ES2718496T3

ES2718496T3 - Módulo de aparcamiento solar con electrolinera integrada

Info

Publication number: ES2718496T3
Application number: ES11874189T
Authority: ES
Inventors: Romeo Manuel Lahuerta
Original assignee: Tempero 2000 SL
Current assignee: Tempero 2000 SL
Priority date: 2011-10-17
Filing date: 2011-10-17
Publication date: 2019-07-02
Anticipated expiration: 2031-10-17
Also published as: EP2769869B1; US20140246903A1; EP2769869A1; WO2013057325A1; EP2769869A4; US9627921B2

Abstract

Módulo de aparcamiento solar con electrolinera integrada que aúna en una misma estructura, la captación, almacenamiento y suministro energético a vehículos eléctricos o a la red, disponiendo de cubierta (1) fotovoltaica contrapesada y oscilante, soportada mediante bulones apoyados en las cúspides de tres arcos semielepticos que sirven de pilares (8). Sus vanos albergan y salvaguardan los surtidores (12 y 13), acumuladores (10) y contrapesos (6) que sirven de topes del ángulo de oscilación de la cubierta (1). La cubierta se amarra y arma sobre tres bastidores (4) contrapesados (6) capaces de oscilar a la vez mediante actuadores lineales (7) yuxtapuestos respecto a cada bulón (5) dotando a la cubierta de seguimiento E-W. Entre filas de paneles (2) se dispone un canalón (11) para protección y vertido de aguas, dejando hueco para aireación de los paneles. El aparcamiento es ampliable por módulos alineados sin modificar la equidistancia entre los pilares.

Description

D E S C R I P C I O N

MODULO DE APARCAMIENTO SOLAR CON ELECTROLINERA INTEGRADA

OBJETO DE LA INVENCION

La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere un módulo de aparcamiento solar con electrolinera integrada, aportando a la función a que se destina, ventajas y características de novedad que se describirán e detalle más adelante y que suponen una destacable innovación en el estado de la técnica.

CAMPO DE APLICACION

Más concretamente, el objeto de la invención, se centra en una estructura modular para aparcamiento de vehículos con techo solar orientable el cual, además, incorpora integrada, al menos, una electrolinera (vocablo que de forma ampliamente reconocida define las estaciones de servicio que dispensan energía para recargar las baterías de vehículos eléctricos). De forma más concreta, el innovador diseño estructural de dicho módulo aparcamiento permite la integración tanto de los elementos de captación energética como de su tratamiento y suministro a los vehículos eléctricos a la vez que cumple su función de protección a los vehículos aparcados que quedan sombreados y resguardado de la lluvia.

En muchas ocasiones, sobretodo en la ciudad, el vehículo pasa más tiempo aparcado, ocupando un espacio, que circulando. Con la presente invención se aprovecha mejor tanto el espacio como el tiempo de tal forma que tanto la ciudad como los usuarios se benefician de tener espacios más productivos que repercutan en la mejora de la autonomía real del vehículo eléctrico. A su vez, se libera a la red de sobrecargas por este concepto, al utilizar fuentes renovables para satisfacer las necesidades energéticas del transporte urbano, contribuyendo a su mayor difusión con el objetivo de tener ciudades más limpias y sostenibles. El coche eléctrico será una solución al transporte limpio si la energía empleada en su recarga procede de fuentes energéticas limpies y renovables.

CAMPO DE APLICACIÓN

El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector técnico de la industria dedicada a fabricación e instalación de electrolineras, o puntos de conexión con suministro eléctrico que dispensan energía para recargar baterías de vehículos eléctricos, abarcando al mismo tiempo el sector de la industria dedicada a la fabricación e instalación de paneles de captación solar y a la dedicada a la fabricación de estructuras de aparcamiento de vehículos, principalmente las destinadas a su implementación en el ámbito urbano.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

El documento de la técnica anterior EP 2175089 A2 da a conocer, un módulo de aparcamiento solar con una estación de carga EV integrada, según la reivindicación 1. De igual modo el documento de la técnica anterior ES 1072448 U también describe un módulo de aparcamiento solar con una estación de carga con EV integrado.

Generalmente, la recarga completa de un vehículo eléctrico demanda del orden de 30-60 kWh, necesitando un tiempo de aproximadamente 6 horas para disponer de una autonomía de unos 170 Km a velocidad moderada (ciudad).

Como es sabido el coche eléctrico es ya un hecho, pero solo se convertirá en una realidad social si se soluciona de forma óptima la problemática asociada a su recarga. Son tres, por el momento, los sistemas de recarga: Recarga lenta (6h), Recarga rápida (45 minutos) y cambio de batería.

Numerosos fabricantes de automóviles ofrecen una amplia gama de opciones. Las ventajas del coche eléctrico son numerosas, sobre todo en lo que se refiere al transporte urbano. No consume cuando se detiene, y no contamina, in situ, cuando se desplaza siendo sus mayores problemas su autonomía, la escasez de puntos de recarga y el tiempo empleado en la misma. A su vez, el coche eléctrico será una solución al transporte limpio, solo cuando la energía empleada en su recarga proceda de fuentes energéticas limpias.

Por otra parte las infraestructuras eléctricas de las ciudades no están preparadas para soportar el aumento de la demanda que este nuevo uso comportaría.

Lo deseable sería que este aumento de la demanda energética fuese satisfecho a través de las fuentes renovables mediante sistemas de generación “in situ” aprovechando los espacios libres de las ciudades y los tiempos muertos destinados al aparcamiento.

La presente invención resuelve esta problemática debiendo hacerse constar que, por parte del solicitante, no se tiene conocimiento de la existencia de ninguna otra invención que presente unas características técnicas estructurales y de configuración semejantes a las que presentan el módulo de aparcamiento solar con electrolinera integrada que aquí se preconiza y cuyos detalles caracterizadores se encuentran convenientemente recogidos en las reivindicaciones finales que acompañan a la presente memoria descriptiva del mismo.

EXPLICACION DE LA INVENCION

Normalmente, los espacios utilizados para aparcamientos (entradas a grandes centros comerciales, instalaciones deportivas, estaciones, aeropuertos, etc.,) tienen medidas estándar. Una plaza de aparcamiento de un vehículo suele tener unas dimensiones de 2,3 x 5 m. Los vehículos se aparcan en batería formando grandes grupos en hileras enfrentadas cuya anchura es de 10 a 12 m. Por su parte,la altura de los techos varía de 2 a 2,5 m.

Entre estas agrupaciones, se dejan calles que miden 6,5.

metros de ancho para el tránsito de vehículos de dos vías, de modo que puedan entrar y salir del parking sin dificultad. El diseño del módulo de aparcamiento de la

presente invención propone aprovechar estas infraestructuras para convertirlas en cubiertas que capten energía solar, utilizando los arcos que sirven de soporte como elemento que integra y protege de la electrolinera que incorpora.

La colocación de los paneles, para cumplir su función de capturar energía de manera óptima, debe tener una inclinación en función de su ubicación geográfica. Esta inclinación hace que las sombras se proyecten entre filas, lo que significa que deben estar separadas en cierta medida para prevenir los efectos de las pérdidas por sombreado. En el diseño del módulo de aparcamiento divulgado, estos espacios libres entre filas están cubiertas por un canal que recoge el vertido de aguas pluviales conduciendolas hacia los extremos de la cubierta. Al mismo tiempo, este canal evitará que los rayos del sol penetren en el área proyectada por la cubierta, dejando espacios libres para la circulación del aire entre los paneles, mejorando la disipación del calor

y en consecuencia su rendimiento.

Como se explicó anteriormente, la demanda de energía derivada de Los procesos de recarga es siempre elevada. Dotando a la cubierta de seguimiento solar, las pérdidas por sombra mencionadas anteriormente se pueden reducir, a la vez que se maximiza la captura del recurso solar y aprovechamiento de los espacios.

Lo importante es capturar la mayor cantidad de energía durante las horas en que la radiación solar es mayor, y por esta razón, la inclinación de los paneles está condicionada por la ubicación geográfica del lugar, ya que el camino del sol varía en consecuencia.

La orientación ideal del eje de la cubierta que forma el aparcamiento preconizado será en los ejes N-S (Norte-Sur), y para el seguimiento en la dirección E-W (Este-Oeste) la cubierta ha sido provista de movimiento según dicho eje. Este seguimiento se consigue gracias a la oscilación de toda la cubierta fotovoltaica mediante dos actuadores o cilindros yuxtapuestos amarrados a cada pilar en forma de un arco semi-elíptico que sirve de soporte para toda la estructura.

En el vano del arco se ubicarán los puntos de recarga de vehículos, que preferiblemente combinan de recarga rápida y lenta, así como el resto de elementos necesarios para procesar la energía, al mismo tiempo que se protege a partir de los elementos y de colisión potencial por cualquier vehículo. El sistema de almacenamiento de energía (acumuladores) es ubicado en una cavidad de aproximadamente 1.0 m3 integrado en la propia zapata o cimientos de la estructura.

El concepto de arco semi-elíptico soportado su base menor permite que la altura se gane en su vértice al mismo tiempo que proporciona una gran estabilidad al estar formado por dos arcos convergentes hacia la cúspide armados por sus flancos mediante tubos soldados transversalmente, permitiendo estacionar a ambos extremos dos ciclomotores, sin interferir con el espacio de maniobra de los Vehículos.

En una realización preferida de la invención, alrededor de cada pilar se podrán abastecer cuatro coches (dos a cada lado) y dos motocicletas, estas últimas orientadas

al arco. Las dos plazas centrales entre pilares serán utilizadas por vehículos que estacionen sin necesidad de recarga.

Es importante tener en cuenta que la estructura de aparcamiento de la invención tiene una cubierta sobre bastidores con un contrapeso, lo que es fundamental para mejorar la seguridad contra accidentes por desequilibrios causados por su propio peso o por la acción del viento, lluvia, nieve, etc ... y adicionalmente realiza las funciones de un tope mecánico que sirve para bloquear la oscilación de la cubierta mediante tensores o cerraduras en caso de mal tiempo.

Además de la oscilación E-W de la cubierta, cada fila de paneles podrá disponer, opcionalmente de segundo sistema de oscilación que le permite rastrear el eje N-S, completando de este modo el seguimiento en dos ejes.

La forma constructiva y las dimensiones de los elementos que forman el conjunto del aparcamiento de la invención

son modulares, lo que permite adaptar su uso a múltiples formas del terreno. La distancia ideal entre los pilares coinciden con el ancho de 3 espacios dobles de aparcamiento, que representan distancias de 8 metros, ideal para lograr, por un lado, el espacio requerido para la localización de los vehículos y, por otro lado, la facilidad de fabricación, manipulación y transporte, dado que la las longitudes de todos los elementos constructivos no superan los 12 m de longitud, permitiendo su transporte en contenedores.

Una realización preferida de la invención tiene dimensiones de 24x10 = 240m2, y lo forman una parrilla compuesta por líneas paralelas de tubos de 12 m de longitud, conectadas por uno de sus extremos a un bastidor central y apoyados a izquierda y a derecha en otros dos bastidores laterales, todos ellos están fijados mediante bulón a las cúspides de tres arcos equidistantes 8 m, que sirven de pilares.

El concepto de modularidad posibilita la ampliación en el modo en que se desee, con el simple hecho de ir adosando elementos estandarizados a la estructura inicial, dado que la distancia entre pilares es equidistante.

Desde el punto de revisión de la red eléctrica, la incorporación de este aparcamiento no solo supone una reducción de esfuerzos en la misma, sino que también se convierte en un sistema fortalecedor de redes débiles. Los sistemas de conversión y gestión de la energía permiten la integración de la superficie captadora como un elemento de generación distribuida, con la posibilidad de entrega de potencia sobrante de una manera controlada,

Es decir, mediante la entrega de potencia activa y reactiva de acuerdo a la demanda variable en función de los requisitos establecidos por el operador de la red.

La invención logra la integración en una sola unidad constructora la captación de energía primaria, su transformación en energía eléctrica, su almacenamiento para soportar demandas puntuales y su suministro a vehículos eléctricos aparcados, quedando todos sus componentes protegidos por la propia estructura además para proteger del sol y de la lluvia los vehículos estacionados.

Por lo tanto, el módulo de aparcamiento solar descrito con electrolinera integrada representa una solución innovadora de características y funcionamiento desconocidos hasta ahora para el fin que se destina, razones que unidas a su utilidad práctica le da fundamento suficiente para obtener el derecho de exclusividad solicitado.

DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción realizada y para ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se adjunta un conjunto de planos a la presente descripción, como parte integrante de la misma, donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura número 1. - Muestra una vista en alzado lateral de

dos ejemplos del módulo de aparcamiento según la invención, apreciándose la configuración en arco de los pilares y la construcción móvil de la cubierta solar de los mismos, representado en una posición inclinada de captación del sol de la tarde, así como su disposición separada por una calle para acceso de vehículos.

Figura número 2. - Muestra una vista en planta de los dos

ejemplos del módulo de aparcamiento según la invención

mostrados en la figura anterior, habiendo representado en este caso uno de ellos con la cubierta y en otro sin ella para permitir la observación de la distribución de los espacios destinados para vehículos alrededor de los pilares

Figura número 3. - Muestra una vista en alzado lateral de un ejemplo de módulo de aparcamiento solar según la invención, similar a las mostrados en las figuras precedentes, en este caso representado en posición mediodía, donde se puede apreciar en mayor detalle las principales partes y componentes que comprende.

Figura número 4. - Muestra un detalle frontal del ejemplo

de módulo de aparcamiento según la invención mostrado en la figura 3, representada desde el punto de vista A indicado en dicha figura 3.

Figura número 5. - Muestra una vista en perspectiva de un detalle de la electrolinera que incorpora el módulo de la invención, que muestra dos diferentes puntos de recarga incorporados sujetos a uno de sus pilares de soporte.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A la vista de las figuras mencionadas, es posible observar en ellos un ejemplo de realización preferida de la invención, que comprende las partes y elementos que a continuación se describe en detalle, cuya numeración corresponde a lo siguiente:

1. - Cubierta solar.

2. - Paneles fotovoltaicos.

3. - Parrilla.

4. - Bastidor.

5. - Bulon central.

6. - Contrapeso.

7. - Actuador lineal.

8. - Pilar.

9. - tubo rigidizante.

10. - Acumuladores.

11. - Canalón.

12. - Poste de recarga lenta.

13. - Poste de recarga rápida.

Así, como se muestra en las figuras 1 y 2, cada módulo según la invención, que en cada caso se dispondrá según la orientación N-S que sea apropiada según la ubicación, consta de una estructura que tiene una cubierta solar (1) fotovoltaico oscilante soportada por pilares (8), dispuestos de forma que entre ellos se distribuyen varias plazas de aparcamiento para coches y, al menos, dos plazas para motocicletas enfrentadas, una a cada lado de dichos pilares.

La cubierta solar (1), sobre la que se fijan paneles fotovoltaicos (2) agrupados en filas, está formada por una parrilla (3) de tubos que tienen una sección rectangular, los cuales están dispuestos conectados por uno de sus extremos sobre un bastidor (4) central de los tres que preferentemente contempla cada módulo y que se distribuyen de forma equidistante bajo la cubierta.

El conjunto está montado sobre dichos bastidores (4) que, siendo de configuración variable, están provistos de un contrapeso (6) que, a modo de orza de velero, y solidario al bastidor, estabiliza la cubierta (1) oscilante.

Dichos bastidores (4), por su parte, están soportados, a su vez compatibles por tres pilares (8) que sirven para sustentar la estructura.

Es importante tener en cuenta que cada uno de los pilares

(8) se compone de respectivos arcos semi-elípticos unidos

entre sí mediante arriostramiento de tubos rigidizantes (9) alojados transversalmente entre ellos, sirviendo dos de ellos dispuestos a la misma altura de topes mecánicos del ángulo de oscilación de la cubierta (1) cuando el contrapeso (6) entra en contacto con ellos.

Además, en la cúspide de los citados arcos semielípticos que conforman los pilares (8), se incorpora un bulón central (5), que actúa de unión articulada entre el bastidor (4) y el pilar (8), habiéndose previsto, además un actuador lineal (7) yuxtapuesto con respecto a dicho bulo central (5) que bascula controladamente la cubierta solar (1) provocando el enfoque al sol.

Por su parte, cada pilar (8) incorpora en su parte inferior, como se muestra en la figura 5, una electrolinera conformada por dos postes de recarga, uno para recarga lenta (12) y uno para recarga rápida (13) con capacidad para cuatro puntos de recarga. Estos puntos de recarga (12 y 13) incluyen sistema de prepago, medidor de energía, relés de maniobra y de protecciones y puerto de comunicaciones.

Por debajo del nivel del suelo e integrado en la propia obra de cimentación se ha previsto una cavidad para el alojamiento de varios acumuladores (10) que serán recargados por la energía solar obtenida mediante los paneles fotovoltaicos (2) de la cubierta (1) durante tiempos muertos y/o, en el caso de alta demanda, por la propia red, preferiblemente durante las horas nocturnas.

En una realización preferida, la cubierta solar (1) de

cada módulo de aparcamiento tiene unas dimensiones de 24 x 10 m y está formada por 24 tubos paralelos de 12m de longitud empalmados sobre el bastidor (4) central al que se sujetan mediante abarcones formando la parrilla (3) donde los paneles (2) se montan en filas, inclinados en función del paralelo del lugar. Entre dichas filas se dejará un espacio para evitar sombreados entre paneles (2) y para favorecer la disipación del calor. En estos espacios entre filas, se colocan unos canalones (11) en forma de una W que sirven para proporcionar sombra y para canalizar las aguas pluviales.

A la citada parrilla (3) se fijan 108 paneles fotovoltaicos (2)repartidos en 6 filas de 18 unidades, preferentemente paneles del tipo Sunpower E19/318 de 318.

W / panel, con una potencia total instalada de 34.5 kW.

En el citado ejemplo de realización preferida la cavidad de la cimentación para los acumuladores (10) será de aproximadamente 2,5 x 0,6 x 0,66 = 1,0 m3 para el alojamiento de un almacén de energía con 15 acumuladores (10) con capacidad de, al menos, 87 kWh de energía útil para descargar en 6 horas.

Si la ubicación de esta realización preferida fuese Sevilla y descontando las pérdidas totales por temperatura, reflexión, suciedad y añadiendo la ganancia por seguimiento solar, obtendríamos 2070 horas equivalentes con una producción anual de 34,3 x 2070 = 71,001 kWh / año, lo que supondría 71,001 / 60 = 1,183 recargas completas equivalentes a un ahorro de 12.1 Tm de CO2 evitadas.

Cuando no hubiese demanda por recargar de vehículos la energía sobrante sería vertida y facturada a la red.

En cuanto al sistema de montaje de, el modulo de aparcamiento propuesto se montaría, en una primera fase, sobre 6 caballetes apoyos apoyados y nivelados sobre el suelo a una altura que permitiese, en primer lugar, montar los tres contrapesos (6) en cada uno de los bastidores (4) quedando estos perfectamente alineados y nivelados. Seguidamente se montaran los 24 tubos (3) de 12m mediante abarcones, empalmándolos sobre el bastidor (4) central, Por su parte inferior, los tres bastidores (4) se armarían mediante cuatro tubos (3) de 8m, empatados sobre el bastidor central, quedando la parrilla terminada.

A continuación se procedería al montaje y posterior conexión de los 108 paneles fotovoltaicos (2). Una vez armado el conjunto, la cubierta solar (1) se erigiría por medio de grúas para su fijación mediante los bulones centrales (5) sobre los tres arcos semi-elípticos de los pilares (8), procediendo a continuación sin soltar las eslingas de la grúa, para sujetar los 3 3 = 6 actuadores lineales (7) quedando la cubierta solar (1) perfectamente atados a los arcos que forman los pilares (8) de apoyo. Seguidamente se verificaría la oscilación de la cubierta solar (1) en la dirección E-W comprobando que los ángulos son los previstos y que el contrapeso (6) permanece a escasos milímetros de las topes formados por los tubos (9) que arman y rigidizan los dos arcos de cada pilar (8). Al mismo tiempo, se verificará el correcto funcionamiento de los sistemas de bloqueo mecánico para el contrapeso.

Posteriormente, se procedería al conexionado completo de la electrolinera comprobando cada parámetro a controlar y ponerlo en servicio.

A modo de resumen pues, el módulo de aparcamiento de la invención, siendo del tipo conformado por una estructura con techo soportado sobre pilares (8) que cumple la función de proteger los vehículos estacionados debajo de ella para que se mantengan a la sombra y guardados de la lluvia, se destaca por el hecho de que comprende, aunados en una misma estructura, medios de captación, tratamiento, almacenamiento y suministro de energía eléctrica a los vehículos aparcados o a la red, disponiendo para de una cubierta solar (1) con paneles fotovoltaicos (2) agrupados en filas, contrapesada y dotada de seguimiento solar en su eje E-W, a través de la acción de dos actuadores lineales (7) yuxtapuestos con respecto a bulones (5) centrales que la fijan a las cúspides de tres arcos semi-elípticos a modos de pilares (8) cuyos vanos sirven para salvaguardar de puntos de recarga (12 y 13), disponiendo así mismo de contrapesos (6) y de sistema de acumuladores de energía (10), situado bajo el nivel del suelo, en cavidad integrada la propia obra de cimentación.

Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la forma de ponerla en práctica, no se considera necesario dar mayor explicación para que cualquier persona experta en la materia pueda entender su alcance y las ventajas que de ella se derivan, haciéndose constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de lo indicado a modo de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente protección a la que se reivindica, siempre que no se altere su principio fundamental.

Claims

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

1. MÓDULO DE APARCAMIENTO SOLAR CON ELECTROLINERA INTEGRADA, que, siendo del tipo compuesto por una estructura con un techo apoyado sobre pilares (8) que cumple la función de protección a los vehículos aparcados debajo de la misma para que estén sombreados y resguardados de la lluvia, aunados en una misma estructura, medios de captación, tratamiento, almacenamiento y suministro de energía eléctrica a vehículos estacionados o a la red, disponiendo de una cubierta solar (1), con paneles fotovoltaicos (2) agrupados en filas, caracterizado porque dicha cubierta solar (1) está provista de movimiento sobre su eje para el seguimiento solar en la dirección E-W, mediante la acción de actuadores lineales (7) yuxtapuestos con respecto de los bulones (5) centrales que fijan la cubierta solar (1) a los vértices de tres arcos semi-elípticos a modo de pilares (8), cuyos vanos sirven para salvaguardar de puntos de carga (12 y 13), dicha cubierta solar (1) estando provistos de contrapesos (6), y con un sistema de acumuladores de energía (10), situado bajo el nivel del suelo, en cavidad integrada en los cimientos, y en que cada uno de los pilares (8) está formado por respectivos arcos semi-elípticos unidos entre sí mediante arriostramiento de tubos rigidizantes (9) alojados transversalmente entre ellos, dos de ellos dispuestos a la misma altura sirviendo como topes mecánicos del el ángulo de oscilación de la cubierta solar (1) cuando el contrapeso (6) entra en contacto con ellos.

2. MÓDULO DE APARCAMIENTO SOLAR CON ELECTROLINERA INTEGRADA, según la reivindicación 1, caracterizado porque la cubierta solar (1) está formado por una parrilla (3) de tubos de sección rectangular, que están dispuestos en bastidores (4) dotados de un contrapeso (6), que a modo de orza de velero y solidario al bastidor estabiliza la cubierta solar (1).

3. MÓDULO DE APARCAMIENTO SOLAR CON ELECTROLINERA INTEGRADA, según cualquiera de reivindicaciones 1 a 2, caracterizada porque entre las filas de paneles fotovoltaicos se colocan canalones (11) en forma de W y canalizar las aguas fluviales.