WO2005090853A1 - Dispositivo de captación y direccionamiento de luz solar - Google Patents

Abstract

Dispositivo de captación y direccionamiento de luz solar que comprende medios (1) para la captación de la luz solar los cuales dirigen los rayos de luz (14) hacia una zona determinada (2) para la iluminación de la misma, caracterizado en que dichos medios (1) comprenden por lo menos una lama captadora (3) que presenta por lo menos una superficie de alta reflectividad, quedando dicha lama captadora (3) montada de manera orientable sobre un plano inclinado (4) que forma parte de una estructura (5) que se encuentra montada giratoria sobre una estructura portante (7) y comprendiendo también medios de accionamiento de cada lama captadora (3) que la hacen bascular respecto a dicha estructura giratoria (5) y girar con el plano inclinado (4) de acuerdo con unos medios de seguimiento de la luz solar.

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de captación y direccionamiento de luz solar. La presente solicitud de Modelo de Utilidad se refiere a un dispositivo de captación y direccionamiento de luz solar, cuyas nuevas características proporcionan numerosas ventajas, tal como se detallará en la presente memoria. Son conocidos en la técnica numerosos dispositivos para canalizar la luz solar con el fin de ¡luminar espacios públicos y similares. Así, por ejemplo, el dispositivo que se describe en el Modelo de

Utilidad n° U200200544 está formado por una estructura móvil para la orientación automática de paneles solares u otros captadores o reflectores de radiación solar. Comprende una subestructura principal que gira alrededor de un eje y que soporta varios bastidores giratorios respecto a un eje perpendicular al eje de giro de la subestructura principal y que se mueven solidariamente con ésta. Los elementos de captación solar se sitúan sobre estos bastidores que se hacen girar sincronizadamente mediante un único sistema de actuación. La patente n° P0460196 describe un sistema captador de rayos solares con receptor fijo y espejos móviles en el cual se disponen unos espejos elementales segmentados colocados a lo largo de las generatrices de una porción de cilindro y van dirigiendo los rayos de sol hacia una zona que está situada en la cercanía de una generatriz de dicho cilindro así como de un receptor de forma lineal colocado en dicha zona. El receptor es fijo y se disponen medios que provocan que los espejos experimenten rodadura sin deslizamiento de manera que la zona hacia la cual se dirigen los rayos reflejados sea fija y la dirección de dichos rayos reflejados permanezca igual cuando varía la posición del sol. La patente P9101885 describe un dispositivo de iluminación de espacios mediante seguimiento solar formado por la disposición de dos espejos reflectores. Uno de ellos presenta medios de giro y elevación para el seguimiento del sol de tal manera que los rayos emitidos por el sol son reflejados a través del otro espejo reflector fijo y formando un ángulo de 45°, dirigiendo los rayos reflejados hacia el lugar a iluminar. La invención propone un dispositivo de captación y direccionamiento de luz solar para lugares públicos que funciona asociado a un medio de seguimiento solar. El dispositivo de la invención está adaptado para proyectar luz natural hacia lugares profundos, normalmente por debajo del nivel de suelo, por ejemplo el metro, patios interiores, etc. Para ello, el dispositivo de la invención está provisto típicamente de medios para la captación de la luz solar adaptados para dirigir la luz hacia una zona determinada para la iluminación de la misma. A diferencia de los dispositivos descritos anteriormente con relación al estado de la técnica, estos medios están formados por una o varias lamas captadoras, por ejemplo entre 1 y 7 lamas. Cada una de dichas lamas captadoras es un cuerpo substancialmente plano que presenta por lo menos una superficie de alta reflectividad, por ejemplo de tipo espejo o bien fabricadas en acero pulido para una perfecta reflexión de la luz solar incidente. Las lamas captadoras del dispositivo de la invención se encuentran montadas de manera orientable (es decir, permiten un movimiento cenital) sobre un plano inclinado. Este plano inclinado forma parte de una estructura donde están montadas dichas lamas, la cual puede ser transparente, translúcida u opaca según la función deseada. En el caso de disponer más de dos lamas captadoras, el citado plano de la estructura presenta una inclinación entre 15 y 45° respecto a la horizontal, dependiendo de la latitud terrestre en la que se encuentre montado. La citada estructura está montada giratoria sobre una estructura portante para proporcionar el movimiento azimutal de las lamas del dispositivo de la invención. El movimiento de giro lo proporciona una guía anillo solidaria de la estructura mediante un mecanismo de transmisión exterior que comprende un piñón y una corona dentada. La estructura portante tiene la misión de conducir y tratar la luz proyectada por las lamas en el interior del lugar donde está instalado el dispositivo. El diseño de dichas estructuras depende de las características del proyecto y, en general, comprende unos conductos reflectores, unos difusores y unos transmisores. Normalmente presenta un trayecto substancialmente vertical si bien puede estar diseñada para que presente una inclinación de más de 60° respecto a la horizontal dependiendo del tipo de instalación. La orientación de las lamas se obtiene a través de unos medios de accionamiento que provocan el basculamiento de las mismas respecto a la estructura giratoria donde éstas van montadas y también que giren a la vez con la estructura. Ambos movimientos están coordinados a través de unos medios de seguimiento de la luz solar de manera que las lamas acompañan secuencialmente la posición relativa del sol, tal como lo haría un girasol, a lo largo del día, durante todo el año. La inclinación variable de las lamas permite redireccionar adecuadamente los rayos solares introduciéndolos en espacios de difícil acceso debido normalmente a la distancia respecto al exterior o bien por obstrucciones físicas. El diseño del conjunto varía en función del entorno urbano (altura y densidad de edificación vecina) y de los valores históricos y estéticos del entorno.

También depende de los propios condicionantes del proyecto (forma, estructura, medidas, profundidad, funcionalidad, materialización, grado de vandalismo, etc.) y los fenómenos climatológicos (sobre todo viento y lluvia). Por otra parte, la altura total de la estructura portante está en función del punto máximo de asoleamiento anual. Las lamas pueden quedar montadas en una estructura de perímetro elíptico, poligonal, etc, producto de las proyecciones de los planos horizontales cuadrados, circulares u octogonales de los orificios por donde se transporta la luz. El dispositivo de la invención permite incorporar sistemas de iluminación natural indirectos (lucernarios) en la estructura portante, formando así un sistema mixto de iluminación natural. Para espacios de gran profundidad por ejemplo, más de seis metros, puede disponerse un sistema mixto con iluminación artificial y fotosensor para garantizar un flujo lumínico constante minimizando los efectos de nubosidad, inicio y fin de la jornada lumínica natural, y desperfectos en el funcionamiento del captador, que pueden producir la falta de confort natural ambiental (por claustrofobia, oscuridad, deslumbramiento, etc.). El consumo eléctrico para su funcionamiento puede ser autogestionado con unos paneles fotovoltaicos incorporados en unas lamas adicionales de inclinación y movimiento independiente a las captadoras. Preferiblemente, el extremo inferior del lado menor de cada lama queda fijado de manera giratoria a una parte fija de la estructura giratoria. El extremo opuesto de dicho lado menor de cada lama queda unido también de manera giratoria a unos elementos longitudinales móviles los cuales provocan el basculamiento simultáneo de las lamas en paralelo al ser accionados por unos brazos hidráulicos o neumáticos. La estructura giratoria puede incorporar un vidrio protector dispuesto en la parte superior de las lamas donde inciden los rayos solares para evitar que se introduzcan objetos, polución, etc. hacia el interior de la estructura. El dispositivo de la invención proporciona una mayor cantidad de luz debido al conjunto lamas lo cual no requiere tratamientos de difusión adicionales. En otras palabras, con un orificio determinado, el dispositivo puede proporcionar la mayor cantidad de luz solar y con la máxima homogeneidad reduciendo el máximo las sombras. De este modo, se evita la necesidad de elementos difusores posteriores para la eliminación del contraste y manchas luminosas no deseadas. Además, la disposición de múltiples lamas permite superficies mayores de captación con un coste menor. Las características y las ventajas del dispositivo de la presente invención resultarán más claras a partir de la descripción detallada de una realización preferida. Dicha descripción se dará, de aquí en adelante, a modo de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos. En dichos dibujos: La figura n° 1 es una vista en perspectiva de una realización de un dispositivo de captación y direccionamiento de luz solar de acuerdo con la invención en la que la superficie giratoria es de planta rectangular; La figura n° 2 es una vista en planta desde arriba de un dispositivo de captación y direccionamiento de luz solar similar al de la figura n° 1 pero en la que la superficie giratoria es de planta circular; y La figura n° 3 es una vista esquemática en alzado seccionado de un dispositivo de acuerdo con la invención. El dispositivo que se describe de acuerdo con la invención comprende medios (1) para captar la luz solar los cuales están adaptados convenientemente para dirigir la luz hacia una zona determinada (2) para la iluminación de la misma. Esta zona (2) será normalmente una zona interior tal como, por ejemplo, el metro, un patio, y en general cualquier espacio de difícil acceso. Los medios (1) para captar la luz solar comprenden una pluralidad de lamas captadoras (3) montadas en paralelo. En la realización mostrada en la figura n° 3 se muestran siete de dichas lamas captadoras (3), que corresponde al número máximo de lamas (3) para una óptima iluminación. Diversas pruebas de con- figuración de los medios (1) para captar la luz solar demuestran que un número superior de lamas (3) proporciona una peor canalización de los rayos de luz solar debido a las sombras que generan unas lamas sobre las otras. Cada lama captadora (3) está constituida por una placa plana de forma rectangular que puede presentar una o ambas superficies de alta reflectividad, por ejemplo de tipo espejo. Las lamas captadoras (3) se encuentran montadas paralelas de manera orientable. Más concretamente, las lamas (3) son capaces de bascular respecto a un plano inclinado (4) sobre el cual van montadas lo cual permite el movimiento cenital de las mismas. Los movimientos de las lamas (3) se describirán con mayor detalle en lo sucesivo. El citado plano inclinado (4) forma parte de una estructura metálica giratoria (5) en la cual se disponen dichas lamas (3) de manera basculante. Esta estructura giratoria (5) que se ilustra a modo de ejemplo en la figura n° 3 tiene una altura de aproximadamente 2,46 m y una base circular de 3,80 m de diámetro, presentando el plano inclinado (4) una inclinación de 32°24' aproximadamente. Se comprenderá que estos datos constructivos se dan a modo de ejemplo no limitativo y que por consiguiente pueden modificarse en función de los condicionantes del proyecto de acuerdo con la situación geográfica (latitud terrestre) donde se encuentre instalado el dispositivo de iluminación así como el grado de iluminación que se desee ofrecer.

En dicho ejemplo, las lamas (3) presentan una altura de 0,85 m y quedan separadas entre sí 0,51 m aproximadamente. La estructura (5) puede incorporar una puerta (6) para facilitar las operaciones de limpieza y mantenimiento del conjunto. La estructura (5) puede construirse de tal modo que sea transparente, translúcida u opaca según la función deseada. Como puede apreciarse en las figuras, la estructura giratoria (5) donde van montadas las lamas se encuentra montada de manera giratoria sobre una estructura portante (7). El movimiento de giro relativo de las estructuras (5, 7) proporciona el movimiento azimutal de las lamas (3). Para ello, se dispone una guía anillo (10) solidaria de la estructura portante (7) mediante un mecanismo de transmisión exterior que comprende un piñón y una corona dentada (no mostrados). La estructura portante (7) es un cuerpo tubular substancialmente vertical que presenta una altura de acuerdo con el punto máximo de asoleamiento anual.

El cuerpo tubular de la estructura portante (7) está destinado a conducir y tratar la luz proyectada por as lamas (3) hacia la zona (2) que se tiene que ¡luminar, pudiendo ser, en algunos casos, inclinada (más de 60° respecto a la horizontal). La estructura portante (7) comprende, entre otros elementos, unos conductos reflectores, unos difusores y unos transmisores (no ilustrados). Unos medios de accionamiento permiten el movimiento cenital y azimutal de las lamas (3). Dichos medios de accionamiento comprenden un motor paso a paso (8) para el accionamiento del citado mecanismo de transmisión de piñón y corona dentada el cual provoca el movimiento angular de la estructura giratoria (5). Los medios de accionamiento también permiten, como se ha indicado, la orientación de las lamas (3). Para ello, se disponen unos brazos hidráulicos o neumáticos (9) accionados por un motor los cuales accionan las lamas (3) para provocar que basculen en un sentido u otro. Los medios de accionamiento están controlados a través de unos medios de seguimiento de la luz solar, Estos medios de seguimiento de la luz solar provocan que las lamas (3) modifiquen su orientación en cada instante de acuerdo con la dirección de los rayos solares, redireccionándolos de tal manera que se introduzcan en espacios (2) que normalmente no son accesibles debido a la distancia respecto al exterior o bien por obstrucciones físicas. La secuencia de movimiento está predeterminada por los medios de seguimiento de la luz del sol. En la figura n° 3 se muestra un ejemplo de redireccionamiento de rayos solares (14) en solsticio de invierno hacia la zona a iluminar (2). En la realización mostrada, el basculamiento de las lamas (3) se realiza de manera simultánea gracias a que el extremo inferior del lado menor de cada lama (3) queda fijado de manera giratoria a una parte fija (11) de la estructura (5), mientras que el otro extremo opuesto de dicho lado menor de cada lama (3) queda unido también de manera giratoria a unos elementos longitudinales móviles (12) los cuales provocan el basculamiento simultáneo de las lamas (3). Estos elementos longitudinales móviles (12) son accionados por los brazos hidráulicos o neumáticos (9) citados anteriormente. Para evitar que se introduzcan objetos, polución, etc. en el interior de la estructura giratoria (5), se dispone un vidrio protector (13) en la parte superior de las lamas (3). Además, pueden disponerse unas lamas adicionales provistas de paneles fotovoltaicos para gestionar el consumo eléctrico de dichos medios de accionamiento. Descrito suficientemente en qué consiste el dispositivo de la presente invención en correspondencia con los dibujos adjuntos, se comprenderá que podrán introducirse en el mismo cualquier modificación de detalle que se estime conveniente, siempre y cuando las características esenciales de la invención resumidas en las siguientes reivindicaciones no sean alteradas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de captación y direccionamiento de luz solar que comprende medios (1) para la captación de la luz solar los cuales dirigen los rayos de luz (14) hacia una zona determinada (2) para la iluminación de la misma, caracterizado en que dichos medios (1) comprenden por lo menos una lama captadora (3) que presenta por lo menos una superficie de alta reflectividad, quedando dicha lama captadora (3) montada de manera orientable sobre un plano inclinado (4) que forma parte de una estructura (5) que se encuentra montada giratoria sobre una estructura portante (7) y comprendiendo también medios de accionamiento de cada lama captadora (3) que la hacen bascular respecto a dicha estructura giratoria (5) y girar con el plano inclinado (4) de acuerdo con unos medios de seguimiento de la luz solar.

2. Dispositivo según la reivindicación 1 , caracterizado en que el número de lamas captadoras (3) está comprendido entre 1 y 7.

3. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que cada lama (3) queda fijada de manera giratoria por un extremo de un lado la misma a una parte fija (11) de la estructura giratoria (5), quedando unido de manera giratoria el extremo opuesto de dicho lado menor de cada lama (3) a unos elementos longitudinales móviles (12) los cuales provocan el basculamiento simultáneo de las lamas (3).

4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que dichos medios de accionamiento comprenden por lo menos un motor (8) que acciona en rotación la estructura giratoria (5) y comprendiendo unos brazos articulados (9) que accionan en basculamiento las lamas captadoras (3) de acuerdo con cada instante del día, estando asociados medios de accionamiento a unos medios de seguimiento de la luz solar de manera que las lamas (3) acompañan secuencialmente la posición relativa del sol.

5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que dicha estructura giratoria (5) comprende un vidrio protector (13) dispuesto en la parte superior de las lamas (3) donde inciden los rayos solares (14) para evitar que se introduzcan objetos, polución, etc. hacia el interior.

6. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que comprende unas lamas adicionales provistas de paneles fotovoltaicos para gestionar el consumo eléctrico de dichos medios de accionamiento.

7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado en que dichas lamas adicionales presentan una inclinación y un movimiento independiente al de las lamas captadoras (3).