ITMO20120053A1 - Dispositivo per la movimentazione di pannelli fotovoltaici o simili - Google Patents

Description

Descrizione di Breveto per Invenzione Industriale avente per titolo: “DISPOSITIVO PER LA MOVIMENTAZIONE DI PANNELLI FOTOVOLTAICI O SIMILI†.

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo per la movimentazione di pannelli fotovoltaici o simili.

Sono oramai noti dispositivi per la conversione dell’energia solare che prevedono l’utilizzo di pannelli fotovoltaici o simili applicati ad una struttura di supporto atta a consentire la movimentazione dei pannelli fotovoltaici stessi durante l’arco della giornata, al fine di otimizzare la quantità di energia trasformata e, quindi, il rendimento degli stessi.

Generalmente, la struttura di supporto dei dispositivi noti comprende una porzione fissa posizionabile sul terreno o su una superficie di riferimento ed una porzione mobile associata in rotazione alla porzione fissa e solidale ad un relativo pannello fotovoltaico. Tra la porzione fissa e la porzione mobile sono generalmente interposti mezzi di trasmissione motorizzati. Poiché il pannello fotovoltaico deve compiere un moto alternato tra due posizioni di fine corsa, i mezzi di trasmissione di tipo noto comprendono organi meccanici di trasmissione, sensori ati a rilevare la posizione angolare della porzione mobile e sistemi eletronici di controllo atti a gestire la movimentazione della porzione mobile.

Questi dispositivi di tipo noto presentano però degli inconvenienti.

Essi, infatti, sono caratterizzati da elevate capacità prestazionali non funzionali, però, alla movimentazione di pannelli fotovoltaici e tali da indurre elevati ed ingiustificati costi di investimento.

Inoltre, qualora, a causa di un malfunzionamento, il motore che aziona in rotazione la porzione mobile non inveita il moto in corrispondenza di un fine corsa, si possono verificare rotture indesiderate all’impianto. Per tale ragione, al fine di prevenire il verificarsi di ingenti danni economici, occorre applicare un numero ridondante di sistemi di controllo che inevitabilmente si ripercuotono sul costo finale del dispositivo.

Questi dispositivi noti possono anche essere soggetti, data la loro complessità, a malfunzionamenti e rotture, che comportano di conseguenza la necessità di effettuare interventi di manutenzione, riducendo così il rendimento del pannello fotovoltaico e alzando i costi di gestione.

Il compito principale della presente invenzione à ̈ quello di escogitare un dispositivo per la movimentazione di pannelli fotovoltaici o simili, che consenta di superare gli inconvenienti della tecnica nota.

All’interno di questo compito, uno scopo del presente trovato à ̈ quello di escogitare un dispositivo per la movimentazione dei pannelli fotovoltaici che sia sensibilmente più semplice ed economico rispetto ai dispositivi di tipo noto, risultando comunque di sicuro ed affidabile funzionamento. l)Gli scopi sopra esposti sono raggiunti dal presente dispositivo per la movimentazione di pannelli fotovoltaici o simili, comprendente:

- una struttura di supporto provvista di almeno una porzione fissa posizionabile su una superficie di riferimento e di almeno una porzione mobile associabile ad almeno un pannello fotovoltaico ed associata in rotazione a detta porzione fissa attorno ad un asse di rotazione;

- mezzi per la rotazione del pannello fotovoltaico interposti tra detta porzione fissa e detta porzione mobile;

caratterizzato dal fatto che detto asse di rotazione à ̈ disposto sostanzialmente verticale e che detti mezzi per la rotazione comprendono almeno un quadrilatero articolato azionabile per portare in rotazione detta porzione mobile attorno a detto asse di rotazione.

Altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un dispositivo per la movimentazione di pannelli fotovoltaici o simili, illustrata a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unite tavole di disegni in cui:

la figura 1 Ã ̈ una vista in assonometria di un dispositivo secondo il trovato associato ad un relativo pannello fotovoltaico;

la figura 2 à ̈ una vista in pianta dall’alto del dispositivo di figura 1 con la porzione mobile in una posizione di fine corsa;

la figura 3 à ̈ una vista in pianta dall’alto del dispositivo di figura 1 con la porzione mobile nell’altra posizione di fine corsa;

la figura 4 à ̈ una prima vista in assonometria del dispositivo di figura 2; la figura 5 à ̈ una seconda vista in assonometria del dispositivo di figura 2. Con particolare riferimento a tali figure, si à ̈ indicato globalmente con il numero di riferimento 1 un dispositivo per la movimentazione di pannelli fotovoltaici o simili.

Il dispositivo 1 comprende una struttura di supporto 2 provvista di una porzione fissa 2a e di una porzione mobile 2b associata girevolmente alla porzione fissa 2a attorno ad un asse di rotazione. La porzione fissa 2a à ̈ posizionabile su una superficie di supporto quale, ad esempio, il terreno, e la porzione mobile 2b à ̈ associabile solidalmente ad un relativo pannello fotovoltaico indicato in figura 1 con la lettera P.

Opportunamente, la porzione mobile 2b comprende mezzi di sostegno del pannello fotovoltaico P quali, ad esempio, un’asta centrale 3a ed una pluralità di aste inclinate 3b che sono associate solidalmente alla faccia inferiore del pannello P.

Il dispositivo 1 comprende, poi, mezzi per la rotazione del pannello fotovoltaico P interposti tra la porzione fissa 2a e la porzione mobile 2b. Secondo il trovato, la porzione mobile 2b à ̈ associata in rotazione alla porzione fissa 2a attorno ad un asse disposto sostanzialmente verticale ed i mezzi per la rotazione comprendono almeno un quadrilatero articolato 4 azionabile per portare in rotazione la porzione mobile 2b rispetto alla porzione fissa 2a attorno al suo asse di rotazione.

Vantaggiosamente, sia la porzione fissa 2a che la porzione mobile 2b appartengono al quadrilatero articolato 4.

Più particolarmente, il quadrilatero articolato 4 à ̈ configurato in modo tale che la porzione fissa 2a e la porzione mobile 2b definiscono, rispettivamente, il membro fisso ed il bilanciere del quadrilatero articolato stesso.

Il quadrilatero articolato 4 comprende anche una prima ed una seconda asta, identificate nelle figure rispettivamente con i numeri di riferimento 5 e 6, le quali definiscono i due lati rimanenti del quadrilatero articolato stesso.

La prima asta 5 à ̈ incernierata ad una estremità alla seconda asta 6 ed à ̈ collegata mobile in rotazione alla porzione fissa 2a con l’estremità opposta. Analogamente, la seconda asta 6 presenta un’estremità associata alla seconda asta 5 e Γ estremità opposta incernierata alla porzione mobile 2b. Più in dettaglio il quadrilatero articolato 4 à ̈ dimensionato in modo tale che l’asta 5 compia quindi una rotazione completa attorno al relativo asse e che la porzione mobile 2b compia un movimento rotatorio alternato, oscillando tra due posizioni di fine corsa.

La prima e la seconda asta 5 e 6 definiscono quindi, rispettivamente, la manovella e la biella del quadrilatero articolato.

Preferibilmente, i mezzi per la rotazione comprendono mezzi motori 7 atti ad azionare il quadrilatero articolato 4 per portare in rotazione la porzione mobile 2b attorno al suo asse.

Come visibile dalle figure, i mezzi motori 7 sono associati solidalmente alla porzione fissa 2a e la prima asta 5 Ã ̈ associata ai mezzi motori stessi. La prima asta 5 Ã ̈ quindi collegata in rotazione alla porzione fissa 2a mediante i mezzi motori 7.

Più in dettaglio, i mezzi motori 7 comprendono un corpo scatolare associato solidalmente alla porzione fissa 2a e dal quale fuoriesce un albero girevole associato solidalmente alla prima asta 5.

Preferibilmente, l’albero girevole di cui sono dotati i mezzi motori 7 ruota in modo continuo in un solo senso di rotazione. Inoltre, la velocità angolare dell’albero motore à ̈ sostanzialmente costante. I mezzi motori 7 possono quindi del tipo di un semplice motore elettrico associato ad un riduttore ben noto al tecnico del settore.

Vantaggiosamente il riduttore sarà scelto in modo tale da assicurare un alto rapporto di riduzione, maggiore o uguale a 1:1000, ed in grado di garantire anche la funzione di freno quando viene interrotta Γ alimentazione dei mezzi motore 7.

Vantaggiosamente, il dispositivo 1 comprende anche mezzi di rilevazione 8 della posizione angolare della porzione mobile 2b.

Più particolarmente, i mezzi di rilevazione 8 comprendono almeno un profilo dentato 9, associato solidale ad una tra la porzione fissa 2a e la porzione mobile 2b, ed almeno un primo sensore IOa, associato solidale all’altra tra la porzione mobile 2b e la porzione fissa 2a, il quale à ̈ atto a cooperare con il profilo dentato 8 per rilevare l’entità angolare dello spostamento della porzione mobile 2b.

Preferibilmente, i mezzi di rilevazione 8 comprendono anche un secondo sensore 10b, associato solidale alla medesima porzione 2a, 2b del primo sensore IOa, ed atto a cooperare anch’esso con il profilo dentato 9 per definire, in combinazione con il primo sensore stesso, una posizione di riferimento della porzione mobile 2b quale, ad esempio, una delle due posizione di fine corsa.

Più in dettaglio, i sensori 10a e 10b possono essere del tipo di sensori di prossimità, ovvero atti a rilevare la presenza o meno dei denti del profilo dentato 9 e ad inviare un corrispondente segnale elettrico ad una centralina elettronica, non visibile nelle figure, operativamente collegata ai mezzi motore 7.

Nella preferita forma di realizzazione rappresentata nelle figure, i sensori 10a e 10b sono disposti distanziati tra loro in modo tale da trovarsi in corrispondenza delle estremità del profilo dentato 9 quando la porzione mobile 2a à ̈ in una delle due posizioni di fine corsa. Tale configurazione consente quindi di definire in modo univoco l’esatta posizione della porzione mobile 2b rispetto alla porzione fissa 2a.

Il funzionamento del presente trovato à ̈ il seguente.

Come noto al tecnico del settore, i pannelli fotovoltaici P devono muoversi in un senso durante le ore del giorno, in modo tale da trovarsi nella posizione ottimale in ciascuna fascia oraria, e nel senso opposto durante le ore della notte, in modo tale da riportarsi nella posizione iniziale di partenza per il giorno seguente.

Lo spostamento della porzione mobile 2b viene quindi azionato tramite i mezzi motore 7 i quali portano in rotazione la prima asta 5 che, ruotando in modo continuo attorno al proprio asse, trasferisce il moto alla seconda asta 6 e di conseguenza alla porzione mobile stessa.

Come sopra descritto, il quadrilatero articolato 4, e più in particolare gli elementi che lo costituiscono, sono dimensionati in modo tale che la porzione mobile 2b spazzi un settore angolare di entità limitata ruotando alternativamente tra due posizioni di fine corsa. Durante una parte dell’arco di rotazione compiuto dalla prima asta 5 la porzione mobile 2b ruota quindi in un verso rispetto alla porzione fissa 2a, mentre durante la restante parte dell’arco di rotazione della prima asta 5 la porzione mobile 2b mota in senso opposto al precedente. L’inversione del moto della porzione mobile 2b avviene quindi automaticamente per effetto del funzionamento meccanico del quadrilatero articolato 4.

La posizione angolare della porzione mobile 2b viene identificata dai mezzi di rilevazione 8.

Come sopra descrito nel detaglio, in una posizione di riferimento corrispondente, ad esempio, ad una posizione di fine corsa della porzione mobile 2b, il primo ed il secondo sensore 10a e 10b sono disposti rispetivamente in corrispondenza del primo e dell’ ultimo dente del profilo dentato 9. A partire da questa configurazione, il successivo spostamento della porzione mobile 2b viene quantitativamente rilevato dal primo sensore IOa il quale identifica il progressivo susseguirsi dei denti del profilo dentato 9 inviando un corrispondente segnale elettrico alla centralina elettronica, mentre al contempo il secondo sensore 10b si allontana dal profilo dentato stesso. Il secondo sensore 10b à ̈ quindi disposto in corrispondenza del profilo dentato 9 solo nella posizione di fine corsa di riferimento.

Qualora, ad esempio per un guasto accidentale, dovesse venire meno Γ alimeniazione elettrica al dispositivo 1 e quindi anche ai sensori 10a, 10b, la centralina “perde†di conseguenza la posizione angolare della porzione mobile 2b. Nel momento in cui viene ripristinato il corretto funzionamento del dispositivo 1 vi à ̈ quindi la necessità di riportare la porzione mobile 2b nella posizione di riferimento. A tal fine, i mezzi motore 7 riprendono il funzionamento azionando in rotazione la porzione mobile stessa fino a quando entrambi i sensori 10a e 10b rilevano la presenza di un dente del profilo dentato 9. Raggiunta questa posizione, ogni successivo spostamento della porzione mobile 2b verrà nuovamente rilevato dal primo sensore IOa, consentendo così alla centralina elettrica di conoscere l’esata posizione angolare del relativo pannello fotovoltaico P.

Si à ̈ in pratica constatato come il trovato descritto raggiunga gli scopi proposti e in particolare si sottolinea il fatto che consente di movimentare in modo semplice ed economico un pannello fotovoltaico durante tutto l’arco della giornata.

Inoltre, il dispositivo secondo il trovato consente di ottenere in modo estremamente semplice dal punto di vista costruttivo, e al contempo sicuro sotto il profilo del funzionamento, un movimento di rotazione alternato del pannello fotovoltaico.

In modo particolare, il dispositivo secondo il trovato effettua la rotazione della porzione mobile e la gestione dei relativi fine corsa senza l’ausilio di alcun dispositivo elettronico di sicurezza, risultando pertanto una soluzione sensibilmente più economica rispetto a quelle fino ad oggi utilizzate.

Risulta quindi evidente come il dispositivo proposto consente di realizzare un moto oscillatorio del relativo pannello fotovoltaico senza che sia necessario l’utilizzo di alcun sensore di sicurezza, assicura un movimentazione “lenta†che non richiede sistemi di controllo e gestione a rapida risposta e non necessita di sistemi di emergenza in quanto il malfunzionamento di uno qualunque degli elementi non può causare danni ad altri organi del dispositivo stesso.

Non ultimo, il dispositivo in oggetto consente anche di rilevare gli spostamenti della porzione mobile e di identificare la sua posizione angolare in modo sensibilmente più semplice rispetto ai dispositivi di tipo noto, ovvero utilizzando elementi facilmente reperibili sul mercato e di basso costo che contribuiscono a ridurre ulteriormente i costi di investimento.

La tipologia di trasmissione meccanica, i sensori scelti e l’assenza di dispositivi elettronici di sicurezza permette di gestire il dispositivo utilizzando un comune sistema elettronico di controllo il quale, calcolando astronomicamente la posizione del sole in funzione della data e dell’ora à ̈ in grado di pilotare il dispositivo stesso in modo da ottimizzare la posizione dei pannelli fotovoltaici. Lo stesso sistema di controllo sarà inoltre in grado di gestire in modo parallelo un significativo numero di dispositivi consentendo così di ottenere una significativa economia di scala.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo (1) per la movimentazione di pannelli fotovoltaici o simili, comprendente: - una struttura di supporto (2) provvista di almeno una porzione fissa (2a) posizionabile su una superficie di riferimento e di almeno una porzione mobile (2b) associabile ad almeno un pannello fotovoltaico (P) ed associata in rotazione a detta porzione fissa (2a) attorno ad un asse di rotazione; - mezzi per la rotazione del pannello fotovoltaico (P) interposti tra detta porzione fissa (2a) e detta porzione mobile (2b); caratterizzato dal fatto che detto asse di rotazione à ̈ disposto sostanzialmente verticale e che detti mezzi per la rotazione comprendono almeno un quadrilatero articolato (4) azionabile per portare in rotazione detta porzione mobile (2b) attorno a detto asse di rotazione.
2. 2) Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta porzione fissa (2a) e detta porzione mobile (2b) definiscono due lati di detto quadrilatero articolato (4).
3. 3) Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto quadrilatero articolato (4) Ã ̈ configurato in modo tale che detta porzione fissa (2a) e detta porzione mobile (2b) definiscono, rispettivamente, il membro fisso ed il bilanciere di detto quadrilatero articolato (4), detta porzione mobile (2b) muovendosi alternativamente tra gli estremi di un settore angolare predefinito.
4. 4) Dispositivo (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto quadrilatero articolato (4) comprende una prima ed una seconda asta (5, 6) incernierate tra loro e dove la prima asta (5) à ̈ collegata mobile in rotazione a detta porzione fissa (2a) e la seconda asta (6) à ̈ incernierata a detta porzione mobile (2b); detta prima e detta seconda asta (5, 6) definendo, rispettivamente, la manovella e la biella di detto quadrilatero articolato (4).
5. 5) Dispositivo (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi per la rotazione comprendono mezzi motori (7) associati a detto quadrilatero articolato (4).
6. 6) Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detti mezzi motori (7) sono associati solidalmente a detta porzione fissa (2a) e sono associati a detta prima asta (5) per azionarla in rotazione attorno ad un relativo asse.
7. 7) Dispositivo (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di rilevazione (8) della posizione angolare di detta porzione mobile (2b).
8. 8) Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di rilevazione (8) comprendono una profilo dentato (9) associato ad una tra detta porzione mobile (2b) e detta porzione fissa (2a) ed almeno un primo sensore (IOa) associato all’altra tra detta porzione fissa (2a) e detta porzione mobile (2b), detto primo sensore (IOa) essendo atto a cooperare con detto profilo dentato (9) durante la rotazione della porzione mobile (2b) per rilevare l’entità del suo spostamento.
9. 9) Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di rilevazione (8) comprendono almeno un secondo sensore (10b) collegato solidalmente a detto primo sensore (IOa) e distanziato da quest’ultimo, detti primo e secondo sensore (10a, 10b) essendo atti a cooperare con detto profilo dentato (9) per definire una posizione di riferimento di detta porzione mobile (2b) rispetto a detta porzione fissa (2a).
10. 10) Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detti primo e secondo sensore (10a, 10b) sono posizionati, in una posizione di fine corsa di detta porzione mobile, rispettivamente in corrispondenza del primo e dell’ultimo dente di detto profilo dentato (9).