WO2010100291A1 - Sistema de cubiertas flotantes fotovoltaicas - Google Patents

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WO2010100291A1
WO2010100291A1 PCT/ES2009/070053 ES2009070053W WO2010100291A1 WO 2010100291 A1 WO2010100291 A1 WO 2010100291A1 ES 2009070053 W ES2009070053 W ES 2009070053W WO 2010100291 A1 WO2010100291 A1 WO 2010100291A1
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WO
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raft
platforms
cables
anchors
floating
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PCT/ES2009/070053
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English (en)
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Carlos Ferrer Ferrer
Jaime Sastre Aparisi
Emilio Pons Puig
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Celemin Energy Sl
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    • E04BUILDING
    • E04HBUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H4/00Swimming or splash baths or pools
    • E04H4/06Safety devices; Coverings for baths
    • E04H4/08Coverings consisting of rigid elements, e.g. coverings composed of separate or connected elements
    • E04H4/082Coverings consisting of rigid elements, e.g. coverings composed of separate or connected elements composed of flexibly or hingedly-connected slat-like elements, which may or may not be wound-up on a fixed axis
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00Supporting structures for PV modules
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/70Waterborne solar heat collector modules
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • Figure 1 shows a general plant of a raft or reservoir of loose materials with polyethylene waterproofing sheet and quite irregular configuration. It has been chosen for the purpose of observing as many problems or critical points of the system as possible.
  • Figure 8 details the link between two adjacent modules. This link must allow certain turns and displacements in the vertical plane and restrict them in the plane horizontal. It remains materialized in two possible ways.
  • Type A consisting of a steel round of 16 to 20 mm in diameter in the shape of an inverted U, whose ends embedded in holes conveniently arranged in the edge ribs, serve as a connection point.
  • the type B link of figure 9 consists of a sheet metal between 8 and 12 mm thick with shape and dimensions reflected in figure 9 and with rectangular eyelets aligned with the diagonals of this sheet, which is joined by Two weld seams to the cable, which is actually a round 20 to 25 mm in diameter.
  • the links located in the four corners will be two in tension and two in compression, thus always ensuring the transmission to the cable of the local wind load of each module.
  • Figure 10 shows a knot between two main alignments, consisting of the construction of an element composed of two metal sheets linked together by four removable bolts. With the top cover lifted, the four ends of the corresponding cables terminated in the form of a loop are attached to the pins. Then the lid is placed with screws or similar, leaving the finished node. Note that the strong capacity of this knot is very large at tensile stresses (no compressive stresses make sense). The ends of the cables allow ample turns to be able to easily configure the final straight alignments. The lengths of each bar will be approximately half of the separation of the modules, that is about 6m in our case.
  • each cable element described in the previous point will be joined together by means of a classic tensioning mechanism, consisting in that at each end of the cable, relatively thick perforated plates are welded together (see figure 11), through which holes are passed two or more threaded rods, with the corresponding tightening nuts.
  • a empty raft it has already been said that the system of links between the platforms allows coupling to the concave profile of the raft.
  • Figure 4B it can be seen that the gravitational loads of the platforms located in the vertical projection of the flat bottom, are transmitted through the surface of the lower face of the floats to the bottom sheet.
  • the order of magnitude of the pressures exerted is about 200 kg / m 2 . If we compare it with the pressure that resists the bottom plate to full raft (5000 kg / m 2 , for a depth of 5m), we see that we are at a level of tensions much smaller and perfectly admissible, as long as there are no edges live, or hard points, on the contact surface, which could cause the punching of the sheet.
  • the platforms on the slopes we appreciate that the vertical load has two components, one normal to the slope plane and another tangential to it.
  • This elastic anchor needs, in turn, to be subject to a fixed point of great resistance.
  • rigid anchoring and materialize it by means of a reinforced concrete pile located on the outer edge of the embankment, endowed with a capped head, also made of reinforced concrete (see figure 6).
  • connection between the elastic anchor and the rigid anchor is made by incrusting two angular profiles L-8Ox8Ox8 or L- 100x100x10, vertically and with a minimum length of one meter inside the core of the pile.
  • L-8Ox8Ox8 or L- 100x100x10 angular profiles
  • other soldiers will be screwed to the structural tube of the elastic anchor by the external face, that is to say, the opposite to the traction exerted by the mentioned cable (see figure 7).
  • the invention constitutes a unit in the whole set of parts, which are:
  • the elastic anchors are made up of compression springs of a differentiated stiffness and calculated in each case, arranged inside a structural metal tube, which in turn, will be fastened in a pile with concrete pile cap located in the outer side of the coronation path

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Abstract

Los objetivos planteados al principio de cubiertas en balsas o embalses que permitan la disposición de placas fotovoltaicas y además eviten la evaporación del agua y la proliferaciόn de algas y microorganismos en su interior, queda resuelta mediante el sistema de cubriciόn expuesto, consistente en: unas plataformas flotantes modulares yuxtapuestas e interconectadas que permiten adaptarse a la superficie cόncava del vaso para los distintos niveles de llenado. Esta cubierta se enlaza a una red de cables a los que transmiten tanto el empuje de viento como el peso de las plataformas sobre los taludes. Las resultantes de estas fuerzas se transmiten a anclajes elásticos y rígidos, de forma combinada.

Description

Description
SISTEMA DE CUBIERTAS FLOTANTES FOTOVOLTAICAS
Technical Field
[1] El ámbito de aplicación del sistema de cubiertas de referencia es todo aquel embalse, balsa, laguna, etc., cuyas aguas estén en un recinto sensiblemente cerrado, y exentas de fuertes oleajes. En su gran mayoría nos estaremos refiriendo a balsas y embalses de materiales sueltos, revestidos con lámina impermeabilizante para almacenamiento de agua, principalmente para riego y/o abastecimiento. Background Art
[2] Se conocen casos y patentes para cubrición de este tipo de balsas con mallas de sombreo, así como otras soluciones norteamericanas con cubiertas impermeables hinchables.
[3] También han aparecido últimamente unas plataformas con flotadores cuya organización, composición, materiales y fines son muy diferentes a las del presente sistema.
Disclosure of Invention
Technical Problem
[4] En un primer intento la cubrición de estas balsas tratando de evitar la evaporación del agua como bien escaso y evitar la proliferación de algas y otros microorganismos que se desarrollan más o menos rápidamente bajo la acción de la luz, se ha intentado resolver mediante mallas ligeras sustentadas desde los bordes por medio de anclajes de hormigón. Los resultados observados hasta ahora, ponen de manifiesto que esta solución no puede resistir la acción de viento cuando las dimensiones del embalse crecen, y por otra parte, los anclajes necesarios encarecen considerablemente esta solución. Por supuesto, resulta evidente que esta solución no permite añadir sobre la cubierta elementos fotovoltaicos o similares.
[5] También se han observado algunas plataformas flotantes a las que se han incorporado placas rígidas foto voltaicas. Pero no se aporta ninguna solución de conjunto integral para el tipo de balsas o embalses a las que nos referimos. Technical Solution
[6] Nuestra solución es integral, es decir, por una parte tiene unas plataformas flotantes con placas fotovoltaicas de diseño específico y con un sistema de conexionado entre ellas de tal manera que se cubra casi toda la superficie de la balsa (ver figura 1), por otra parte toda esta gran retícula de plataformas conformada como un conjunto está enlazada por medio de una retícula de cables que la sujetan a los bordes. Pero estos anclajes no constituyen unidades fijas como en el caso expuesto, sino que son anclajes elásticos que permiten que la plataforma fotovoltaica flotante pueda deslizarse suavemente por los taludes de la balsa conforme esta se vaya vaciando y viceversa. La solución de estos anclajes también es original. La acción de viento constituye el efecto más peligroso y limitante para este tipo de cubiertas. Para resistirlo, en nuestro caso, se diseñan un tipo de pilotes con encepado sobre los cuales se conectan los anclajes elásticos (ver figura 7).
[7] La disposición y organización de todos estos elementos constituye el sistema objeto de la patente.
[8] Como las plataformas flotantes constituyen una superficie opaca sensiblemente continua, la evaporación del agua como bien escaso queda mucho más restringida que con la solución de mallas de sombreo y por su mayor opacidad, también se resuelve mucho mejor el tema de proliferación de algas, etc. Advantageous Effects
[9]
Description of Drawings
[10] Figura 1
[11] En la figura 1 puede observarse una planta general de una balsa o embalse de materiales sueltos con lámina impermeabilizante de polietileno y de configuración bastante irregular. Se ha elegido así con la finalidad de que se observen el mayor número posible de inconvenientes o puntos críticos del sistema.
[12] La primera observación cabe hacerla en cuanto a la orientación de los módulos foto- voltaicos. Como es obvio, las placas deben orientarse mirando al Sur, por consiguiente el eje longitudinal de los módulos de 12x2m. debe ser Este-Oeste. Esto hace que la retícula de módulos quede esviada con respecto al mejor ajuste posible de la geometría de la balsa con la de la retícula de los módulos. Consiguientemente la línea perimetral de la plataforma, que tiene que ser paralela al perímetro de la balsa, tendrá que materializarse recortando los módulos con líneas diagonales o no ortogonales como sería deseable. Esta misma circunstancia cabe observarla con respecto a la charnela de intersección de los taludes con el plano de fondo.
[13] En segundo lugar cabe observar que la retícula de cables a los cuales se sujetan las plataformas queda igualmente esviada con respecto a la geometría de la balsa. Sí se tratara de una balsa cuadrada o rectangular con orientación Norte-Sur, el encaje de las cuadrículas de módulos y cables con la geometría de la balsa sería perfecta. No ocurre así en el caso genérico que nos hemos planteado, donde los nudos perimetrales donde tienen que quedar enlazados los cables, unas veces recaen en los puntos deseados (borde perimetral de la balsa) y otras veces no. Unas veces al interior y otras al exterior. La materialización de cada caso requiere estudios técnicos específicos. En la figura puede observarse las distintas orientaciones con que se han dispuesto los anclajes como solución aproximada. [14] Ahora se está en condiciones de comprender que bajo el esquema general cuya patente se solicita, cada caso concreto requiere de un estudio específico para acoplar el sistema, siguiendo las directrices del propio sistema. [15] Figura 2
[16] En la figura 2, se representa una fracción de retícula donde se puede ver la disposición de los módulos flotantes foto voltaicos, la interconexión de cada uno con sus adyacentes, así como los enlaces a los cables, las soluciones de los enlaces en los cruces de cables y los tensores en los mismos. [17] Cabe hacer las siguientes observaciones:
[18] 1. 1) Las dimensiones de la retícula de cables presentada en 12x12 m, viene como consecuencia de haber diseñado un módulo básico de 12x2 m (ver figura 3). Como puede observarse en dicha figura, este módulo consiste en una plataforma de 12x2 m subdividida en recuadros de 1,6x2 m, quedando en los extremos dos franjas de 0,4m cada una. Alternativamente en los recuadros se dispone un tablero en la cara superior, y en el recuadro siguiente una cubeta con la parte cóncava mirando hacia arriba en la cara inferior. Esta disposición hace que el conjunto flote en el agua puesto que, las cubetas hacen el efecto de flotadores. El problema de inundación de las cubetas, por ejemplo, por la lluvia, se resuelve disponiendo una tapa cuyo esquema se observa en la fig.3. Sobre los nervios transversales separados a l,6m, se sujetará la estructura portante de las placas foto voltaicas. D
[19] 1. 2) Se intentará la fabricación de este módulo básico con materiales reciclados o reutilizados, y de una manera lo más industrializada posible. Esta circunstancia obligará, seguramente, a reducir las dimensiones de este módulo básico, y en consecuencia, una vez se conozcan exactamente las dimensiones del módulo básico definitivo, se tendrán que reconsiderar y establecer de nuevo consecuentemente las dimensiones de las retículas de plataformas, cables, etc. D
[20] 1. 3) Una propuesta para esta posible industrialización se refleja de manera esquemática en la figura 3B. Estos módulos se irían enlazando entre sí en sentido longitudinal con enlaces articulados o enlaces rígidos como los que se reflejan en la misma figura. D [21] Descripción de los enlaces : [22] Enlace tipo A.- Figura 8
[23] En la figura 8 se detalla el enlace entre dos módulos adyacentes. Este enlace debe permitir ciertos giros y desplazamientos en el plano vertical y restringirlos en el plano horizontal. Queda materializado de dos formas posibles. El tipo A, consistente en un redondo de acero de 16 a 20 mm de diámetro en forma de U invertida, cuyos extremos incrustados en orificios convenientemente dispuestos en los nervios de borde, sirven de punto de conexión.
[24] Otra solución alternativa es la tipo A', que consiste en dos piezas metálicas con anilla rígida a modo de asa atornilladas al bastidor de la plataforma, que permiten pasar a su través una cinta de tejido reforzado y plastificado ajustable mediante hebilla o similar.
[25] Enlace tipo B.- Figura 9
[26] Su objeto es transmitir las acciones horizontales fundamentalmente debidas al viento desde las plataformas a los cables. Hay que observar que estamos llamando cables a elementos traccionados pero que se han materializado a base de perfiles redondos metálicos utilizados en hormigón armado, porque constituyen una solución más económica y versátil, pudiéndose utilizar otros perfiles que tengan buena resistencia a tracción.
[27] El enlace tipo B de la figura 9 consiste en una chapa metálica de entre 8 y 12 mm de espesor con forma y dimensiones reflejadas en la figura 9 y con ojales rectangulares alineados con las diagonales de esta chapa, la cual se une mediante dos cordones de soldadura al cable, que es en realidad un redondo de 20 a 25 mm de diámetro.
[28] En las cuatro esquinas de cada plataforma se dispondrá una anilla rígida del tipo A', desde las cuales se pasarán sendas cintas hasta los correspondientes ojales descritos en el párrafo anterior (ver figura 9).
[29] El comportamiento de estos enlaces es bueno a tracción y malo a compresión.
Cuando sopla el viento en una dirección determinada, los enlaces situados en las cuatro esquinas quedarán dos en tracción y dos en compresión, con lo que se asegura siempre la transmisión al cable de la carga de viento local de cada módulo.
[30] Enlace tipo C- Figura 10
[31] La misión del enlace tipo C, es resolver los cruces entre cables.
[32] Como todo el sistema está organizado de forma modular, hemos creído conveniente que los cables también sean modulares para facilitar su instalación y montaje.
[33] En la figura 10 se materializa un nudo entre dos alineaciones principales, que consiste en la construcción de un elemento compuesto de dos chapas metálicas enlazadas entre sí mediante cuatro bulones desmontables. Con la tapa superior levantada se acopla los cuatro extremos de los cables correspondientes terminados en forma de lazo a los bulones. A continuación se coloca la tapa mediante tornillos o similares, quedando el nudo terminado. Obsérvese que la capacidad resistente de este nudo es muy grande a esfuerzos de tracción (no tienen sentido esfuerzos de compresión). Los extremos de los cables permiten amplios giros necesarios para poder configurar fácilmente las alineaciones rectas finales. Las longitudes de cada barra serán aproximadamente de la mitad de la separación de los módulos, es decir unos 6m en nuestro caso.
[34] Los extremos de cada barra pertenecientes a una misma alineación se unirán entre sí a través de un mecanismo tensor (ver figura 11).
[35] Mecanismo tensor.- Figura 11
[36] Los extremos de cada elemento de cable descrito en el punto anterior se unirán entre sí mediante un mecanismo tensor clásico, consistente en que a cada extremo del cable se sueldan sendas chapas perforadas relativamente gruesas (ver figura 11), a través de cuyos orificios se pasan dos o más varillas roscadas, con las correspondientes tuercas de apriete.
[37] Una vez configurada toda la retícula y enlazados los cables a las anillas de borde se tensará todo el sistema de manera que todos los elementos constituyentes queden con una tracción incipiente.
[38] Figura 4.- Balsa llena - balsa vacía
[39] Es fundamental que la cubierta se adapte a las distintas configuraciones geométricas derivadas de los diferentes niveles de llenado.
[40] Asimismo en todo caso hay que hacer un análisis de equilibrio de acciones (viento y gravitatorias) y reacciones (flotabilidad, anclajes, etc.).
[41] En la figura 4 se reflejan las dos situaciones límites:
[42] 1. - Balsa llena: toda la cubierta está en un plano horizontal y flotando. D
[43] 1. - Balsa vacía: toda la cubierta descansa sobre el plano de fondo y los taludes inclinados. Las cargas gravitatorias se transmiten directamente a la ge- omembrana impermeable. D
[44] Analicemos el equilibrio de fuerzas:
[45] A balsa llena, las cargas gravitatorias están equilibradas con el empuje ascensional del agua (flotación). En cambio, el empuje horizontal de viento, al considerarse despreciable el rozamiento entre la plataforma y el agua, tiene que resistirse desde los puntos de anclaje situados en el perímetro de la balsa.
[46] A balsa vacía: ya se ha dicho que el sistema de enlaces de las plataformas entre sí, permite el acoplamiento al perfil cóncavo de la balsa. En la figura 4B se puede observar que las cargas gravitatorias de las plataformas situadas en la proyección vertical del fondo plano, se transmiten a través de la superficie de la cara inferior de los flotadores a la lámina de fondo. El orden de magnitud de las presiones ejercidas es de unos 200 kg/m2. Si lo comparamos con la presión que resiste la lámina de fondo a balsa llena (5000 kg/m2, para una profundidad de 5m), vemos que estamos a un nivel de tensiones mucho más pequeñas y perfectamente admisibles, siempre y cuando no existan aristas vivas, ni puntos duros, en la superficie de contacto, que pudieran provocar el punzonamiento de la lámina. [47] Si observamos ahora, las plataformas recayentes sobre los taludes, apreciamos que la carga vertical tiene dos componentes, una normal al plano del talud y otra tangencial al mismo.
[48] La componente normal al plano produce el mismo estado tensional que la vista sobre el fondo, por lo que son de aplicación las mismas consideraciones.
[49] La componente tangencial tiende a provocar un deslizamiento hacia abajo que no es admisible. Para evitarlo, podríamos contar con la resistencia que opondrían las placas que descansan en el fondo al recibir el empuje de las del talud. Como esta situación presenta una estabilidad poco clara, nuestra solución consiste en equilibrar toda la componente tangencial mediante cables sujetados en los anclajes del perímetro de la balsa. De esta manera quedan las presiones normales transmitidas a la lámina de la balsa y consiguientemente al terreno subyacente, mientras que la componente tangencial, al equilibrarse mediante los cables desde el borde superior de la balsa, dejan esta área de las plataformas suspendida desde arriba y evitando todo tipo de empujes sobre las recayentes al fondo.
[50] Como las dimensiones de la cubierta flotante son fijas, la banda libre X-X' de la figura 4A, irá creciendo lentamente a medida que descienda el nivel del agua, hasta el máximo X-X" correspondiente a balsa completamente vacía figura 4B.
[51] La diferencia X'-X" entre ambas situaciones, equivale al recorrido que tiene que hacer el punto de 'anclaje elástico' perimetral.
[52] Obsérvese que si este anclaje fuese rígido o lo que es lo mismo fijo, al vaciarse la balsa toda la cubierta quedaría colgando de esos puntos, y se desarrollarían esfuerzos mucho mayores en todo el sistema, lo que supondría soluciones técnicas más complejas y antieconómicas.
[53] La fuerza producida en el anclaje elástico, es creciente conforme va descendiendo el nivel del agua, equivalente al aumento progresivo del segmento X-X'.
[54] De las diferentes soluciones estudiadas para este anclaje elástico, la mejor y más segura y, a la vez, resistente, consiste en lo que hemos llamado anclaje elástico, que consiste en lo siguiente (ver figura 5).
[55] Figura 5.- Anclaje elástico
[56] Consiste esencialmente en un muelle a compresión dispuesto en el interior de un tubo estructural. Por el núcleo central del muelle discurre un cable cuyo extremo A está anclado a un 'tapón' deslizante por el interior del tubo, y el otro, queda en el extremo opuesto, constituyendo una anilla a la que se sujetarán los extremos de la malla de cables de la cubierta flotante (ver figura 5).
[57] Conforme vaya descendiendo el nivel del agua en la balsa, la anilla exterior se irá desplazando en el recorrido X'-X". Esto hará que la tracción en el cable, transmitida al tapón extremo, ejerza compresión en el muelle que se irá encogiendo progresivamente conforme vaya creciendo la fuerza ejercida por la componente tangencial de las cargas gravitatorias en el talud.
[58] El recorrido del extremo del muelle (tapón) entre las situación de reposo y el máximo encogimiento del muelle tiene que coincidir exactamente con la distancia X'-X".
[59] Este anclaje elástico necesita, a su vez, estar sujeto a un punto fijo de gran resistencia. El cual hemos convenido en llamar anclaje rígido y materializarlo mediante un pilote de hormigón armado situado en el borde exterior del terraplén, dotado de un encepado en cabeza, también de hormigón armado (ver figura 6).
[60] La conexión entre el anclaje elástico y el anclaje rígido se realiza incrustando dos perfiles angulares L-8Ox8Ox8 ó L- 100x100x10, en vertical y con un metro de longitud mínimo en el interior del núcleo del pilote. A estos perfiles se atornillarán otros soldados al tubo estructural del anclaje elástico por la cara exterior, es decir, la opuesta a la tracción ejercida por el cable mencionado (ver figura 7).
[61] Es posible que la acción de viento sea superior a los esfuerzos derivados de las acciones gravitatorias que hemos analizado, por lo cual vamos a describir esta situación.
[62] En el caso que se encuentre la balsa llena y se produzcan rachas de viento fuerte, la presión ejercida sobre las placas foto voltaicas, se transmitirá a través de las plataformas flotantes a la red de cables que tirarán desde las anillas de los anclajes elásticos situadas en el borde opuesto.
[63] Bajo esta presión los muelles correspondientes se encogerán de manera más o menos amortiguada hasta el máximo que le permita su recorrido, que como ya hemos dicho, coincide con la distancia X'-X". Si el esfuerzo fuese mayor el anclaje elástico pasa a comportarse como rígido transmitiendo todo el esfuerzo consiguiente a través de la pared del tubo de acero estructural hasta el pilote rígido. Evidentemente la resistencia de un tubo estructural con paredes entre 5 y 10 mm de espesor confiere una gran resistencia a estos elementos.
[64] Esta circunstancia hace que la franja perimetral libre de plataformas tenga que calcularse en función de los desplazamientos máximos debidos al viento. Best Mode
[65] Como ya se ha dicho la invención constituye una unidad en todo el conjunto de las partes, que son:
[66] 1.- Plataformas flotantes
[67] Cuyo diseño que se presenta constituye una solución original patentable, pero que se supone mejorable en cuanto a la forma y materiales constituyentes
[68] 2.- Enlaces o conexiones entre las plataformas
[69] En principio se han diseñado por medio de redondos metálicos galvanizados en forma de 'U', pero en función de los materiales con que se construya la plataforma, también cabe hacerse estas conexiones mediante cintas o bandas de tejidos plásticos reforzados. El condicionante de estas conexiones es que permitan los giros y desplazamientos en el plano vertical y queden restringidos en el plano horizontal.
[70] 3.- Red de cables ortogonal
[71] Tiene que recoger las acciones horizontales del viento sobre las plataformas y transmitirla hasta los anclajes elásticos situados en el borde de la balsa. La conexión de las plataformas a esta red de cables ortogonal también constituye un diseño especial y original.
[72] 4.- Anclajes elásticos
[73] Los anclajes elásticos están constituidos por muelles a compresión de rigidez di- mensionada y calculada en cada caso, dispuestos en el interior de un tubo metálico estructural, que a su vez, se sujetará en un pilote con encepado de hormigón situado en el lado exterior del camino de coronación
[74] 5.- Anclaje rígido
[75] Como se acaba de decir, está constituido por un pilote de hormigón armado dotado de encepado en cabeza con perfiles metálicos estructurales hincados en el mismo que servirán de elemento de sujeción al anclaje elástico. Este elemento dota al sistema de una gran resistencia a la acción horizontal del viento y si cuando la balsa o embalse sean muy grandes, dicho empuje horizontal del viento, sobrepasa la resistencia del pilote mencionado está previsto que se aumente la resistencia añadiendo otro pilote, o grupo de pilotes, en el entorno del mismo punto.
[76] En el entramado de plataformas recayente en la vertical del fondo plano las conexiones o articulaciones entre módulos adyacentes son las que se han comentado, pero en la charnela de intersección entre el plano horizontal de fondo y el inclinado de los taludes, se organiza una conexión especial que permita el giro de los elementos recayente en ambos planos sin crear dificultades ni esfuerzos indeseados. Lo mismo ocurre con las esquinas de la balsa, en cuya confluencia de taludes también se tiene que organizar una charnela especial.
[77] 7.- Funcionamiento del sistema
[78] Cuando la balsa está llena todo el conjunto de la plataforma flotante está en un plano horizontal, si en estas condiciones, empieza a soplar el viento en una dirección determinada, toda la plataforma flotante sufrirá un desplazamiento en la misma dirección, que se encuentra coartado por la acción de los anclajes elásticos de la parte opuesta. Los anclajes elásticos irán cediendo si el viento aumenta su fuerza de manera que si la fuerza del viento fuera muy grande el muelle se encogería lo previsto en su di- mensionado y la plataforma se separaría del borde junto a los anclajes y se acercaría al borde opuesto. Para evitar los inconvenientes del contacto de la plataforma flotante con la lámina impermeable de la balsa se tiene que dejar una banda de seguridad sin plataformas flotantes alrededor de todo el perímetro de la balsa.
[79] Cuando los muelles a compresión alcanzan el acortamiento máximo, los esfuerzos de viento superiores se transmiten directamente al anclaje rígido, sin mayores desplazamientos de la plataforma flotante.
[80] Conforme se vaya vaciando la balsa, al descender el nivel de agua, las plataformas flotantes junto a los taludes se apoyarán de forma suave en los mismos, sin crear puntos de punzonamiento y se inclinarán consiguientemente. Si la plataforma estuviera libre se crearía un empuje sobre los elementos situados más al centro, lo que podría provocar plegamientos indeseados.
[81] Por esta razón se suspenden las plataformas situadas en el borde desde los anclajes elásticos perimetrales. Conforme vaya descendiendo el nivel de agua la superficie de plataformas inclinadas en los taludes también crecerá y consiguientemente la componente tangencial de su peso, por lo que, el muelle a compresión citado se di- mensiona conforme a esta carga.
[82] Cuando la balsa esté vacía toda la zona central descansará sobre el fondo plano y las zonas recayentes a los taludes descansarán sobre los mismos suspendidos de los anclajes elásticos. Para ello se tiene que realizar los pliegues de ambos planos a través de las charnelas citadas.
[83] Si en estas condiciones se produjera un viento fuerte, como los anclajes elásticos se encuentran encogidos al máximo toda la acción de viento se transmitiría directamente a los anclajes rígidos, y por consiguiente, no se produciría ningún desplazamiento adicional.
Mode for Invention
[84]
Industrial Applicability
[85] Los diferentes elementos que componen el conjunto de la instalación se fabricarán por procedimientos industriales específicos y se llevarán a la balsa de destino para su disposición y ensamblaje final. A excepción de los anclajes rígidos que, como es obvio, se tienen que construir in situ. Sequence List Text
[86] 1) Fabricación de las plataformas modulares en taller especializado.
[87] 2) Transporte al destino
[88] 3) Suministro de placas fotovoltaicas y disposición adecuada sobre las plataformas
[89] 4) Construcción de los anclajes rígidos
[90] 5) Construcción en taller especializado de los anclajes elásticos. Transporte y montaje.
[91] 6) Lanzamiento cuidadoso, por medio de elementos auxiliares: grúas, etc., de las plataformas al agua. [92] 7) Ensamblaje de cada módulo con sus adyacentes y desplazamiento lento y progresivo hasta su posición definitiva. [93] 8) Disposición sobre las plataformas, de manera adecuada, de la red ortogonal de cables.
[94] 9) Conexión y tensado de los mismos desde los anclajes elásticos.
[95] 10) Conexión de la instalación eléctrica.
[96] 11) Pruebas y comprobaciones finales.

Claims

Claims
[1] PRIMERA.- Se reivindica un sistema de cubiertas flotantes con incorporación de placas foto voltaicas, a base de plataformas modulares enlazadas entre sí y a una red de cables ortogonales que la sujetan desde los bordes de balsa o embalse mediante anclajes elásticos y rígidos. Todo ello para permitir el acoplamiento de toda la cubierta al perfil cóncavo de la balsa o embalse conforme se vaya vaciando la balsa. Simultáneamente la red de cables y anclajes sujetan convenientemente toda la cubierta bajo acción del viento.
Se cubren principalmente cuatro objetivos: la producción de energía renovable eléctrica, evitar la evaporación del agua como bien escaso, limitar la proliferación de algas y otros microorganismos mediante el oscurecimiento del medio y aumentar la durabilidad de la geomembrana impermeabilizante. SEGUNDA.- Se reivindica un diseño de plataforma modular flotante. TERCERA.- Se reivindica la invención del 'anclaje elástico' mediante el diseño conveniente de un muelle a compresión introducido dentro de un tubo de acero estructural, que se encoje mediante el extremo de un cable que se conecta a las plataformas.
CUARTA.- Se reivindica un tipo de anclaje rígido consistente en la construcción de un pilote o grupo de pilotes con encepado en cabeza, todo ello en hormigón armado, y convenientemente calculado y dimensionado para cada caso concreto. QUINTA.- Se reivindica el diseño de una red de cables o redondos de acero, estratégicamente dispuestos para sujetar desde los bordes del embalse o balsa, toda la cubierta flotante.
SEXTA.- Se reivindica el diseño de unos enlaces específicos para conexión de las plataformas y de las mismas a los cables.
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