ES2941770T3

ES2941770T3 - Sistema y procedimiento de reconfiguración de un panel solar para su estiba y transporte

Info

Publication number: ES2941770T3
Application number: ES16864771T
Authority: ES
Inventors: Desmond Wheatley; Patrick Senatore
Original assignee: Beam Global
Current assignee: Beam Global
Priority date: 2015-11-12
Filing date: 2016-10-27
Publication date: 2023-05-25
Anticipated expiration: 2036-10-27
Also published as: WO2017083110A1; CN108603691B; CN108603691A; EP3377828B1; EP3377828A1; EP3377828A4

Abstract

Se proporciona una matriz solar móvil que se puede reconfigurar entre una configuración operativa (es decir, plana) y una configuración retraída (es decir, plegada). Este es un proceso de dos pasos. En primer lugar, se colapsa la estructura que soporta el conjunto solar en su configuración de funcionamiento sobre una plataforma de acoplamiento. Esto baja la matriz solar hacia la plataforma de acoplamiento. A continuación, se pliega longitudinalmente el conjunto solar, que incluye tres secciones de módulos fotovoltaicos. Específicamente, las secciones laterales de la matriz solar se pliegan fuera del plano desde la sección central. Esto coloca la matriz solar en su configuración retraída. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema y procedimiento de reconfiguración de un panel solar para su estiba y transporte

Campo de la invención

La presente invención pertenece, en general, al campo de los sistemas de carga eléctrica para vehículos y dispositivos. Más concretamente, la presente invención pertenece al campo de los sistemas y procedimientos para la carga de vehículos eléctricos utilizando energía solar. La presente invención resulta particularmente, pero no exclusivamente, de utilidad como sistema de carga autónoma portátil para almacenar de manera eficiente energía a partir de paneles solares y utilizando la energía almacenada para cargar las baterías de un vehículo eléctrico.

Antecedentes de la invención

Los vehículos eléctricos (VE), entre los que se incluyen vehículos eléctricos e híbridos, a saber los vehículos de gasolina / eléctricos. Estos vehículos ofrecen una alternativa respetuosa con el medio ambiente a los vehículos exclusivamente alimentados por productos del petróleo. En particular, los VEs provocan menos emisiones de gases precursores de smog, y emiten escasos por no decir nulos gases de invernadero que han sido considerados culpables del “calentamiento global”. Así mismo, dado que se ha incrementado el coste del petróleo, el uso de vehículos eléctricos se ha convertido en una alternativa económicamente más ventajosa.

Actualmente, casi todos los VEs incluyen una o más baterías de a bordo para almacenar la energía eléctrica necesaria para accionar los uno o más motores eléctricos y producir la locomoción del vehículo. Una técnica de recarga de las baterías de a bordo incluye la conexión del vehículo a una estación de recarga instalada de modo permanente, la cual recibe su energía de la red de suministro eléctrico. Por ejemplo, la mayoría de los operadores de recarga de VEs presenta una estación de carga en el emplazamiento en el que el vehículo está normalmente guardado, como por ejemplo, el domicilio o el negocio del operador. Por desgracia, el acceso a otras estaciones de recarga resulta hasta cierto punto limitada en el momento actual respecto de la mayoría de las áreas. Aunque la distancia que un VE es capaz de recorrer antes de que su batería tenga que ser recargada ha mejorado en los últimos años, los VEs todavía requieren una recarga en el curso de sus desplazamientos con duración de moderada a larga.

Teniendo en cuenta que cada vez son más habituales los vehículos eléctricos, para muchos operadores de VEs, su vehículo eléctrico puede convertirse en su único vehículo. De esta manera, muchos de estos operadores de VEs desearán utilizar su vehículo eléctrico para todas sus necesidades de transporte incluyendo desplazamientos relativamente largos como por ejemplo en vacaciones, etc. Para incrementar el alcance útil del vehículo eléctrico, los operadores necesitarán acceder a estaciones de carga en emplazamientos distintos de sus puntos de partida de guarda del vehículo. En algunos casos, puede resultar necesario disponer de una estación de carga de forma temporal, por ejemplo, para suministrar cobertura para un evento en particular. Como alternativa, puede ser deseable disponer de una estación de carga temporal en un emplazamiento remoto mientras se esté instalando una estación de carga más permanente. En algunos casos, el emplazamiento temporal que requiere una estación de carga puede no resultar de fácil acceso a la red de suministro eléctrico. En otros casos, el coste de proporcionar una estación de carga permanentemente instalada puede ser prohibitivo o puede resultar escasamente satisfactorio el tiempo de ejecución asociado con una instalación permanente.

La publicación de patente estadounidense número US 2013/003708 A1 divulga un sistema de captación solar transportable para la generación eléctrica en ámbitos expedicionarios, militares y comerciales.

A la luz de lo expuesto, constituye un objetivo de la presente invención proporcionar un sistema para cargar de manera efectiva y eficiente vehículos eléctricos que pueda ser desplazado de manera flexible hasta una pluralidad de emplazamientos diferentes en los que se requiera la carga de un VE. Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema y un procedimiento para establecer rápidamente una estación de carga de VEs en un emplazamiento sin que se requiera el acceso a la energía derivada de la red de suministro eléctrico. Otro objetivo adicional de la presente invención es proporcionar un sistema autónomo portátil que sea capaz de proporcionar una energía renovable a partir de paneles solares para cargar un VE. Otro objetivo más de la presente invención es proporcionar un sistema y un procedimiento para la reconfiguración de un panel solar en una configuración retraída (de estiba) para facilitar el transporte del panel y para minimizar los efectos adversos del viento. Un objetivo adicional de la presente invención es proporcionar un cargador de batería renovable autónomo que sea fácil de utilizar, resulte relativamente sencillo de fabricación y sea comparativamente rentable.

Sumario de la invención

La presente invención proporciona un sistema de estiba de un panel solar móvil de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende:

una columna de soporte montada sobre una plataforma de acoplamiento para soportar el panel solar, en el que la columna de soporte incluye una columna superior y una columna inferior con una conexión articulada entre ellas;

un ariete hidráulico para interconectar la columna inferior con la plataforma de acoplamiento; y

un medio para activar el ariete hidráulico para hacer rotar la columna superior con respecto a la columna inferior alrededor de la conexión articulada en un plano de rotación, en el que durante la rotación la columna superior mantiene una orientación vertical y la columna inferior rota desde una orientación vertical hasta una orientación horizontal, para desplazar el panel solar entre una configuración operativa y una configuración retraída, en el que para la configuración operativa la columna de soporte se extiende y el panel solar queda plano para recoger la radiación solar, y en el que para la configuración retraída la columna de soporte se repliega para hacer descender el panel solar hacia la plataforma de acoplamiento y el panel solar es plegado para formar una unidad compacta para el transporte del panel solar móvil y para conseguir que el panel solar sea un cuerpo menos aerodinámico para minimizar los efectos adversos del viento.

Una unidad portátil para cargar una batería de un vehículo eléctrico incluye una plataforma de acoplamiento móvil. En la unidad portátil, la plataforma de acoplamiento incluye una base genéricamente horizontal y que está constituida por un compartimento para albergar al menos una batería de almacenaje y la electrónica. La unidad portátil incluye también una columna que presenta un primer extremo que está montado sobre la plataforma de acoplamiento y un segundo extremo. Estructuralmente la columna está orientada para extenderse hacia arriba desde la plataforma de acoplamiento hasta el segundo extremo de columna. En ese punto, en el segundo extremo de la columna, un panel solar está fijado a la columna.

En una primera forma de realización que no forma parte de la presente invención, un panel solar está configurado para producir una salida de corriente continua (cc). En esta forma de realización, la corriente que procede del panel solar es alimentada a la batería de almacenamiento utilizando una electrónica de gestión de carga. La batería, a su vez, está conectada a una estación de carga del VE que produce una corriente de carga para cargar una batería externa, por ejemplo, la batería de un vehículo eléctrico. Puede también disponerse un inversor en la unidad portátil para generar una corriente alterna (ca) procedente de la salida de la batería de cc. La energía por ca procedente del inversor puede ser alimentada a la estación de carga del VE y / u otras cargas de ca de la unidad portátil, por ejemplo, luces, tomas de ca de 120V, tomas de USB, etc.

En otra forma de realización que no forma parte de la presente invención, el panel solar está configurado para producir una salida de ca. Por ejemplo, cada módulo fotovoltaico del panel solar puede incluir un microinversor. En esta forma de realización, la corriente combinada procedente de los módulos fotovoltaicos es convertida en cc en un inversor / cargador y alimentada a la batería de almacenamiento. Así mismo, la energía de ca procedente del panel solar puede ser alimentada a una estación de carga del VE a través del inversor / cargador. Finalmente, el inversor / cargador puede convertir la energía de cc procedente del almacenaje de batería en energía de ca destinada a la estación de carga del VE. La batería de almacenamiento puede también conectarse directamente con la estación de carga del VE. Con esta forma de realización, la estación de carga del VE puede producir una corriente de carga con destino a la batería del VE procedente de la energía del panel solar de ca, la cual sea adicionada con la energía procedente de la batería de almacenamiento.

Así mismo, en una forma de realización que no forma parte de la presente invención, un sistema de seguimiento puede estar integrado en la columna para desplazar el panel solar para ajustar la orientación del panel solar y maximizar la incidencia del panel solar sobre los módulos fotovoltaicos. Más concretamente, el mecanismo de seguimiento puede estar situado para interconectar la porción fija de la columna con el panel solar. Con esta disposición, el mecanismo de seguimiento puede ser utilizado para desplazar selectivamente el panel solar con respecto a la plataforma de acoplamiento fija. En algunos casos, los desplazamientos del panel solar pueden acompasarse con un ciclo predeterminado que se desarrolle en base a la posición y movimientos del sol.

Para ayudar al transporte de la unidad portátil, puede disponerse un mecanismo de pivote entre la columna y la plataforma de acoplamiento para hacer pivotar de manera selectiva el panel solar entre una configuración desplegada y una configuración de estiba. En la configuración desplegada, el panel solar se extiende desde la columna hasta un extremo libre y sobrevuela la base. En la configuración desplegada, el panel solar y la plataforma de acoplamiento están dispuestos para suministrar balasto a la unidad portátil e impedir basculaciones en condiciones atmosféricas adversas. El balasto contra la basculación resulta potenciado por el peso y la disposición de las baterías de almacenamiento dispuestas en el compartimento de la plataforma de acoplamiento. En la configuración de estiba, el panel solar queda plegado alrededor del punto de pivote de manera que el extremo libre del panel solar se sitúe en posición adyacente a la plataforma de acoplamiento. Una vez situado en posición adyacente a la plataforma de acoplamiento, el extremo libre puede ser fijado a la plataforma de acoplamiento para asegurar el panel solar para su transporte.

En una disposición particular de la unidad de carga de batería de VE portátil, la plataforma de acoplamiento está conformada sustancialmente como un paralelogramo con unos lados largos y unos extremos más cortos. En algunos casos, la plataforma de acoplamiento puede estar formada con unos bloques con ruedas para estabilizar el vehículo sobre la plataforma de acoplamiento. Para proporcionar una alineación del vehículo sobre la plataforma de acoplamiento, una porción de la plataforma de acoplamiento puede estar constituida para extenderse hacia arriba desde la base de la plataforma de acoplamiento y situarse centrada sobre la base de la plataforma de acoplamiento.

En otro aspecto de la presente invención, un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9 se divulga para la estiba de un panel solar móvil. Como se contempla con relación a la presente invención, la estiba puede llevarse a cabo para proporcionar una unidad compacta para el transporte del panel solar móvil, y para ofrecer una presentación menos aerodinámica del mismo para minimizar los efectos adversos del viento. Para conseguir esto, el panel solar debe ser reconfigurado desde su configuración operativa normal hasta una configuración retraída (de estiba). Como se divulga más adelante, esta reconfiguración es esencialmente un proceso en dos etapas.

Teniendo en cuenta las finalidades expuestas, la columna de soporte incluye una columna superior que está conectada con un panel solar, y presenta una columna inferior que está conectada con una plataforma de acoplamiento. En la configuración operativa normal respecto del panel solar, la columna superior y la columna inferior están interconectadas entre sí para establecer un eje común para soportar mutuamente el panel solar por encima de la plataforma de acoplamiento.

En relación con la primera etapa para una reconfiguración del panel solar móvil, la columna de soporte es replegada hasta una configuración intermedia haciendo descender el panel solar desde su configuración operativa normal. En detalle, esta etapa se lleva a cabo ajustando un ariete hidráulico entre la columna inferior y la plataforma de acoplamiento. Así mismo, en preparación para esta etapa en el proceso de reconfiguración, la conexión normalmente fija entre la columna superior y la columna inferior se convierte en una conexión articulada. La activación del ariete hidráulico provoca entonces que la columna inferior rote sobre la plataforma de acoplamiento desde una orientación vertical hasta una orientación sustancialmente horizontal. Simultáneamente, la columna superior rota en sentido contrario con respecto a la columna inferior. Cuando la columna inferior lleva esto a cabo, permanece en una orientación sustancialmente vertical. En este punto, el panel solar queda sustancialmente horizontal y el entero mecanismo del panel solar queda en la configuración intermedia.

En la segunda etapa del proceso de reconfiguración, el propio panel solar es reconfigurado. En esta etapa, la estructura del panel solar constituye un factor importante. En concreto, de acuerdo con esta forma de realización de la presente invención, el panel solar incluirá tres secciones lado con lado; a saber, una sección central y dos secciones laterales. De modo preferente, estas tres secciones tendrán la misma longitud L y una misma anchura W. Así mismo, las dos secciones laterales encabalgarán la sección central. Así mismo, las longitudes de las tres secciones serán mutuamente paralelas, y las dos secciones laterales estarán respectivamente articuladas con la sección central. Con esta estructura, el panel solar puede ser transformado desde su configuración intermedia hasta su configuración retraída (de estiba) simplemente haciendo rotar las secciones laterales fuera de plano a partir de la sección central. Una vez efectuada esta rotación, las secciones laterales se sitúan en una orientación en la que son esencialmente perpendiculares con el plano de la sección central.

Se debe apreciar que pueden ser empleados distintos puntales y entramados de soporte para estabilizar el panel solar durante un proceso de reconfiguración. Así mismo, se debe apreciar que el proceso de reconfiguración es reversible. De esta manera, la reconfiguración puede procederya sea desde la configuración operativa normal hasta la configuración retraída (de estriba) según lo indicado anteriormente, o puede proceder desde la configuración retraída para de nuevo situarse en la configuración operativa normal.

Breve descripción de los dibujos

Las características novedosas de la presente invención, así como la invención propiamente dicha, tanto respecto de su estructura como de su funcionamiento, será comprendida de forma óptima partir de los dibujos que se acompañan, tomados en combinación con la descripción subsecuente en la que los mismos caracteres de referencia se refieren a las mismas partes, y en los que:

La Fig. 1 es una vista en perspectiva frontal de un cargador de batería renovable autónomo en un entorno operativo;

la Fig. 2 es una vista en perspectiva desde atrás del cargador de batería renovable autónomo mostrado en la Fig. 1;

la Fig. 3 es una ilustración esquemática que muestra una disposición de componentes eléctricos para su uso en un cargador de batería renovable autónomo en el que el panel solar suministra una salida de cc;

la Fig. 4 es una ilustración esquemática que muestra una segunda disposición de componentes eléctricos para su uso en un cargador de batería renovable autónomo en el que el panel solar suministra una salida de ca;

la Fig. 5 es una vista en perspectiva de un cargador de batería renovable autónomo cargado sobre un carro para su transporte con el panel solar situado en una configuración de estiba;

la Fig. 6A es una vista lateral de un panel solar en una configuración operativa;

la Fig. 6B es una vista en alzado frontal del panel solar tal como se muestra en la Fig. 6A;

la Fig. 7A es una vista lateral del panel solar en el que el panel solar ha sido descendido hasta una configuración intermedia;

la Fig. 7B es una vista en alzado frontal del panel solar tal como se muestra en la Fig. 7A;

la Fig. 8 es una vista en perspectiva del panel solar en su configuración retraída (de estiba);

la Fig. 9A es una vista lateral del panel solar tal como se muestra en la Fig. 8; y

la Fig. 9B es una vista en alzado frontal del panel solar tal como se muestra en la Fig. 9A.

Descripción de las formas de realización preferentes

Con referencia inicialmente a la Fig. 1, un sistema de acuerdo con la presente invención se muestra y se indica de modo global con la referencia numeral 10. Como se muestra, el sistema 10 incluye una unidad portátil 12 para cargar un vehículo eléctrico 14. Como se describe en la presente memoria, la unidad portátil 12 puede ser transportada después de su montaje, hasta un emplazamiento como puede ser el aparcamiento mostrado, donde se pueda operar la carga de un vehículo eléctrico 14 sin estar necesariamente conectado a la red eléctrica (no mostrado) o a otra fuente de energía eléctrica.

Con referencia cruzada a las Figs. 1 y 2, se puede apreciar que la unidad portátil 12 incluye una plataforma de acoplamiento 16 que presenta una base 18 y un compartimento 20 para alojar al menos una batería de almacenamiento 22 y la electrónica (véase la Fig. 3). Se debe apreciar que el término “batería”, tal y como se utiliza en la presente memoria, incluye un banco de baterías que presenta una o más baterías y / o celdas de baterías que estén operativamente conectadas entre sí. Tal y como se muestra, la base 18 de la plataforma de acoplamiento 16 puede ofrecer una construcción apropiada para soportar el peso de un vehículo 14 y estar constituida con unos badenes para ayudar a sujetar el vehículo 14 sobre la base 18. Típicamente, tal y como se muestra, la base 18 puede incluir una porción horizontal genéricamente plana, y una rampa para hacer posible que el vehículo 14 acceda a y aparque sobre una porción horizontal. Así mismo, se puede apreciar que la unidad portátil 12 incluye una columna 24 que presenta un primer extremo 26 que está montado sobre la plataforma de acoplamiento 16 y un segundo extremo de columna 28. Como se muestra, la columna 24 está orientada para extenderse hacia arriba y, en algunos casos, verticalmente, a partir de la plataforma de acoplamiento 16.

Continuando con referencia a las Figs. 1 y 2, se puede apreciar que un panel solar 30 está fijado al segundo extremo 28 de la columna 24. Para una disposición mostrada, una marquesina estructural que presenta una viga 32 y unos miembros cruzados 34 está fijada a la columna 24 para soportar una pluralidad de módulos fotovoltaicos 36 (mostrados de forma óptima en la Fig. 2) que están dispuestos en el panel 30. Con relación a la presente invención, los módulos fotovoltaicos 36 pueden incluir cualquier tipo de célula fotovoltaica conocida en la técnica pertinente.

La Fig. 3 muestra una forma de realización de la presente invención en la que el panel solar 30 está configurado para suministrar una salida de corriente continua cc. Como se muestra, una(s) cadena(s) de módulos fotovoltaicos 36 están eléctricamente conectados en paralelo para suministrar una salida eléctrica que es alimentada a un Controlador de Carga 38 que incluye un Seguidor del Punto de Máxima Potencia. La cc 38 funciona como convertidor de cc a cc que suministra el consumo de energía más eficiente procedente del panel solar 30 utilizando la lógica del punto de máxima potencia al tiempo que gestiona la carga de la batería de cc. La salida de la cc 38 es alimentada a la batería de almacenamiento 22 utilizando un Sistema de Gestión de Baterías (BMS) 40. La batería 22 está dimensionada con una capacidad para almacenar la suficiente energía para cargar el VE, por ejemplo una carga del VE de nivel 1 (110V) o de nivel 2 (220V), y para proporcionar una funcionalidad continua del sistema. El BMS 40 asegura la correcta carga, descarga, equilibrio de la batería, y puede estar incluido o excluido dependiendo de la química de la batería. Un inversor 42 recibe y convierte la salida de la batería de cc en corriente alterna (ca), la cual, a su vez, es dirigida hasta una estación de carga 44 del vehículo eléctrico (véase también la Fig. 2). Así mismo, como se muestra en la Fig. 3, unas cargas auxiliares de ca 48, las cuales incluyen, por ejemplo, luces y tomas de ca de 120V y de USB, pueden ser alimentadas desde el inversor 42 o a través de un transformador opcional 46.

Como se muestra en la Fig. 3, la Estación de Carga de Vehículo Eléctrico 44 recibe la alimentación de cc de la batería 22 y puede también recibir la alimentación de ca del inversor 42. Típicamente, los componentes están dimensionados para hacer posible que la Estación de Carga de Vehículo Eléctrico 44 proporcione una carga del VE de nivel 2. En una carga del VE de nivel 2, la energía de ca es suministrada al cargador de a bordo del vehículo 14. La energía de ca oscila entre 208 y 240 voltios, monofase, con una corriente máxima de 32 amps (continua) y un disyuntor de circuito derivado clasificado en 40 amps.

La Fig. 3 también muestra que uno o más convertidores de cc/cc 50 pueden estar dispuestos para producir una tensión constante de cc a partir de una salida de la batería 22 apropiada para las cargas de cc auxiliares 52. Estas cargas de cc pueden incluir, por ejemplo, motores, controladores, hardware de red y salidas de USB. Además de los componentes mostrados en la Fig. 3, se debe apreciar que uno o más disyuntores y / o relés (no mostrado) pueden incluirse para los adecuados control y seguridad del sistema.

En algunas aplicaciones, se puede utilizar una disposición de todo cc. En esta disposición, los componentes de la Fig. 3 pueden ser utilizados sin los componentes de ca (cuadrícula 54). En esta disposición, la estación de carga de vehículo 44 recibe la alimentación de cc de la batería 22 y suministra la energía de cc hasta un cargador de a bordo del vehículo 14. En algunos casos, el sistema de todo cc puede ser más eficiente desde el punto de vista energético ya que se eliminan las pérdidas de la conversión de cc a ca.

La Fig. 4 muestra otra forma de realización de la presente invención en la que el panel solar 30 está configurado para producir una salida de ca. Como se muestra, cada módulo fotovoltaico 36a' a 36i' del panel solar 30' incluye un respectivo microinversor 56a - i. En la forma de realización mostrada en la Fig. 4, cada microinversor contiene una lógica de seguimiento del punto de máxima potencia para asegurar que se obtenga del panel solar 30' el consumo de potencia más eficiente. Como se muestra, las cadenas de módulos fotovoltaicos 36 están eléctricamente conectadas en paralelo para producir una salida eléctrica que es alimentada al inversor / cargador 58. En una forma de realización opcional, un controlador de la carga, según lo anteriormente descrito con referencia a la Fig. 3, puede estar conectado a la salida del panel solar 30'. Como alternativa, el panel solar 30' puede alimentar un inversor de cadenas (no mostrado) que sustituya los microinversores 56a - f mostrados en la Fig. 4.

Continuando con la Fig. 4, se puede apreciar que la ca procedente del panel solar 30' puede ser convertida en cc en un inversor / cargador 58 y alimentada a la batería de almacenamiento 22' utilizando un sistema de gestión de baterías 40' (según lo descrito anteriormente). Así mismo, el inversor / cargador 58 puede canalizar la energía de ca desde el panel solar 30' hasta la estación de carga de VE 44' y / o convertir la cc de la batería 22' en ca y alimentar la ca hacia la estación de carga 44'.

Respecto de la forma de realización de la Fig. 4, la batería 22' está dimensionada con una capacidad para almacenar la suficiente energía para la carga del VE, por ejemplo, una carga del VE de nivel 1 (110V) o de nivel 2 (220V), y suministrar una funcionalidad continua del sistema. Así mismo, como se muestra en la Fig. 4, unas cargas auxiliares de ca 48', las cuales pueden incluir, por ejemplo, motores, controladores, hardware de red, salidas de USB, luces y salidas de ca de 120V y de USB, y pueden también ser alimentadas desde el inversor / cargador 58 o a través de un transformador opcional 46'. Como también se muestra, una Estación de Carga de Vehículo Eléctrico 44' puede recibir una alimentación de cc a partir de la batería 22'.

La Fig. 4 también muestra que pueden disponerse uno o más convertidores de cc/cc 50' para suministrar una tensión constante de cc desde una salida de la batería 22' que sea apropiada para las cargas de cc auxiliares 52'. Estas cargas de cc pueden incluir, por ejemplo, motores, controladores, hardware de red y salidas de USB. Además de los componentes mostrados en la Fig. 4, se debe apreciar que pueden incluirse uno o más disyuntores y / o relés (no mostrados) para el control y seguridad adecuados del sistema.

Volviendo a la Fig. 1, se puede apreciar en ella que la unidad portátil 12 puede también incluir un mecanismo de seguimiento 60 que esté integrado en la columna 24 para desplazar el panel solar 30. Este desplazamiento puede llevarse a cabo para ajustar la orientación del panel solar 30 para maximizar la incidencia de la luz solar sobre el panel solar 30 (esto es, el punto del panel solar 30 en dirección al sol). Este ajuste puede llevarse a cabo inicialmente durante el montaje e instalación y / o durante de su funcionamiento. Como se muestra el mecanismo de seguimiento 60 puede estar situado para interconectar una porción fija 62 de la columna 24 con una porción móvil 64 de la columna 24, la cual, a su vez, esté fijada al panel solar 30. Por ejemplo, un sistema de seguimiento adecuado, para su uso en la presente invención, se divulga en la Solicitud de Patente estadounidense reivindicada en copropiedad No. 13/099,152, con el título “Dispositivo para la Orientación Continua de un Panel Solar”, depositado el 2 de mayo de 2011 por los inventores Robert L. Noble y Desmond Wheatley (Expediente Número 11472.4). Con la disposición mostrada en la Fig. 1, el mecanismo de seguimiento 60 puede ser utilizado para desplazar selectivamente el panel solar 30 con respecto a la plataforma de acoplamiento fija 16. En algunos casos, los desplazamientos del panel solar 30 pueden acompasarse con un ciclo predeterminado que se desarrolle en base a la posición y movimientos del sol.

La Fig. 5 muestra que la unidad portátil 12 puede incluir un mecanismo de pivote 66 situado entre la columna 24 y la plataforma de acoplamiento 16. Relacionando las Figs. 1 y 5, se puede apreciar que el mecanismo de pivote 66 permite que el panel solar 30 y la columna 24 sean pivotadas entre una configuración desplegada (Fig. 1) y una configuración de estiba (Fig. 5). En la configuración desplegada mostrada en la Fig. 1, el panel solar 30 se extiende desde la columna 24 hasta un extremo libre 68 y sobrevuela la plataforma de acoplamiento 16. Más concretamente, el panel solar 30 está situado por encima de la plataforma de acoplamiento 16. Con independencia de si el panel solar 30 está en la configuración desplegada (Fig. 1), o en la configuración de estiba (Fig. 5), la plataforma de acoplamiento 16 proporciona balasto (esto es equilibrio) a la unidad portátil 12 para impedir basculaciones. El balasto contra las basculaciones se incrementa aún más debido al peso de las baterías de almacenamiento 22 (marcas en la Fig. 3) que están situadas en el compartimento 20 y separadas del mecanismo de pivote 66 y de la columna 24. Por otro lado, el experto en la materia podrá apreciar que pueden utilizarse de manera selectiva elementos tales como lingotes de hormigón como balasto, y pueden posteriormente ser retirados para la colocación de otras baterías adicionales, si se requiere. En la configuración de estiba (Fig. 5), el panel solar 30 está plegado alrededor del mecanismo de pivote 66, de manera que el extremo libre 68 opuesto al mecanismo de pivote 66 está situado en posición adyacente a la plataforma de acoplamiento 16. Una vez situado en posición adyacente a la plataforma de acoplamiento 16, el extremo libre 68 puede ser fijado a la plataforma de acoplamiento 16 para asegurar el panel solar 30 para su transporte.

Siguiendo con la Fig. 5, se puede apreciar que la plataforma de acoplamiento 16 puede estar conformada sustancialmente como un paralelograma con unos lados largos 70 y unos lados más cortos 68, 72 e incluye un alojamiento 74 para contener algunos o todos los componentes eléctricos mostrados en las Figs. 3 o en la Fig. 4. Como se muestra, la plataforma de acoplamiento 16 está dimensionada para acomodar un vehículo eléctrico 14 (véase la Fig. 1) y puede estar constituida con unos bloques para ruedas 76 para estabilizar el vehículo 14 sobre la plataforma de acoplamiento 16. Como también se muestra, el compartimento 20 de la plataforma de acoplamiento puede estar formado para extenderse hacia arriba desde la base 18 de la plataforma de acoplamiento. Así mismo, el compartimento elevado 20 puede estar centrado sobre la plataforma de acoplamiento 16 entre los lados 70 para proporcionar una alineación del vehículo 14 (véase la Fig. 1) sobre la plataforma de acoplamiento 16 y reducir el riesgo de que un vehículo 14 se deslice por fuera del lateral de la plataforma de acoplamiento 16.

La Fig. 5 ilustra también que la unidad portátil 12 puede ser transportada sobre un carro 78 con unas ruedas 80 y un receptor de enganche con bola 82 para su fijación a un vehículo de remolque por ejemplo un camión (no mostrado). Por ejemplo, la unidad portátil 12 puede ser levantada del carro 78 utilizando gatos, por ejemplo cuatro gatos (no mostrados). Una vez levantado, el carro puede ser deslizado desde debajo de la parte inferior de la unidad portátil 12 y la unidad portátil 12 puede ser bajada hasta la posición operativa utilizando los gatos. Una vez adecuadamente situado, el mecanismo de pivote 66 puede ser utilizado para desplegar el panel solar 30. Para transportar la unidad portátil 12 desde un emplazamiento, la unidad portátil 12 puede ser elevada con los gatos, el carro 78 ser deslizado por debajo y los gatos ser utilizados para hacer descender la unidad portátil 12 sobre el carro 78. Como alternativa, pueden ser utilizadas una grúa (no mostrada) o una horquilla (no mostrada) para cargar o descargar la unidad portátil 12 sobre / desde un carro 78 o un camión (no mostrado).

Como se prevé en relación con el sistema 10, la unidad portátil 12 puede ser monitorizada a distancia de muchas maneras sobradamente conocidas en la técnica. Dicho de otro modo, el estado, el rendimiento y la pertinente condición medioambiental con respecto al funcionamiento del sistema 10, pueden ser monitorizados de forma continua.

Con referencia ahora a la Fig. 6A, en ella se muestra una forma de realización alternativa de un sistema de reconfiguración designado globalmente con la referencia numeral 100. Como se muestra en la Fig. 6A, el sistema 100 incluye un panel solar 102 que está montado sobre una columna de soporte 24 que extiende el panel solar 102 sobre la plataforma de acoplamiento 16, esencialmente de acuerdo con lo anteriormente divulgado. En relación con el sistema 100, sin embargo, la columna de soporte 24 y el panel solar 102 son cada uno reconfigurables durante las etapas de un proceso que sucesivamente modifica el sistema 100 desde una configuración operativa normal pasando por una configuración intermedia, y, hasta una configuración retraída, y viceversa. Como se muestra tanto en la Fig. 6A como en la Fig. 6B, el sistema 100 está en su configuración operativa normal.

En la Fig. 6A, se indica que la columna de soporte 24 incluye de hecho tanto una columna superior 104 como una columna inferior 106. Como se muestra, el panel solar 102 está unido de manera fija a la columna superior 104. Una conexión articulada 108, sin embargo, se dispone entre la columna superior 104 y la columna inferior 106. El objetivo de la presente invención es que la conexión articulada 108 sea utilizada únicamente cuando el sistema 100 deba ser reconfigurado a partir de su configuración operativa normal. En otro caso, cuando el sistema 100 esté en su configuración operativa normal (es decir, en las Figs. 6A y 6B) la columna superior 104 y la columna inferior 106 de la columna de soporte 124 están fijas una con respecto a otra.

Con referencia concreta a la Fig. 6B, debe apreciarse que el solar panel 102 del sistema 100 incluye tres secciones lado con lado. Estas tres secciones son una sección central 100, una sección lateral 112 y una sección lateral 114. Combinadas, las secciones laterales 112 y 114 encabalgan la sección central 110. Por otro lado, en la configuración operativa normal del sistema 100, las secciones 110, 112 y 114 son coplanares. Así mismo, como se ha divulgado en la presente memoria, el panel solar 102 incluye una pluralidad de células fotovoltáicas que están orientadas operativamente para captar la energía solar con fines comerciales.

De acuerdo con la presente invención, una primera etapa del proceso de dos etapas para la reconfiguración del panel solar 102 con la columna de soporte 24, implica una transición del sistema 100 desde su configuración operativa normal (Fig. 8A) hasta una configuración intermedia (Fig. 7A). Para llevar a cabo esta transición, se establece la conexión articulada 108, y un ariete hidráulico 116 es conectado entre la columna inferior 106 y la plataforma de acoplamiento 16. Así mismo, un puntal de soporte 118 puede estar conectado entre el panel solar 102 y la plataforma de acoplamiento 16 (véase la Fig. 7A). Al inicio de esta primera etapa, se establece un ángulo a entre la columna superior 104 y la columna inferior 106 en un intervalo de entre 180° y 220°.

Una vez que el sistema 100 ha sido preparado para su reconfiguración, un accionamiento del ariete hidráulico 116 hará entonces rotar la columna inferior 106 alrededor del mecanismo de pivote 66. Cuando se ejecute esta rotación, la columna inferior 106 quedará reorientada desde una orientación sustancialmente vertical (Fig. 6A), y hasta una orientación sustancialmente horizontal (Fig. 7A). Simultáneamente, y en respuesta a las acciones combinadas del ariete hidráulico 116 y del puntal de soporte 118, la columna superior 104 queda contrarrotada con respecto a la columna inferior 106. Durante la contrarrotación, se mantiene una orientación sustancialmente vertical de la columna superior 104. De esta manera, la primera etapa de la transición presenta el sistema 100 desde su configuración operativa normal, mostrada en la Fig. 6A y 6B, hasta una configuración intermedia mostrada en las Figs. 7A y 7B.

Como se muestra en la Fig. 7A, respecto de la configuración intermedia del sistema 100, el ángulo a se modifica y ahora adopta un valor que oscila entre aproximadamente un 90% y un 110%. Así mismo, con referencia cruzada a las Figs. 7A y 7B, se podrá apreciar que el panel solar 102 ha sido reorientado desde su posición inclinada en su configuración operativa normal, hasta situarse sustancialmente horizontal en la configuración intermedia del sistema 100.

Se debe apreciar que, aunque el sistema 100 puede no ser transportable cuando esté en la configuración intermedia (Fig. 7A y 7B), puede seguir siendo operativo. En concreto, el sistema 100, en la configuración intermedia, puede permanecer perfectamente operativo para generar electricidad en circunstancias extraordinarias tales como durante situaciones de viento elevadas (por ejemplo, en una zona huracanada). Con esta capacidad, la presente invención puede ser una excelente herramienta de preparación frente a desastres meteorológicos, siempre que se requiera una energía de emergencia.

La segunda etapa del proceso en dos etapas del sistema de reconfiguración 100 se apreciará de manera óptima comparando la Fig. 7A con la Fig. 8. Con esta comparación se podrá apreciar que se consigue una transición desde la configuración intermedia del sistema 100 (Fig. 7A) hasta una configuración retraída (Fig. 8) mediante el plegado de las secciones laterales 112 y 114 fuera del plano desde la sección central 110. Este plegado se hace posible mediante una pluralidad de articulaciones 120 que interconectan la sección central 110 con las respectivas secciones laterales 112 y 114. La articulación 120 mostrada en la Fig. 8 es ejemplar. También se aprecia en la Fig. 8 que cada una de las secciones 110, 112 y 114 presenta una longitud L (L = 6,7 m) y una anchura W (W = 1,22 m).

Así mismo, como se muestra en la Fig. 8 respecto de la configuración retraída, las secciones laterales 112 y 114 están plegadas para disponerse sustancialmente en vertical con respecto al plano vertical 110. Un ángulo p, mostrado en la Fig. 8 entre la sección central 110 y la sección lateral 114 es ejemplar de la configuración retraída. Las Figs. 9A y 9B de la configuración retraída proporcionan comparaciones en perspectiva con vistas correspondientes de la configuración operativa normal (Figs. 6A y 6B), y la configuración intermedia (Figs. 7A y 7B). El objetivo de la presente invención tal y como se indicó anteriormente, es que el proceso de reconfiguración pueda invertirse respecto del orden anteriormente divulgado.

Aunque el Sistema y el Procedimiento específicos para la Reconfiguración de un Panel Solar para el Almacenamiento y el Transporte como se muestra en la presente memoria y se divulga con detalle, es plenamente capaz de alcanzar los objetivos y proporcionar las ventajas manifestadas con anterioridad en la presente memoria, se debe entender que es meramente ilustrativo de las formas de realización actualmente preferentes de la invención y que estas formas de realización no deben considerarse como limitaciones a los detalles de construcción y diseño incluidos en la presente memoria diferentes a los descritos en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. - Un sistema (10) para la estiba de un panel solar (30) que comprende:

una columna de soporte (24) montada sobre una plataforma de acoplamiento (16) para soportar el panel solar, en el que la columna de soporte presenta una columna superior (104) y una columna inferior (106) con una conexión de articulación (108) entre ellas;

un ariete hidráulico (116) ajustado para interconectar la columna inferior con la plataforma de acoplamiento; y

un medio para accionar el ariete hidráulico para hacer rotar la columna superior con respecto a la columna inferior alrededor del eje de articulación en un plano de rotación, en el que, durante esta rotación, la columna superior mantiene una orientación vertical y la columna inferior rota desde una orientación vertical hasta una orientación horizontal para desplazar el panel solar desde una configuración operativa hasta una configuración retraída, en el que para la configuración operativa, la columna de soporte se extiende y el panel solar queda plano para captar la radiación solar, y en el que para la configuración retraída, la columna de soporte es replegada para hacer descender el panel solar hacia la plataforma de acoplamiento y el panel solar es plegado para proporcionar una unidad compacta para el transporte del panel solar móvil y para presentar el panel solar móvil como un cuerpo menos aerodinámico para minimizar los efectos adversos del viento.

2. - El sistema de acuerdo en la reivindicación 1, en el que el panel solar comprende:

una sección central de forma rectangular (110) que presenta una pluralidad de módulos solares contiguos (36), en el que la sección central presenta una longitud L y una anchura W;

un par de secciones laterales de forma rectangular (112, 114) en el que cada sección lateral incluye una pluralidad de módulos solares contiguos (36) y presenta una anchura L y una anchura W, en el que las secciones laterales encabalgan la sección central y cada sección lateral está conectada por articulaciones (120) con la sección central, y, así mismo, en el que las longitudes L de la respectiva sección central y de las secciones laterales son paralelas entre sí.

3. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 2, en el que L = 6,7 m y W = 1,22 m.

4. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 2, en el que cada sección lateral (112, 114) es rotada alrededor de sus respectivas articulaciones (120) con la sección central (110) a través de un respectivo ángulo ±p con respecto a la sección central cuando el panel solar es plegado, y en el que p es mayor de 90°.

5. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que un ángulo a se define entre la columna inferior (105) y la columna superior (104) en un plano de rotación establecido por la conexión articulada (108) durante un desplazamiento del panel solar (30) entre su configuración operativa y su configuración retraída, y en el que el ángulo a tiene un alcance que oscila entre 180° y 220° cuando el panel solar está en su configuración operativa y el ángulo a presenta un alcance que oscila entre 90° y 110° cuando el panel solar está en su configuración retraída.

6. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el ariete hidráulico (116) está desconectado de la columna de soporte (24) y de la plataforma de acoplamiento (16) cuando el panel solar está en su configuración operativa.

7. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende además un puntal de soporte, en el que el puntal de soporte (118) queda ajustado para interconectar el panel solar (30) con la plataforma de acoplamiento (16) para estabilizar el panel solar en su configuración retraída.

8. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende además un grupo hidráulico (22) para energizar el ariete hidráulico.

9. - Un procedimiento de estiba de un panel solar, en el que el panel solar incluye una columna de soporte montada sobre el panel de acoplamiento para soportar el panel solar, en el que el procedimiento comprende las etapas de:

el ajuste de un ariete hidráulico para interconectar la columna de soporte con la plataforma de acoplamiento, en el que la columna de soporte presenta una columna superior y una columna inferior con una conexión articulada entre las columnas superior e inferior y en el que el ariete hidráulico está conectado con la columna hidráulica;

el accionamiento del ariete hidráulico para hacer rotar la columna inferior con respecto a la columna superior alrededor de una conexión articulada, en el que durante esta rotación la columna superior mantiene una orientación vertical y la columna superior rota desde una orientación vertical hasta una orientación horizontal, para desplazar el panel solar entre una configuración operativa y una configuración retraída; y

el plegado del panel solar para proporcionar una unidad compacta para el transporte del panel solar móvil y para presentar el panel solar como un cuerpo menos aerodinámico para minimizar los fenómenos adversos del viento.

10. - El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el panel solar incluye una sección central y un par de secciones laterales, en el que las secciones laterales encabalgan la sección central, y en el que la etapa de plegado se lleva a cabo mediante las etapas de:

la rotación de una sección lateral alrededor de sus respectivas articulaciones con la sección central a través de un ángulo p con respecto a la sección central; y

la rotación de la otra sección lateral alrededor de sus respectivas articulaciones con la sección central a través de un ángulo -p y en el que cada ángulo p es superior a 90°.

11. - El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9 que comprende además la etapa de desconexión del ariete hidráulico con respecto a la columna de soporte y de la plataforma de acoplamiento cuando el panel solar está en su configuración operativa.

12. - El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9 que comprende además la etapa de ajuste de un puntal de soporte para interconectar el panel solar con la plataforma de acoplamiento para estabilizar el panel solar en su configuración retraída.