ES2376101A1 - Instalación de captación de energ�?a solar aplicable a balsas de acumulación de agua. - Google Patents

Abstract

Instalación de captación de energía solar aplicable a balsas de acumulación de agua.La instalación de la invención, está constituida una plataforma (3) rígida, de dimensiones máximas acordes con el fondo de la balsa, que podrá presentar un carácter modular, bajo la que se establecen alineaciones de elementos de flotación (5), igualmente modulares, dotados de medios de fijación (6) entre sí, mientras que sobre dicha plataforma (3) se establezcan una serie de bastidores (7) para recepción de los correspondientes paneles solares fotovoltaicos (8), bastidores dispuestos en alineaciones paralelas, definiendo entre ellos pasillos igualmente paralelos. La plataforma incorpora medios de guiado vertical para la misma a partir de cables (10) asociados a muertos (9) establecidos en los extremos de la balsa, de manera que mediante parejas de barras (12) verticales, convenientemente distanciadas, y por las que pasan los cables, se impide el desplazamiento horizontal de la plataforma y se permite que ésta se adapte a los diferentes niveles de agua de la misma.

Description

INSTALACION DE CAPTACION DE ENERGiA SOLAR APLICABLE A BALSAS DE ACUMULACION DE AGUA

OBJETO DE LA INVENCION

La presente invenci6n se refiere a una instalaci6n de captaci6n de energia solar, para su transformaci6n en energia electrica, del tipo de las constituidas a partir de placas solares fotovoltaicas, especialmente concebida para ser aplicada sobre balsas de agua, como por ejemplo las utilizadas para almacenar agua destinada al regadio de explotaciones agricolas, si bien es aplicable a cualquier tipo balsa de agua, pantanos, embalses y similares.

El objeto de la invenci6n es conseguir una instalaci6n flotante, que permita aprovechar las dimensiones de la balsa, para la implantaci6n de una instalaci6n de captaci6n de energia solar fotovoltaica, instalaci6n que proyectara una sombra sobre la balsa, reduciendo sensiblemente la evaporaci6n del agua de riego existente en la misma, reduciendo igualmente la proliferaci6n de algas y microorganismos, y reduciendo la concentraci6n de sales, viendose asimismo reducidas las probabilidades de obstrucci6n de los filtros de los sistemas de regadio debido a la generaci6n de dichas algas o materia organica.

La especial estructuraci6n de la instalaci6n mejora asimismo el rendimiento termico fotovoltaico, debido a la reducci6n de temperatura que provoca el agua acumulada en la balsa.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

Cada vez es mas frecuente el empleo de balsas para acumulaci6n del agua de lluvia, sobretodo en zonas con reducidos recursos hidricos, en orden a utilizar dicho agua en el regadio de cultivos.

Dada su estructuraci6n, este tipo de balsas presentan unas grandes dimensiones, que resultan 6ptimas para la implantaci6n de instalaciones de captaci6n de energia solar fotovoltaica.

Son conocidas instalaciones de captaci6n de energia solar en las placas solares fotovoltaicas se establecen sobre respectivos flotadores, definiendo m6dulos unitarios que se unen entre si mediante uniones articuladas para absorber el efecto del oleaje.

La principal caracteristica de las Superficies Acuaticas es la inestabilidad. Cualquier golpe de viento, vibraci6n o impacto, produce una respuesta fisica a modo de onda que a su vez provoca una respuesta de igual magnitud en la instalaci6n solar, llegando incluso a dar lugar a problemas criticos.

El sistema de fijaci6n mediante cables y pilares de sujeci6n, soluciona estas situaciones criticas haciendo adaptable la instalaci6n solar a cualquier situaci6n del emplazamiento con independencia de la geometria o tamafo del mismo.

Los cables del sistema de fijaci6n, se anclan en los bordes perimetrales y, en correspondencia a un sistema de contrapesos, permiten adaptar la instalaci6n, a los acortamientos o alargamientos provocados por las variaciones en el volumen del agua almacenada.

En esta estructuraci6n los cables se ven sometidos a enormes esfuerzos, por lo que necesitan ser sobredimensionados notablemente, con unos costes elevados, y un mantenimiento igualmente elevado, que a todas luces seria deseable mejorar.

DESCRIPCION DE LA INVENCION

La instalaci6n que la invenci6n propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la problematica anteriormente expuesta, en los diferentes aspectos comentados, al definir una plataforma estable, con unos medios de guiado vertical para la misma sencillos pero de gran eficacia, y que no se ven sometidos a grandes esfuerzos.

De forma mas concreta, la instalaci6n de la invenci6n se constituye a partir de una plataforma, de dimensiones acordes con el numero de paneles solares previstos para la instalaci6n, cuyas dimensiones en cualquier caso no sobrepasaran las dimensiones del fondo de la balsa, plataforma de naturaleza metalica, bajo la cual se establecera una alineaci6n perimetral de elementos de flotaci6n, asi como una, dos, o tantas alineaciones transversales y/o longitudinales de elementos de flotaci6n intermedias como sean necesarias.

Sobre dicha plataforma se estableceran los clasicos bastidores soporte para los paneles solares fotovoltaicos, asi como la instalaci6n electrica asociada a los mismos, si bien con el fin de evitar perdidas, los anillos formados por los paneles se pueden cerrar instalando los inversores en el exterior de la balsa, utilizandose la propia pasarela para el guiado de los cables transportadores de la energia electrica generada por la instalaci6n.

Para el guiado vertical de la instalaci6n, se ha previsto la disposici6n de al menos dos muertos situados exteriormente en oposici6n, entre los que se situa la instalaci6n, de los que emergen una pareja de cables de acero, convenientemente tensados, que no se ven sometidos a ningun tipo de carga vertical por parte de la plataforma de la instalaci6n, sino que simplemente actuan como elementos de guiado para un sistema de estabilizaci6n horizontal de la plataforma, la cual estara dotada en correspondencia con sus vertices extremos de un bastidor del que emergen una pareja de largas barras entre las que se hacen pasar los comentados cables, de manera que dicha pareja de barras actuan como guias verticales en el desplazamiento asimismo vertical de la plataforma que se produce debido a los cambios en el nivel del agua de la balsa.

Si bien mediante el concurso de cuatro cables, dos dispuestos transversalmente y dos longitudinalmente, asociados a los correspondientes muertos, y con el concurso de las comentadas barras en funciones de guias verticales la plataforma se podria igualmente estabilizar horizontalmente, evitando la desorientaci6n de los paneles con respecto al angulo de maxima incidencia solar, la soluci6n previamente descrita resulta mucho mas sencilla, y consecuentemente mas econ6mica.

En cualquier caso, cualquiera de las dos soluciones descritas liberan a los cables del peso de la instalaci6n, peso sensiblemente mayor que los esfuerzos horizontales a los que se ven sometidos los cables por el efecto "vela" que pueda generar el viento sobre los paneles, y a los que tambien se veian sometidos los sistemas de estabilizaci6n convencionales.

La plataforma asi descrita se complementara con una o mas pasarelas de acceso a la misma, en orden a permitir labores de mantenimiento, definiendose pasillos de transito entre los bastidores portadores de los paneles solares, estructura que, como se ha comentado anteriormente resultara sumamente estable, en contra de las instalaciones convencionales de este tipo.

Como resulta obvio, al tratarse de una instalaci6n aplicable a balsas de acumulaci6n de agua, la misma estara carente de elementos que puedan producir sombra sobre los paneles solares fotovoltaicos, optimizando su funcionamiento.

Dado que la plataforma presentara unas dimensiones no superiores al fondo de la balsa, la misma podra complementarse con una malla de sombreo perimetral que cubra el resto de la balsa, con el fundamento de evitar aun mas la evaporaci6n del agua.

DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripci6n que se esta realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensi6n de las caracteristicas del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realizaci6n practica del mismo, se acompafa como parte integrante de dicha descripci6n, un juego de dibujos en donde con caracter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.- Muestra una vista en alzado de una instalaci6n de captaci6n de energia solar aplicable a balsas de acumulaci6n de agua realizada de acuerdo con el objeto de la presente invenci6n.

La figura 2.- Muestra, una vista en planta del conjunto de la figura anterior.

La figura 3.- Muestra un detalle en perfil de los medios de flotaci6n y sustentaci6n para los paneles solares.

La figura 4.- Muestra una vista en alzado del detalle de la figura 3.

La figura 5.- Muestra una vista en planta del detalle de la figura 3.

La figura 6.- Muestra un detalle ampliado de la figura 2, correspondiente a los medios de guiado vertical previstos para la instalaci6n.

La figura 7.- Muestra, finalmente, una vista en perspectiva de dos de los elementos de flotaci6n previstos para la plataforma de la instalaci6n.

REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCION

A la vista de las figuras resefadas, y en especial de las figuras 1 y 2, puede observarse como la instalaci6n que se preconiza esta especialmente concebida para ser implantada en balsas (1), destinadas a almacenar agua de lluvia (2), si bien es igualmente aplicable en pantanos, embalses y similares.

Pues bien, la instalaci6n parte de una plataforma (3), de naturaleza metalica, que en el ejemplo de realizaci6n practica elegido presenta una configuraci6n rectangular, pero que podria adoptar cualquier otra configuraci6n acorde a la geometria del fondo de la balsa (4) plataforma bajo la que se establecen perimetralmente una pluralidad de elementos de flotaci6n (5), como los mostrados en detalle en la figura 7, modulares, dotados de medios de fijaci6n (6) entre si, determinando alineaciones de flotadores, estableciendose en caso de que sea necesario, alineaciones de elementos de flotaci6n (5) del mismo tipo, dispuestas paralela y transversalmente a lo largo de dicha plataforma (3), tal como se puede observar en la figura 2.

Sobre dicha plataforma (3) se estableceran una serie de bastidores (7) para recepci6n de los correspondientes paneles solares fotovoltaicos (8), en disposici6n inclinada, convenientemente orientados hacia la zona de mayor insolaci6n, bastidores que se dispondran en alineaciones paralelas, definiendo entre ellos pasillos igualmente paralelos para evitar la generaci6n de sombras entre unos y otros paneles, asi como para definir zonas de transito de los operarios en las labores de mantenimiento.

De acuerdo con otra de las caracteristicas de la invenci6n, tal y como se puede observar en las figuras 1, 2 y 6, para estabilizar horizontalmente la instalaci6n, se ha previsto que en correspondencia con los extremos de la balsa se establezcan sendos muertos de hormig6n (9) a los que se fijan una pareja de cables (10), que se extienden horizontalmente hasta los respectivos vertices de la plataforma (3), en la que, sobre los elementos de flotaci6n (5) se dispone un bastidor plano en "L" (11), del que emergen una pareja de largas barras verticales (12), convenientemente rigidizadas mediante tirantes (13), y distanciadas entre si una cierta magnitud, que permita el paso entre las mismas del cable (10), de manera que uno de los cables se hace pasar por las parejas de barras (12) situadas en ambos extremos de uno de los laterales de la plataforma, mientras que el otro se hace pasar por las otras dos, impidiendo dicho conjunto tanto el desplazamiento como el giro de la plataforma respecto del imaginario plano horizontal en el que se encuentra, actuando cada pareja de barras (12) como elementos de guiado vertical que permiten adaptarse a la instalaci6n a los diferentes niveles de agua que pueda tener la balsa.

Si bien no aparece representada en las figuras, por poder tener multiples realizaciones, se ha previsto que la plataforma se complemente con al menos una pasarela, preferentemente obtenida mediante el ensamblaje de dos o mas alineaciones de elementos de flotaci6n (5), que permita el acceso a la misma, asi como el paso de los cables de la corriente generada por los paneles solares.

De forma mas concreta, todo el cableado se realizara por la parte superior de la estructura, con protecci6n anti-humedad, realizandose las uniones de las series y las ramas en un cuadro electrico instalado en las cabeceras de planta.

La salida de los inversores se unira en anillo, saliendo una unica terna al

exterior de la balsa. Este cable estara protegido y aislado mediante tubo, y no tocara

el agua en ningun momento, al ir dispuesto sobre el lateral de la pasarela de acceso.

Por ultimo, cabe destacar el hecho de que la plataforma (3) podra tener igualmente un caracter modular, en orden a adaptarse a diferentes geometrias de balsas, asi como a diferentes tamafos para las mismas, definiendose m6dulos como los mostrados en las figuras 3 a 5 que se fijan entre si rigidamente, para obtener estructuras de mayor tamafo, como la mostrada en las figuras 1 y 2.

Claims (2)

1. R E I V I N D I C A C I O N E S

   1a.- Instalaci6n de captaci6n de energia solar aplicable a balsas de acumulaci6n de agua, del tipo de las que incorporan elementos de flotaci6n y medios de sustentaci6n para paneles solares fotovoltaicos, caracterizada porque en la misma se define una plataforma (3) rigida, de dimensiones maximas acordes con el fondo de la balsa, plataforma (3) bajo la que se establecen alineaciones de elementos de flotaci6n (5), modulares, dotados de medios de fijaci6n (6) entre si, habiendose previsto que sobre dicha plataforma (3) se establezcan una serie de bastidores (7) para recepci6n de los correspondientes paneles solares fotovoltaicos (8), bastidores dispuestos en alineaciones paralelas, definiendo entre ellos pasillos igualmente paralelos.

   2a.- Instalaci6n de captaci6n de energia solar aplicable a balsas de acumulaci6n de agua, segun reivindicaci6n 1a, caracterizada porque para estabilizar horizontalmente la instalaci6n, se ha previsto que la plataforma incorpore bastidores en sus extremos, de cada uno de los cuales emergen una pareja de largas barras verticales (12), en funciones de elementos de guiado vertical para la plataforma, por los que son pasantes cables dispuestos horizontalmente y que se rematan por sus extremos en muertos de hormig6n (9) o similares dispuestos sobre la periferia de la balsa, y dispuestos de manera que dichos cables en contacto con las barras (12) impidan el desplazamiento horizontal de la plataforma.

   3a.- Instalaci6n de captaci6n de energia solar aplicable a balsas de acumulaci6n de agua, segun reivindicaci6n 2a, caracterizada porque en correspondencia con dos de los extremos de la balsa se establezcan sendos muertos de hormig6n (9) a los que se fijan una pareja de cables (10), que se extienden hasta los respectivos vertices de la plataforma (3), en la que, a partir de un bastidor plano en "L" (11), emergen una pareja de largas barras verticales (12), convenientemente rigidizadas mediante tirantes (13), y distanciadas entre si una cierta magnitud, para paso de los correspondientes cables (10).

   4a.- Instalaci6n de captaci6n de energia solar aplicable a balsas de

   5 acumulaci6n de agua, segun reivindicaci6n 1a, caracterizada porque la balsa se complemente con al menos una pasarela, preferentemente obtenida mediante el ensamblaje de dos o mas alineaciones de elementos de flotaci6n (5), contando con pasos estancos para los cables de la corriente generada por los paneles solares.

   10 5a.- Instalaci6n de captaci6n de energia solar aplicable a balsas de acumulaci6n de agua, segun reivindicaci6n 1a, caracterizada porque la plataforma

   (3) presenta un caracter modular, a base de multiples m6dulos fijados rigidamente entre si.

   OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

   N.º solicitud: 201030601

   ESPAÑA

   Fecha de presentación de la solicitud: 26.04.2010

   Fecha de prioridad:

   INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

   51 Int. Cl. : Ver Hoja Adicional

   DOCUMENTOS RELEVANTES

   Categoría

   56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas

   Y

   WO 2010117165 A2 (WOO DO YOUNG) 14.10.2010, todo el documento, en particular páginas 4-5,7; figuras 1-6. 1,4,5

   Y

   US 6640353 B1 (WILLIAMS JAMES F) 04.11.2003, todo el documento. 1,4,5

   A

   US 4235221 A (MURPHY GERALD G) 25.11.1980, todo el documento. 1-5

   Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud

   El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:

   Fecha de realización del informe 16.02.2012

   Examinador C. Espejo Rodriguez Página 1/4

   INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

   Nº de solicitud: 201030601

   CLASIFICACIÓN OBJETO DE LA SOLICITUD B65D88/34 (2006.01)

   F24J2/04 (2006.01) E04H4/00 (2006.01) Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación)

   B65D, E04H, F24J

   Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC

   Informe del Estado de la Técnica Página 2/4

   OPINIÓN ESCRITA

   Nº de solicitud: 201030601

   Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 16.02.2012

   Declaración

   Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)

   Reivindicaciones Reivindicaciones 1-5 SI NO

   Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)

   Reivindicaciones Reivindicaciones 2,3 1,4,5 SI NO

   Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).

   Base de la Opinión.-

   La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

   Informe del Estado de la Técnica Página 3/4

   OPINIÓN ESCRITA

   Nº de solicitud: 201030601

   1. Documentos considerados.-

   A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

   Documento

   Número Publicación o Identificación Fecha Publicación

   D01

   WO 2010117165 A2 (WOO DO YOUNG) 14.10.2010

   D02

   US 6640353 B1 (WILLIAMS JAMES F) 04.11.2003

   D03

   US 4235221 A (MURPHY GERALD G) 25.11.1980

2. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración

   El objeto técnico de la invención es una instalación de captación de energía solar aplicable a balsas de acumulación de agua, definida por una plataforma rígida sobre la cual se establecen unos bastidores para la recepción de paneles fotovoltaicos, dispuestos en alineaciones paralelas, definiendo entre ellos pasillos paralelos. Bajo esta plataforma, se establecen unos elementos de flotación modulares, dotados de medios de fijación entre sí, existiendo una pasarela que cuenta con pasos estancos para los cables de la corriente generada por los paneles solares. Para estabilizar horizontalmente la instalación, se reivindica unos bastidores en sus extremos en forma de L, sobre los que emergen una pareja de barras largas verticales rigidizadas mediante tirantes, en funciones de elementos de guiado vertical para la plataforma, por los que son pasantes los cables dispuestos horizontalmente y que se rematan por sus extremos en muertos de hormigón.

   El documento D01 se considera el más próximo del estado de la técnica al objeto de la invención, y divulga una instalación de captación de energía solar aplicable a balsas de acumulación de agua, definida por una plataforma sobre la cual se establecen unos bastidores para la recepción de paneles fotovoltaicos, dispuestos en alineaciones paralelas definiéndose entre ellos pasillos paralelos. Bajo esta plataforma, se establecen unos elementos de flotación, pudiendo ser de diversas formas poligonales o circulares, y una zona destinada al paso de los cables de la corriente generada por los paneles, que es transferida hacia el exterior de la plataforma. La instalación se estabiliza a partir de una serie de cabestrantes de donde parten unos cables o cadenas que se enchanchan a soportes externos a la plataforma.

   El documento D02, divulga unos elementos de flotación modulares con paneles de captación de energía solar, utilizados en plataformas de acumulación de agua, y donde se encuentran definidos unos medios de fijación entre los módulos.

   El documento D03 divulga una instalación de captación de energía solar a partir de unos paneles fotovoltaicos soportados en una plataforma flotante, no se considerándose suficientemente relevantes como para afectar a la novedad y actividad inventiva de la solicitud, y reflejando tan el estado de la técnica del campo al que pertenece la invención.

   La combinación de D01 y D02 resultaría evidente para el experto en la materia, por lo que el objeto de la reivindicación independiente 1, y sus dependientes 4 y 5 presenta novedad pero no presenta actividad inventiva. Sin embargo, en ninguno de los documentos anteriores se divulga en los extremos de la plataforma, la existencia de bastidores planos en forma de L, sobre los que emergen una pareja de barras largas verticales rigidizadas mediante tirantes, ni la naturaleza de los muertos sobre los que los que los cables dispuestos horizontalmente se fijan a los muertos estabilizando horizontalmente la instalación. Por lo que el objeto de las reivindicaciones 2 y 3 dependientes de la primera reivindicación, es nuevo y presenta actividad inventiva.

   Informe del Estado de la Técnica Página 4/4