eléctrica. El bastidor en doble "H" y el conjunto de paneles 13 que se muestra en las figuras, están concebidos de modo idéntico al que ha sido descrito y representado en la patente principal, cuyo bastidor está formado por dos largueros 14 paralelos entre sí y separados por una distancia predeterminada, y dos travesaños 15 que configuran la doble "H". En la proximidades de uno de los extremos de estos travesaños 15 se establece la vinculación basculante con la zona de unión de los perfiles perpendiculares 6 y horizontales 8 de cada armazón, mientras que en relación con el otro extremo de dichos travesaños 15, se ha previsto la unión articulada de los vástagos respectivos de al menos un par de gatos 16 que por los extremos inferiores se encuentran libres. De ese modo, con la mayor o menor extensión de los vástagos de ambos gatos 16, se produce una mayor o menor inclinación del bastidor de soporte de los paneles 13, y con ello, se regula la posición de estos últimos respecto a la inclinación del sol en el horizonte, a efectos de optimizar el ángulo de incidencia de la radiación sobre los citados paneles. Para ello, la invención ha previsto la incorporación, de un moto-reductor 17 acoplado a un gato 16.

Si se atiende ahora a las representaciones que aparecen en las Figuras 3 y 4 de los dibujos, se aprecian vistas en alzado lateral y en alzado posterior, respectivamente, del seguidor solar de la invención en distintas posiciones en relación al ángulo de inclinación respecto al plano horizontal. En referencia a la inclinación prevista por la invención respecto a dicho plano horizontal, la misma puede variar de 0º a 70º, estando la estructura calculada para oponerse a vientos huracanados con velocidades del orden de 150 km/h. Debe mencionarse que la invención ha previsto la inclusión de medios de protección en el programa de control, de modo que cuando inciden sobre el conjunto de paneles 13 vientos que superan la capacidad de resistencia preestablecida en cada posición de trabajo, el seguidor bascula respecto a sus articulaciones en relación al plano horizontal, hasta una protección de mínima oposición a tales vientos, adoptando una posición segura de protección (por ejemplo, el posicionamiento horizontal en su caso mostrado por la Figura 4).

Como se comprenderá, la descripción del ejemplo de seguidor que se ha realizado en lo que antecede, está basada en unos conceptos genéricos que como comprenderán los expertos en la materia, deberán ser adaptados a cada caso en particular, dependiendo esencialmente del número de paneles solares 13 que integre cada seguidor, y por tanto de los diferentes estados operativos que se prevén para cada instalación concreta.

No se considera necesario hacer más extenso el contenido de la presente descripción para que un experto en la materia pueda comprender su alcance y las ventajas que de la misma se derivan, así como llevar a cabo la realización práctica de su objeto.

No obstante lo anterior, y dado que, según se ha dicho, la descripción que se acaba de realizar corresponde únicamente con un ejemplo constructivo, se comprenderá que dentro de su esencialidad podrán introducirse múltiples variaciones y modificaciones de detalle, asimismo protegidas, que podrán afectar a características tales como la forma, el tamaño o los materiales de fabricación del conjunto o de sus partes, al número de paneles, o a cualesquiera otras que no supongan alteración de la esencialidad de la invención según se define en las reivindicaciones que siguen.

Claims

1. Adición a la patente principal P-200800002, por: "Seguidor solar a dos ejes", especialmente con vistas a mejorar la capacidad estructural y las características de estabilidad de la estructura de soporte de un seguidor diseñado con posibilidad de giro respecto a un eje contenido en el plano vertical y con posibilidad del pivotamiento con respecto a un eje contenido en el plano horizontal a efectos de un posicionamiento óptimo de los paneles captadores, con vistas a un mejor aprovechamiento de las radiaciones solares incidentes en cada momento sobre dichos paneles, caracterizada porque la adición comprende la incorporación de dos armazones laterales, en posiciones enfrentadas, diametralmente opuestas, estando cada armazón dotado de un par de ruedas (2) inferiores para su desplazamiento sobre un riel circunferencial (1) mediante un movimiento rotatorio de la estructura guiado y sustentado desde un elemento (3) central, estando cada uno de los armazones configurado en forma poligonal (aproximadamente trapecial), y comprendido cada uno de dichos armazones laterales un perfil (4) horizontal inferior que por uno de sus extremos está solidarizado a un perfil (6) y por el otro extremo está solidarizado a otro perfil (7) de posicionamiento inclinado, cuyos perfiles extremos sostienen a su vez, por los extremos opuestos un perfil (8) horizontal superior que cierra la configuración poligonal y que constituye el elemento de soporte para el resto de la estructura de sustentación y posicionamiento de los paneles (13) captadores, incluyendo cada armazón un refuerzo intermedio materializado por dos montantes (9) intermedios entre ambos perfiles (4, 8) horizontales inferior y superior, respectivamente.

2. Adición a la patente principal P-200800002, de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza porque ambos armazones están vinculados e interconectados entre sí por medio de una pluralidad de elementos (12) de arriostramiento que se extienden en direcciones variables.