ITBO20090360A1 - Inseguitore solare - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per Invenzione Industriale dal titolo:

“INSEGUITORE SOLARE”

La presente invenzione è relativa ad un inseguitore solare.

In generale un inseguitore solare comprende:

- una struttura portante a traliccio (o con tubo a sezione circolare);

- un supporto che sorregge il pannello solare, attaccato alla struttura portante; ed

- un dispositivo di movimentazione del pannello solare per inseguire il sole.

Gli attuali inseguitori solari presentano i seguenti svantaggi:

(a) sono poco robusti in quanto la struttura portante è costituita quasi sempre da esili colonne o da tralicci che non riescono a contrastare efficacemente l’azione del vento sul supporto che, a causa della sua estensione, può essere considerato una sorta di “vela” in balìa degli agenti atmosferici; per cercare di limitare i danni si sono dovuti adottare, pertanto, degli inseguitori solari con pannelli di ampiezza modesta proprio per cercare di limitare le sollecitazioni sulla struttura portante e sugli organi meccanici di movimentazione azimuth e tilt;

(b) per la movimentazione del pannello solare gli attuali inseguitori utilizzano dei motoriduttori elettrici, i quali, per ragioni di costo e di ingombro hanno degli ingranaggi inadeguati a contrastare le continue sollecitazioni del vento.

Scopo della presente invenzione è, quindi, quello di realizzare un inseguitore solare il quale sia esente dagli inconvenienti sopra descritti e, nello stesso tempo, sia di facile ed economica realizzazione e manutenzione.

Pertanto, secondo la presente invenzione viene realizzato un inseguitore solare secondo quanto rivendicato nella rivendicazione 1 o in una qualsiasi delle rivendicazioni dipendenti direttamente o indirettamente dalla rivendicazione 1.

Per una migliore comprensione della presente invenzione, viene ora descritta una forma di realizzazione preferita, a puro titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

- la figura 1 illustra una vista tridimensionale di un inseguitore solare secondo l’invenzione in una prima configurazione;

- la figura 2 mostra una vista tridimensionale di un inseguitore solare in accordo alla presente invenzione in una seconda configurazione;

- la figura 3 fa vedere una vista posteriore dell’inseguitore mostrato nelle figure 1, 2;

- la figura 4 illustra una vista laterale dell’inseguitore mostrato nelle figure 1, 2;

- la figura 5 mostra un esploso dell’inseguitore solare illustrato nelle figure 1, 2, 3, 4; e

- la figura 6 fa vedere alcuni dettagli ingranditi dell’inseguitore mostrato nelle figure 1, 2, 3, 4, 5.

In figura 1, con 10 è indicato, nel suo complesso, un inseguitore solare secondo la presente invenzione.

L’inseguitore solare 10 comprende in generale:

- una struttura portante 20;

- un supporto per pannelli 30 attaccato alla struttura portante 20; ed

- un dispositivo di movimentazione 40 del supporto per pannelli 30 con lo scopo di inseguire il sole; il dispositivo di movimentazione 40 è sostenuto dalla struttura portante 20.

Sia detto per inciso che il supporto per pannelli 30 può ospitare qualsiasi tipo di pannello o ricettore di energia, per esempio, può essere un pannello fotovoltaico, un pannello termico, oppure un concentratore solare.

Come mostrato in particolare in figura 5 la struttura portante 20 presenta vantaggiosamente una forma troncopiramidale e comprende due gusci identici 20A, 20B saldati tra di loro.

Inoltre, la struttura portante 20 comprende due piastre terminali 21, 22.

La piastra terminale inferiore 22 prevede una pluralità di fori passanti 22A. In uso, ciascun foro passante 22A accoglie una estremità 23A di un tondino di ferro 23 che fa parte di un blocco di fondamenta 24.

In particolare, il blocco di fondamenta 24 comprende i suddetti tondini di ferro 23 rivolti verso l’alto e ripiegati ad uncino nella parte bassa, a cui sono saldati una cornice metallica 25 nella parte alta, ed un supporto per pannelli 26 (realizzato sempre in tondino di ferro) nella parte corrispondenti alla piegatura dei tondini di ferro 23.

In uso, come mostrato in figura 2, ciascuna estremità 23A di ciascun tondino di ferro 23 viene infilato in un corrispondente foro passante 22A fintanto che la cornice metallica 25 si trova in appoggio sulla piastra terminale inferiore 22. A questo punto della messa in posa della struttura portante 20 l’intero blocco di fondamenta 24 viene calato in uno scavo di fondamenta (non mostrato) su cui, dopo avere completato l’inserimento di altri tondini in acciaio, preventivamente calcolati per conferire la giusta resistenza, si effettua una colata di calcestruzzo. Operando in questo modo la struttura portante 20 viene fissata saldamente al terreno.

Il supporto per pannelli 30 comprende una superficie di ricezione dei raggi solari (non mostrata) attaccata ad una struttura portante 31, di tipo noto, presentante un dispositivo centrale di attacco 32 che serve a fissare il dispositivo di movimentazione 40 al pannello solare 30 stesso.

Il dispositivo di movimentazione 40 comprende, a sua volta, un albero rotante 41 a cui è fissata una piastra 42. Sulla piastra 42 sono saldate due orecchie metalliche 43 parallele fra di loro. Le due orecchie metalliche 43 definiscono al loro interno un vano 44. Per di più le due orecchie metalliche 43 sono unite tra di loro da un perno 45 le cui estremità 45A, in uso, vengono inserite in corrispondenti sedi 32A previste nel dispositivo centrale di attacco 32.

Il vano 44 viene chiuso superiormente da un coperchio 46. Alla piastra 42 sono saldati due barrette forate 47 i cui fori 47A servono da cerniera ad una prima estremità 48A di un attuatore oleodinamico 48.

In uso, una seconda estremità 48B dell’attuatore oleodinamico 48 è incernierata ad una cerniera 32B del dispositivo centrale di attacco 32 per degli scopi che saranno visti meglio nel prosieguo.

I seguenti elementi:

- albero rotante 41 con relativa piastra 42;

- le due orecchie metalliche 43;

- il perno 45;

- il coperchio 46; e

- le barrette forate 47

costituiscono un equipaggio rotante 400 atto a ruotare intorno ad un asse (X) di sostanziale simmetria dell’albero rotante 41.

L’equipaggio rotante 400 contiene al suo interno l’attuatore oleodinamico 48.

Inoltre, il dispositivo di movimentazione 40 comprende un carter 49, munito di un pannello di chiusura 50, atto ad ospitare un riduttore 51 a cui è collegato un motore oleodinamico non mostrato nelle figure allegate.

Sul carter 49 è prevista una apertura 52, nella quale, in uso, viene inserita una bussola 53, provvista di una ghiera 54 di supporto dell’equipaggio rotante 400. La ghiera 54 si appoggia alla (ed è fissata alla) superficie superiore esterna del carter 49.

Come mostrato in maggior dettaglio in figura 6 sulla superficie inferiore esterna della piastra 42 e sull’albero rotante 41 è fissato un distanziale reggispinta 55, il quale, a sua volta, si appoggia su un cuscinetto reggispinta 56 e su una bronzina superiore 57 che si frappone tra l’albero rotante 41 e la superficie cilindrica interna della bussola 53.

Come illustrato nelle figure 5, 6 a completamento del dispositivo di movimentazione 40 è prevista la presenza di una bronzina inferiore 58 anch’essa frapposta tra l’albero rotante 41 e la superficie cilindrica interna della bussola 53.

In figura 6 viene mostrato il fatto che alla estremità inferiore 41A dell’albero rotante 41 è fissata, per mezzo di viti, una corona dentata 59 che porta un disco freno 60.

Inoltre, tra la corona dentata 59 ed il disco freno 60 vi è un distanziale 61.

Come illustrato in figura 5 il disco freno 60 passa attraverso le ganasce di un freno 62 fissato (con mezzi noti e non rappresentati) alla bussola 53 fissa. Tuttavia il freno 62 può essere fissato in qualsiasi altro posto. Come vedremo in seguito il freno 62 ha una importante funzione nel presente contesto.

Come illustrato sempre in figura 6 dal riduttore 51 sporge un pignone 63 che si ingrana con la corona dentata 59 in modo da formare un meccanismo atto a mettere in rotazione l’equipaggio rotante 400 intorno all’asse (X).

E’ da notare che l’intero equipaggio mobile 400 può ruotare intorno all’asse (X) per effetto del motore oleodinamico (non mostrato) che pone in rotazione il pignone 63 ingranato con la corona dentata 59. In altre parole, la rotazione della corona dentata 59, fissata all’albero rotante 41 mediante delle viti, pone in rotazione, intorno all’asse (X), l’intero equipaggio mobile.

Inoltre, il supporto per pannelli 30, solidale all’equipaggio mobile 400 tramite il perno 45, oltre a poter ruotare anch’esso intorno all’asse (X) insieme all’equipaggio mobile 400, può ruotare anche intorno al perno 45 stesso (cioè intorno ad un asse (Y); vedi figura 6) per effetto dell’attuatore oleodinamico 48, una cui prima estremità 48A, come si è detto, è fissata in maniera libera di ruotare, alle due barrette forate 47, mentre la seconda estremità 48B è incernierata alla cerniera 32B del dispositivo centrale di attacco 32.

Pertanto, azionando contemporaneamente, o in differita, l’attuatore oleodinamico 48 ed il motore oleodinamico (non illustrato) il pannello solare 30 viene orientato verso il sole in maniera precisa.

Per esser sicuri che il pannello solare 30 non sia messo in rotazione dall’azione del vento si è pensato di dotare il dispositivo di movimentazione 40 del freno 62, il quale, stringendo due o più ganasce sulle superfici opposte del disco freno 60, impedisce di ruotare alla corona dentata 59 ed all’albero rotante 41, e quindi all’intero equipaggio rotante 400.

Si noti, altresì, che entrambi gli organi di attuazione, cioè l’attuatore oleodinamico 48 ed il motore oleodinamico (non illustrato), sono azionati mediante olio in pressione distribuito da un impianto oleodinamico (non illustrato). L’olio appartenente all’impianto oleodinamico viene messo in pressione da un motore elettrico (non mostrato) che utilizza vantaggiosamente soltanto una porzione dell’energia elettrica prodotta dal pannello solare 30 stesso.

Per aumentare la chiarezza dell’esposizione si è preferito omettere tutti i particolari (valvole, raccordi, condotti, tubi flessibili ecc.) relativi alla rete di distribuzione dell’olio in pressione all’attuatore oleodinamico 48 ed al motore oleodinamico (non illustrato).

Tutte le operazioni relative alla movimentazione del pannello solare 30 sono comandate e controllate da una centralina elettronica (CC).

Inoltre, il sistema di controllo può utilizzare un GPS il quale usa le coordinate per elaborare, con una formula matematica inserita nel software Firmware, la giusta posizione del sole rispetto al globo terrestre in ogni giorno e ora dell’anno. Per di più, per mezzo di un sistema GSM (o rete simile) si possono trasmettere tutti i dati di funzione, o di allarme, dell’inseguitore solare ad una ricevente posta a distanza.

Il funzionamento dell’inseguitore solare 10 oggetto dell’invenzione è il seguente:

- una volta calcolata la posizione (longitudine e latitudine) dell’inseguitore solare 10 e la posizione del sole rispetto all’orizzonte il pannello solare 30 è orientato verso il sole in accordo agli ordini impartiti dalla centralina (CC) all’attuatore oleodinamico 48 ed al motore oleodinamico;

- il supporto per pannelli 30 viene bloccato con un certo orientamento mediante l’azionamento del freno 62 che agisce sul disco freno 60;

- passato un certo lasso di tempo il freno 62 viene rilasciato ed il pannello solare 30 ri-orientato per tener conto dello spostamento apparente del sole rispetto alla terra;

- per tutta la notte il pannello solare 30 viene tenuto fermo dall’azione del freno 62 sul disco freno 60.

Inoltre, se l’inseguitore solare è posto in una regione molto ventosa durante la notte il pannello solare può essere orientato in maniera tale da esser colpito dal vento soltanto di fianco. A questo scopo potrebbe essere utile utilizzare degli anemometri per rilevare i dati sul vento per orientare convenientemente di notte il pannello solare.

I principali vantaggi dell’inseguitore solare oggetto dell’invenzione sono i seguenti:

(a) robustezza della struttura portante e del sistema di movimentazione che utilizza dispositivi attuatori oleodinamici di estrema affidabilità e resistenza;

(b) azione di frenatura effettuata sull’albero rotante quando il pannello solare è fermo; e

(c) presenza di un solo motore elettrico di bassa potenza per mettere in pressione l’olio dell’impianto oleodinamico.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Inseguitore solare (10) comprendente: - una struttura portante (20); - un supporto per pannelli solari (30) attaccato a detta struttura portante (20); e - mezzi di movimentazione (40) di detto pannello solare (30) per inseguire il sole; inseguitore solare (10) caratterizzato dal fatto che detti mezzi di movimentazione (40) comprendono dei mezzi oleodinamici.
2. 2. Inseguitore solare (10), come rivendicato alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di movimentazione (40) comprendono almeno un attuatore oleodinamico (48) ed almeno un motore oleodinamico.
3. 3. Inseguitore solare (10), come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di movimentazione (40) comprende un albero rotante (41) a cui è fissata una piastra (42); su detta piastra (42) essendo fissate due orecchie metalliche (43) unite tra di loro da un perno (45) le cui estremità (45A) vengono inserite in corrispondenti sedi (32A) previste in un dispositivo centrale di attacco (32) del pannello solare (30).
4. 4. Inseguitore solare (10), come rivendicato alla rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che alla piastra (42) sono fissati due elementi (47) i cui fori (47A) servono da cerniera ad una prima estremità (48A) di un attuatore oleodinamico (48).
5. 5. Inseguitore solare (10), come rivendicato alla rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che una seconda estremità (48B) dell’attuatore oleodinamico (48) è incernierata ad una cerniera (32B) del dispositivo centrale di attacco (32).
6. 6. Inseguitore solare (10), come rivendicato alla rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che i seguenti elementi: - l’albero rotante (41) con relativa piastra (42); - le orecchie metalliche (43); - il perno (45); - un coperchio (46); e - gli elementi (47) costituiscono un equipaggio rotante (400) atto a ruotare intorno ad un asse (X) di sostanziale simmetria dell’albero rotante (41).
7. 7. Inseguitore solare (10), come rivendicato alla rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il supporto per pannelli solari (30), solidale all’equipaggio mobile (400) tramite il perno (45), oltre a ruotare intorno all’asse (X) insieme all’equipaggio mobile (400) stesso, ruota anche intorno al perno (45) stesso (intorno ad un asse (Y)) per effetto dell’attuatore oleodinamico (48).
8. 8. Inseguitore solare (10), come rivendicato alla rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di movimentazione (40) è dotato di mezzi frenanti (60, 62) che impediscono di ruotare all’intero equipaggio rotante (400).
9. 9. Inseguitore solare (10), come rivendicato alla rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto di essere dotato di mezzi atti a rilevare la direzione dei venti ed orientare di conseguenza il pannello solare (30).
10. 10. Inseguitore solare (10), come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la struttura portante (20) presenta una forma tronco-piramidale e comprende due gusci identici (20A, 20B) saldati tra di loro.
11. 11. Inseguitore solare (10), come rivendicato alla rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che la struttura portante (20) comprende una piastra terminale inferiore (22) che prevede una pluralità di fori passanti (22A), ciascuno dei quali è atto ad accogliere una rispettiva estremità (23A) di una rispettiva barra (23) che fa parte di un blocco di fondamenta (24).
12. 12. Inseguitore solare (10), come rivendicato alla rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che il blocco di fondamenta (24) comprende, inoltre, una cornice metallica (25), ed un supporto per pannelli (26) fissati alle barre (23).
13. 13. Inseguitore solare (10), come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il supporto per pannelli (30) è atto a supportare qualsiasi tipo di pannello o ricettore di energia, per esempio, un pannello fotovoltaico, un pannello termico, oppure un concentratore solare.