ES2350071B1 - Seguidor solar de un solo eje e instalacion de energia solar. - Google Patents
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Abstract
Seguidor solar de un solo eje e instalación de
energía solar.
El seguidor comprende:
- una hilera H1 de paneles solares P,
coplanarios y adyacentes, fijados a un eje giratorio común E1,
horizontal;
- una estructura de soporte en la que se
encuentra montado, de manera giratoria, dicho eje giratorio común
E1,
- unos medios de accionamiento con un
motorreductor M en conexión con una pieza P1 en forma de sector
circular fijada al eje giratorio común E1, y
- una base de soporte B1 unida al suelo en la
cual se encuentran fijados dicha estructura de soporte y dicho
motorreductor M.
La instalación de energía solar comprende al
seguidor solar propuesto con su mecanismo de accionamiento en
conexión mecánica con una serie de mecanismos de accionamiento de
otros seguidores solares incluidos en la instalación.
Description
Seguidor solar de un solo eje e instalación de
energía solar.
La presente invención concierne en general, en
un primer aspecto, a un seguidor solar de un solo eje, de los que
comprenden una serie de paneles solares que se orientan respecto a
la orientación solar pivotando alrededor de un eje común mediante un
mecanismo de accionamiento que incluye un motorreductor, con el fin
de obtener en todo momento la mayor incidencia de radiación solar
posible sobre los paneles solares, y en particular a un seguidor
solar cuyo motorreductor se encuentra fijado a una base de soporte
del seguidor solar.
Un segundo aspecto de la invención concierne a
una instalación de energía solar, que comprende al seguidor solar
propuesto por el primer aspecto con su mecanismo de accionamiento en
conexión mecánica con una serie de mecanismos de accionamiento de
otros seguidores solares incluidos en la instalación.
Son conocidos diversos seguidores solares de un
solo eje, con diferentes configuraciones estructurales y mecanismos
de accionamiento.
En la patente EP1169604B1 se describe un
seguidor solar de un solo eje sustentado por un pilar fijado a una
primera base de soporte, y que comprende unos medios de
accionamiento fijados a una segunda base de soporte distanciada de
la primera.
En el modelo de utilidad
ES-A-1046171 se describe también uno
de tales seguidores solares de un solo eje, que comprende un
mecanismo encargado de hacer pivotar un eje de unos paneles solares,
formado por una sirga guiada por unas poleas que desplazan una pieza
semicircular acoplada a dicho eje.
En dicho modelo de utilidad se describe un
dispositivo que incluye un motorreductor que desplaza un actuador
lineal, en el interior del cual es conducida la mencionada sirga
cuyos extremos se encuentran fijados en dicha pieza
semicircular.
Tanto el motorreductor como el accionador lineal
se encuentran dispuestos sobre la misma estructura de soporte en la
que se encuentran montados, de manera giratoria, los paneles solares
a través de un eje giratorio común.
Por otra parte también se conoce, por la
solicitud ES-A-2308910, propiedad
del presente solicitante, un seguidor biaxial que para realizar la
inclinación de las hileras de paneles solares que soporta utiliza un
mecanismo de accionamiento análogo al del modelo de utilidad
ES-A-1046171, pero con la diferencia
de que en lugar de utilizar una sirga que discurre a lo largo de
unas poleas para desplazar a la pieza semicircular acoplada al eje
de los paneles solares, utiliza una cadena desplazada, por un
correspondiente motor, a lo largo de unos engranajes o ruedas
dentadas.
Los presentes inventores no conocen seguidores
solares de un solo eje cuyos medios de accionamiento incluyan una
pieza semicircular como las descritas en dos de los documentos de
patente citados, donde el motorreductor encargado de desplazarla se
encuentre fijado a la misma base de soporte a la que se encuentra
fijada la estructura de soporte de los paneles solares.
Resulta necesario ofrecer una alternativa al
estado de la técnica que cubra las lagunas halladas en el mismo
indicadas en el apartado anterior.
Para ello la presente invención concierne, en un
primer aspecto, a un seguidor solar de un solo eje que comprende, de
manera en sí conocida:
- una hilera de paneles solares, coplanarios y
adyacentes, fijados a un eje giratorio común, horizontal;
- una estructura de soporte en la que se
encuentra montado, de manera giratoria, dicho eje giratorio
común,
- unos medios de accionamiento para hacer girar
dicho eje giratorio común con el fin de orientar a dicha hilera de
paneles solares respecto a la posición solar, comprendiendo dichos
medios de accionamiento un motorreductor en conexión con una pieza
en forma de sector circular fijada a dicho eje giratorio común,
coaxialmente con el mismo o con su eje geométrico ligeramente
desplazado.
A diferencia de las propuestas convencionales,
el seguidor solar propuesto por la presente invención comprende una
base de soporte unida al suelo en la cual se encuentran fijados
tanto dicha estructura de soporte como dicho motorreductor.
En general el motorreductor se encuentra fijado
a la base de soporte de manera que el eje de rotación de salida del
mismo, o de una etapa de reducción externa si es el caso, queda
alineado con el eje giratorio común en un mismo plano vertical, o
ligeramente desplazado.
Para unos ejemplos de realización el seguidor
propuesto comprende más de una hilera de paneles solares, y más de
una estructura de soporte.
En el seguidor solar propuesto por el primer
aspecto de la invención, ventajosamente, la anchura de cada panel,
transversalmente al citado eje giratorio común, es decir la anchura
de la hilera de paneles, es superior a la distancia entre el eje
giratorio común y la base de soporte que se encuentra fijada al
suelo.
Asimismo al no incluir, el seguidor solar
propuesto por la invención, un accionador lineal, al contrario del
seguidor del modelo de utilidad
ES-A-1046171, también se consigue
reducir considerablemente el ancho ocupado por los medios de
accionamiento en comparación con dicho modelo de utilidad, así como
reducir las tensiones sufridas por la estructura de soporte, que en
el caso de dicho modelo de utilidad son mucho mayores al soportar
dicha estructura de soporte al motorreductor y al accionador lineal
asociado al mismo.
Con tal dimensionado se consigue que el seguidor
solar propuesto tenga una altura muy pequeña en comparación con los
seguidores solares de un solo eje conocidos, lo que provoca una
mayor compacidad, y sobre todo que el par ejercido por el
motorreductor para desplazar a la pieza semicircular, y con ella a
los paneles solares, sea asimismo muy inferior al necesitado para
desplazar en inclinación a los paneles solares de los seguidores más
altos convencionales.
Un segundo aspecto de la presente invención
concierne a una instalación de energía solar, que comprende un
seguidor solar como el propuesto por el primer aspecto de la
invención, una pluralidad de seguidores solares análogos pero que
carecen de un motorreductor, y unos mecanismos de transmisión del
giro del motorreductor del seguidor solar de la presente invención a
todos los demás seguidores solares.
Tanto el seguidor solar propuesto por el primer
aspecto como la instalación de energía solar propuesta por el
segundo aspecto están aplicados al aprovechamiento de la energía
solar para cualquier fin conocido, desde el referente a la obtención
de energía eléctrica, es decir en el campo de la fotovoltaica, hasta
el referente al calentamiento de un fluido circulante por unas
tuberías calentadas por los paneles solares.
Las anteriores y otras ventajas y
características se comprenderán más plenamente a partir de la
siguiente descripción detallada de unos ejemplos de realización con
referencia a los dibujos adjuntos, que deben tomarse a título
ilustrativo y no limitativo, en los que:
las Figs. 1A y 1B son sendas vistas en alzado
lateral que muestran al seguidor solar propuesto por el primer
aspecto de la presente invención desde dos lados opuestos, para un
ejemplo de realización, así como a parte de dos bielas que forman
parte de un mecanismo de transmisión previsto para interconectar
mecánicamente al seguidor solar propuesto con otros dos seguidores
solares;
la Fig. 2 es una vista análoga a la de la Fig. 1
pero para otro ejemplo de realización alternativo para el que el
seguidor solar propuesto tiene una estructura de soporte diferente a
la del de la Fig. 1;
la Fig. 3 es una vista en alzado lateral que
muestra al seguidor solar de la Fig. 1 con un raíl fijado a la base
de soporte de otro seguidor solar, a través del cual se ha retirado,
de manera guiada, el motorreductor del seguidor solar propuesto
hasta la posición de mantenimiento ilustrada;
la Fig. 4 es una vista en perspectiva que
ilustra a parte de la instalación de energía solar propuesta por el
segundo aspecto de la invención, incluyendo dos seguidores solares
adyacentes, ilustrados en parte, uno de los cuales es el propuesto
por el primer aspecto de la invención según el ejemplo de
realización de la Figs. 1 y 3;
la Fig. 5 es una vista en alzado lateral de la
instalación de energía solar propuesta por la invención, para un
ejemplo de realización para el que ésta comprende cinco seguidores
solares, uno de los cuales, el central, es el propuesto por el
primer aspecto de la invención; y
la Fig. 6 es una vista en planta de la
instalación de energía solar propuesta por el segundo aspecto de la
invención, para el mismo ejemplo de realización de la Fig. 5, donde
cada seguidor solar comprende una hilera formada por veintiséis
paneles solares.
Haciendo en primer lugar referencia a las Figs.
1A, 1B y 4, en ellas se aprecia en detalle el seguidor solar
propuesto por el primer aspecto de la invención, para un ejemplo de
realización para el que éste comprende:
- una hilera H1 de paneles solares P,
coplanarios y adyacentes, fijados a un eje giratorio común E1,
horizontal;
- una estructura de soporte en la que se
encuentra montado, de manera giratoria, el eje giratorio común E1,
donde dicha estructura de soporte comprende una columna o viga C1,
que para el ejemplo de realización ilustrado es de sección en H, con
un primer extremo C1a fijado a un elemento anular de sustentación
A1, tal como un cojinete, a cuyo través se dispone, con posibilidad
de giro, el eje giratorio común E1, y un segundo extremo C1b fijado
a la base de soporte B1; y
- unos medios de accionamiento para hacer girar
al eje giratorio común E1 con el fin de orientar a la hilera H de
paneles solares respecto a la posición solar, comprendiendo dichos
medios de accionamiento un motorreductor M en conexión con una pieza
P1 en forma de sector circular, en particular una pieza
semicircular, fijada al eje giratorio común E1, coaxialmente con el
mismo o con su eje geométrico ligeramente desplazado respecto a
E1.
En la Fig. 4 solamente se aprecia parte de la
hilera H1 de paneles P, el resto no se han ilustrado con el fin de
que se puedan apreciar con mayor detalle los elementos del seguidor
solar S1 propuesto por el primer aspecto de la invención. La hilera
H1 completa se aprecia en la Fig. 6, que ilustra una instalación de
energía solar que incorpora al seguidor S1.
Según se aprecia en dichas Figs. 1A, 1B y 4, el
seguidor propuesto comprende una base de soporte B1 unida al suelo
(no ilustrado), o a cualquier otra superficie de soporte considerada
conveniente, en la cual se encuentran fijados la estructura de
soporte, en particular la viga C1, y el motorreductor M, mediante
unos correspondientes medios de fijación, tales como unos tornillos
T2 para el caso de la viga C1, y tornillos T1 para fijar al
motorreductor M a la base de soporte B1.
En particular, el motorreductor M se encuentra
vinculado a una etapa de reducción externa Re, ambos fijados a la
base de soporte B1 a través de un bastidor o pieza de soporte 3.
La conexión del motorreductor M, o del conjunto
motorreductor M más etapa de reducción externa Re, a la pieza
semicircular P1 se realiza mediante un elemento flexible operado a
tracción que para el ejemplo de realización de las Figs. 1A, 1B y 4
no se ha ilustrado, pero que es del mismo tipo ilustrado en la Fig.
2, para el ejemplo de realización alternativo allí representado, que
se describirá posteriormente.
Siguiendo con la descripción de los medios de
fijación del motorreductor M a la base de soporte B1, a través del
bastidor 3, éstos son unos medios de fijación liberables para
fijar/liberar al motorreductor M respecto a la base de soporte B1,
liberación la cual, para el caso de que los medios de fijación sean
unos tornillos T1, se realiza simplemente desatornillándolos de la
base de soporte B1.
Tal liberación se realiza en general para
realizar tareas de mantenimiento del motorreductor M (o su
substitución si es necesario). Para facilitar tales tareas de
mantenimiento, el seguidor solar comprende, tal y como se aprecia en
particular en las Figs. 3 y 4, un raíl 2 en el que se encuentra
guiado el motorreductor M, y la etapa de reducción externa Re junto
con el bastidor 3, para retirarlos de manera guiada de la base de
soporte B1 una vez liberados de la misma, llevándolos por ejemplo al
espacio disponible entre dos seguidores solares, el propuesto por la
invención, indicado como S1 en las Figs. 3 y 4, y el adyacente
indicado como S2.
Para el ejemplo de realización ilustrado por
dichas Figs. 3 y 4, dicho raíl 2 se encuentra fijado a una viga
vertical 5 fijada a la base de soporte B1 y a otra viga 6 fijada a
una base de soporte B8 de dicho seguidor adyacente S2 (en particular
el seguidor S2 comprende dos vigas 6, situadas a lado y lado de una
manivela M1), aunque para otros ejemplos de realización, no
ilustrados, el raíl 2 puede extenderse desde S1 hasta dicho espacio
disponible y fijarse al suelo sin la necesidad de llegar hasta el
seguidor S2.
Tal y como se aprecia en las Figs. 1B y 4, la
viga 5 se encuentra desplazada lateralmente, según la dirección del
raíl 2, respecto a la viga C1, con el fin de no interferir en la
disposición del motorreductor M en la base de soporte B1, para lo
cual ésta adopta una forma en planta en L, fijándose la viga 5 sobre
una de las ramas de la L y la viga C1 sobre la otra rama de dicha L,
en una lateral interior de la cual se encuentra fijado el bastidor
3.
En la Fig. 3 también se aprecia cómo sobre el
raíl 2 se encuentra fijada una pequeña porción de viga 7 fijada a un
correspondiente elemento anular de sustentación A2, a cuyo través se
dispone, con posibilidad de giro, el eje giratorio común E1, con el
fin de soportar mejor el peso del eje E1, y de los elementos que
éste soporta.
El seguidor S1 comprende una pluralidad de
estructuras de soporte adicionales, en particular unas vigas
verticales, una de las cuales se ilustra en la Fig 4 indicada por la
referencia numérica 11, en las que se encuentra montado, de manera
giratoria, el eje giratorio común E1, por diferentes puntos
distanciados longitudinalmente, y una pluralidad de bases de soporte
B2-B7 (ver Fig. 6) en cada una de las cuales se
encuentra fijada una de dichas vigas.
En la Fig. 2 se ilustra un ejemplo de
realización alternativo para el que el seguidor solar propuesto
tiene una estructura de soporte que comprende dos caballetes,
paralelos, a lado y lado de la citada pieza P1 en forma de sector
circular, cada uno de ellos formado por dos vigas que convergen por
un primer extremo fijándose en un elemento anular de sustentación
A1, a cuyo través se dispone, con posibilidad de giro, el eje
giratorio común E1, estando dichas vigas fijadas por unos segundos
extremos en la citada base de soporte B1 y disponiéndose el
motorreductor M entre las dos vigas de uno o ambos de dichos
caballetes.
En la Fig. 2 solamente se ilustra uno de dichos
caballetes, formado por las vigas C2 y C3, donde los citados
primeros extremos corvengentes han sido indicados como
C2a-C3a y los citados segundos extremos como
C2b-C3b.
Puede verse en dicha Fig. 2, cómo para el
ejemplo de realización allí ilustrado la base de soporte B1
comprende dos bloques B1a, B1b separados entre sí, estando cada uno
de dichos segundos extremos C2b-C3b de dichas vigas
C2-C3 fijados a un respectivo de dichos dos bloques
B1a, B1b, y el motorreductor M fijado a los dos bloques B1a,
B1b.
En dicha Fig. 2 se aprecia cómo los medios de
accionamiento del seguidor allí ilustrado comprenden un elemento
flexible operado a tracción 4, indicado simbólicamente, tal como una
cadena, que discurre a lo largo de unas ruedas dentadas R1, R2, R3,
una de las cuales, en particular R2, está conectada al eje Me del
motorreductor M para ser desplazada por el mismo, estando dicha
cadena 4 fijada por sus dos extremos a dos respectivos puntos de la
pieza semicircular P1, para desplazarla giratoriamente por
tracción.
Un segundo aspecto de la invención concierne a
una instalación de energía solar que comprende un seguidor solar S1
como el propuesto por el primer aspecto de la invención, una
pluralidad de seguidores solares análogos S2, S3, S4, S5, cuyos
medios de accionamiento carecen de un motorreductor, y unos
mecanismos de transmisión del giro del motorreductor M a todos los
seguidores solares S2-S5.
Tal como se aprecia en particular en la Fig. 5,
dicho mecanismo de transmisión comprende una serie de bielas
D1-D4 y una serie de manivelas
M1-M4, cada una de ellas conectada a un respectivo
eje giratorio común E2-E5 de uno de dichos
seguidores solares S2-S5.
En particular dos de dichas bielas D1, D2 se
encuentran conectadas articuladamente por un extremo a la pieza P1
en forma de sector circular (ver en detalle en Figs. 1B y 2), y por
sus otros extremos a dos respectivas manivelas M1, M2 de dos S2, S4
de dichos seguidores solares, tal y como se ilustra en la Fig. 5. El
resto de bielas D3, D4 están conectadas articuladamente, por cada
uno de sus extremos, a una respectiva manivela M3, M4 del resto de
los seguidores solares S3, S5, interconectando a todas las manivelas
M1-M4, y a dicha pieza P1 en forma de sector
circular, de todos los seguidores solares S1-S5, de
manera que el movimiento producido por el motorreductor M del
seguidor solar S1 se transmita a las manivelas M1-M4
del resto de seguidores solares S2-S5, y a los ejes
giratorios E2-E5 que se encuentran fijados a las
mismas.
Un experto en la materia podría introducir
cambios y modificaciones en los ejemplos de realización descritos
sin salirse del alcance de la invención según está definido en las
reivindicaciones adjuntas.
Claims (13)
1. Seguidor solar de un solo eje, del tipo que
comprende:
- al menos una hilera (H1) de paneles solares
(P), coplanarios y adyacentes, fijados a un eje giratorio común
(E1), horizontal;
- al menos una estructura de soporte en la que
se encuentra montado, de manera giratoria, dicho eje giratorio común
(E1),
- unos medios de accionamiento para hacer girar
dicho eje giratorio común (E1) con el fin de orientar a dicha hilera
(H1) de paneles solares respecto a la posición solar, comprendiendo
dichos medios de accionamiento al menos un motorreductor (M) en
conexión con al menos una pieza (P1) en forma de sector circular
fijada a dicho eje giratorio común (E1), coaxialmente con el mismo o
con su eje geométrico ligeramente desplazado, y
- al menos una base de soporte (B1) unida al
suelo en la cual se encuentran fijados dicha estructura de soporte,
que es al menos una, y dicho motorreductor (M),
caracterizado porque el seguidor solar
comprende además unos medios de fijación liberables para
fijar/liberar dicho motorreductor (M) de la base de soporte (B1), y
porque comprende un raíl (2) en el que se encuentra guiado dicho
motorreductor (M), para retirar de manera guiada el motorreductor
(M) de la base de soporte (B1) una vez liberado de la misma.
2. Seguidor solar según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha estructura de soporte, que es al
menos una, comprende al menos una columna (C1) con un primer extremo
(C1a) fijado a un elemento anular de sustentación (A1), a cuyo
través se dispone, con posibilidad de giro, dicho eje giratorio
común (E1), y un segundo extremo (C1b) fijado a dicha base de
soporte (B1), que es al menos una.
3. Seguidor solar según la reivindicación 2,
caracterizado porque comprende una única base de soporte
(B1), y porque dicho motorreductor (M) se encuentra fijado a dicha
base de soporte (B1) de manera que el eje de rotación de salida del
mismo queda alineado con dicho eje giratorio común (E1) en un mismo
plano vertical.
4. Seguidor solar según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha estructura de soporte comprende al
menos dos caballetes, paralelos, a lado y lado de la citada pieza
(P1) en forma de sector circular, cada uno de ellos formado por dos
vigas (C2-C3) que convergen por un primer extremo
(C2a-C3a) fijándose en un elemento anular de
sustentación (A1), a cuyo través se dispone, con posibilidad de
giro, el citado eje giratorio común (E1), estando dichas vigas
(C2-C3) fijadas por unos segundos extremos
(C2b-C3b) en la citada base de soporte (B1), que es
al menos una, y disponiéndose el motorreductor entre las dos vigas
(C2-C3) de al menos uno de dichos caballetes.
5. Seguidor solar según la reivindicación 4,
caracterizado porque dicha base de soporte (B1) comprende al
menos dos bloques (B1a, B1b) separados entre sí, estando cada uno de
dichos segundos extremos (C2b-C3b) de dichas vigas
(C2-C3) fijado a un respectivo de dichos dos bloques
(B1a, B1b).
6. Seguidor solar según la reivindicación 5,
caracterizado porque dicho motorreductor (M) se encuentra
fijado a dichos dos bloques (B1a, B1b).
7. Seguidor solar según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho
motorreductor (M) se encuentra fijado a dicha base de soporte (B1) a
través de un bastidor o pieza de soporte (3) del motorreductor
(M).
8. Seguidor solar según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la anchura
de cada panel, transversalmente al citado eje giratorio común (E1),
es superior a la distancia entre dicho eje giratorio común (E1) y
dicha base de soporte (B1).
9. Seguidor solar según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende
una pluralidad de estructuras de soporte adicionales (11) en las que
se encuentra montado, de manera giratoria, dicho eje giratorio común
(E1) por diferentes puntos distanciados longitudinalmente, y una
pluralidad de bases de soporte (B2-B7), en cada una
de las cuales se encuentra fijada al menos una de dichas estructuras
de soporte (11).
10. Seguidor solar según la reivindicación 1,
caracterizado porque dichos medios de accionamiento
comprenden un elemento flexible operado a tracción (4) que discurre
a lo largo de unas ruedas dentadas (R1, R2, R3), al menos una (R2)
de las cuales en conexión con el eje (Me) de dicho motorreductor (M)
para ser desplazada por el mismo, estando dicha cadena (4) fijada
por sus dos extremos a dos respectivos puntos de dicha pieza
semicircular (P1), para desplazarla giratoriamente por tracción.
11. Instalación de energía solar que comprende
un seguidor solar (S1) según una cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, una pluralidad de seguidores solares análogos (S2, S3,
S4, S5), cuyos medios de accionamiento carecen de un motorreductor,
y unos mecanismos de transmisión del giro del motorreductor (M) a
todos los seguidores solares.
12. Instalación de energía solar según la
reivindicación 11, caracterizada porque dicho mecanismo de
transmisión comprende una serie de bielas (D1-D4) y
una serie de manivelas (M1-M4), cada una de ellas
conectada a un respectivo eje giratorio común
(E2-E5) de uno de dichos seguidores solares análogos
(S2-S5).
13. Instalación de energía solar según la
reivindicación 12, caracterizada porque dos de dichas bielas
(D1, D2) se encuentran conectadas articuladamente por un extremo a
dicha pieza (P1) en forma de sector circular, y por sus otros
extremos a dos respectivas manivelas (M1, M2) de dos (S2, S4) de
dichos seguidores solares, y el resto de bielas (D3, D4) están
conectadas articuladamente, por cada uno de sus extremos, a una
respectiva manivela (M3, M4) del resto de dichos seguidores solares
(S3, S5), interconectando a todas las manivelas
(M1-M4), y a dicha pieza (P1) en forma de sector
circular, de todos los seguidores solares (S1-S5),
de manera que el movimiento producido por el motorreductor (M) del
seguidor solar (S1) de acuerdo a una de las reivindicaciones 1 a 11
se transmita a las manivelas (M1-M4) del resto de
seguidores solares (S2-S5), y a los ejes giratorios
(E2-E5) que se encuentran fijados a las mismas.
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