ITAN20130094A1 - SOLAR TRACKING DEVICE AND CONCENTRATION FOR PHOTOVOLTAIC CELLS - Google Patents

SOLAR TRACKING DEVICE AND CONCENTRATION FOR PHOTOVOLTAIC CELLS

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ITAN20130094A1
ITAN20130094A1 IT000094A ITAN20130094A ITAN20130094A1 IT AN20130094 A1 ITAN20130094 A1 IT AN20130094A1 IT 000094 A IT000094 A IT 000094A IT AN20130094 A ITAN20130094 A IT AN20130094A IT AN20130094 A1 ITAN20130094 A1 IT AN20130094A1
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Carlo Maria Bartolini
Luca Costantini
Alessandro Mandolini
Massimiliano Renzi
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Iside S R L
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Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

DISPOSITIVO DI INSEGUIMENTO SOLARE E SOLAR TRACKING DEVICE E

CONCENTRAZIONE PER CELLE FOTOVOLTAICHE. CONCENTRATION FOR PHOTOVOLTAIC CELLS.

Il presente trovato si riferisce alla tecnologia relativa ai sistemi di potenza fotovoltaici, ai moduli fotovoltaici a concentrazione, ai sistemi di inseguimento solare ed ai relativi metodi di realizzazione. Più in particolare, il trovato concerne un dispositivo di inseguimento solare e concentrazione per celle fotovoltaiche. The present invention relates to the technology relating to photovoltaic power systems, concentrating photovoltaic modules, solar tracking systems and the related manufacturing methods. More particularly, the invention relates to a solar tracking and concentration device for photovoltaic cells.

È ben noto come gli inseguitori solari siano formati da strutture meccaniche, di diversa concezione e tipologia realizzativa, aventi il compito di supportare una superficie di ricezione della radiazione solare orientandola ed allineandola otticamente con la posizione del sole durante l’arco della giornata. It is well known that solar trackers are made up of mechanical structures, of different design and construction typology, having the task of supporting a surface for receiving solar radiation, orienting and aligning it optically with the position of the sun during the day.

Ad oggi i sistemi di inseguimento vengono concepiti secondo uno dei due approcci tipici che contraddistinguono le tecnologie sul mercato. To date, tracking systems are conceived according to one of the two typical approaches that distinguish the technologies on the market.

Il primo, à ̈ quello che prevede la presenza di elementi singoli, generalmente di medie-grandi dimensioni, aventi un pilastro centrale sulla cui sommità à ̈ posta un'ampia superficie captante. The first is the one that foresees the presence of single elements, generally of medium-large dimensions, with a central pillar on the top of which there is a large absorbing surface.

Il pilastro à ̈ in grado di ruotare attorno al suo asse principale, mentre la superficie captante può ruotare attorno ad un asse perpendicolare al precedente, sfruttando meccanismi di attuazione e trasmissione del moto di diverse tipologie. The pillar is able to rotate around its main axis, while the absorbing surface can rotate around an axis perpendicular to the previous one, exploiting different types of motion actuation and transmission mechanisms.

Il secondo approccio presenta invece una molteplicità di elementi captanti dalle ridotte dimensioni, essi vengono installati su un telaio articolato che li movimenta simultaneamente, avendo la capacità di poter regolare l’inclinazione delle superfici riceventi ponendole in rotazione attorno ad uno o due assi, a seconda della tipologia realizzativa. The second approach, on the other hand, presents a multiplicity of small-sized picking elements, they are installed on an articulated frame that moves them simultaneously, having the ability to adjust the inclination of the receiving surfaces by placing them in rotation around one or two axes, to depending on the type of construction.

Entrambe le soluzioni soffrono di notevoli limiti, tra i quali scarse semplicità e flessibilità di installazione, limitata precisione di inseguimento, nonché limiti di tipo economico. Both solutions suffer from considerable limitations, including poor installation simplicity and flexibility, limited tracking accuracy, as well as economic limits.

Più in particolare, la prima tipologia realizzativa sconta il limite di essere adatta unicamente ad ospitare superfici riceventi di elevata estensione, con conseguenti ingombri e masse in gioco notevoli: il che comporta difficoltà legate al trasporto e all’installazione, intense sollecitazioni strutturali causate dal vento; ed, in generale, questa tipologia si rivela inadatta ad integrazioni architettoniche ed istallazioni “rooftop†. More specifically, the first type of construction suffers the limitation of being only suitable for hosting receiving surfaces of high extension, with consequent considerable dimensions and masses involved: which involves difficulties related to transport and installation, intense structural stresses caused by wind; and, in general, this typology is unsuitable for architectural integrations and â € œrooftopâ € installations.

Inoltre, per il trasporto e l’installazione sono spesso necessari speciali attrezzature (mezzi di trasporto autoarticolati, gru, ecc.), nonché la presenza di notevole forza lavoro: ciò si traduce in costi corrispondentemente elevati che scoraggiano l’installazione di questa tipologia in impianti di piccola taglia. Furthermore, special equipment (articulated transport vehicles, cranes, etc.) are often required for transport and installation, as well as the presence of a considerable workforce: this translates into correspondingly high costs that discourage the installation of this type in small plants.

La seconda tipologia, connotata da minori difficoltà di installazione, à ̈ però meno flessibile e precisa. The second type, characterized by less installation difficulties, is however less flexible and precise.

Infatti, la presenza di un telaio articolato, nonostante porti a diminuire il numero di motori necessari alla movimentazione, implica una ridotta precisione di inseguimento, in quanto gli assi rotanti non sono direttamente accoppiati ai motori, ma lo sono indirettamente con interposizione di indispensabili meccanismi di trasmissione del moto che, inevitabilmente introducono giochi ed imprecisioni, che portano a ridurre la precisione di inseguimento. In fact, the presence of an articulated frame, although it leads to a decrease in the number of motors necessary for movement, implies a reduced tracking precision, as the rotating axes are not directly coupled to the motors, but are indirectly coupled with the interposition of indispensable drive mechanisms. motion transmission which inevitably introduce backlash and inaccuracies, which lead to a reduction in tracking precision.

Inoltre, il telaio vincola il numero di elementi istallabili, nonché la loro disposizione, non permettendo in generale di modificare la configurazione della schiera di moduli durante o dopo l’installazione. A tutto ciò si aggiunge inoltre il fatto che, in genere, i telai impongono un limite fisico all’angolo che le superfici captanti possono spazzare attorno agli assi di rotazione. Da ciò consegue che i telai, per la loro stessa intrinseca presenza penalizzano la flessibilità di installazione escludendo ad esempio la possibilità di applicazioni su superfici verticali o inclinate, se non a seguito di una progettazione mirata. Furthermore, the frame constrains the number of elements that can be installed, as well as their arrangement, not allowing in general to modify the configuration of the array of modules during or after installation. To all this is added the fact that, in general, the frames impose a physical limit on the angle that the absorbing surfaces can sweep around the rotation axes. From this it follows that the frames, due to their intrinsic presence, penalize the flexibility of installation, for example excluding the possibility of applications on vertical or inclined surfaces, if not following a targeted design.

La tecnologia solare fotovoltaica a concentrazione, come noto, non può prescindere dal ricorso ai sistemi di inseguimento in quanto il preciso allineamento ottico con il sole à ̈ il presupposto per la concentrazione della radiazione sull’elemento convertitore, costituito in genere da una cella fotovoltaica. Concentrating solar photovoltaic technology, as known, cannot ignore the use of tracking systems as the precise optical alignment with the sun is the prerequisite for the concentration of radiation on the converter element, generally consisting of a photovoltaic cell .

A tale proposito à ̈ fondamentale specificare come la quantità di potenza elettrica prodotta aumenti proporzionalmente con la capacità di concentrare con precisione la radiazione sulla cella, mantenendo una distribuzione il più possibile omogenea sulla superficie della stessa ed evitando che parte della radiazione fuoriesca dalla cella e risulti irrimediabilmente sprecata. In particolare quest’ultimo aspetto evidenzia come l’accuratezza del sistema di puntamento sia fondamentale, nella tecnologia del fotovoltaico a concentrazione, per ottenere un sistema efficiente e dalle elevate prestazioni. In this regard, it is essential to specify how the amount of electrical power produced increases proportionally with the ability to precisely concentrate the radiation on the cell, maintaining a distribution as homogeneous as possible on the cell surface and avoiding that part of the radiation escapes from the cell and results hopelessly wasted. In particular, this last aspect highlights how the accuracy of the pointing system is fundamental, in the concentration photovoltaic technology, to obtain an efficient and high performance system.

Per quanto riguarda l’ottica di concentrazione, i primi sistemi fotovoltaici si sono orientati verso due diverse tipologie costruttive. As regards the concentration optics, the first photovoltaic systems were oriented towards two different construction types.

Nel primo caso, una vasta superficie riflettente orientabile, o una serie di specchi articolati, vengono direzionati verso un unico punto, ove si concentra e si converte la radiazione. In the first case, a large orientable reflective surface, or a series of articulated mirrors, are directed towards a single point, where the radiation is concentrated and converted.

Nel secondo caso, invece, si ricorre a gruppi di lenti, rigidamente collegate a formare estesi pannelli, che focalizzano la radiazione solare, ciascuna sulla reciproca cella sottostante. In the second case, on the other hand, groups of lenses are used, rigidly connected to form extended panels, which focus the solar radiation, each on the reciprocal cell below.

Recentemente à ̈ emerso un nuovo approccio che si propone di combinare la tecnologia a concentrazione con la dimensione ridotta dei più classici pannelli al silicio. A new approach has recently emerged which aims to combine concentration technology with the reduced size of the more classic silicon panels.

Questa terza tipologia di sistemi ricorre come il precedente a gruppi di lenti, le quali però sono collegate in gruppi di minore numero ed estensione, tali da consentire la formazione di moduli più piccoli, maneggevoli, di dimensione paragonabile ai pannelli fotovoltaici tradizionali. This third type of system, like the previous one, uses groups of lenses, which however are connected in groups of lesser number and extension, such as to allow the formation of smaller, manageable modules, of a size comparable to traditional photovoltaic panels.

Tuttavia, le soluzioni proposte fino ad ora sono legate ai tradizionali sistemi di inseguimento sopra esposti, pertanto esse presentano gli stessi limiti che sono stati analizzati in precedenza, in particolare la limitata possibilità di integrazione architettonica. However, the solutions proposed so far are linked to the traditional tracking systems described above, therefore they have the same limitations that have been analyzed previously, in particular the limited possibility of architectural integration.

Scopo della presente invenzione à ̈ pertanto quello di ovviare a tali inconvenienti mediante un sistema di inseguimento appositamente studiato per l’applicazione al fotovoltaico a concentrazione. The aim of the present invention is therefore to obviate these drawbacks by means of a tracking system specially designed for application to concentration photovoltaics.

In particolare ci si propone di realizzare un sistema modulare estremamente preciso nel puntamento, che sia al contempo economico, di ridotte dimensioni, e particolarmente adatto alle integrazioni architettoniche, che consenta cioà ̈ un installazione flessibile su ogni superficie, sia essa orizzontale, verticale o comunque inclinata. In particular, it is proposed to create an extremely precise modular system in pointing, which is at the same time economical, small in size, and particularly suitable for architectural integrations, which allows flexible installation on any surface, be it horizontal, vertical or in any case. inclined.

Secondo la presente invenzione tale scopo viene raggiunto da un dispositivo di inseguimento solare e concentrazione, le cui caratteristiche sono chiaramente riscontrabili in una qualunque delle allegate rivendicazioni, ed i vantaggi del quale risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento agli uniti disegni che ne rappresentano una forma di realizzazione esemplificativa, ma non per questo limitativa del trovato, in cui: According to the present invention, this object is achieved by a solar tracking and concentration device, the characteristics of which can be clearly found in any one of the attached claims, and the advantages of which will become more evident in the detailed description that follows, made with reference to the accompanying drawings. which represent an exemplary embodiment thereof, but not for this limiting of the invention, in which:

- la figura 1 à ̈ una vista prospettica d’insieme del dispositivo d’inseguimento solare e concentrazione conforme all’invenzione; - figure 1 is an overall perspective view of the solar tracking and concentration device conforming to the invention;

- la figura 2 Ã ̈ una vista prospettica di un modulo ricevitore del dispositivo di figura 1; Figure 2 is a perspective view of a receiver module of the device of Figure 1;

- la figura 3 Ã ̈ una vista prospettica di un modulo rappresentato con alcune parti asportate per meglio evidenziarne delle altre; - figure 3 is a perspective view of a module represented with some parts removed to better highlight the others;

- la figura 4 à ̈ una vista in pianta dall’alto del modulo ricevitore di figura 3; - la figura 5 à ̈ una vista prospettica di un basamento centrale che equipaggia il dispositivo di figura 1; - figure 4 is a top plan view of the receiver module of figure 3; - figure 5 is a perspective view of a central base which equips the device of figure 1;

- la figura 6 Ã ̈ una vista prospettica del basamento di figura 5 rappresentato con parti asportate per meglio evidenziarne delle altre; - figure 6 is a perspective view of the base of figure 5 shown with parts removed to better highlight the others;

- la figura 7 Ã ̈ una vista prospettica di una forcella con un interconnesso albero secondario equipaggianti il dispositivo di figura 1; - figure 7 is a perspective view of a fork with an interconnected secondary shaft equipping the device of figure 1;

- la figura 8 Ã ̈ una vista laterale della forcella di figura 7 rappresentata con parti asportate per meglio evidenziarne delle altre; - figure 8 is a side view of the fork of figure 7 shown with parts removed to better highlight the others;

- la figura 9 Ã ̈ una vista prospettica della forcella di figura 8; - figure 9 is a perspective view of the fork of figure 8;

- la figura 10 à ̈ una vista prospettica di una configurazione d’insieme di una pluralità di dispositivi montati in coppia e combinati in forma di array lineare. Conformemente ai disegni allegati, in figura 1 à ̈ mostrato un dispositivo di inseguimento solare e concentrazione per celle fotovoltaiche a concentrazione il quale à ̈ indicato nel complesso con il numero 100. - figure 10 is a perspective view of an overall configuration of a plurality of devices mounted in pairs and combined in the form of a linear array. In accordance with the attached drawings, figure 1 shows a solar tracking and concentration device for concentrating photovoltaic cells which is indicated as a whole with the number 100.

La concentrazione della radiazione solare mediante lenti, così come l'omogeneizzazione della sua distribuzione sul dispositivo 100 non formano oggetto della presente invenzione, pertanto la descrizione dettagliata delle medesime non sarà oggetto di questa trattazione. The concentration of solar radiation by means of lenses, as well as the homogenization of its distribution on the device 100 are not the subject of the present invention, therefore the detailed description of the same will not be the subject of this discussion.

Lo stesso dicasi per le tipologie di celle fotovoltaiche, impiegate e per le relative tecnologie di assemblaggio e produzione. Per le une e per le altre, si ricorre a tecnologie note nel campo delle celle fotovoltaiche multigiunzione, che esulano pertanto dall’oggetto della presente invenzione. The same applies to the types of photovoltaic cells used and the related assembly and production technologies. For both, known technologies in the field of multi-junction photovoltaic cells are used, which therefore fall outside the scope of the present invention.

Il dispositivo 100 comprende un corpo articolato centrale, configurato in maniera tale da poter ospitare, perifericamente e preferibilmente quattro moduli 200 captatori e concentratori della radiazione solare accoppiati a due a due tra loro. The device 100 comprises a central articulated body, configured in such a way as to be able to host, peripherally and preferably four modules 200 collectors and concentrators of the solar radiation coupled in pairs.

Più in particolare, fanno parte del corpo articolato: un basamento 300 centrale, il quale sostiene e muove un albero 301 primario; ed una coppia di forcelle 400, posizionate agli estremi dell’albero 301, le quali a loro volta sostengono e muovono due alberi 401 secondari, trasversali all'albero 301 primario. More specifically, the following are part of the articulated body: a central base 300, which supports and moves a primary shaft 301; and a pair of forks 400, positioned at the ends of the shaft 301, which in turn support and move two secondary shafts 401, transversal to the primary shaft 301.

Per effetto di tale configurazione e disposizione il corpo articolato à ̈ in grado di mettere in rotazione simultaneamente la totalità dei moduli 200 attorno ad un asse primario A, individuato dall’albero 301 primario, mentre ciascuna forcella 400 à ̈ in grado di mettere in rotazione una coppia di moduli 200 attorno ad un asse B, secondario, individuato da ciascuno degli alberi 401 secondari, sostanzialmente perpendicolari all'albero 301 primario. As a result of this configuration and arrangement, the articulated body is able to simultaneously rotate all the modules 200 around a primary axis A, identified by the primary shaft 301, while each fork 400 is able to rotation of a pair of modules 200 about a secondary axis B, identified by each of the secondary shafts 401, substantially perpendicular to the primary shaft 301.

Per effetto di questa disposizione, i moduli 200 risultano disposti in modo che, in ciascuna coppia, ogni modulo 200 sia simmetrico all’altro rispetto ad un piano passante per l’asse A e perpendicolare a ciascun piano individuato da uno degli assi B e dallo stesso asse A. As a result of this arrangement, the modules 200 are arranged so that, in each pair, each module 200 is symmetrical to the other with respect to a plane passing through the A axis and perpendicular to each plane identified by one of the B axes and from the same axis A.

Le due coppie di moduli 200 si trovano inoltre disposte in maniera equidistante rispetto al piano di simmetria dell’albero 301 primario, perpendicolare all’asse A. The two pairs of modules 200 are also arranged equidistant with respect to the plane of symmetry of the primary shaft 301, perpendicular to the A axis.

La forma d’attuazione appena descritta consente un' equilibrata disposizione spaziale delle masse attorno al basamento 300 centrale. Questa caratteristica consente di poter utilizzare con notevole vantaggio dei motori passo-passo di piccola taglia e potenza, con evidente beneficio in termini di riduzione dei costi generali di costruzione e componentistica, nonché a vantaggio di un migliore bilancio energetico complessivo del dispositivo 100. La figura 2 mostra la struttura esterna del modulo 200 captatore e concentratore presentato secondo una prima configurazione. Alla base del modulo 200 si trova un piatto 201 metallico avente la funzione di ospitare su una propria superficie superiore, interna al modulo 200 (figura 3), le celle 205 fotovoltaiche multigiunzione. Alla sommità del modulo 200 à ̈ posto un piano 206 lenti, o più in generale un equivalente organo captatore esposto direttamente alla radiazione solare. The embodiment just described allows a balanced spatial arrangement of the masses around the central base 300. This feature allows the use of small size and power stepper motors with considerable advantage, with evident benefits in terms of reduction of the general construction and component costs, as well as to the advantage of a better overall energy balance of the device 100. Figure 2 shows the external structure of the collector and concentrator module 200 presented according to a first configuration. At the base of the module 200 there is a metal plate 201 which has the function of hosting the multi-junction photovoltaic cells 205 on its own upper surface, inside the module 200 (Figure 3). At the top of module 200 there is a 206 lens plane, or more generally an equivalent pick-up organ exposed directly to solar radiation.

Nell’esempio di attuazione dell’invenzione qui descritto l'organo 206 captatore à ̈ identificato come un piano di lenti sagomate le quali sono ricavate su una superficie di tipo plastico o vetroso. La superficie inferiore del piano presenta delle particolari scanalature atte a formare sezioni anulari concentriche il cui scopo à ̈ quello di concentrare la radiazione luminosa captata secondo il ben noto principio di Fresnel. In the example of embodiment of the invention described here, the pick-up organ 206 is identified as a plane of shaped lenses which are formed on a plastic or glass surface. The lower surface of the top has particular grooves designed to form concentric annular sections whose purpose is to concentrate the light radiation captured according to the well-known Fresnel principle.

Tra la base 201 metallica ed il piano 206 lenti à ̈ interposta una carteratura 204 di materiale plastico che individua una superficie esterna chiusa preferibilmente sagomata complementarmente con la geometria di contorno del piatto 201 e del piano 206 lenti. Tale carteratura 204 si diparte perpendicolarmente dalla superficie opposta a quella captante del piano 206 lenti, proiettandosi di sbalzo verso il sottostante piatto 201 metallico. A plastic casing 204 is interposed between the metallic base 201 and the lens plane 206 which identifies an external closed surface preferably shaped complementarily with the contour geometry of the lens plate 201 and the plane 206. Said casing 204 starts perpendicularly from the opposite surface to the capturing surface of the lens plane 206, projecting in cantilever towards the underlying metal plate 201.

Dall’assemblaggio dei tre elementi precedentemente descritti viene a definirsi un volume chiuso, interno al modulo 200 che permette di ospitare le celle 205 multigiunzione ed i relativi cablaggi. From the assembly of the three elements previously described, a closed volume is defined, inside the module 200 which allows to house the multi-junction cells 205 and the relative wiring.

È inoltre ben visibile in figura 2 ed ancor meglio in figura 3 come una delle due superfici verticali corrispondenti al lato maggiore del piano 206 lenti presenti un foro circolare che permette l’attraversamento dell'albero 401 secondario per accoppiamento all'interno del modulo con un manicotto 203 tubolare rigidamente connesso; manicotto 203 tubolare che à ̈ coassiale con l’asse di rotazione B e che permette di effettuare (come sarà meglio evidente nel seguito) una delle due movimentazioni necessarie per l’orientazione dei moduli 200 nello spazio. It is also clearly visible in figure 2 and even better in figure 3 that one of the two vertical surfaces corresponding to the longer side of the plane 206 has a circular hole that allows the secondary shaft 401 to pass through for coupling inside the module with a rigidly connected tubular sleeve 203; tubular sleeve 203 which is coaxial with the rotation axis B and which allows one of the two movements necessary to orient the modules 200 in space to be carried out (as will become clearer below).

La posizione del foro sulla carteratura 204, dalla quale deriva la distanza del manicotto 203 tubolare dal piatto di base 201, à ̈ preferibile che venga concepita in modo tale che l’asse di rotazione B passi per il baricentro del modulo 200, questo accorgimento consente di minimizzare la coppia motrice della rotazione di una coppia di moduli 200 e del relativo manicotto 203 tubolare, riducendola sostanzialmente alla coppia motrice necessaria per vincere gli attriti meccanici che si oppongono alla rotazione. The position of the hole on the casing 204, from which the distance of the tubular sleeve 203 from the base plate 201 derives, is preferably conceived in such a way that the axis of rotation B passes through the center of gravity of the module 200. it allows to minimize the driving torque of the rotation of a pair of modules 200 and of the relative tubular sleeve 203, substantially reducing it to the driving torque necessary to overcome the mechanical frictions that oppose the rotation.

Questa caratteristica, unitamente a quanto precedentemente descritto a proposito della disposizione spaziale dei moduli 200, concorre all’ottenimento del rilevante beneficio di riduzione della taglia dei motori necessari, con gli indubbi vantaggi sopra descritti. This feature, together with what has been previously described with regard to the spatial arrangement of the modules 200, contributes to obtaining the significant benefit of reducing the size of the necessary motors, with the undoubted advantages described above.

È da rilevarsi tuttavia che detto modulo 200 può assumere anche forme diverse da quella esemplificata, potendo essere dotato ad esempio di un piano 206 di lenti sferiche, convenzionali, in sostituzione del piano 206 di lenti Fresnel, oppure potendo assumere forme geometriche differenti, senza per questo esulare dalla portata tecnica della presente invenzione. However, it should be noted that said module 200 can also assume forms other than the one exemplified, being able to be equipped for example with a plane 206 of spherical, conventional lenses, replacing the plane 206 of Fresnel lenses, or being able to assume different geometric shapes, without for this is beyond the technical scope of the present invention.

La figura 3 permette, in particolare, di individuare i componenti alloggiati interamente al volume chiuso del modulo 200,ovvero una coppia di montanti 202 verticali, disposti a ridosso della carteratura 204 esterna che collegano strutturalmente il piano 206 lenti ed il piatto 201 sottostante, e che sono realizzati preferibilmente in materiale dotato di elevata rigidità propria. Figure 3 allows, in particular, to identify the components housed entirely in the closed volume of the module 200, i.e. a pair of vertical uprights 202, arranged close to the external casing 204 which structurally connect the lens top 206 and the underlying plate 201, and which are preferably made of a material with high inherent rigidity.

Perpendicolarmente alla dimensione principale dei montanti 202, disposto in posizione sostanzialmente intermedia tra il piatto 201 ed il piano 206 lenti, si trova - come detto – il manicotto 203 tubolare. Questo à ̈ ivi dotato preferibilmente di forma tubolare cilindrica, flangiata alle estremità, che ben si presta ad essere saldamente fissata ai due montanti 202 contribuendo a conferire adeguata rigidezza al modulo 200 nonché a trasmettere ad esso la rotazione rigida intorno all’asse B ricevuta dall'albero 401 secondario. Perpendicularly to the main dimension of the uprights 202, arranged in a substantially intermediate position between the plate 201 and the lens plane 206, there is - as said - the tubular sleeve 203. This is preferably equipped therein with a cylindrical tubular shape, flanged at the ends, which lends itself well to being firmly fixed to the two uprights 202, helping to give adequate stiffness to the module 200 as well as to transmit to it the rigid rotation around the B axis received from the secondary 401 tree.

Dalla figura 3, e ancor meglio dalla figura 4, si rileva che sulla faccia superiore del piatto 201 sono disposti gli insiemi di celle 205 fotovoltaiche. Le celle 205 sono disposte preferibilmente secondo un array di due file da quattro elementi ciascuna, per un totale di otto celle 205 per modulo 200. Tale disposizione à ̈ congruente con la posizione delle sovrastanti lenti del piano 206 lenti, affinché il fascio di luce deviato dalla lente colpisca con precisione la cella 205 corrispondente. From Figure 3, and even better from Figure 4, it can be seen that the sets of photovoltaic cells 205 are arranged on the upper face of the plate 201. The cells 205 are preferably arranged according to an array of two rows of four elements each, for a total of eight cells 205 per module 200. This arrangement is congruent with the position of the overlying lenses of the plane 206 lenses, so that the beam of light deflected by the lens accurately hits the corresponding cell 205.

Emerge con chiarezza come tale disposizione sia del tutto esemplificativa e non limitativa in quanto esistono varie possibilità riguardanti sia la disposizione delle celle 205, sia il loro numero per modulo 200, a seconda della forma e dimensione del piano 206 lenti. It clearly emerges that this arrangement is entirely exemplary and non-limiting as there are various possibilities regarding both the arrangement of the cells 205 and their number per module 200, depending on the shape and size of the lens plane 206.

Il basamento 300 centrale ai moduli 200 captatori e concentratori -rappresentato nella figura 5 - si compone, esternamente, di una piastra 302 di base, di due coppie di pareti 303 e 304 laterali a due a due contrapposte, nonché rispettivamente trasversali e longitudinali all'asse A primario; di un coperchio 305 superiore, e di due elementi 306 e 307 di supporto per il relativo motore 309 elettrico passo-passo. The base 300 central to the modules 200 sensors and concentrators - represented in figure 5 - is made up, externally, of a base plate 302, of two pairs of side walls 303 and 304 two by two opposite each other, as well as transversal and longitudinal respectively. primary A axis; of an upper cover 305, and of two support elements 306 and 307 for the relative electric stepper motor 309.

Le pareti 303 e 304 laterali sono fabbricate in materiale rigido e resistente, preferibilmente metallico, in quanto devono supportare due alberi 301 e 308 motori, i cui assi sono individuati con lettere A e C. In particolare, la coppia di pareti 303 laterali deve sorreggere l’albero 301, sulle estremità del quale sono alloggiate le due forcelle 400 ed i relativi moduli 200. Pertanto, le pareti 303 laterali sono chiamate a sostenere il peso dell’intero dispositivo 100. Le pareti 303 e 304 laterali presentano dei fori 500a e 500b che consentono il fissaggio di cuscinetti a sfera, flangiati, alloggiati all’interno del basamento 300. In questa forma esemplificativa i fori 500a sono lisci e passanti, ovvero attraversano le rispettive pareti 303 e 304. I fori 500b, ricavati sulle rispettive pareti 303 e 304, sono invece filettati per l’inserimento di viti di serraggio dei cuscinetti alle rispettive pareti 303 e 304. The side walls 303 and 304 are made of rigid and resistant material, preferably metal, as they must support two motor shafts 301 and 308, whose axes are identified with the letters A and C. In particular, the pair of side walls 303 must support shaft 301, on the ends of which the two forks 400 and the relative modules 200 are housed. Therefore, the side walls 303 are required to support the weight of the entire device 100. The side walls 303 and 304 have holes 500a and 500b which allow the fixing of ball bearings, flanged, housed inside the base 300. In this exemplary form the holes 500a are smooth and through, that is, they pass through the respective walls 303 and 304. The holes 500b, obtained on the respective walls 303 and 304, are instead threaded for the insertion of clamping screws of the bearings to the respective walls 303 and 304.

In questa configurazione, come à ̈ ben visibile in figura 6, le pareti 303 e 304 presentano degli scavi che definiscono in combinazione tra loro una sede 501 destinata ad alloggiare il coperchio 305 superiore. Il sostegno per il motore 309 passo-passo à ̈ realizzato mediante due dei citati elementi 306 e 307 metallici appositamente accoppiati. In this configuration, as can be clearly seen in Figure 6, the walls 303 and 304 have excavations which together define a seat 501 intended to house the upper lid 305. The support for the stepping motor 309 is made by means of two of the aforementioned metal elements 306 and 307 specially coupled.

Più in particolare, l’elemento 306 à ̈ costituito da un lamierino allungato, piegato a gomito. La sua forma ne consente: da una parte, l’accoppiamento con la piastrina 307 per il fissaggio del motore, dall’altra, l’inserimento in una apposita fessura ricavata tra la piastra di base 302 e la parete laterale 304 per il fissaggio con il resto del basamento. More specifically, element 306 is made up of an elongated sheet metal, bent at an elbow. Its shape allows: on the one hand, the coupling with the plate 307 for fixing the motor, on the other hand, the insertion in a special slot obtained between the base plate 302 and the side wall 304 for fixing with the rest of the base.

Infatti , dalla osservazione combinata delle figure 5 e 6 à ̈ possibile notare che la piastrina rigida 307 à ̈ sagomata in maniera tale da consentire l’alloggiamento del motore 309 passo-passo e l’accoppiamento del relativo perno d'albero 308 motore che à ̈ sostanzialmente perpendicolare all’albero 301 primario. In particolare, il perno d’albero 308 motore penetra all’interno del basamento 300 attraversando la parete laterale 304; viene posto in rotazione attorno al suo asse C dal motore 309; e mette in rotazione attorno all’asse A l’albero 301 mediante un interposto sistema di trasmissione del moto. In fact, from the combined observation of figures 5 and 6 it is possible to note that the rigid plate 307 is shaped in such a way as to allow the housing of the stepper motor 309 and the coupling of the relative shaft pin 308 motor which is substantially perpendicular to the primary shaft 301. In particular, the motor shaft pin 308 penetrates inside the crankcase 300 crossing the side wall 304; it is made to rotate about its axis C by the motor 309; and rotates shaft 301 around axis A by means of an interposed motion transmission system.

Il sistema di trasmissione comprende, in particolare, un meccanismo a vite senza fine individuato da una coppia di elementi: una vite 311, solidale con l’albero 309, ed una ruota 312 a vite, vincolata all’albero 301 primario. The transmission system includes, in particular, a worm screw mechanism identified by a pair of elements: a screw 311, integral with the shaft 309, and a screw wheel 312, bound to the primary shaft 301.

Mediante il sistema di trasmissione del moto alloggiato all’interno del basamento 300 ed i componenti sopra descritti à ̈ possibile utilizzare il motore passo-passo 309 per porre in rotazione l’albero 301 primario attorno al suo asse A. By means of the motion transmission system housed inside the crankcase 300 and the components described above, it is possible to use the stepping motor 309 to rotate the primary shaft 301 around its A axis.

La figura 6 permette anche di visualizzare i quattro cuscinetti 310 a sfera. Essi sono disposti a coppie simmetriche sulle facce interne delle pareti 303 e 304. I cuscinetti 310, con la loro posizione individuano univocamente gli assi A e C, consentendo agli alberi 301 e 308 di ruotare liberamente attorno agli assi A e C medesimi. Figure 6 also allows the four ball bearings 310 to be viewed. They are arranged in symmetrical pairs on the internal faces of the walls 303 and 304. The bearings 310, with their position, uniquely identify the axes A and C, allowing the shafts 301 and 308 to rotate freely around the axes A and C themselves.

Un aspetto rilevante della presente configurazione à ̈ che, non presentando alcun limite fisico che ne vincoli la possibilità di rotazione, l’albero 301 à ̈ in grado di ruotare per 360° attorno al proprio asse A , potendo assumere tutte le orientazioni desiderate senza alcun limite sulla risultante posizione dei moduli 200 attorno all’asse A. An important aspect of the present configuration is that, since it does not have any physical limit that constrains the possibility of rotation, the shaft 301 is able to rotate for 360 ° around its axis A, being able to assume all the desired orientations without no limit on the resulting position of the modules 200 around axis A.

È da rilevarsi tuttavia che detti elementi possono assumere anche forme diverse da quelle esemplificate, ad esempio possono avere geometrie di vario genere o presentare diverse soluzioni facenti parte delle tecniche note per il fissaggio reciproco e dei cuscinetti, come per la trasmissione del moto. La figura 7 mostra l’intera forcella 400 accoppiata con l'albero 401 secondario il quale ruota attorno all’asse B. However, it should be noted that said elements can also assume shapes other than those exemplified, for example they can have geometries of various kinds or present different solutions belonging to the known techniques for reciprocal fixing and bearings, as well as for the transmission of motion. Figure 7 shows the entire fork 400 coupled with the secondary shaft 401 which rotates around the B axis.

La forcella 400 si presenta come un corpo centrale chiuso, al di sotto del quale à ̈ installato un motore 410 elettrico passo-passo , sorretto da un supporto del tutto analogo a quello descritto nel basamento 300. The fork 400 is presented as a closed central body, under which an electric step-by-step motor 410 is installed, supported by a support completely similar to that described in the base 300.

Il corpo centrale della forcella 400 à ̈ composto da un primo membro 402 rigido che permette il collegamento con l’albero 301 primario, ed al quale sono collegati due ulteriori membri 403 e 404 rigidi, che compongono le facce laterali della forcella 400 vera e propria. The central body of the 400 fork is made up of a first rigid member 402 which allows the connection with the primary shaft 301, and to which two further rigid members 403 and 404 are connected, which make up the side faces of the 400 true and own.

Chiudono il corpo centrale un coperchio 406 superiore ed uno 407 inferiore. Entrambi sono opportunamente sagomati attorno al profilo individuato dagli elementi 402, 403 e 404. The central body is closed by an upper lid 406 and a lower lid 407. Both are suitably shaped around the profile identified by the elements 402, 403 and 404.

L’insieme dei tre membri 402,403 e 404 rigidi e dei due coperchi 406 e 407 individua uno spazio chiuso interno al corpo centrale e di adeguato volume, nel quale sono alloggiati i componenti per la trasmissione del moto. The assembly of the three rigid members 402,403 and 404 and of the two lids 406 and 407 identifies a closed space inside the central body and of adequate volume, in which the components for the transmission of motion are housed.

Il motore 410 passo-passo à ̈ alloggiato al di sotto del corpo centrale della forcella 400 in modo tale che il perno 502 motore (figura 8) di detto motore 410 sia orientato perpendicolarmente all’asse B ed entri all’interno del corpo centrale della forcella 400 mediante due appositi fori realizzati rispettivamente su una relativa piastrina 409 di sostegno e sul coperchio 407 inferiore. The 410 stepper motor is housed under the central body of the fork 400 in such a way that the motor pin 502 (figure 8) of said 410 motor is oriented perpendicularly to the B axis and enters the body center of the fork 400 by means of two suitable holes made respectively on a relative support plate 409 and on the lower cover 407.

Completano la struttura esterna della forcella 400 una coppia di cuscinetti 405 a sfera flangiati, montati sulle facce esterne dei membri 403 e 404. Essi hanno il compito di sorreggere l’albero 401 secondario, insieme con la coppia di moduli 200 associati, consentendone la rotazione libera attorno all’asse B. The external structure of the fork 400 is completed by a pair of flanged ball bearings 405, mounted on the external faces of members 403 and 404. They have the task of supporting the secondary shaft 401, together with the pair of associated modules 200, allowing its free rotation around the B axis.

I tre membri rigidi sopra citati, ossia i corpi rigidi 402, 403 e 404 sono da realizzare preferibilmente in materiale metallico, o comunque in materiale rigido e resistente, in quanto hanno il compito di sostenere il peso dell’albero 401 e della coppia di moduli 200 posti all’estremità dell’albero 401 medesimo, scaricandolo sull’albero centrale 301. The three rigid members mentioned above, that is the rigid bodies 402, 403 and 404, are preferably made of metallic material, or in any case of rigid and resistant material, as they have the task of supporting the weight of the shaft 401 and the pair of 200 modules placed at the end of the shaft 401 itself, unloading it on the central shaft 301.

Al contrario i due coperchi 406 e 407, che hanno la sola funzione di proteggere i componenti per la trasmissione del moto alloggiati all’interno della forcella 400, possono essere realizzati in materiali meno pregiati, come plastiche e polimeri di vario genere. On the contrary, the two covers 406 and 407, which have the sole function of protecting the components for the transmission of motion housed inside the fork 400, can be made of less valuable materials, such as plastics and polymers of various kinds.

Alloggiati internamente al volume chiuso si trovano gli elementi atti alla trasmissione del moto dal motore 410 all’albero 401. Come ben visibile in figura 8, si tratta di una coppia di ruote 411 e 412 dentate ad assi perpendicolari. In questa rappresentazione si considerano, preferibilmente, ruote 411 e 412 dentate, elicoidali. Tuttavia esse potrebbero essere sostituiti, ad esempio, da una coppia di ruote coniche o equivalenti componenti di altro genere facenti parte delle tecniche note per la trasmissione del moto rotatorio tra due assi perpendicolari. The elements suitable for transmitting the motion from the engine 410 to the shaft 401 are housed inside the closed volume. As can be clearly seen in figure 8, it is a pair of toothed wheels 411 and 412 with perpendicular axes. In this representation, helical toothed wheels 411 and 412 are preferably considered. However, they could be replaced, for example, by a pair of bevel wheels or equivalent components of another kind belonging to the known techniques for transmitting the rotary motion between two perpendicular axes.

La ruota 412 dentata di dimensioni inferiori à ̈ rigidamente connessa al perno 502 del motore 410 passo-passo. L’accoppiamento à ̈ realizzato all’estremità superiore della sua porzione interna al corpo della forcella 400. La seconda ruota 411 dentata, che presenta dimensioni maggiori, à ̈ accoppiata con l’albero 401 secondario, l’orientazione del suo asse à ̈ pertanto sostanzialmente perpendicolare: sia, al perno 502 del motore 410, sia all’albero principale 301. The smaller sprocket 412 is rigidly connected to the pin 502 of the 410 stepper motor. The coupling is made at the upper end of its internal portion to the body of the fork 400. The second toothed wheel 411, which has larger dimensions, is coupled with the secondary shaft 401, the orientation of its axis is therefore substantially perpendicular: both, to the pin 502 of the motor 410, and to the main shaft 301.

La figura 9 evidenzia con maggiore efficacia descrittiva il meccanismo di trasmissione del moto. Il motore 410 passo-passo à ̈ dotato di un perno 502 che prolungandosi in forma di albero entrante nel corpo della forcella 400, e ruotando intorno all'asse D, mette in rotazione la ruota dentata 412. Figure 9 highlights the motion transmission mechanism with greater descriptive efficacy. The 410 stepper motor is equipped with a pin 502 which, extending in the form of a shaft entering the body of the fork 400, and rotating around the axis D, rotates the toothed wheel 412.

La ruota 412 dentata , ingranando con la ruote 411 dentata ad essa accoppiata, pone in rotazione quest'ultima ruota 411 attorno all’asse B. Mediante il collegamento rigido di quest’ultima ruota 411 con l’albero 401, l’intero albero 401 à ̈ dunque trascinato in rotazione attorno al suo asse principale B, sostanzialmente perpendicolare all’asse D. The toothed wheel 412, meshing with the toothed wheel 411 coupled to it, causes the latter wheel 411 to rotate around the axis B. By means of the rigid connection of this last wheel 411 with the shaft 401, the The entire shaft 401 is therefore dragged in rotation around its main axis B, substantially perpendicular to axis D.

Dalla configurazione appena descritta, parimenti a quanto esposto per il basamento 300 e l’albero 301, emerge il significativo vantaggio per cui, grazie all’assenza di vincoli fisici, anche l’albero 401 à ̈ in grado di ruotare per 360° attorno al proprio asse B, senza alcun limite sulla risultante posizione dei moduli attorno all’asse B medesimo. From the configuration just described, like what has been described for the base 300 and the shaft 301, the significant advantage emerges that, thanks to the absence of physical constraints, also the shaft 401 is able to rotate for 360 ° around its own B axis, without any limit on the resulting position of the modules around the B axis itself.

La presente configurazione, in cui ciascun modulo ricevitore 200 à ̈ disposto all’estremità di un albero 401, permette inoltre di facilitare le operazioni di montaggio e manutenzione, consentendo al limite la sostituzione di eventuali moduli 200 danneggiati o mal funzionanti, mantenendo intatto il resto della struttura. This configuration, in which each receiver module 200 is arranged at the end of a shaft 401, also makes it possible to facilitate assembly and maintenance operations, allowing at least the replacement of any damaged or malfunctioning modules 200, while keeping the rest of the structure.

Per quanto riguarda la forma di attuazione dei motoriduttori si adottano preferibilmente motori passo-passo da 7,5° per pass o, accoppiati con riduttori a forte rapporto di riduzione ad esempio 1500:1 che combinati fra loro consentono di ottenere risoluzioni angolari estremamente elevate, dell’ordine di 0,005° ad ogni passo. As far as the embodiment of the gearmotors is concerned, 7.5 ° stepping motors are preferably used, coupled with gearboxes with a high reduction ratio, for example 1500: 1 which, combined with each other, allow to obtain extremely high angular resolutions, of the order of 0.005 ° at each step.

La possibilità di movimentazione con un grado di risoluzione angolare così alto garantisce la massima precisione di puntamento, con evidenti benefici rispetto alla produzione di potenza elettrica. Infatti, come accennato in precedenza, la potenza elettrica prodotta à ̈ una diretta conseguenza della capacità del fascio di luce concentrata di investire con precisione la cella 205 nella sua interezza e con distribuzione omogenea, ed in particolare di evitare che parte del fascio luminoso fuoriesca dalla cella 205, ovvero che parte della radiazione vada irrimediabilmente sprecata. Un ulteriore vantaggio della presente invenzione à ̈ proprio quella di poter utilizzare dei motori passo-passo come organi di movimentazione degli alberi 301 primario e 401 secondario che permettono l’orientazione spaziale dei moduli 200, potendoli gestire con mezzi di comando a semplice azione. Questo consente, ad esempio rispetto ai controlli in retroazione, di semplificare grandemente il sistema di controllo, senza tuttavia rinunciare ad avere una elevata precisione di puntamento. The possibility of handling with such a high degree of angular resolution guarantees maximum pointing precision, with obvious benefits compared to the production of electrical power. In fact, as previously mentioned, the electric power produced is a direct consequence of the ability of the concentrated light beam to precisely invest the cell 205 in its entirety and with homogeneous distribution, and in particular to prevent part of the light beam from escaping from the cell 205, i.e. that part of the radiation is irretrievably wasted. A further advantage of the present invention is precisely that of being able to use stepper motors as moving members of the primary and secondary shafts 301 which allow the spatial orientation of the modules 200, being able to manage them with simple action control means. This allows, for example with respect to feedback controls, to greatly simplify the control system, without however renouncing to have a high pointing precision.

La forma d’attuazione del dispositivo 100 appena descritta risulta di facile ed economica realizzazione. Questo aspetto, unito alle masse ed ingombri estremamente limitati, lo rende particolarmente adatto alla costituzione di batterie di dispositivi 110 (Figura 10). Ciò significa che una molteplicità di dispositivi 100 possono essere disposti unitamente tra essi, secondo la collocazione spaziale più adeguata per adattarsi alla superficie d’appoggio effettivamente disponibile e per minimizzare l’ombreggiamento reciproco tra i moduli 200 dei diversi dispositivi 100. In questo modo si à ̈ in grado di dar vita ad impianti di captazione di varia taglia e potenza, scalabili in modo economico e suscettibili anche di gestione relativamente semplice ed affidabile del loro controllo. The embodiment of the device 100 just described is easy and inexpensive to produce. This aspect, combined with the extremely limited masses and overall dimensions, makes it particularly suitable for the constitution of batteries of devices 110 (Figure 10). This means that a multiplicity of devices 100 can be arranged together among them, according to the most suitable spatial location to adapt to the actually available support surface and to minimize the mutual shading between the modules 200 of the different devices 100. In this way it is possible to create collection systems of various size and power, scalable in an economic way and also susceptible of relatively simple and reliable management of their control.

A questo proposito viene mostrata in figura 10 un' installazione di quattro dispositivi 100 disposti secondo un array lineare. In questa disposizione, da ritenersi unicamente esemplificativa e in nessun modo vincolante, essi sono fissati su una coppia di profilati metallici standard 500 alloggiati parallelamente all’asse B, al di sotto del basamento centrale 300 dei vari dispositivi 100. In this regard, Figure 10 shows an installation of four devices 100 arranged according to a linear array. In this arrangement, to be considered only as an example and in no way binding, they are fixed on a pair of standard metal profiles 500 housed parallel to axis B, below the central base 300 of the various devices 100.

I profilati metallici 500 sono componenti standardizzati disponibili sul mercato in molteplici taglie. Essi spaziano su lunghezze e dimensioni della sezione estremamente variabili, dispongono inoltre di numerose soluzioni per il fissaggio su superfici di qualunque tipo e comunque orientate, aspetti che consentono loro di adattarsi ad ogni applicazione e che rendono questa tecnologia la più diffusa nel settore dei supporti per pannelli solari standard. La possibilità di applicazione del dispositivo 100 oggetto della presente invenzione su questa tipologia di profilati rappresenta un indubbio vantaggio in termini di flessibilità di installazione e possibilità di modifiche o sostituzioni, aspetto che lo rende estremamente adatto ad integrazioni architettoniche con edifici esistenti o in costruzione. Questo aspetto consente inoltre di utilizzare i dispositivi 100 in questione in tutti i casi in cui si voglia sostituire un impianto fotovoltaico già presente sull’edificio ma vicino al termine del suo ciclo di vita con una soluzione più moderna ed efficiente. In tal caso infatti à ̈ possibile riutilizzare la struttura di supporto già presente, al limite riadattandola alla geometria desiderata, con un notevole risparmio di costo e diminuzione dei tempi di ritorno dell’investimento. The 500 metal profiles are standardized components available on the market in many sizes. They range over extremely variable lengths and dimensions of the section, they also have numerous solutions for fixing on surfaces of any type and in any case oriented, aspects that allow them to adapt to any application and that make this technology the most widespread in the sector of supports for standard solar panels. The possibility of applying the device 100 object of the present invention on this type of profiles represents an undoubted advantage in terms of flexibility of installation and the possibility of modifications or replacements, an aspect which makes it extremely suitable for architectural integrations with existing buildings or buildings under construction. This aspect also makes it possible to use the devices 100 in question in all cases in which you want to replace a photovoltaic system already present on the building but near the end of its life cycle with a more modern and efficient solution. In this case, in fact, it is possible to reuse the support structure already present, at the limit re-adapting it to the desired geometry, with a considerable cost saving and reduction of the investment payback times.

Un ulteriore vantaggio derivante da questo aspetto, unito alle ridotte dimensioni e peso del dispositivo 100, al design accattivante, nonché alla possibilità degli alberi 301 e 401 di ruotare completamente attorno ai propri assi, à ̈ quello di consentire istallazioni su superfici verticali o comunque orientate. Un ulteriore conseguenza della possibilità degli alberi 301 e 401 di ruotare completamente attorno ai propri assi à ̈ che, contrariamente alla maggior parte delle tecnologie note che devono essere orientate secondo una direzione prevalente (tipicamente nord-sud), il dispositivo 100 non necessita di particolari orientazioni spaziali, può dunque essere istallato con gli assi disposti secondo qualunque direzione. Questo aspetto ne sottolinea ulteriormente la spiccata vocazione per le integrazioni architettoniche, presentando l’indiscusso beneficio di adattarsi anche a quelle superfici (come ad esempio pareti verticali esposte a sud, spigoli e tralicci a geometria sottile) che non potrebbero ospitare impianti fotovoltaici tradizionali, ne' impianti a concentrazione di diversa natura. A further advantage deriving from this aspect, combined with the reduced dimensions and weight of the device 100, the attractive design, as well as the possibility of the shafts 301 and 401 to rotate completely around their axes, is to allow installations on vertical surfaces or in any case. oriented. A further consequence of the possibility of the shafts 301 and 401 to rotate completely around their own axes is that, contrary to most of the known technologies which must be oriented according to a prevailing direction (typically north-south), the device 100 does not require any details. spatial orientations, it can therefore be installed with the axes arranged in any direction. This aspect further underlines its strong vocation for architectural integrations, presenting the undisputed benefit of adapting to those surfaces (such as vertical walls facing south, edges and thin-geometry pylons) that could not accommodate traditional photovoltaic systems, nor concentration plants of different nature.

L’invenzione così concepita à ̈ suscettibile di evidente applicazione industriale; può essere altresì oggetto di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; tutti i dettagli possono essere modificati, inoltre, sostituendoli con elementi tecnicamente equivalenti. The invention thus conceived is susceptible of evident industrial application; it can also be subject to numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept; all the details can also be modified by replacing them with technically equivalent elements.

Il trovato così concepito à ̈ suscettibile di evidente applicazione industriale; può essere altresì oggetto di numerose modifiche e varianti, equivalenti, tutte rientranti nell'ambito della presente invenzione. The invention thus conceived is susceptible of evident industrial application; it can also be subject to numerous modifications and variations, equivalent, all falling within the scope of the present invention.

Inoltre i materiali usati per fabbricare il dispositivo secondo la presente invenzione, così come le forme e le dimensioni individuali delle parti componenti, possono essere scelti in modo tale da conseguire appropriatamente ogni specifico requisito del trovato senza per questo fuoriuscire dall'ambito della presente invenzione. Furthermore, the materials used to manufacture the device according to the present invention, as well as the individual shapes and dimensions of the component parts, can be chosen in such a way as to appropriately achieve each specific requirement of the invention without thereby departing from the scope of the present invention. .

Claims (8)

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di inseguimento solare e concentrazione per celle fotovoltaiche, comprendente almeno un organo (200) captatore e concentratore della radiazione solare, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un basamento (300) centrale il quale supporta detto uno o ciascun organo captatore (200) di sbalzo lungo, e girevolmente intorno ad almeno una di, distinte direzioni di due assi (A,B), detti due assi (A,B) definendo un piano di giacitura che à ̈ orientabile liberamente nello spazio intorno ad uno (A) di detti due assi (A,B), il quale asse (A) à ̈ fisso rispetto al basamento (300), detto basamento (300) ulteriormente comprendendo una piastra (302) di base che à ̈ sostanzialmente parallela a detto asse (A) fisso; mezzi (400) di connessione rigida angolare vincolanti detti assi (A,B) a permanere in detto piano di giacitura;e mezzi di motorizzazione (309,311,312;410,412,411) che ruotano indipendentemente detto uno o ciascun organo (200) captatore, intorno all'uno o all'altro di detti assi (A,B), per variarne corrispondentemente l'orientazione rispetto al sole. CLAIMS 1. Solar tracking and concentration device for photovoltaic cells, comprising at least one organ (200) collecting and concentrating solar radiation, characterized in that it comprises at least one central base (300) which supports said one or each sensor member (200) of long cantilever, and rotatably around at least one of, distinct directions of two axes (A, B), said two axes (A, B) defining a plane of lying which can be freely orientated in space around one (A) of said two axes (A, B), which axis (A) is fixed with respect to the base (300), further said base (300) comprising a base plate (302) which is substantially parallel to said fixed axis (A); angular rigid connection means (400) binding said axes (A, B) to remain in said lying plane; and motorization means (309,311,312; 410,412,411) which independently rotate said one or each sensor member (200) around one or the other of said axes (A, B), to correspondingly vary their orientation with respect to the sun. 2. Dispositivo, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una coppia di alberi (301,401), motorizzati, di cui uno primario ed uno secondario, i quali sono coassiali con, e girevoli intorno a, dette direzioni di detti assi (A,B). 2. Device, according to claim 1, characterized in that it comprises at least one pair of motorized shafts (301,401), one of which is primary and one secondary, which are coaxial with, and rotatable about, said directions of said axes ( A, B). 3. Dispositivo, secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di connessione rigida angolare includono una forcella (400) interposta agli alberi (301,401) primario e secondario di detta almeno una coppia, i quali sono portati da detto basamento (300) in prosecuzione reciproca. 3. Device, according to claim 2, characterized in that said angular rigid connection means include a fork (400) interposed to the primary and secondary shafts (301,401) of said at least one pair, which are carried by said base (300) in mutual continuation. 4. Dispositivo secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detto basamento (300) supporta almeno due coppie di detti alberi (301,401) primario e secondario sostenenti almeno un detto organo (200) captatore, le quali coppie sono supportate bilateralmente a detto basamento (300). 4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that said base (300) supports at least two pairs of said primary and secondary shafts (301,401) supporting at least one said picking member (200), which pairs are supported bilaterally to said base (300). 5. Dispositivo, secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto basamento (300) supporta due coppie di detti organi (200) captatori e concentratori collocati bilateralmente al basamento (300), ciascun organo (200) di detta coppia essendo provvisto di un proprio albero (401) secondario connesso con un albero (301) primario in comune. 5. Device, according to claim 3, characterized in that said base (300) supports two pairs of said pickup and concentrator members (200) located bilaterally to the base (300), each member (200) of said pair being provided with a own secondary shaft (401) connected with a common primary shaft (301). 6. Dispositivo, secondo una delle rivendicazioni da 3 a 5, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di motorizzazione includono motoriduttori (309,311,312;410,412,411) rispettivamente azionanti indipendentemente la rotazione di detti alberi (301,401) primario e secondario di detta almeno una coppia intorno ai rispettivi assi (A,B) di rotazione. 6. Device, according to one of claims 3 to 5, characterized in that said motorization means include gearmotors (309,311,312; 410,412,411) respectively independently activating the rotation of said primary and secondary shafts (301,401) of said at least one pair around the respective rotation axes (A, B). 7. Dispositivo, secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti motoriduttori includono motori (309,410) elettrici passo-passo. 7. Device according to claim 6, characterized in that said gearmotors include electric stepper motors (309,410). 8. Dispositivo, secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzato dal fatto che detti motoriduttori includono un rotismo (311,312;412,411) che riceve il moto da detto motore (309,410) passo-passo e lo trasmette ad un corrispondente detto albero (301) primario o secondario (410). 10. Dispositivo secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detto uno o ciascun organo (200) captatore supporta celle (250) fotovoltaiche multigiunzione.8. Device, according to claim 6 or 7, characterized in that said gearmotors include a gear (311,312; 412,411) which receives motion from said stepper motor (309,410) and transmits it to a corresponding said primary shaft (301) or secondary (410). Device according to one of the preceding claims, characterized in that said one or each picking member (200) supports multi-junction photovoltaic cells (250).
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10151512B1 (en) * 2017-10-17 2018-12-11 King Saud University Solar heating apparatus

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4317031A (en) * 1978-08-02 1982-02-23 Max Findell Central focus solar energy system
WO2008067643A1 (en) * 2006-12-05 2008-06-12 Daniel Gill Solar energy collecting apparatus
US20110146663A1 (en) * 2008-10-27 2011-06-23 Kazuaki Ezawa Method for controlling heliostat used for condensing of sunlight and device thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2943944C2 (en) * 1979-10-31 1983-04-28 Carl Hurth Maschinen- und Zahnradfabrik GmbH & Co, 8000 München Drive device for rotating a solar collector independently around two mutually perpendicular axes
ITMI20080300A1 (en) * 2008-02-26 2009-08-27 Roberto Battiston TRACKING SYSTEM OF WAVE SOURCES.
WO2010025550A1 (en) * 2008-09-04 2010-03-11 Morgan Solar Inc. Staggered light collectors for concentrator solar panels
JP2012023099A (en) * 2010-07-12 2012-02-02 Mitaka Koki Co Ltd Photovoltaic power generation module and concentrating photovoltaic power generation system
US20120152310A1 (en) * 2010-12-17 2012-06-21 Greenvolts, Inc. Structurally breaking up a solar array of a two-axis tracker assembly in a concentrated photovoltaic system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4317031A (en) * 1978-08-02 1982-02-23 Max Findell Central focus solar energy system
WO2008067643A1 (en) * 2006-12-05 2008-06-12 Daniel Gill Solar energy collecting apparatus
US20110146663A1 (en) * 2008-10-27 2011-06-23 Kazuaki Ezawa Method for controlling heliostat used for condensing of sunlight and device thereof

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