ES2547494A1 - Sistema de cimentación, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje - Google Patents

Sistema de cimentación, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje Download PDF

Info

Publication number
ES2547494A1
ES2547494A1 ES201430303A ES201430303A ES2547494A1 ES 2547494 A1 ES2547494 A1 ES 2547494A1 ES 201430303 A ES201430303 A ES 201430303A ES 201430303 A ES201430303 A ES 201430303A ES 2547494 A1 ES2547494 A1 ES 2547494A1
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
solar tracker
foundation
anchoring
axis
braces
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
ES201430303A
Other languages
English (en)
Other versions
ES2547494B1 (es
Inventor
Pablo MORENO-AURIOLES CABEZON
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to ES201430303A priority Critical patent/ES2547494B1/es
Priority to PCT/ES2014/070801 priority patent/WO2015132424A1/es
Publication of ES2547494A1 publication Critical patent/ES2547494A1/es
Application granted granted Critical
Publication of ES2547494B1 publication Critical patent/ES2547494B1/es
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S25/00Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
    • F24S25/60Fixation means, e.g. fasteners, specially adapted for supporting solar heat collector modules
    • F24S25/61Fixation means, e.g. fasteners, specially adapted for supporting solar heat collector modules for fixing to the ground or to building structures
    • F24S25/617Elements driven into the ground, e.g. anchor-piles; Foundations for supporting elements; Connectors for connecting supporting structures to the ground or to flat horizontal surfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S30/40Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
    • F24S30/42Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with only one rotation axis
    • F24S30/425Horizontal axis
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00Supporting structures for PV modules
    • H02S20/10Supporting structures directly fixed to the ground
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00Supporting structures for PV modules
    • H02S20/30Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment
    • H02S20/32Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment specially adapted for solar tracking
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S2020/10Solar modules layout; Modular arrangements
    • F24S2020/16Preventing shading effects
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S25/00Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
    • F24S2025/01Special support components; Methods of use
    • F24S2025/017Tensioning means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S25/00Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
    • F24S2025/01Special support components; Methods of use
    • F24S2025/019Means for accommodating irregularities on mounting surface; Tolerance compensation means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S2030/10Special components
    • F24S2030/13Transmissions
    • F24S2030/133Transmissions in the form of flexible elements, e.g. belts, chains, ropes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S2030/10Special components
    • F24S2030/13Transmissions
    • F24S2030/136Transmissions for moving several solar collectors by common transmission elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S2030/10Special components
    • F24S2030/15Bearings
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47Mountings or tracking
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

Sistema de cimentación, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje. El sistema de seguimiento solar incluye una pluralidad de filas (1) de paneles solares con varios módulos fotovoltaicos (2) en cada fila, soportándose cada una de dichas filas sobre una subestructura susceptible de pivotar y formada a base de perfiles transversales (14) y longitudinales (15) que giran por medio de unas uniones articuladas (20), estando todo el conjunto del seguidor solar soportado por unos pilares (3). El seguidor solar presenta una configuración estructural original con la ayuda de tirantes (7) anclados al terreno permitiendo aligerar el conjunto del seguidor y formar pilas de sección más esbelta y menos espaciadas entre sí. El sistema de transmisión de movimiento en el seguidor solar se realiza mediante cables (8) y poleas (9), que permite reducir el esfuerzo de torsión en las vigas principales de torsión y además resulta más económico que los sistemas convencionales de engranaje y similares.

Description

DESCRIPCIÓN Sistema de cimentación, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje.
OBJETO DE LA INVENCIÓN 5
La presente invención se refiere a un sistema de seguimiento solar, en el que participan una pluralidad de paneles solares dispuestos en una estructura soporte de múltiples filas con un solo eje de seguimiento por fila.
10
El objeto de la invención es conseguir un sistema de seguimiento solar de menor peso que los convencionales y capaz de resistir elevadas cargas de viento, siendo además adaptable a pendientes del terreno elevadas.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 15
Actualmente se utilizan diversos tipos de estructuras soporte para el sistema de seguimiento solar, y entre cuya tipología pueden considerarse las citadas como estructuras fijas, otras con seguidores de un eje, y otras con seguidores de doble eje.
20
Pues bien, la utilización de seguidores solares de un eje norte-sur, supone un aumento considerable en la producción de energía, con unos costes de fabricación, instalación y mantenimiento menores que en los sistemas de dos ejes.
Dentro del sistema de seguimiento de un eje, se pueden clasificar todo tipo de estructuras tales 25 como aquellas que tienen vigas sobre pilares, los que tienen o son del tipo pérgola y los que la pérgola es atirantada.
En relación concretamente con los sistemas de seguidores de un eje con vigas sobre pilares, presentan la ventaja de obtener una mayor rigidez, lo que permite que los paneles solares 30 sean capaces de recibir cargas de viento elevadas, además del peso propio y sobrecarga de nieve.
Igualmente, dentro del sistema de vigas sobre pilares, se pueden agrupar según el tipo de transmisión, en sistema con barra de transmisión por empuje este-oeste, sistema con tipo de 35 transmisión por engranajes, y según el tipo de eje de giro de cada fila, tubo de torsión y doble viga.
En este tipo de estructura soporte, los pilares reciben los esfuerzos horizontales en la parte superior, donde se acopla la subestructura donde se fijan los paneles solares, estando 40 empotrados estos pilares por su parte inferior en el terreno, por diversos sistemas de cimentación (cimentación con zapata, pila hincada, pilote de hormigón, tornillos, anclaje tipo árbol, etc.). Mención aparte tiene una estructura como pérgola con tirantes, pues está compuesta por una sucesión de pilares itinerantes que se anclan al terreno mediante zapatas de anclaje, con multitud de variantes, aunque ninguna se aplica a un seguidor de un eje 45 multifila.
Normalmente, este tipo de seguidores se diseñan para alcanzar un ángulo de giro respecto a la horizontal de aproximadamente 45º-55º, debido a que la sombra que se dan unas filas a otras reduce mucho la producción cuando se supera este valor. Es muy normal que en el 50 sistema de control de movimiento se añada la opción de backtracking que consiste en que el seguidor deja de seguir la inclinación del sol y se mueve en sentido contrario para evitar las
sombras entre unas filas y otras. Por otro lado, los seguidores de un eje existentes actualmente, suelen tener dos tipos de transmisión, una formada por una viga a modo de empujador, que acciona las vigas de torsión de todas las filas, de manera que por cada fila solo hay una unión entre el empujador y la viga de torsión, lo que provoca que los esfuerzos de toda la fila recaigan sobre dicha unión, mientras que el otro tipo se basa en un sistema de 5 engranaje que tiene un coste muy elevado y precisa de un mantenimiento continuo.
Otros problemas que presentan los seguidores solares de un solo eje suelen ser los siguientes:
- Las cargas del viento provocan esfuerzos de flexotracción importantes en la filas 10 soporte, obligando al uso de perfiles metálicos de relativamente elevada sección, en comparación a los necesarios para soportar únicamente esfuerzos axiales.
- Las cargas de viento suponen grandes esfuerzos de levantamiento y vuelco, lo que obliga a grandes longitudes de perfil hincadas en el terreno o al uso de otro tipo de 15 cimentaciones antieconómicas.
- Las dos circunstancias anteriores conllevan a estructuras de elevada rigidez y dificultad de montaje, incrementada por las imprecisiones de hincado de perfiles en el terreno.
20
- En los seguidores de tubo de torsión, la torsión con cargas de viento elevadas conlleva el empleo de perfiles tubulares de elevadas secciones para evitar deflexiones inadmisibles en los módulos fotovoltaicos.
- En los seguidores de doble fila la elevada flexotracción a las que se ven sometidas las 25 vigas obliga a la reducción del espaciamiento entre pilas soporte y mecanismo de movimiento.
- Los actuales seguidores del mercado tienen problemas para adaptarse a pendientes del terreno en sentido norte-sur, lo que suele desaconsejar su uso para pendientes del 30 terreno mayores de 3-5% lo que en la práctica conlleva a desechar muchos terrenos. Este problema suele ser provocado por los sistemas de rodamiento convencionales para el giro, que provocan que todo el peso de la subestructura superior descanse sobre los rodamientos o cojinetes, sometiéndolos a grandes esfuerzos de fatiga.
35
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El sistema de seguimiento solar que se preconiza, ha sido concebido para resolver la problemática anteriormente expuesta, de manera que siendo un sistema de seguimiento solar de un solo eje, del tipo multifila y comprende una serie de alineaciones norte-sur de paneles 40 solares dispuestos sobre una subestructura que pivota sobre una sucesión de pilares, presenta como característica de novedad el hecho de que estructuralmente se presenta una configuración con poco peso, en relación a las elevadas cargas de viento que puede resistir, respecto a los seguidores que existen actualmente en el mercado.
45
Así mismo se ha previsto una novedosa configuración de cimentación y anclaje de las pilas, las cuales quedan notablemente aligeradas respecto a las convencionales, en base a la utilización de cables que fijan el movimiento de la cabeza del pilar, recibiendo los esfuerzos de vuelco y arrancamiento de dicho pilar, y cuyos cables quedan anclados al terreno, para permitir situar las pilas de sección mas esbeltas y menos espaciadas entre si, sin necesidad de ser 50 empotradas en el terreno.
Además, el sistema de transmisión de movimiento mediante cabestrantes, cables y poleas, permite reducir los esfuerzos de torsión y por lo tanto poner una subestructura mas ligera que las convencionales.
Otra de las ventajas adicionales de la invención, son la adaptabilidad del seguidor a pendientes 5 norte-sur del terreno elevadas, así como una mayor durabilidad y facilidad de mantenimiento de las piezas móviles de giro, permitiendo utilizar perfiles convencionales sin necesidad de cortes, soldaduras después del galvanizado de las piezas y la elevada precisión angular de inclinación.
10
Para ello, se ha previsto que los perfiles transversales que participan en la subestructura de la mención, sean accionados por un sistema de tirantes y poleas, que a su vez son accionados por dos ejes situados a lo largo de la línea formada por el punto medio de las filas, comunicando el movimiento pivotante de las estructuras horizontal.
15
En cuanto a los pilares que participan en la estructura del seguidor solar van apoyados sobre zapatas dispuestas en el suelo, cuya superficie de contacto son susceptibles de regularse en altura para adaptarse a la superficie del suelo, estando además arriostradas por unos tirantes de acero que a su vez están anclados en el suelo mediante unas anclas.
20
Otra característica de novedad que presenta el sistema de seguimiento solar objeto de la invención consiste en que los ejes de los cojinetes de las poleas están atornillados a los propios perfiles transversales en sus dos extremos, y en los pilares atornillados a la base del pilar, permitiendo minimizar la carga en los propios pilares.
25
También se ha previsto como característica de novedad el hecho de que el pivotamiento de las vigas transversales sobre los correspondientes pilares, se realiza mediante unas uniones articuladas a base de perfiles tubulares y dos ejes de giro, uno en sentido longitudinal para adaptarse a las inclinaciones del terreno y otro en sentido transversal para realizar el seguimiento de la luz solar, complementándose con unos casquillos estándar de bronce 30 autoengrasante formado por los ejes de los cojinetes donde se acoplan las abrazaderas formadas por los perfiles tubulares y unidas mediante tornillos a las propias vigas transversales.
Otra característica de novedad es que los tirantes de anclaje están unidos a la cabeza del pilar 35 correspondiente, por debajo de los módulos fotovoltaicos, formando un ángulo con la horizontal que permite el movimiento de la subestructura portante.
También se ha previsto la incorporación de unos tirantes de anclaje secundarios, anclados a la base del pilar para soportar los esfuerzos debidos al sistema de tirantes y poleas del sistema 40 de transmisión.
Decir igualmente que las uniones articuladas que forman parte del objeto de la invención, permiten el giro en el eje longitudinal y transversal, de manera que el seguidor es adaptable a terrenos con elevada pendiente. 45
También cabe decir que el uso de los dos casquillos cilíndricos de bronce estándar que participan en los cojinetes de las uniones articuladas, pueden ser remplazados en caso de necesidad, permitiendo que el seguidor pueda continuar funcionando durante la operación de remplazo. 50
Por último decir como otra característica el hecho de que las anclas que se utilizan en el
anclaje de los tirantes al terreno, presenta una forma que permite la introducción en el terreno mediante hincado, para que al tensar el tirante posteriormente se produzca el giro del ancla, aumentando con ello su resistencia al arrancamiento.
En base a las características referidas, las ventajas que ofrece el sistema de seguimiento solar 5 de la invención, pueden resumirse en las siguientes:
En virtud de los tirantes de anclaje al terreno, el seguidor solar está posibilitado, mejor dicho ofrece una configuración estructural muy ventajosa respecto de los convencionales.
10
Concretamente, el seguidor solar de la invención, tiene un peso de acero alrededor de un 30% menor respecto de un seguidor solar convencional, para una mayor resistencia frente a las cargas de solicitación, incidiendo lógicamente en el coste final del seguidor solar.
Esto es posible por la aligeración de las pilas, debido a la configuración de cimentación y 15 anclaje de las mismas, mediante cables que fijan el movimiento de la cabeza del pilar, anclados al terreno, que permite poner pilas de sección más esbelta y menos espaciadas entre sí, y sin necesidad de ser empotradas en el terreno. Esta configuración estructural no es en absoluto obvia, los tirantes en cabeza (por debajo de los paneles fotovoltaicos para no producir sombra) deben tener una inclinación entre 45º y 60º para permitir el movimiento del 20 seguidor y a la vez soportar las cargas de vuelco y arrancamiento a las que se ven sometidos los pilares.
La pila del seguidor de la invención tiene una menor sección y longitud, lo cual es posible por los anclajes al terreno mediante cables. El menor coste de los cables respecto a los pilares 25 hace posible anclarlos a la profundidad deseada para obtener elevada resistencia de arrancamiento de los anclajes.
El sistema de transmisión de movimiento mediante cabestrantes, cables y poleas, que permite reducir los esfuerzos de torsión en la viga principal (contribuyendo al menor coste de estructura 30 descrito en la ventaja 1), a la vez que reducir la potencia necesaria del motor. Este efecto se debe a dos motivos:
a. El sistema de poleas y tirantes disminuye la tensión en el cable proporcionalmente a la longitud del brazo dividida por el radio del cabestrante, y 35 también proporcionalmente al número de poleas que se dispongan en cada polipasto.
b. El menor coste de los tirantes y poleas respecto a otros sistemas permite su ubicación en todas las pilas (de forma que se reparten mejor los esfuerzos), y no solo en las pilas centrales como es habitual. 40
El seguidor solar tiene la posibilidad de ser adaptable a terrenos con pendientes elevadas
La unión articulada (2 ejes de giro, el longitudinal con cojinetes de bronce, y el transversal que queda fijo después de la instalación) está pensada para ser adaptable a pendientes de hasta el 45 10%.
Esto puede parecer una obviedad, pero la realidad es que los seguidores del mercado no están preparados para pendientes mayores del 5%, por lo que muchos terrenos deben desecharse por este motivo. 50
La mayoría de seguidores tienen un sistema de articulación mediante simple eje de giro o
mediante rótula esférica. Los que son adaptables a pendientes elevadas tienen el problema de que el peso de toda la subestructura superior recae sobre las uniones articuladas, provocando su rápido deterioro.
En el seguidor solar de la invención se prevé una subestructura superior flotante, atirantada a 5 los ejes de giro de los pilares mediante cables, evitando el problema descrito.
El tipo de articulación ya referida facilita el mantenimiento al no ser necesario los dos casquillos autoengrasantes a la vez para el funcionamiento del seguidor , y todo ello realizado en perfiles mecanizados estándar, sin necesidad de recurrir a complicadas y costosas piezas 10 de fundición.
Todos los componentes del seguidor solar son perfiles o componentes estándar, que solo requieren alguna mecanización, lo cual reduce ostensiblemente su coste.
15
Por otro lado, todas las uniones son atornilladas, por lo que no se requieren soldaduras en obra, y por tanto, todas las piezas mantienen su galvanizado de fábrica intacto, evitando posibles puntos débiles de cara a la corrosión de la estructura.
Debido al sistema de poleas y tirantes, la precisión de giro se multiplica en razón al brazo de 20 giro divido por el radio del cabestrante, y de la relación de poleas.
Esto conlleva a una mayor precisión de seguimiento angular con unos sensores electrónicos más sencillos.
25
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha 30 descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1. Perspectiva del seguidor solar de la invención en posición inclinada.
35
Figura 2. Perspectiva del seguidor solar de la invención en posición horizontal.
Figura 3. Perspectiva simplificada de una parte de una fila del seguidor solar, donde se pueden apreciar los sistemas de anclaje, movimiento mediante cable y poleas, giro, y colocación de los módulos fotovoltaicos. 40
Figura 4. Sección este-oeste de una parte del seguidor solar en posición horizontal.
Figura 5. Sección este-oeste de una parte del seguidor solar inclinado.
45
Figura 6. Detalle de ancla.
Figura 7. Detalle de zapata.
Figura 8. Sección norte-sur de una parte del seguidor solar en terreno horizontal. 50
Figura 9. Sección norte-sur de una parte del seguidor solar en terreno con pendiente.
Figura 10. Detalle de cabeza de las pilas y unión articulada.
Figura 11. Detalle de viga transversal y uniones atornilladas.
5
Figura 12. Detalle de fijación de módulos fotovoltaicos.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
En las figuras 1 y 2 se puede ver la representación del seguidor solar de la invención, en 10 posición inclinada y horizontal, respectivamente, compuesto por dos grupos de alineaciones (1) de módulos fotovoltaicos (2). Cada alineación está soportada por varios pilares (3), y entre los dos grupos de alineaciones se sitúan el actuador (4), ejes de transmisión (5) y los apoyos adicionales de los ejes (6).
15
En la figura 3 se representa una parte del seguidor, donde se puede apreciar la subestructura de apoyo de los módulos fotovoltaicos (2), pilares (3), tirantes de fijación (7) y transmisión de movimiento a la subestructura. El pivote de la subestructura para realizar el giro, y poder seguir la luz solar, se controla mediante un sistema de tirantes (8) y poleas (9). Estos tirantes, materializados mediante unos cables convencionales de acero inoxidable u otro tipo de 20 material resistente a la corrosión, de pequeño diámetro, aptos para su uso con poleas y con módulo de elasticidad elevado , que tienen una longitud fija, van unidos a ambos lados de la subestructura, con una amortiguador de pocos milímetros de juego. El número de poleas y tipos de cable son variables, según las cargas de viento que se consideren para cada caso particular. A su vez, todos los tirantes (8) de cada fila (1) se conectan con dos ejes de 25 transmisión centrales (5), que actúan a modo de cabestrantes, de manera que todos los tirantes del lado este son accionados por un eje, y los del lado oeste por el otro eje, en un movimiento sincronizado por el sistema de control del motor del actuador (4). Los ejes de las poleas (9) están acoplados a las pilas y a las vigas transversales a modo de polipasto, consiguiendo el pivote de las vigas transversales (14), a las que están unidas las vigas 30 longitudinales (15). Ambos tipos de vigas son perfiles tubulares rectangulares estándar.
La ventaja de este sistema es que, los ejes de transmisión centrales son los que reciben los esfuerzos de torsión, pero reducidos en una proporción igual a la relación entre diámetro del eje y el radio de giro de la subestructura, y reducidos también por la relación de las poleas, 35 permitiendo que los ejes de transmisión centrales sean de un diámetro mucho menor que los tubos de torsión de los seguidores convencionales, y a su vez, dar una rigidez a la estructura mucho mayor, con diámetros de los cables adecuadamente dimensionados. Con respecto a otros sistemas de transmisión con eje auxiliar mediante engranajes, los tirantes tienen menor coste y mayor sencillez de mantenimiento que los engranajes. 40
En las figuras 4 y 5 se muestra una sección este-oeste de dos filas contiguas, en posición horizontal e inclinada respectivamente, donde se puede apreciar el sistema de cimentación con zapatas (12) y anclajes al terreno (13). Al contrario que en las cimentaciones convencionales de seguidores fotovoltaicos, donde las resistencias de hundimiento, vuelco y arrancamiento se 45 soportan por un único elemento de cimentación (pilas hincadas, zapatas simples o sistemas similares), en el seguidor solar de la invención, por un lado, la resistencia a hundimiento recae en la zapata (12), y por otro lado, los esfuerzos de arrancamiento y vuelco recaen en los anclajes al terreno (13).
50
El sistema de anclaje mediante tirantes (7) tiene como novedad que se aplica a una estructura de seguidor solar de un eje multifila y las fuerzas se aplican en la parte alta de las pilas,
cercano al eje de pivote de la subestructura, pero por debajo de los paneles solares, por lo que se permite el movimiento pero no se producen sombras en los paneles (si los tirantes estuvieran por encima de la parte inferior de los módulos fotovoltaicos, se producirían sombras inadmisibles para la producción de energía solar).
5
Este sistema de anclaje permite que las pilas soporte no sufran ningún esfuerzo de flexotracción, y por tanto un dimensionamiento estructural de las mismas mucho más liviano, a la par que una estructura totalmente rígida y resistente a las cargas de viento.
En la figura 6 se representa un diseño del anclaje (13), que tiene como innovación el estar 10 compuesto por perfiles conformados estándar, con un diseño estructural adecuado a cargas elevadas. Está compuesto por un tubular (13’) de sección cuadrada (donde se introduce la lanza de hinca) y dos perfiles en L (13’’) que aumentan la superficie de anclaje al terreno.
En la figura 7 se presenta una zapata metálica (12), en la que se puede introducir directamente 15 el pilar. Esta zapata se puede sustituir o complementar con otra de dimensiones similares pero de hormigón armado, para abaratar coste. El ajuste en altura de los pilares puede hacerse con extrema precisión con un mortero de nivelación convencional.
En las figuras 8 y 9 se puede ver una sección norte-sur de una parte del seguidor en posición 20 horizontal, en un terreno completamente horizontal, y en otro terreno con cierta pendiente. Los actuales seguidores solares del mercado presentan dificultades cuando la pendiente del terreno en dirección norte-sur supera valores cercanos al 3-5%, por un lado por la imposibilidad de montaje de la estructura con cierta inclinación, y por otro lado, porque los rodamientos o cojinetes sufren elevados esfuerzos de fatiga al recaer todo el peso de la subestructura y 25 módulos sobre ellos.
El seguidor solar de la invención consigue evitar estos problemas mediante una cabeza articulada (20) en la pila con doble giro sobre cojinetes de bronce autoengrasante, que a la vez tiene acoplados unos tirantes de cuelgue (11) en ambos sentidos, de manera que el peso no 30 recae sobre los topes de los cojinetes. Estos tirantes de cuelgue son concéntricos con el eje de pivote de la subestructura, por lo que el movimiento de pivote no afecta a la longitud de los cables.
En la figura 10 se muestra un detalle del conjunto de piezas que forman la cabeza articulada 35 (20) de los pilares (3). Los casquillos de bronce autoengrasante (16) son piezas estandarizadas que cubren un eje de acero (17), formando la parte interior de los cojinetes. En caso de ser necesario cambiar alguno de los casquillos de bronce, solo hace falta desaflojar la tuerca de su lado respectivo, e introducir un nuevo casquillo, pudiendo continuar el seguidor en funcionamiento durante la operación. 40
En la figura 11 se muestra un detalle de conjunto de piezas que forman las vigas transversales (14), y abrazaderas (18) de los cojinetes, formadas por tubulares de sección rectangular. También se aprecia la fijación de vigas transversales (14) y longitudinales (15) mediante unión atornillada (19), con un pequeño juego que permite el movimiento en sentido longitudinal de las 45 vigas longitudinales (15), para evitar esfuerzos internos no deseados.
La figura 12 muestra la fijación mediante un conjunto de brida (21), tornillo (22) y grapa (23) atornillada al perfil longitudinal correspondiente.
50

Claims (2)

  1. REIVINDICACIONES
    1ª.- Sistema de cimentación, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje, materializado en lo que es considerado como un seguidor solar formado por múltiples filas (1) de placas solares que incluyen varios módulos fotovoltaicos (2) donde cada fila (1) de placas 5 solares se soporta sobre una subestructura susceptible de pivotar, la cual esta formada por unos perfiles longitudinales (15) y unos perfiles transversales (14) que giran por medio de unas uniones articuladas, y en donde el conjunto del seguidor solar va soportado sobre pilares (3), caracterizado porque los pilares (3) van apoyados sobre unas zapatas (12) en el suelo, siendo su superficie de contacto susceptible de regularse en altura para adaptarse a la superficie del 10 propio suelo, estando dichos pilares (3) arriostrados en cabeza por unos tirantes (7) y que a su vez están anclados en el terreno mediante unos anclajes (13).
    2ª- Sistema de cimentación, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje, según reivindicación 1ª, caracterizado porque los perfiles transversales (14) son accionados por 15 medio de un sistema de tirantes (8) y poleas (9) que a su vez son accionadas por dos ejes situados a lo largo de la línea formada por el punto medio de las filas (1) y que comunican el movimiento pivotante de las estructuras horizontales.
    3ª.- Sistema de cimentación, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje, según 20 reivindicación 2ª , caracterizado porque los ejes de los cojinetes de las poleas (9) están atornillados a los perfiles transversales (14) en sus dos extremos, mientras que en los pilares (3) están atornillados a su base, permitiendo minimizar la carga en los tirantes.
    4ª- Sistema de cimentación, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje, según 25 reivindicación 1ª, caracterizado porque las vigas transversales (14) van dispuestas con carácter pivotante sobre los pilares (3) mediante uniones articuladas (20), formadas por perfiles tubulares y dos ejes de giro, uno en sentido longitudinal para adaptarse a las inclinaciones del terreno y otro en sentido transversal para realizar el seguimiento de la luz solar, complementándose con casquillos autoengrasantes (16), habiéndose previsto que a los ejes, 30 dotados de cojinetes (17), se acoplan unas abrazaderas (18) formadas por perfiles tubulares y unidas mediante tornillos a las propias vigas transversales (14).
    5ª - Sistema de cimentación, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje, según reivindicación 1ª, caracterizado porque los tirantes de acero (7), como elemento de anclaje 35 para los pilares (3), están unidos a la cabeza del propio pilar (3) por debajo de los módulos fotovoltaicos (2) formando un ángulo con la horizontal que permite el movimiento de la subestructura portante.
    6ª.- Sistema de cimentación, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje, según 40 reivindicación 1ª, caracterizado porque los tirantes, se incluye además unos tirantes de anclaje secundarios a la base del pilar (3), para soportar los esfuerzos debidos al sistema de tirantes (8) y polea (9).
    7ª.- Sistema de cimentación, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje, según 45 reivindicaciones 1ª y 4ª, caracterizado porque las uniones articuladas (20) permiten el giro en el eje longitudinal y transversal, posibilitando la adaptación del seguidor a terrenos con elevada pendiente.
    8ª.- Sistema de cimentación, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje, según 50 reivindicaciones 1ª y 4ª caracterizado porque uno de los cojinetes de las uniones articuladas (20) permite el uso de dos casquillos cilíndricos (6) de bronce estándar, permitiendo además el
    remplazamiento individual de estos.
    9ª.- Sistema de cimentación, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje, según reivindicaciones 1ª y 4ª caracterizado porque las uniones articuladas (20) están articuladas en el eje de giro (17) de los cojinetes. 5
  2. 10.- Sistema de cimentación, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje, según reivindicación 1ª, caracterizado porque los anclajes (13) para el anclado de los tirantes (7) sobre el terreno, presentan una configuración que permite la introducción del terreno mediante hincado, de manera que tras el tensado del propio tirante (7) lleva consigo el giro del anclaje 10 (13) correspondiente.
ES201430303A 2014-03-06 2014-03-06 Sistema de cimentación, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje Expired - Fee Related ES2547494B1 (es)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201430303A ES2547494B1 (es) 2014-03-06 2014-03-06 Sistema de cimentación, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje
PCT/ES2014/070801 WO2015132424A1 (es) 2014-03-06 2014-10-24 Sistema de cimentación, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201430303A ES2547494B1 (es) 2014-03-06 2014-03-06 Sistema de cimentación, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2547494A1 true ES2547494A1 (es) 2015-10-06
ES2547494B1 ES2547494B1 (es) 2016-05-12

Family

ID=54054610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES201430303A Expired - Fee Related ES2547494B1 (es) 2014-03-06 2014-03-06 Sistema de cimentación, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje

Country Status (2)

Country Link
ES (1) ES2547494B1 (es)
WO (1) WO2015132424A1 (es)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITUB20160641A1 (it) * 2016-02-10 2017-08-10 Strukture S R L Una struttura di supporto e movimentazione di collettori fotovoltaici
CN106992748B (zh) * 2017-05-23 2019-07-26 河北大学 自动转角光伏系统及自动转角光伏方阵

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007020234A1 (de) * 2007-04-23 2008-10-30 Haticon Gmbh Vorrichtung zur Aufstellung von Solarmodulen
CH699119B1 (de) * 2008-07-14 2012-05-31 Solar Wings Ag Solaranlage.
IT1398598B1 (it) * 2009-03-10 2013-03-08 Dermotricos Srl Sistema di captazione dell'energia solare
JP5437029B2 (ja) * 2009-11-18 2014-03-12 フジプレアム株式会社 太陽光発電装置の設置構造
KR101184425B1 (ko) * 2012-04-26 2012-09-20 이성주 태양광 발전용 추적장치
CN202975823U (zh) * 2012-08-20 2013-06-05 王晶慧 绳索牵引式太阳跟踪装置

Also Published As

Publication number Publication date
ES2547494B1 (es) 2016-05-12
WO2015132424A1 (es) 2015-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2659523T3 (es) Método para erigir un aerogenerador
ES2848309T3 (es) Seguidor solar
ES2386402T3 (es) Estructura portante de cimentación flotante con componentes de flotación, con un diseño de elementos separados
EP1604407B1 (en) Tracking solar collector assembly
US11460004B2 (en) Reduced profile wind tower system for land-based and offshore applications
ES2304319B1 (es) Una torre de celosia y un metodo de ereccion de un aerogenerador con una torre de celosia.
KR101004108B1 (ko) 강선을 이용한 태양광 패널 고정장치
US20140205384A1 (en) Segmented Ballast Base Support Structure and Rail and Trolley Structures for Unstable Ground
CA2673575A1 (en) Biaxial solar tracker
CN102035436A (zh) 太阳能发电站
CN113906669B (zh) 用于单轴跟踪器的力矩优化桁架基础
ES2587409B1 (es) Seguidor solar adaptable a terrenos irregulares
ES2368402B1 (es) Seguidor solar.
ES2547494B1 (es) Sistema de cimentación, anclaje y accionamiento para un seguidor solar de un eje
WO2011012755A1 (es) Seguidor solar para módulos solares fotovoltaicos de alta concentración de tipo giratorio para cubierta y huertos solares
KR100941458B1 (ko) 양축식 태양광추적시스템의 안전장치 및 그 구동방법
EP1399631A1 (de) Meerestechnische tragkonstruktion, insbesondere für eine offshore-windkraftanlage, und verfahren zur herstellung einer derartigen tragkonstruktionen
CN210780650U (zh) 一种含动态三角形跟踪支撑结构的光伏跟踪支架及其系统
KR101136597B1 (ko) 태양광의 고도 및 방위각이 추적되는 광 발전용 모듈
US20210273603A1 (en) Truss foundations for frost-heave environments
CN110905075B (zh) 预应力空间网格结构
CN210780651U (zh) 一种含椭球形自适应轴承的跟踪支撑结构的光伏跟踪支架及其系统
CN219918772U (zh) 一种适用于东西向0-15°坡度的光伏双立柱支架
CN212278174U (zh) 压定式桁架式光伏跟踪支架
CN101864738B (zh) 用于多次竖转法施工钢拱桥的支架系统

Legal Events

Date Code Title Description
FG2A Definitive protection

Ref document number: 2547494

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: B1

Effective date: 20160512

FD2A Announcement of lapse in spain

Effective date: 20210915