ITFG20080007A1 - Sensore di maggiore luminosita' del cielo per inseguitori solari - Google Patents

Description

Descrizione di invenzione industriale avente per titolo:

Sensore di maggiore luminosità del ciclo per inseguitori solari

Testo della descrizione

Sfato dell'arte.

Varie ricerche sui sistemi di puntamento esistenti sui mercato hanno prodotto risultati msoddisfacenti.

Molti sono i sensori hobbistici, che sfruttano semplicemente l’ombra del sole per la sua ricerca, ma smettono completamente di funzionare quando l'ombra sparisce come ne! caso di cielo nuvoloso. I sensori professionali più adottati utilizzano 2 serie di 3 micro-pannelli a 45*, posti a 120*. Una sperimentazione approfondita di tali sensori ha mostrato punti di equilibrio poco efficienti e a volte diametralmente opposti.

Puntare il sole con il calcolo trigonometrico della posizione reale porta ad una riduzione della produzione di oltre il 10%.

Problema tecnico

Il problema degli inseguitori solari è quello di mantenere i pannelli tutto ì! giorno perpendicolari al sole o quando è nuvoloso, solo se risulta conveniente, perpendicolare al punto più luminoso de! cielo.

Partendo da una qualunque posizione del rotore il problema è individuare la direzione corretta per le movimentazioni per fare in modo da ottenere l’avvicinamento progressivo più efficiente verso la posizione di perpendicolarità.

Per ottenere questo è fondamentale che il sensore sia abbastanza lineare, in caso contrario potrebbe accadere, come vediamo in alcuni posizionatoti in commercio, che venga individuato un punto di massimo relativo. In questo caso il rotore si ferma in una posizione apparentemente corretta, ma sacrificando la differenza di produzione che avviene in quei punto rispetto alta posizione reale di massima luminosità nel cielo.

Soluzione :i! problema tecnico

Il criterio di costruzione del sensore si basa sul principio fisico che l'intensità della luce si attenua progressivamente attraversando un materiale diffondente. Vedi figura 1 .

Il grafico mostrato tiene conto della quantità di materiale da fare attraversare alla luce e dalla sensibilità del sensore rispetto alla luce proveniente da varie direzioni con un angolo della superficie captante di circa 13* ripetto alforizzontale.

il grafico potrebbe essere lineare con una superficie captante dì 45° ma. visto che sono state usati come trasduttori delle fotoresistenze, collegate in partizione con delle resistenze fisse otteniamo un risultato elettrico del tipo mostrato in figura 2.

Seppur la linearità non è matematica. l’andamento consente di non avere mai indecisioni tra un punto o un altro nel cielo.

L’elettronica non fa altro, per ogni direzione, che confrontare la rivelazione di due trasduttori antagonisti, per esempio est-ovest. Quindi dirige il motore verso Π trasduttore che capta più luce. Quando i due trasduttori rilevano la stessa luce siamo necessariamente nella condizione di massima luminosità.

Descrizione di una « più forme di attuazione

La geometrìa del sensore è quella mostrata di seguito, un monoblocco di materiale semi opaco realizzato al tornio o mediante fusione o stampaggio, poi verniciato opportunamente in maniera da costringere la luce i seguire percorsi precedentemente valutati.

La superficie ampia di captazione permette un'alta tolleranza allo sporco che nel tempo potrebbe formarsi in maniera poco simmetrica sul sensore.

In figura 3 troviamo i dettagli costruttivi del sensore ma questi non sono vincolanti ne nella forma che nelle dimensioni.

TI materiale che può essere usato è a scelta nylon, myìar, teflon di colore bianco e grigio. Il sensore è un monoblocco di materiale verniciato opportunamente con un coperchio posteriore opaco, uno stilo facoltativo nella parte superiore per controllare l’esatto puntamento, un bullone nella parte inferiore per chiudere il coperchio e per il fissaggio del sensore alla struttura dei pannelli fotovoltaici.

Funzionamento

Possiamo dividere il sensore nelle seguenti parti funzionali.

Contenitore: parte cilindrica opaca che contiene i trasduttori e I cavi

Settori dì cono attivo: sono le parti di cono scoperte dalla vernice opacizzante, quindi, per ciascun quadrante, è la parte da cui entra la luce per arrivare al trasduttore posto nel contenitore. 11 settore dì cono attivo comprende anche un dente posteriore per la rivelazione della luce nella parte retrostante il sensore,

Settori di coliti passivo; sono le partì di cono opacizzate dalla vernice, sono collocate in mezzo a due settori di cono attivi e servono solo a mantenere la struttura compatta,

Cilindro superiore: ha una tripla funzione:

1} Porti breggiamento sulle superfici captanti provoca una brusca caduta di luce non appena il sensore perde La! lineamento nella direzione opposta.

2) II cilindro rende indipendenti le superfici captanti dalle altre direzioni rispetto alla propria, m particolare rispetto alla direzione opposta,

3) La parte superiore del cilindro trova impressi dei cerchi calibrati che, insieme alTpmbra dello stilo, permette di valutare Terrore sia in termini angolari, sia in termini di direzione da attuare per la correzione.

L’altezza di 20 mm della parte cilindrica permette di avere una precisione di puntamento di circa l<e>*se vogliamo migliorarla è sufficiente incrementarne il valore.

Stilo di puntamento* è un'asta di lunghezza calcolata che permette di stabilire Terrore di puntamento semplicemente guardando la sua ombra sulla superficie superiore del cilindro,

Ogni cerchio rappresenta 1° di errore di puntamento. Quando lo stilo non fa ombra, con il sole in vista, significa che la posizione è perfetta.

Coperchio inferiore; totalmente opacizzato, presenta col suo profilo un labirinto per impedire qualunque ingresso di luce sulla parte in contato col sensore.

Il coperchio inferiore lascia una corona circolare dì aria che permette il passaggio dei cavi.

Bullone di fissaggio; permette di fissare il sensore correttamente orientato, solidale ai pannelli da direzionare.

Tute le superfici interne al sensore sono rese nere per impedire qualunque trasmissione di luce non desiderata- Le superfici esterne sono invece verniciate con una vej qte, totalmente opaca.

Nei settori di cono attivi, per ogni direzione, la luce segue un percorso proporzionale all’angolo da cui proviene, il dente, attiguo alla superficie irci inala, permette di rilevare la presenza dì una fonte di luce anche proveniente dalla parie posteriore. Infatti come si può vedere in figura 4 la parte posteriore del dente è senza vernice. 11 corpo del sensore. cilindrico, impedisce uri equilibrio per la luce posteriore: è sufficiente un piccolo angolo per avere il dente in ombra e fare ruotare il sensore nella direzione di maggiore luce.

Se il- sensore non può essere posizionato in u.n unico posto esiste la possibilità dì dividerlo in 2 o in 4 sensori separati.

Il sensore è stato testato grazie alla scheda elettronica poli funzionale per la gestione dei segnali del sensore fig.5. dove esiste la possibilità di un collegamento in rete, di controllo della velocità del vento, della temperatura, degli allarmi di furto e sabotaggio dell’ impianto fotovoltaico.

Tale scheda è prodotta dalla DRIVI Elettronica Srl di Foggia e il suo nome è Sun Pick ed è solo un esempio per interfacciare il sensore ai rotismi e non fa pane della presente domanda di brevetto.

Variatiti

La geometria, i materiali, le dimensioni,, il colore del sensore possono essere modificate opportunamente senza perderne Sa funzionalità. Piccole modifiche all 'elettronica o ai software di gestione possono compensare te varianti del sensore.

Claims (2)

1. Rivendicazioni di invenzione industriale avente per titolo: Sensore dì maggiore luminosità del cielo per inseguitori solari Col presente brevetto rivendico ciascuna delle seguenti idee in quanto provenienti da lunghe riflessioni, calcoli e prove : 1) l<'>originale dispositivo sensore,, geometricamente,funzionale e realizzato da un mono blocco vernicialo; Soluzione stagna e particolarmente economica.
2. 2) La soluzione innovativa per fai· percorrere: alla luce un percorso variabile dipendente dalla sua ine! inazione, in un materiale non trasparente, e quindi di misurate la sua aUcnua/iòite. jj La soluzione innovativa di compensare<'>la non linearità elettronica con la non linearità di concavità inversa meccanica. 4} La soluzione di utilizzare un coperchio con un labirinto per impedire Laccesso della luce 5 ) I ,a sol uzione per veri ficare il funzionamento con il puntatole attico di allincamentà