ES2851074T3

ES2851074T3 - Conjunto de panel solar direccional

Info

Publication number: ES2851074T3
Application number: ES18707269T
Authority: ES
Inventors: Osman Saeed
Original assignee: Elemental Engineering AG
Current assignee: Elemental Engineering AG
Priority date: 2017-02-09
Filing date: 2018-02-09
Publication date: 2021-09-02
Anticipated expiration: 2038-02-09
Also published as: JP6830537B2; CN110382972A; KR102355370B1; CN110382972B; US20190353405A1; KR20190109460A; ZA201901674B; EP3504486A1; US10852039B2; WO2018146288A1; JP2020504587A; EP3504486B1

Abstract

Un conjunto de panel solar (10) comprende un mástil (30) para ser anclado sobre o en el suelo (31), una plataforma de panel solar (20, 120) orientada al cielo y uno o más mecanismos direccionales (40; 404, 414) que conectan un extremo libre superior del mástil (30) con la plataforma de panel solar (20, 120), permitiendo que un panel solar (121) sobre la plataforma (20, 120) sea dirigido en al menos una orientación favorable hacia el sol, caracterizado por que uno o más elementos ópticos (50; 161, 162) están dispuestos en todas o en una mayoría de las partes de los bordes (24) de la plataforma (20, 120) alrededor del panel solar dirigiendo la luz concentrada bajo la plataforma (20, 120) o hacia su lado inferior (22), y después hacia el suelo (31) debajo o cerca del conjunto de panel solar (10), en donde uno o más de los elementos ópticos (161, 162) están montados en un lado interior de un perfil (160), en donde el perfil (160) está conectado por medio de al menos una lámina (164) a la plataforma de panel solar (120), en donde al menos una lámina (164) está conectada con un elemento de accionamiento dentro de la plataforma (120), en donde la conexión de al menos una lámina (164) está adaptada para extender el perfil (160) desde la plataforma (120) creando un pasaje (124) entre el perfil (160) y la plataforma (120).

Description

DESCRIPCIÓN

Conjunto de panel solar direccional

Campo técnico

La presente invención se refiere a un conjunto de panel solar direccional de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Técnica anterior

El documento WO 2016/074342 describe un mástil de soporte de rastreador solar horizontal de un único eje y un sistema de conexión del mismo, que comprende una columna vertical, una viga principal que es giratoria y está dispuesta en la columna vertical, y un bastidor de soporte fijado a la viga principal y capaz de girar con la viga principal. El bastidor de soporte fijo se extiende horizontalmente en una orientación norte-sur y está provisto de un conjunto de célula solar dispuesto de manera que forma un ángulo inclinado con respecto al plano horizontal. Cuando se utiliza en el hemisferio norte, el conjunto de célula solar está dispuesto en un ángulo inclinado, de manera que su lado norte está más elevado que su lado sur; el ángulo de inclinación opuesto se utiliza en el hemisferio sur.

Este tipo de instalación tiene como objetivo proporcionar líneas de conjuntos de célula solar que se puedan orientar de una forma eficiente siguiendo al sol. Ello resuelve el problema de proporcionar una estructura de rastreo solar de un único eje plana que no es tan fácil de ser dañada como una estructura de único eje inclinada y, al mismo tiempo, no presenta el problema de acumulación de energía solar baja conocido de las estructuras de rastreo solar planas de un único eje.

Son conocidos en la técnica diversos medios direccionales giratorios o que se pueden inclinar para orientar los paneles solares en una posición óptima para obtener la mayor cantidad posible de luz solar a lo largo del día teniendo en cuenta la trayectoria del sol. Normalmente, tales paneles solares están dispuestos en matrices que comprenden un cierto número de filas y columnas, cubriendo de este modo una cantidad de suelo sustancial, especialmente en áreas agrícolas útiles. Incluso si dichas matrices están dispuestas sobre superficies de techo de edificios, esto normalmente hace por el contrario que estas superficies no serán utilizables. Esto es desafortunado, dado que se ha observado que los tejados verdes tienen un impacto positivo sobre la vida de servicio del tejado del edificio así como sobre el entorno del distrito urbano.

El documento WO 2005/034611 describe un módulo y sistema de cosecha dispuesto para maximizar la utilización de la tierra agrícola. Cada módulo incluye una estructura de recogida de agua soportada encima de la tierra agrícola, y un subsistema de distribución de agua para distribuir el agua recogida a las plantas y/o al suelo. Específicamente, el módulo incluye además, células fotovoltaicas en dicha estructura, y pueden ser incorporados sistemas de rastreo del sol en el módulo, de manera que la estructura puede ser girada para obtener una máxima exposición al sol. En particular, la energía recogida de las células puede ser almacenada en una batería y ser utilizada para accionar luces, por ejemplo LEDs, para proporcionar energía fotónica, por ejemplo fotosíntesis, a las plantaciones sobre el suelo de debajo del módulo.

El documento DE 102013002825 describe también una instalación agrícola y fotovoltaica que tiene un suministro de agua integrado. La instalación comprende varios postes separados horizontalmente para formar una matriz de postes, estando cada poste adaptado para soportar módulos fotovoltaicos alineados sobre una estructura. Los módulos fotovoltaicos pueden estar alineados en una respectiva posición del sol sobre dos o más ejes de pivote. El suministro de agua integrado independiente de la red incluye un sistema de recogida de agua de lluvia y un sistema de riego para el riego del suelo utilizado agrícolamente, en donde uno o más tanques sirven como depósitos de agua y el agua recogida también puede ser utilizada para refrigerar los módulos fotovoltaicos.

El documento KR 2010-0130115 describe un panel de células solares soportado giratoriamente, formado por múltiples módulos de células solares instalados en una placa de soporte. Para dispersar la luz del sol hacia las plantas a las que da sombra el panel, hay formados orificios pasantes en la placa de soporte entre las esquinas redondeadas de los módulos de células solares adyacentes, y están dispuestos elementos de transmisión de luz en esta perforación. Además, una pestaña de reflexión irregular inferior está dispuesta en el borde inferior del panel para reflejar la luz del sol que incide sobre la pestaña desde encima de un lado inferior reflectante de un panel adyacente para llevar la luz solar dispersada adicional por medio de estas dos reflexiones al suelo de debajo del panel adyacente.

Compendio de la invención

Un objetivo de la presente invención es proporcionar un conjunto de panel solar direccional mejorado que permita el uso agrícola del área de suelo debajo de él o que evite la pérdida de vegetación debajo de tales estructuras de panel solar. Además, es un objetivo de la invención proporcionar un conjunto de panel solar que tenga elementos más simples y que esté mejor adaptado para resistir condiciones climatológicas malas, en particular vientos fuertes. Esto se consigue mediante el conjunto de panel solar de acuerdo con la reivindicación 1 y mediante una matriz de conjuntos de panel solar de acuerdo con la reivindicación 10.

El conjunto de panel solar comprende un mástil que va a ser anclado sobre o en el suelo, un panel solar (o una plataforma, designada también de este modo como plataforma de panel solar) orientado hacia el cielo y uno o más mecanismos direccionales de conectan un extremo libre superior de la mástil con el panel solar, permitiendo que el panel solar sea dirigido en un cierto número de orientaciones favorables hacia el sol.

De acuerdo con la invención, dicho conjunto de panel solar está provisto de elementos ópticos de guiado o de desviación de luz (también denominados simplemente como elementos ópticos en el presente documento) alrededor del perímetro del panel solar dispuestos para recoger y guiar la luz entrante hacia un lado inferior de panel solar, de manera que sea dirigida directa o indirectamente hacia el suelo. La redirección en los bordes puede ser proporcionada reflejando la luz entrante y dirigiendo los rayos reflejados hacia el suelo, que puede, en todas las realizaciones, ser el suelo de debajo del mismo conjunto de panel solar o cerca del mismo, comprendiendo áreas de suelo bajo los conjuntos de panel solar adyacentes. Los elementos ópticos de guiado de luz alrededor del perímetro pueden estar dispuestos en todos los bordes o únicamente en parte de los bordes de la plataforma de panel solar.

Uno o más de dichos elementos ópticos están montados sobre el lado interior de un perfil, en donde el perfil está conectado por medio de al menos una lámina a la plataforma de panel solar, preferiblemente, por medio de dos barras de conexión en los respectivos extremos de perfil. La al menos una lámina está conectada con un elemento de accionamiento montado dentro de la plataforma de panel solar, en donde la conexión de la al menos una lámina está adaptada para extender el perfil desde la plataforma de panel solar creando un pasaje entre el perfil y la plataforma. El pasaje permite que la luz sea recogida y guiada debajo de la plataforma así como recoger el agua de lluvia. En caso de vientos fuertes, el perfil puede ser retraído hacia un cuerpo de la plataforma sin dejar el perfil expuesto a los vientos.

La superficie exterior del cuerpo y una estructura de plataforma que está vuelta hacia la superficie interior del perfil es por tanto preferiblemente complementaria con esta superficie, de manera que la superficie interior del perfil está principalmente en contacto directo en dos dimensiones con esta superficie exterior cuando el perfil está totalmente retraído, cerrando de este modo el pasaje anteriormente mencionado utilizado para recoger luz y agua completamente en este caso.

Preferiblemente, la sección superior del perfil está curvada, especialmente encerrando o cubriendo un ángulo de 60 a 90 grados, con una curvatura complementaria que está formada por la superficie exterior anteriormente mencionada del cuerpo de la estructura de la plataforma. La sección inferior del perfil puede ser un perfil plano que tenga un ángulo comprendido entre 30 y 60 grados respecto al plano de la superficie de plataforma superior, teniendo opcionalmente un borde de canaleta elevado en el borde libre inferior del perfil. Esto permite una captura extendida de la luz solar que puede ser parcialmente reflejada directamente hacia el suelo debajo de la plataforma y ser parcialmente dirigida a un resalto de reflexión central de la estructura de plataforma anteriormente mencionada para ser distribuida indirectamente hacia el suelo.

Si, opcionalmente, hay también elementos ópticos integrados en la superficie superior del panel solar, se prefiere que estos elementos ópticos de guiado de luz estén dispuestos en el mástil del panel solar y junto con un sustrato de polímero transparente o un panel de vidrio, opcionalmente cubierto por una capa oleofílica para proporcionar propiedades moleculares sobre la superficie del panel disminuyendo el acoplamiento activo de partículas. Por tanto, se proporciona una superficie superior lisa, de manera que el agua que se vierte sobre la superficie puede fluir directamente, en el caso de un panel solar inclinado, a los bordes adyacentes inferiores.

De acuerdo con una realización, dicho conjunto de panel solar está provisto una pluralidad del LEDs en el lado inferior del panel solar dispuestos para generar la denominada luz de crecimiento (también conocida como luz de plantas) dirigida directa o indirectamente hacia el suelo. La longitud de onda de la luz de crecimiento generada puede ser predeterminada de acuerdo con las plantas cuyo crecimiento en el suelo va a ser potenciado. Se sugiere que sea proporcionado al menos un nivel de luz, dado en densidad de flujo de fotones fotosintéticos (PPFD) entre 100 y 800 micromol/m2s. Para una lámpara de espectro de luz diurna (5800 K), esto sería equivalente a entre 5800 y 46.000 lumen/m2. Los LEDs pueden estar dispuestos en un patrón predeterminado sobre o dentro del lado inferior de la plataforma de panel solar. Pueden comprender lentes de guiado y de centrado de luz para guiar la luz emitida de la pluralidad de LEDs sobre suelo, teniendo en cuenta que la luz de cada conjunto de panel solar combinada con la luz emitida desde los conjuntos de panel solar adyacentes debería cubrir todo el suelo debajo de los conjuntos de panel solar. También es posible proporcionar un grupo central de LEDs debajo de la plataforma de panel solar, no necesariamente pero preferiblemente en su centro, en donde los elementos de reflexión de luz estén dispuestos alrededor de los LEDs para reflejar la luz redirigida desde los bordes de la plataforma, dirigiéndola de este modo al suelo y proporcionando espacio para lentes de imágenes para los LEDs. El patrón predeterminado puede simplemente comprender una disposición de un único LED o un grupo de LEDs en un cierto número de filas y columnas.

Además, se prefiere que al menos una canaleta de agua de lluvia esté dispuesta en, o a lo largo de, un borde de la plataforma de panel solar, con los correspondientes elementos de distribución. Tales elementos de distribución pueden ser un conducto que discurra a lo largo del mástil para distribuir el agua recogida alrededor del mástil. La canaleta de agua de lluvia puede estar integrada en una estructura de recogida de luz como se ha descrito anteriormente, dispuesta en el perímetro del panel solar. El borde preferido es el borde que permanece bajo cuando la plataforma de panel solar está situada perpendicularmente, o al menos en un ángulo próximo a 90 grados, respecto al eje de la luz solar entrante. Es posible proporcionar elementos de canaleta adicionales sobre los bordes adyacentes a este borde inferior, de manera que se evita el derramamiento lateral del agua de lluvia.

Para un uso eficiente de las áreas del suelo cubiertas por una pluralidad de conjuntos de panel solar de acuerdo con la invención, es posible incluir una batería o una serie de bancos de batería en cada conjunto de panel solar creando un sistema distribuido. También es posible proporcionar líneas eléctricas que conecten la matriz de conjuntos de panel solar entre ellos y con el exterior. Dado que normalmente el uso agrícola es ejecutado en líneas, las líneas eléctricas pueden estar situadas paralelas a las líneas de arado.

Una matriz de conjuntos de panel solar aislados puede comprender medios de comunicación inalámbricos. Entonces, cada conjunto de panel solar puede ser un punto de acceso de una red de ordenadores distribuida, que no necesita infraestructura adicional.

Las realizaciones adicionales de la invención están establecidas en las reivindicaciones dependientes.

Breve descripción de los dibujos

Las realizaciones preferidas de la invención y otros ejemplos no de acuerdo con invención están descritos en lo que sigue con referencia los dibujos, que tienen la finalidad de ilustrar las presentes realizaciones preferidas y no la finalidad de limitar las mismas. En los dibujos,

La Fig. 1 muestra una vista en perspectiva esquemática desde abajo de un mecanismo para dirigir un panel solar de acuerdo con una realización de la invención,

La Fig. 2 muestra una vista en perspectiva esquemática desde abajo de un mecanismo más para dirigir un panel solar de acuerdo con una realización,

La Fig. 3 muestra una vista sección transversal de una plataforma de panel solar de la Fig. 1 o de la Fig. 2 con elementos de desviación de luz integrados en su superficie superior y elementos de generación de luz en su lado inferior de acuerdo con un ejemplo no de acuerdo con la invención;

La Fig. 4A muestra trayectorias de luz en una vista de detalle de la Fig. 3 para un ejemplo no acorde con la invención sin elementos de generación de luz;

La Fig. 4B muestra trayectorias de luz y elementos de generación de luz en una vista en detalle de la Fig. 3 para un ejemplo no de acuerdo con la invención que comprende elementos de generación de luz;

La Fig. 4C muestra una vista en detalle esquemática de superficies escalonadas prismáticas como superficies reflectantes utilizadas en los ejemplos no de acuerdo con la invención de las Figs. 4A y 4B;

La Fig. 5A muestra una vista esquemática desde arriba de una matriz de conjuntos de panel solar de acuerdo con la Fig. 2 de acuerdo con una realización;

La Fig. 5B muestra una vista esquemática desde arriba de una matriz de conjuntos de panel solar de acuerdo con la Fig. 2 de acuerdo con una realización adicional que tiene un patrón al tresbolillo de conjuntos de panel solar;

La Fig. 6A muestra una vista frontal (izquierda) y una vista lateral (derecha) de una matriz de conjuntos de panel solar al tresbolillo;

La Fig. 6B muestra una vista frontal y una vista lateral de la matriz de la Fig. 6A con un pequeño ángulo desde la orientación vertical;

La Fig. 6C muestra la vista frontal y la vista lateral del la matriz de la Fig. 6A con un ángulo mayor desde la orientación vertical;

La Fig. 6D muestra la vista frontal y la vista lateral de la matriz de la Fig. 6A con una orientación horizontal de todos los conjuntos de panel solar;

La Fig. 7A muestra un diagrama frontal de una disposición de canaleta con tres tuberías de drenaje flexibles;

La Fig. 7B muestra una vista lateral parcial de una disposición de canaleta adicional similar a la Fig. 7A;

La Fig. 8 muestra una vista en perspectiva esquemática de una plataforma de panel solar en una posición retraída de acuerdo con una realización de la invención con dos perfiles extensibles desde dos bordes opuestos de la plataforma;

La Fig. 9 muestra una vista en perspectiva esquemática de la plataforma de panel solar de la Fig. 8 en una posición extendida;

La Fig. 10 muestra una vista en perspectiva esquemática desde debajo de la plataforma de panel solar de la Fig. 9 en su posición extendida;

La Fig. 11 muestra una vista en perspectiva desde arriba de la estructura de la plataforma de panel solar de la Fig. 10 sin el panel solar montado en ella;

La Fig. 12 muestra una vista aumentada de una esquina de la plataforma de panel solar de la Fig. 9; y

La Fig. 13 muestra una vista aumentada del lado inferior de la plataforma del panel solar de la Fig. 9.

Descripción de las realizaciones preferidas

En lo que sigue se describen con detalle las realizaciones de la presente divulgación. Ejemplos de las realizaciones se muestran en los dibujos adjuntos, en los que los mismos o similares signos de referencia representan componentes iguales o similares o componentes que tienen las mismas o similares funciones.

La Fig. 1 es una vista en perspectiva esquemática desde abajo de un mecanismo para dirigir un panel solar de acuerdo con una realización de la invención. El conjunto de panel solar 10 comprende una plataforma 20. Sobre la superficie superior 21 de la plataforma 20, están montados un panel fotovoltaico, es decir solar (no mostrado) así como sensores opcionales de un dispositivo de rastreo. En una realización alternativa, la propia plataforma 20 puede comprender un módulo de células solares con un correspondiente bastidor de perímetro. En ambos casos, la superficie superior 21 de la plataforma 20 va a ser orientada hacia el cielo y proporciona la superficie de panel solar, mientras que el lado inferior 22 comprende uno o más puntos de unión 23 para los mecanismos de ajuste, es decir direccionales, 404 y 414.

En una realización diferente (no mostrada en los dibujos), en panel solar podría comprender una célula de contacto posterior emisora pasiva, una denominada célula PERC, en donde la superficie superior 21 sería el recolector primario y la superficie inferior, es decir el lado inferior 22 sería el recolector secundario o cualquier otro recolector si tuviera dos caras o estuvieran dispuestas espalda con espalda.

Un brazo 403 sobresale desde el punto de unión 23 y conecta la plataforma 20 con un primer mecanismo 404 para ajustar la inclinación de la plataforma 20, ilustrado en este caso como un primer motor de accionamiento 406 accionable para girar el brazo 403 y por tanto la plataforma 20 alrededor de un eje horizontal 410. La plataforma 20 está además conectada operativamente a un segundo mecanismo 414 que comprende un segundo motor de accionamiento 416 accionable para girar el primer mecanismo 404 y por tanto la plataforma 20 alrededor de un eje vertical 420. El motor de accionamiento 416 de la realización de la Fig. 1 está firmemente conectado con un mástil vertical 30 mostrado en la Fig. 2, anclado firmemente en el suelo 31 de debajo. Los motores 406 y 416 están conectados a una batería del panel solar cargada por el panel solar.

La Fig. 2 muestra una vista en perspectiva esquemática desde abajo de un mecanismo adicional para dirigir un panel de luz solar de acuerdo con una realización de la invención. El conjunto de panel solar 10 comprende una plataforma 20 que está conectada centralmente por medio de una junta universal de accionamiento 40 y un mástil 30, especialmente un mástil cilíndrico, que está firmemente anclado en el suelo 31 de debajo. Preferiblemente, la longitud del mástil 30 es suficiente para permitir que las personas trabajen sin obstáculos independientemente de la orientación de la plataforma 20, de este modo, el mástil 30 normalmente tiene una longitud de más de 2 metros más la mitad del diámetro de la plataforma, si el mástil está unido centralmente. Los bordes 24 de la plataforma 20 no deberían estar inclinados por debajo de dicha altura de usuario libre. Si, en el uso agrícola, el suelo 31 está destinado a ser trabajado, es decir arado, con máquinas, entonces la altura de estas máquinas tiene que ser tenida en cuenta en la altura libre que se va a predeterminar. También es posible disponer los paneles en alturas superiores. Entonces, en caso de servicio, los paneles 10 normalmente serían doblados hasta quedar verticales, produciendo con ello niveles de energía más inferiores, con el fin de hacer que el suelo de debajo quede libre de obstáculos para conseguir la altura libre de arado, siembra, fertilización y generalmente trabajos de la tierra. Bajo tales condiciones, pueden ser utilizados aeroplanos y se pueden mover sistemas de riego a través del campo.

La Fig. 3 muestra una vista en sección transversal de una plataforma de panel solar 20 de la Fig. 1 o la Fig. 2 con elementos de desviación de luz ópticos 50 dispuestos en los bordes 24 de la plataforma de panel solar 20 e integrados en su superficie superior de acuerdo con un ejemplo específico opcional no de acuerdo con la invención. Los elementos ópticos de desviación de luz 161, 162 dispuestos en los lados interiores de los perfiles extensibles 160 de acuerdo con la invención en los bordes 24 están descritos más adelante con referencia las Figs. 8-13.

La plataforma de panel solar 20 comprende preferiblemente una capa oleofílica 11 en su superficie superior 21, cuya función es proporcionar propiedades moleculares sobre la superficie del panel disminuyendo el acoplamiento activo de las partículas, es decir que el polvo, el aceite y las partículas con base de agua se deslicen sobre la superficie sin adherirse. Un sustrato de polímero trasparente o panel de vidrio 12 cubre el propio panel solar 25. Dentro de este ejemplo, el panel solar 25 proporciona como tal la estructura de plataforma, pero también podría estar incluido en un bastidor que conectase los elementos ópticos 50 en los bordes 24 juntos y/o un elemento óptico 55 en el centro. El polímero o cristal transparente 12 comprende en sus bordes 24 un rebaje completamente lleno por las lentes de concentración de luz 52 que son perfiles largos con la sección transversal como se muestra en la Fig. 3. Las dos capas de cubierta 11 y 12 son transparentes.

Los primeros elementos de desviación de luz 50 están dispuestos preferiblemente esencialmente a lo largo del todo el borde respectivo 24 de la plataforma 20 sobre el lado izquierdo y derecho de la vista en sección transversal de la Fig. 3. Comprende cada uno una superficie reflectante 51 dispuesta en un ángulo comprendido entre 30 y 60 grados, por ejemplo 45 grados en el ejemplo de la Fig. 3, contra el plano de superficie superior de la plataforma 20. En el lado derecho de la vista en sección transversal de la Fig. 3, la superficie reflectante 51 está formada por un perfil reflectante triangular 57 dispuesto para reflejar la luz entrante que pasa al exterior del panel 25 en el borde 24 hacia el centro. La lente de concentración de luz transparente 52 integrada en las capas de cubierta 11 y 12 está dispuesta directamente sobre la superficie reflectante 51. Comprende una superficie de entrada superior arqueada 53 y una superficie saliente inferior 54 paralela al plano de superficie superior de la plataforma 20. Como se muestra en la Fig. 3, la superficie de entrada superior arqueada 53 forma ángulos rectos tanto con el borde vertical 24 de la plataforma 20 como con la superficie saliente inferior horizontal 54. Estas medidas son mencionadas como referencia básica para un ejemplo ensayado no de acuerdo con la invención, aunque también pueden ser aplicadas otras medidas dependiendo de la encarnación del panel que está siendo fabricado. Sin embargo, la anchura y la altura de estas estructuras de concentración de luz alrededor del borde 24 del panel solar normalmente son elegidas para ser entre un 0,5 % y un 10 %, preferiblemente entre un 1% y un 5 % de las dimensiones laterales del panel solar o de su propio bastidor.

La mayoría de la luz concentrada que sale del elemento de desviación de luz 50 a través de la superficie 54 es dirigida sobre el elemento de desviación de luz reflectante 55 dispuesto cerca del centro del lado inferior 22 de la plataforma 20. La luz reflejada por su superficie reflectante 56 es dirigida al suelo. En este contexto "centro del lado inferior" 22 puede significar o bien una parte central con, por ejemplo dos veces dos LEDs (como elementos de generación de luz, es decir fuentes de luz) 70 o bien un elemento reflectante a modo de rodete 55, o los elementos de concentración de luz 57 y 58 están solo dispuestos en los bordes opuestos de la plataforma y redirigen la luz en rayos paralelos 102 (véanse las Figs. 4A, 4B) hacia dos superficies reflectantes longitudinales centrales opuestas 56 con una única o doble banda de LED de luz 70 entre ellas.

En el lado izquierdo de la Fig. 3, el elemento triangular 57 con la superficie reflectante 51 está sustituido por un elemento trapezoidal 58 con una superficie reflectante frontal similar 51. Una pared de canaleta 60 está dispuesta a una distancia predeterminada detrás del elemento óptico 50 en el borde 24 y detrás del perfil trapezoidal 58. Esto crea una línea de conducto 61 o sección de cavidad que recoge cualquier humedad que llega a la superficie oleofílica 11 y de este modo es guiada hasta sus bordes. La pared de canaleta 60 tiene forma de una "C" que abarca todo el emparedado de la plataforma entre la superficie superior 21 y la superficie inferior 22 proporcionando un borde limítrofe superior y un borde limítrofe inferior, en donde el elemento trapezoidal 58 proporciona más espacio para la línea de conducto 61 para un pasaje de flujo de agua mayor. La canaleta está por supuesto sujeta a la plataforma del panel solar 20 o al bastidor que abarca el panel solar.

También es posible cambiar el ángulo de reflexión de la superficie reflectante 51 para una iluminación directa del suelo 31 al que da sombra la plataforma. Cuando la plataforma 20 está inclinada o girada, la trayectoria del rayo entre el elemento 50 y 55 permanece siendo la misma, pero el plano de la plataforma en vista del suelo cambia y la luz será dirigida parcialmente debajo de uno de los ocho conjuntos solares adyacentes próximos. Es posible que una matriz de plataformas sea accesible o esté al tresbolillo en lugar de estar dispuesta regularmente con un conjunto simplemente debajo del otro.

La Fig. 4A muestra trayectorias de luz en una vista de detalle de la Fig. 3 para un ejemplo no de acuerdo con la invención sin los elementos de generación de luz 70 y sin las capas de cubierta transparentes 11 y 12. El rayo de luz entrante 101 atraviesa la lente de concentración de luz 52 de los elementos ópticos 50 en el borde y es reflejado en la superficie reflectante 51 esencialmente en paralelo con la superficie inferior 22 como el rayo reflejado 102.

De acuerdo con el ejemplo no de acuerdo con la invención de la Fig. 4B, el conjunto de panel solar 10 está provisto de una pluralidad de LEDs 70 sobre el lado inferior del panel solar dispuestos para generar la denominada luz de crecimiento que es dirigida directa o indirectamente hacia el suelo. Los LEDs están preferiblemente unidos desde el lado inferior de la plataforma 20 en su superficie inferior 22 y están conectados a una unidad de control dispuesta o bien en la plataforma 20 o bien en el mástil 30, en donde están dispuestas cualesquiera conexiones eléctricas dentro o en la plataforma 20 (no mostradas).

El rayo reflejado 102 es reflejado de muevo en la superficie reflectante 56 (véase la Fig. 3) del elemento central 55, siendo los rayos de luz resultantes 103 dirigidos al suelo. Se observa que el elemento central 55 está unido al lado inferior 22 del panel solar 25 o en un correspondiente elemento de bastidor (no mostrado).

Los LEDs 70 reciben la energía necesaria procedente del panel solar y/o de una batería o un paquete de baterías que son cargadas por el panel solar. La batería está preferiblemente dispuesta en el mástil 30. La unidad de control predetermina por medio de elementos de detección la frecuencia y la intensidad de luz el control de luz de crecimiento en horas e intensidad. Además, el presente ejemplo puede proporcionar un uso de la energía eficiente al elegir una iluminación de LED del suelo 31 que solo emite en una selección de ancho de banda en base a las necesidades de las plantas, mientras que la luz entrante del sol cubre un ancho de banda más amplio, incrementando de este modo la eficiencia del uso de la luz. El ejemplo de la Fig. 4B proporciona una matriz de por ejemplo cuatro LEDs 70 rodeados por un elemento óptico curvado 55 o varias secciones rectas unidas en el lado inferior 22 o un correspondiente bastidor (no mostrado). Dentro de este bastidor de elementos ópticos curvados 55 está dispuesta una lente de difracción de luz 71 debajo de los LEDs 70.

La Fig. 4C muestra una vista en detalle esquemática de superficies escalonadas prismáticas 156 como superficies reflectantes, utilizadas con los números de referencia 51 y 56 en los ejemplos de las Figs. 4A y 4B; la Fig. 4C muestra el cuerpo reflectante 55 cerca del centro del lado posterior del panel con una superficie escalonada prismática curvada 156, pero el principio también se aplica para la superficie esencialmente plana 51. Los rayos de luz entrantes 102 son reflejados como rayos de luz reflejados 103. La vista en detalle 109 de la Fig. 4C muestra un elemento reflectante que tiene una superficie reflectante principal 104 y una superficie reflectante en ángulo agudo 105 que refleja parcialmente la luz como un rayo de luz intermedio 106 hacia la superficie reflectante primaria 104. En otras palabras, la Fig. 4C muestra la superficie escalonada prismática 156 que hace pasar la luz a través de un efecto prismático desviando y multiplicando la luz de salida sobre la parte posterior de la plataforma de panel solar 20. Un micro-escalonado prismático puede ser utilizado, pero la salida de eficiencia es mayor utilizando una superficie mano-escalonada. Se observa que un borde no es perpendicular al otro y normalmente es menor de 90° con el fin de generar el efecto multiplicador.

La Fig. 5A muestra una vista esquemática desde arriba sobre una matriz de conjuntos de panel solar 10 de acuerdo con la Fig. 2 de acuerdo con una realización de la invención. Los conjuntos de panel solar se muestran de una manera esquemática con una representación del mástil 30 y de la plataforma 20 para cada conjunto 10. Las plataformas 20 están representadas en una configuración horizontal con aproximadamente superficies cuadradas, aunque la industria de paneles actual proporciona principalmente plataformas rectangulares 10 debido a la naturaleza de las disposiciones de panel de PV. Los bordes opuestos 24 de los conjuntos de panel solar 10 de filas y columnas adyacentes están dispuestos a una distancia mínima unos de otros. Dicha distancia mínima se alcanza en la orientación horizontal de las plataformas como se muestra en la Fig. 5A. En cualquier configuración inclinada, la distancia entre tales bordes opuestos es mayor que en la configuración mostrada en la Fig. 5A. Se prefiere que dicha distancia sea menor que el 80 % de las anchuras de los conjuntos de panel solar 10 que crean las trayectorias agrícolas 85 entre las filas de mástiles 30 debajo de las plataformas de panel solar 20. Con paneles solares de, por ejemplo, 2 metros de longitud lateral sobre las plataformas de, por ejemplo, 2 metros x 2 metros dicha distancia puede ser de 160 centímetros. En otras palabras, cada mástil 30 tiene una distancia de centro a centro en cada fila y en cada columna de 3,60 metros. Una distancia de aproximadamente 2*(SQR(2)-1) permite inclinar las plataformas 20 hasta aproximadamente 45 grados sin dar sombra a los paneles solares vecinos. También es posible adoptar una distancia mínima de bordes opuestos 24 de los conjuntos de panel solar 10 de filas adyacentes; por ejemplo, como un porcentaje de la anchura de los conjuntos de panel solar adyacentes tomada del grupo de valores de 60 %, 40 %, 20 %, 10 %, y 5 %, con generación de sombra creciente en los paneles solares vecinos. La distancia determinada anteriormente entre filas también puede ser aplicada a la distancia de columnas vecinas de la matriz.

Para un uso eficiente de tales áreas de suelo cubiertas por una pluralidad de conjuntos de panel solar 10, es posible incluir una batería en cada conjunto de panel solar que cree un sistema distribuido. Por otra parte, es posible proporcionar líneas eléctricas 81 que conecten la matriz de conjuntos de panel solar entre ellos y con una conexión externa 82 con el exterior. Estas líneas 81 y 82 normalmente comprenden una conexión eléctrica para la gestión de batería y para intercambio de datos entre los diferentes elementos de la matriz. Dado que normalmente el uso agrícola es ejecutado en líneas como se muestra mediante las dos líneas paralelas 85, las líneas eléctricas 81 y 82 pueden estar situadas paralelas a las líneas de arado agrícola 85. Las líneas de distribución de agua se extienden desde los mástiles 30 para distribuir el agua recogida sobre toda la superficie.

Una matriz de conjuntos de panel solar aislados 10 puede comprender medios de comunicación inalámbricos. Entonces, cada conjunto de panel solar 10 puede ser un punto de acceso de una red de ordenadores distribuida, que no necesita infraestructura adicional.

La Fig. 6A muestra una matriz que comprende numerosos conjuntos de panel solar 10 organizados en un patrón al tresbolillo desde delante (a la izquierda) así como tres filas consecutivas desde el lado (a la derecha). En la orientación mostrada en la Fig. 6A, los paneles solares están orientados para un plano de horizonte ultra-bajo en el amanecer, el anochecer y/o el mantenimiento, la cosecha, etc. cuando están produciendo la producción de energía más baja. Entre dos conjuntos de panel solar 10 de la Fig. 6A, mostrados como "adyacentes" en una vista frontal, hay una fila vacía con un panel solar en la fila de detrás. Esto se muestra con diferentes longitudes de soportes respectivos 30. En la vista lateral a la derecha, la línea agrícola 85 entre los paneles solares es claramente visible.

La Fig. 6B muestra una matriz de la Fig. 6A en funcionamiento cuando las plataformas de panel solar 20 cambian su ángulo para seguir el sol cuando se levanta y/o se pone sobre el horizonte. La Fig. 6C muestra la misma matriz que está situada en un ángulo alterno. La Fig. 6D y nuestra un ángulo de sol de mediodía típico, así como el modo de espera operacional. La principal razón de este ángulo para el modo de espera es optimizar la detección de luz como se ha expuesto.

La Fig. 7A muestra un diagrama frontal de una disposición de canaleta con elemento de distribución en forma de tuberías de drenaje flexibles como las líneas superiores 64 que están conectadas en una pieza de unión 65 para continuar como una línea 62 (Fig. 7B). También es posible solo proporcionar una de estas tuberías 64. Existe la posibilidad de proporcionar dos, tres, cuatro o incluso más tuberías de conducto 62 que conduzcan el agua alejándola de la canaleta 60 para asegurar un flujo suave sin desbordamientos y/o como redundancias utilizadas en caso de obstrucción.

La Fig. 7B muestra un perfil lateral esquemático de una disposición de canaleta similar a la de la Fig. 7A. La unión de la plataforma de panel solar 20 al mástil no se muestra. En esta realización, la tubería flexible 62 está dirigiéndose hacia la parte de abajo del mástil 30. Una curva marginal en la tubería 62 se muestra en el dibujo para demostrar el estado suelto con el fin de facilitar los ángulos variables de inclinación que panel solar 20 puede tener durante los periodos de funcionamiento como se muestra en las Figs. 6A a 6D.

Las Figs. 8-10 muestran esquemáticamente vistas en perspectiva de una plataforma de panel solar 120 de acuerdo con una realización en donde los lados opuestos, es decir los bordes, de la plataforma de panel solar 120 están provistos cada uno de un perfil 160 que se puede extender y retraer con respecto a la plataforma 120 y tiene elementos ópticos 161 y 162 montados en su lado interior que está vuelto hacia la plataforma. Un panel solar 121 está montado en una estructura de plataforma 122 que tiene un resalto funcional central 123. El resalto funcional central 123 como un nudo central puede, por ejemplo, estar unido a un mástil 30 como se muestra la Fig. 2. La Fig. 8 muestra la plataforma de panel solar 120 en una posición retraída desde arriba, la Fig. 9 la muestra en una posición extendida desde arriba, y la Fig. 10 en una posición extendida desde abajo. Las partes seleccionadas de la plataforma 120 de acuerdo con la Fig. 8-10 se muestra con detalle en las Figs. 11-13.

En el ejemplo específico mostrado en las figuras, los perfiles 160 están diseñados como canaleta y perfiles reflectantes 160 dispuestos sobre los lados opuestos de la plataforma 120, especialmente lados que pueden ser inclinados hacia el suelo. Cada canaleta y perfil reflectante 160 comprende una sección de perfil plano inferior 161, que puede ser reflectante sobre el lado interior, y una sección curvada superior 162. La sección curvada superior 162 es complementaria con la superficie exterior adyacente de la subestructura 122 para proporcionar apenas cavidad y hueco entre la sección curva superior 162 y la subestructura 122 en la posición retraída de la plataforma 120. Un borde inferior 163 de la sección de perfil plano inferior 161 está elevada sobre la superficie plana y puede retener agua que cae directamente hacia abajo al suelo y, de este modo ser utilizada como canaleta. Se observa que el perfil 160 está unido a la subestructura 122 mediante dos barras 164 conectadas de forma fija en ambos extremos del perfil 160. Ambas superficies 161 y 162 pueden estar provistas de la estructura mostrada en la Fig. 4C, que tiene una pluralidad de superficies escalonadas prismáticas 156 como superficies reflectantes.

La superficie curvada de la sección curvada superior 162 puede cubrir un ángulo de 60 a 90 grados, en donde el perfil plano 161 puede tener un ángulo comprendido entre 30 y 60 grados respecto al plano de la superficie de plataforma superior.

Las barras 164 están integradas de manera deslizable en la estructura 122. Uno o más elementos de accionamiento (no mostrados) están conectados a las barras, por ejemplo un tornillo sinfín en un extremo interior, para empujarlas fuera de la subestructura 122 para extender la canaleta y el perfil reflectante 160 para proporcionar un espacio entre la sección curvada superior 162 y la subestructura 122. La función será descrita en combinación con más dibujos. Cuando están soplando vientos fuertes, entonces los elementos de accionamiento son activados para llevar la canaleta y el perfil reflectante 160 cerca de la estructura 122, evitando de este modo que las fuerzas del viento incidan sobre la plataforma de panel solar en su posición extendida.

La Fig. 9 muestra una vista en perspectiva esquemática de la plataforma de panel solar 120 de la Fig. 8 en una posición extendida. La diferencia principal respecto a la Fig. 8 es el pasaje 124 dispuesto entre la canaleta en el perfil reflectante 160 y la subestructura 122 por la posición extendida de las barras 164.

La Fig. 10 muestra una vista en perspectiva esquemática desde abajo de la plataforma de panel solar 120 de la Fig. 9 en su posición extendida. La subestructura 122 comprende en paralelo a la canaleta y al perfil reflectante 160 un resalto funcional 123 que se extiende más allá de la superficie inferior 125 de la subestructura 122. Comprende en su lado inferior dos tiras de fuentes de luz 170, configuradas como luces LED, que discurren desde un borde 126 de la subestructura 122 hasta una abertura 130 en el medio y después se prolongan hasta el borde opuesto. Por supuesto, puede haber un cierto número de únicas luces LED o puede haber más de dos líneas de tiras LED 170. Las tiras están dispuestas sobre una superficie inferior plana del resalto funcional 123, que también puede estar curvado de forma convexa. La superficie de borde 256 del resalto funcional 123 está curvada, en sección transversal, con una forma de cuarto de esfera y es reflectante. Por lo tanto, la superficie 256 tiene la misma función que la superficie reflectante 56 de la Fig. 4, mientras que el perfil plano inferior 161 tiene la función de la superficie reflectante 51.

La Fig. 11 muestra una vista en perspectiva desde abajo de la estructura 122 de la Fig. 10 sin el panel solar 121 montado en ella. Los elementos de accionamiento para las barras 164 y las conexiones eléctricas etc., están omitidos también. La subestructura 122 tiene forma de una bandeja con una superficie inferior sustancialmente plana 127. Hay dispuestas cuatro láminas de refuerzo 128 que alcanzan desde las esquinas de la subestructura 122 hacia el centro, en donde está dispuesta la abertura 130. Es posible proporcionar una pluralidad de módulos de célula fotovoltaica sobre la subestructura 122 con espacios entre ellos para recoger agua de lluvia sobre la superficie 127 de la bandeja.

La sección superior interior (véase su superficie superior 262 mostrada en las Figs. 12-13) de la subestructura 122 en los lados en donde están dispuestos la canaleta y los perfiles reflectantes 160 se muestra como una sección hueca complementaria con la sección de perfil curvada superior 162.

La Fig. 12 muestra una vista aumentada de una esquina de la plataforma de panel solar 120 de las Figs. 8 o 9 en la posición extendida. Es una vista esquemática en el sentido de que la barra 164 está dispuesta en el nivel de panel fotovoltaico 121, en donde la conexión al elemento de accionamiento tiene que ser efectuada dentro de la bandeja de la subestructura 122, en este caso mostrada con una sola línea de su superficie exterior curvada 262. Se puede observar que el pasaje 124 permite que la luz y el agua pasen desde el lado superior de la plataforma 120 hasta su lado inferior. La curvatura de la sección de perfil curvada 162 se puede elegir para dirigir la luz entrante hasta el suelo o sobre la superficie exterior curvada también reflectante 262 de la subestructura 122 para que sea reflejada de nuevo hacia el suelo o sobre el perfil reflectante plano 161. La luz entrante directa desde arriba es reflejada desde el perfil reflectante plano 161 hacia la superficie de borde reflectante 256 del resalto central 123.

La Fig. 13 muestra una vista aumentada del lado inferior de la plataforma de panel solar 120 de la Fig. 9. El número de referencia 165 designa una salida del borde de canaleta inferior 163 del perfil 160. El líquido recogido sobre el labio superior, es decir la parte elevada, del borde 163 es guiado a través de la salida 165 a la conexión central en donde puede estar conectada una línea flexible 62.

Lista de signos de referencia

10 conjunto de panel solar

11 capa oleofílica

12 polímero o vidrio transparente

20 plataforma

21 superficie superior

22 superficie inferior, lado inferior

23 punto de unión

24 borde de la plataforma

30 mástil

31 suelo

40 junta universal

50 elementos ópticos integrados en el borde

51 superficie reflectante

52 lente de concentración de luz

53 superficie de entrada superior arqueada

54 superficie saliente perpendicular inferior

55 elemento óptico en el centro

56 superficie reflectante

57 perfil reflectante triangular

58 perfil trapezoidal

60 pared de canaleta

61 línea de conducto/orificio

línea flexible

unión de embudo

línea superior

junta de línea

fuente de luz, LED

lente de difracción de luz

línea eléctrica

conexión externa

línea agrícola

rayo de luz entrante

rayo reflejado

rayo de luz dirigido al suelo

superficie reflectante principal

superficie en ángulo agudo adyacente

rayo reflejado intermedio

vista en detalle de una superficie reflectante escalonada plataforma de panel solar

panel solar

subestructura

resalto funcional central

pasaje

superficie inferior de la subestructura

borde de la subestructura

superficie inferior

lámina de refuerzo

abertura

superficie reflectante escalonada

canaleta extensible y perfil reflectante

perfil plano inferior

sección curvada superior del perfil

borde inferior del perfil

barra lateral, lámina de conexión

salida

tira de LED

superficie de borde reflectante

sección curvada de subestructura

brazo

primer mecanismo primer motor

eje horizontal segundo mecanismo segundo motor eje vertical

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un conjunto de panel solar (10) comprende un mástil (30) para ser anclado sobre o en el suelo (31), una plataforma de panel solar (20, 120) orientada al cielo y uno o más mecanismos direccionales (40; 404, 414) que conectan un extremo libre superior del mástil (30) con la plataforma de panel solar (20, 120), permitiendo que un panel solar (121) sobre la plataforma (20, 120) sea dirigido en al menos una orientación favorable hacia el sol, caracterizado por que uno o más elementos ópticos (50; 161, 162) están dispuestos en todas o en una mayoría de las partes de los bordes (24) de la plataforma (20, 120) alrededor del panel solar dirigiendo la luz concentrada bajo la plataforma (20, 120) o hacia su lado inferior (22), y después hacia el suelo (31) debajo o cerca del conjunto de panel solar (10),

en donde uno o más de los elementos ópticos (161, 162) están montados en un lado interior de un perfil (160), en donde el perfil (160) está conectado por medio de al menos una lámina (164) a la plataforma de panel solar (120), en donde al menos una lámina (164) está conectada con un elemento de accionamiento dentro de la plataforma (120), en donde la conexión de al menos una lámina (164) está adaptada para extender el perfil (160) desde la plataforma (120) creando un pasaje (124) entre el perfil (160) y la plataforma (120).

2. El conjunto de panel solar (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que una superficie exterior (262) del cuerpo de una subestructura de plataforma (122), en la que está montado el panel solar (121), que está vuelta hacia la superficie interior de perfil (160) es complementaria con esta superficie interior, de manera que la superficie interior de perfil (160) está principalmente en contacto directo en dos dimensiones con esta superficie exterior (262) cuando el perfil (160) está totalmente retraído.

3. El conjunto de panel solar (10) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que la sección superior (162) del perfil (160) está curvada, cubriendo especialmente un ángulo de 60 a 90 grados, y en donde una sección inferior del perfil (160) es un perfil plano (161) que tiene un ángulo comprendido entre 30 y 60 grados respecto al plano de la superficie de plataforma, que tiene opcionalmente un borde de canaleta elevado (163) en su borde libre inferior.

4. El conjunto de panel solar (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que una pluralidad de fuentes de luz (70, 170) está dispuesta en el lado interior (22), o en la subestructura (122) de la plataforma de panel solar (20, 120) dirigida hacia el suelo (31).

5. El conjunto de panel solar (10) de acuerdo con la reivindicación 4, en el que las fuentes de luz (70, 170) están situadas a lo largo de los bordes circundantes (24) de la plataforma de panel solar (20) o están situadas en un patrón predeterminado en el lado inferior (22) o subestructura (122) de la plataforma de panel solar (20, 120), especialmente en el centro del lado inferior (22) o de la subestructura (122).

6. El conjunto de panel solar (10) de acuerdo con las reivindicaciones 4 o 5, en el que las fuentes de luz son LEDs (70, 170), especialmente LEDs regulables a una longitud de onda de luz de crecimiento predeterminada ajustada por una unidad de control o longitudes de onda preajustadas.

7. El conjunto de panel solar (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la plataforma de panel solar (20, 120) tiene al menos un borde exterior (24) que comprende al menos una canaleta de agua de lluvia (60, 163) en el al menos un borde de la plataforma de panel solar (20, 120) y al menos un elemento de distribución (62, 64), en donde el elemento de distribución (62, 64) comprende un extremo (63) que está conectado por medio de al menos una canaleta de agua de lluvia (60, 163) y estando el otro extremo adaptado para enviar el agua de lluvia recogida en la canaleta (60, 163) a un receptor dentro del mástil (30) o al suelo (31) de debajo.

8. El conjunto de panel solar (10) de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la canaleta de recogida de agua de lluvia (60, 163) está conectada a un conducto (61) que pasa el espesor de la plataforma de panel solar (20) conectada a un conducto flexible (62) como elemento de distribución.

9. El conjunto de panel solar (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además una batería que puede ser cargada por el panel solar y que acciona los mecanismos direccionales (40; 404, 414).

10. Una matriz de los conjuntos de panel solar (10) que comprende una pluralidad de conjuntos de panel solar (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, situados en filas, en la que los bordes opuestos (24) de los conjuntos de panel solar (10) de filas adyacentes están dispuestos a una distancia mínima menor que el 80 % de la anchura de los conjuntos de panel solar adyacentes (10) creando trayectorias agrícolas (85) entre las filas de mástiles (30) debajo de las plataformas de panel solar (20, 120).

11. La matriz de conjuntos de panel solar (10) de acuerdo con la reivindicación 10, en la que la distancia mínima entre bordes opuestos (24) de los conjuntos de panel solar (10) de filas adyacentes es menor que un porcentaje de la anchura de los conjuntos de panel solar adyacentes (10) tomada del grupo de 60%, 40%, 20%, 10% y 5%.

12. La matriz de conjuntos de panel solar (10) de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, en la que la distancia mínima predeterminada entre filas se aplica también a la distancia entre columnas adyacentes de la matriz.

13. La matriz de conjuntos de panel solar (10) de acuerdo con una cualquiera tela reivindicaciones 10 a 12, en la que las líneas eléctricas y/o de comunicación (81) están interconectando todos los conjuntos de panel solar (10) y/o las líneas eléctricas y/o de comunicación (82) están conectando la matriz con un sistema exterior.

14. La matriz de conjuntos de panel solar (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, en la que cada conjunto de panel solar (10) comprende medios de comunicación inalámbricos, en donde especialmente cada uno de los medios de comunicación está configurado para ser un punto de acceso de una red de ordenadores distribuida.