ES2385584B1 - Mecanismo de giro azimutal de soportes estructurales. - Google Patents

Mecanismo de giro azimutal de soportes estructurales. Download PDF

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Abstract

Mecanismo de giro azimutal de soportes estructurales (2) que comprende:#- una estructura giratoria (1) respecto a un eje vertical fijo de giro (3) unida al soporte estructural (2) por medios de unión, que comprende:#- una base plana (10) en cuyo centro se sitúa el eje vertical fijo de giro (3) y#- una pared lateral (11) a lo largo de todo el perímetro de la base plana,#- al menos un dispositivo fijo de accionamiento de giro azimutal (4) de la estructura giratoria (1) que comprende medios de giro (5, 6, 15, 16) que apoyan en la pared lateral (11) de la estructura giratoria (1) y un sistema fijo de apoyo al suelo, que comprende el eje vertical fijo (3) de giro y una pluralidad de patas (7, 7?, 7??) sobre las que se fija al menos un dispositivo fijo de accionamiento de giro azimutal (4).

Description

MECANISMO DE GIRO AZIMUTAL DE SOPORTES ESTRUCTURALES
Campo de la invención
La presente invención se engloba dentro del campo de los mecanismos de giro,
5
y más en concreto, a mecanismos de giro azimutal para su aplicación preferente en
seguidores solares.
Antecedentes de la invención
La generación de energía a partir de la radiación solar es una industria en
continuo desarrollo. Existen gran cantidad de tipologías de receptores solares pero
1O
todos ellos se basan en una premisa fundamental: cuanta más radiación solar sean
capaces de captar, mayor será la cantidad de energía producida.
Existen principalmente dos tipos de tecnologías: termosolar y fotovoltaica. La
termosolar está basada en el concepto de la concentración de la radiación solar para
producir vapor o aire caliente, que puede posteriormente ser usado en plantas
15
eléctricas convencionales. La tecnología fotovoltaica se basa en el efecto fotoeléctrico
para la producción de electricidad.
Dentro de la tecnología termosolar existen dos grandes grupos de
concentradores: los puntuales y los lineales. Dentro de los concentradores puntuales
se distinguen los concentradores de disco parabólicos y las centrales de torre,
20
rodeadas estas últimas de helióstatos que concentran la luz solar sobre ellas. Dentro
de la tecnología lineal, el Concentrador Cilindro Parabólico (CCP) es el sistema de
concentración más maduro y en la actualidad empiezan a surgir los nuevos Colectores
Lineales tipo Fresnel (CLF), que también utilizan espejos para reflejar la luz solar.
La mayoría de estos sistemas, ya sean concentradores de disco parabólicos,
25
helióstatos, colectores cilindro parabólicos o módulos fotovoltaicos, utilizan un sistema
de seguimiento, azimutal, cenital o ambos que les permite mantenerse orientados de
forma permanente hacia el sol, aumentando así la cantidad de energía producida.
Entre esta multitud de seguidores solares, existen en el mercado seguidores
solares que basan el giro azimutal de los colectores solares y módulos fotovoltaicos,
30
en mecanismos que comprenden una estructura móvil, con varias ruedas que giran
sobre una pista fija de rodadura, con respecto a un eje central vertical, como los
divulgados por US2001036024, EP2072934 o ES2308910.
US2001 036024 divulga en concreto un disco solar parabólico cuyo mecanismo
de giro azimutal comprende una rueda, conectada a un soporte accionador de
35
movimiento de manera que ambos giran alrededor de un carril, pudiéndose adicionar
una segunda rueda que regula la velocidad de la rueda de suelo con una elemento de fricción para la reducción de velocidad.
EP2072934 divulga un seguidor solar que comprende Un mecanismo de giro azimutal de los paneles solares que consiste en una estructura con un punto central fijo y unas ruedas de apoyo que giran sobre un carril de rodadura.
ES230891 O se refiere a un seguidor solar biaxial cuyo mecanismo de giro azimutal se basa en una plataforma fija horizontal, portadora de un carril circular, unos elementos de rodadura que apoyan sobre dicho carril y a los que está unido un bastidor móvil.
El problema que presentan estos sistemas es que la superficie circular fija de rodadura exige una superficie de suelo lisa sin pendiente, ya que cualquier irregularidad en el terreno se traslada a la base del seguidor y afecta directamente al movimiento de giro azimutal. Por otro lado hay que destacar que la precisión de un seguidor solar es de suma importancia para poder alcanzar una máxima producción de la planta. Descripción de la invención
La invención se refiere a un mecanismo de giro azimutal de soportes estructurales que supera los problemas anteriormente expuestos mediante un mecanismo que comprende:
una estructura giratoria dispuesta sobre un eje vertical fijo de giro,
preferentemente circular, unida por medios de unión al soporte
estructural, que comprende:
•
una base plana en cuyo centro se sitúa el eje vertical fijo de giro y
•
una pared lateral a lo largo de todo el perímetro de la base
plana circular, al menos un dispositivo fijo de accionamiento de giro azimutal de la estructura giratoria, que comprende medios de giro que apoyan sobre un lado de la pared lateral de la estructura giratoria, seleccionados entre rodillos de fricción o conjunto piñón-correa, unidos mediante un eje a un motor eléctrico que proporciona movimiento, en donde los medios de giro pueden ser:

• un rodillo de fricción motor que apoya sobre un lado de la pared lateral de la estructura giratoria, unido mediante un eje a un motor eléctrico que proporciona movimiento, y opcionalmente un segundo rodillo de fricción loco que apoya sobre el lado opuesto de la pared lateral de la estructura móvil circular, cuya misión es ejercer el apriete del conjunto de los dos contra la pared circular, de manera que por fricción se transmita el movimiento, o
• un conjunto piñón motor-elemento de tracción flexible que comprende un piñón motor, unido mediante un eje a un motor eléctrico que le proporciona movimiento, que engrana con un elemento de tracción flexible, seleccionado entre correa y cadena, fijado a la pareo lateral de la estructura giratoria por medio de tensores, y
un sistema fijo de apoyo al suelo, que comprende el eje vertical fijo de giro y una pluralidad de patas, regulables en altura, sobre las que se fija, por medios de unión, el dispositivo fijo de accionamiento de giro azimutal, opcionalmente el mecanismo puede comprender un dispositivo de nivelación de la estructura giratoria, fijado por medios de unión a cada pata periférica del sistema de apoyo, que comprende al menos una bola de carga, preferentemente metálica, envuelta parcialmente por un casquillo, de manera tal que la bola apoya sobre la cara inferior de la base plana de la estructura giratoria. Entre el casquillo y la bola puede haber bolas más pequeñas para permitir el giro de la bola de carga y transmitir los esfuerzos hacia el casquillo.
Una de las ventajas de este mecanismo es que el dispositivo de accionamiento de giro azimutal es fijo, de manera que los cables de alimentación a los motores no se mueven con la parte móvil por lo que su longitud es constante y se evitan problemas de enredos, así como permite su fácil mantenimiento.
La posibilidad de regular los extremos de la parte fija y que comprenda adicionalmente un dispositivo de nivelación, proporciona la ventaja de no hacer obras para nivelar la solería ya que, en el caso de seguidores solares, cada seguidor se adaptará a la pendiente del suelo, lo que supone un avance importante respecto al estado de la técnica anteriormente mencionado. Breve descripción de los dibujos

A continuación se describen una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha
invención que se presenta como un ejemplo ilustrativo y no limitativo de ésta.
La Figura 1 muestra una vista en perspectiva del mecanismo de giro de la
realización preferida.
La Figura 2 muestra una vista en planta de la figura 1.
5
La Figura 3 muestra una vista en planta del mecanismo de giro de la figura 1.
La figura 4 muestra una vista en perspectiva del sistema de apoyo del
mecanismo de giro.
La figura 5 muestra una vista inferior de un mecanismo de la invención con
dispositivo fijo de accionamiento de giro azimutal con conjunto piñón motor-elemento
1 O
de tracción flexible.
La figura 6 muestra una vista en perspectiva del dispositivo fijo de
accionamiento de giro azimutal con conjunto piñón motor-elemento de tracción flexible
en el que el elemento de tracción flexible se sitúa entre el piñón motor y la pared
lateral de la estructura giratoria.
15
La figura 7 muestra una vista en perspectiva del dispositivo fijo de
accionamiento de giro azimutal con conjunto piñón motor-elemento de tracción flexible
en el que el piñón motor se sitúa entre el elemento de tracción flexible y la pared
lateral de la estructura giratoria.
En las figuras anteriormente citadas se identifican una serie de referencias que
20
corresponden a los elementos indicados a continuación, sin que ello suponga carácter
limitativo alguno:
1.-Estructura giratoria circular,
2.-Soporte estructural,
3.-Eje vertical fijo de giro,
25
4.-Dispositivo fijo de accionamiento de giro azimutal,
5.-Rodillo de fricción motor,
6.-Rodillo de fricción loco,
7.-Pata periférica,
8.-Pata central,
30
9.-Panel solar,
10.-Base plana circular de la estructura giratoria,
11.-Pared lateral de la estructura giratoria,
12.-Motor eléctrico,
13.-Dispositivo de nivelación,
35
14.-Bola de carga,
15.-Piñón motor,
16.-elemento de tracción flexible
17.-Tensores. Descripción detallada de un modo de realización
El mecanismo de giro que se describe en esta realización preferida, tal y como puede verse en las figuras 1-3, se refiere a un mecanismo de giro azimutal para soportes estructurales de módulos solares que comprende una estructura giratoria (1 ), de forma geométrica circular, con respecto a un eje vertical fijo de giro (3) y unida solidariamente a la estructura soporte (2) de los módulos solares por medios de unión que comprende:
•
una base plana circular (10) en cuyo centro se sitúa el eje vertical fijo de giro (3) y
•
una pared lateral (11) a lo largo de todo el perímetro de la base plana circular,
Así mismo el dispositivo fijo de accionamiento de giro azimutal (4) para mover la estructura giratoria circular (1) comprende un rodillo de fricción motor (5) que apoya por el lado interior de la pared lateral de la estructura móvil circular (1 ), y un rodillo de fricción loco (6) que apoya por el lado exterior de la pared lateral de la estructura móvil circular (1) o, dicho de otra forma, que apoya sobre la cara de la pared lateral (11) de la estructura giratoria (1) opuesta a la cara sobre la que apoya el rodillo de fricción motor (5), siendo accionado el rodillo motor (5) por un motor eléctrico (12) al que está conectado
Para la estabilidad del seguid~r solar, el mecanismo comprende también un sistema de apoyo al suelo que comprende tres patas periféricas (7, 7', 7") regulables sobre las que se fija el dispositivo fijo de accionamiento de giro azimutal (4 ). Estas tres patas se encuentran unidas en el centro, donde se encuentra una cuarta pata central
(8) regulable, junto al eje vertical fijo de giro (3).

· Por otro lado el mecanismo comprende un dispositivo de nivelación (13), fijado por medios de unión a cada pata periférica (7, 7'. 7"), que comprende dos bolas de carga (14) soportadas por un casquillo cada una, que, unido al dispositivo fijo de accionamiento de giro azimutal (4), permiten el giro azimutal del soporte estructural del seguidor situado en terrenos con pendiente. Las bolas de carga o manutención son dispositivos que permiten la traslación del objeto que apoya sobre ellas. Actúan siempre en conjuntos y están formadas por una bola de carga de metal (14) y un casquillo que envuelve parcialmente a la bola. Entre el casquillo y la bola suele haber
bolas más pequeñas para permitir el giro de la bola de carga y transmitir los esfuerzos
hacia el casquillo.
Opcionalmente, los medios de giro pueden comprender un rodillo loco (6) que
apoya en el lado opuesto de la pared lateral de la estructura móvil circular (1 ).
5
Otras formas de conseguir el movimiento azimutal es utilizando como medios
de giro del dispositivo accionador de giro azimutal (4), un conjunto piñón motor
elemento de tracción flexible, en el que el piñón motor (15), conectado con un motor
eléctrico (12), puede situarse entre el elemento de tracción flexible (16) y la pared
lateral (11) de la estructura giratoria (1) o ser el elemento de tracción flexible (16) el
1O
que se sitúa entre la pared lateral (11) y el piñón motor (15), fijándose en ambos casos
el elemento de tracción flexible (16) a la pared lateral (11) de la estructura giratoria (1)
mediante tensores (17).
En las figuras 5 y 6 se muestra un detalle de un mecanismo de la invención con
un conjunto piñón motor-elemento de tracción flexible como dispositivo accionador de
15
giro azimutal (4) en el que el elemento de tracción flexible (16) se sitúa entre el piñón
motor (15) y la pared lateral (11) de la estructura giratoria (1) y en el que se utiliza
como elemento de tracción flexible (16) una correa. Adicionalmente se ha incluido un
elemento opcional que es un rodillo loco (6) de apriete que apoya sobre la cara, de la
pared lateral (11) de la estructura giratoria (1 ), opuesta a la cara sobre la que se apoya
20
la correa, cuya misión es ejercer el apriete del conjunto contra la pared circular
Esta correa podría ser sustituida por una cadena, en cuyo caso no podría llevar
rodillo de fricción loco (6).
En la figura 7 se muestra un detalle de un mecanismo de la invención en el que
los medios de giro del dispositivo fijo de accionamiento de giro azimutal son un
25
conjunto piñón-elemento de tracción flexible, en el que el piñón motor (15) está alejado
de la estructura giratoria (1) quedando entre el elemento de tracción flexible (16) y la
estructura giratoria (1 ). En este caso no se incluye rodillo loco (6) ya que no se
considera necesario.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    1- Mecanismo de giro azimutal de soportes estructurales (2) caracterizado por comprender: - una estructura giratoria (1) dispuesta sobre un eje vertical fijo de giro (3), unida al soporte estructural (2) por medios de unión, que 5 comprende: una base plana (10) en cuyo centro se sitúa el eje vertical fijo de giro (3) y una pared lateral (11) a lo largo de todo el perímetro de la base plana, 10 - al menos un dispositivo fijo de accionamiento de giro azimutal (4) de la estructura giratoria (1) que comprende medios de giro (5, 6, 15, 16) que apoyan en la pared lateral (11) de la estructura giratoria (1) y - un sistema fijo de apoyo al suelo, que comprende el eje vertical fijo (3) de giro y una pluralidad de patas periféricas (7, 7’, 7’’) sobre las que se 15 fija, por medios de unión, al menos un dispositivo fijo de accionamiento de giro azimutal (4), - y un dispositivo de nivelación (13) fijado por medios de unión al sistema de apoyo. 2.- Mecanismo de giro azimutal de soportes estructurales (2) según reivindicación 1 20 caracterizado por que los medios de giro del dispositivo fijo de accionamiento de giro azimutal (4) son un rodillo de fricción motor (5) que apoya sobre una cara de la pared lateral (11) de la estructura giratoria (1), unido mediante un eje a un motor eléctrico (12) que proporciona movimiento. 3.- Mecanismo de giro azimutal de soportes estructurales (2) según reivindicación 1 25 caracterizado por que los medios de giro del dispositivo fijo de accionamiento de giro azimutal (4) es un conjunto piñón motor-elemento de tracción flexible que comprende un piñón motor (15) unido, mediante un eje, a un motor eléctrico (12) que proporciona movimiento, que engrana con un elemento de tracción flexible (16) fijado a la pared lateral (11) de la estructura giratoria (1) por medio de tensores (17). 30 4.- Mecanismo de giro azimutal de soportes estructurales (2) según reivindicación 3 caracterizado por que el elemento de tracción flexible (16) se sitúa entre el piñón motor (15) y la pared lateral (11) de la estructura giratoria (1). 5.- Mecanismo de giro azimutal de soportes estructurales (2) según reivindicación 3 caracterizado por que el piñón motor (15) se sitúa entre el elemento de tracción flexible 35 (16) y la pared lateral (11) de la estructura giratoria (1). 6.- Mecanismo de giro azimutal de soportes estructurales (2) según reivindicaciones 3-5 caracterizado por que el elemento de tracción flexible (16) en una correa. 7.- Mecanismo de giro azimutal de soportes estructurales (2) según reivindicaciones 3-5 caracterizado por que el elemento de tracción flexible (16) en una cadena dentada. 5 8.- Mecanismo de giro azimutal de soportes estructurales (2) según reivindicación 2 caracterizado por que el dispositivo fijo de accionamiento de giro azimutal (4) de la estructura giratoria (1) comprende un rodillo de fricción loco (6) que apoya sobre la cara de la pared lateral (11) de la estructura giratoria (1) opuesta a la cara sobre la que apoya el rodillo de fricción motor (5) 10 9.- Mecanismo de giro azimutal de soportes estructurales (2) según reivindicación 4 caracterizado por que el dispositivo fijo de accionamiento de giro azimutal (4) de la estructura giratoria (1) comprende un rodillo de fricción loco (6) que apoya sobre la cara, de la pared lateral (11) de la estructura giratoria (1), opuesta a la cara sobre la que se apoya una correa como elemento de tracción flexible (16). 15 10.- Mecanismo de giro azimutal de soportes estructurales (2) según reivindicaciones anteriores caracterizado por que el dispositivo de nivelación (13) está fijado por medios de unión a al menos una de las patas periféricas (7, 7’, 7’’) del sistema de apoyo. 11.- Mecanismo de giro azimutal de soportes estructurales (2) según reivindicaciones anteriores caracterizado por que el dispositivo de nivelación (13) comprende al menos 20 una bola de carga (14) envuelta parcialmente por un casquillo, de manera tal que la bola (14) apoya sobre la cara inferior de la base plana (10) de la estructura giratoria (1). 12.- Mecanismo de giro azimutal de soportes estructurales (2) según reivindicaciones anteriores caracterizado por que la estructura giratoria (1) es de geometría circular. 25 13.- Mecanismo de giro azimutal de soportes estructurales (2) según reivindicaciones anteriores caracterizado por que el sistema de apoyo comprende al menos tres patas periféricas (7, 7’, 7’’) y una pata central (8). 14.- Mecanismo de giro azimutal de soportes estructurales (2) según reivindicaciones anteriores caracterizado por que las patas periféricas (7, 7’, 7’’) y central (8) son 30 regulables en altura.
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