WO2013057325A1

WO2013057325A1 - Módulo de aparcamiento solar con electrolinera. integrada

Info

Publication number: WO2013057325A1
Application number: PCT/ES2011/000300
Authority: WO
Inventors: Manuel Lahuerta Romeo
Original assignee: Tempero 2000 S.L.
Priority date: 2011-10-17
Filing date: 2011-10-17
Publication date: 2013-04-25
Also published as: EP2769869B1; US20140246903A1; EP2769869A1; EP2769869A4; US9627921B2; ES2718496T3

Abstract

Módulo de aparcamiento solar con electrolinera integrada que aúna en una misma estructura, la captación, almacenamiento y suministro energético a vehículos eléctricos o a la red, disponiendo de cubierta (1) fotovoltaica contrapesada y oscilante, soportada mediante bulones apoyados en las cúspides de tres arcos semielepticos que sirven de pilares (8). Sus vanos albergan y salvaguardan los surtidores (12 y 13), acumuladores (10) y contrapesos (6) que sirven de topes del ángulo de oscilación de la cubierta (1). La cubierta se amarra y arma sobre tres bastidores (4) contrapesados (6) capaces de oscilar a la vez mediante actuadores lineales (7) yuxtapuestos respecto a cada bulón (5) dotando a la cubierta de seguimiento E-W. Entre filas de paneles (2) se dispone un canalón (11) para protección y vertido de aguas, dejando hueco para aireación de los paneles. El aparcamiento es ampliable por módulos alineados sin modificar la equidistancia entre los pilares.

Description

MÓDULO DE APARCAMIENTO SOLAR CON ELECTROLINERA.

INTEGRADA

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un módulo de aparcamiento solar con electrolinera integrada, aportando a la función a que se destina, ventajas y características de novedad que se describirán en detalle más adelante y que suponen una destacable innovación en el estado de la técnica.

Más en particular, el objeto de la invención se centra en una estructura modular para aparcamiento de vehículos con techo solar orientable el cual, además, incorpora integrada, al menos, una electrolinera (vocablo que de forma ampliamente reconocida define las estaciones de servicio que dispensan energía para recargar las baterías de los automóviles eléctricos) . De forma más concreta, el innovador diseño estructural de dicho módulo de aparcamiento permite la integración tanto de los elementos de captación energética como de su tratamiento, almacenamiento y suministro a los vehículos eléctricos a la vez que cumple su función de protección a los vehículos aparcados que quedan sombreados y resguardados de la lluvia.

En muchas ocasiones, sobretodo en la ciudad, el vehículo pasa más tiempo aparcado, ocupando un espació, que circulando. Con la presente invención se aprovecha mejor tanto el espacio como el tiempo de tal forma que tanto la ciudad como los usuarios se benefician de tener espacios más productivos que repercutan en la mejora de la autonomía real del vehículo eléctrico. A su vez, se libera a la red de sobrecargas por este concepto, al utilizar fuentes renovables para satisfacer las necesidades energéticas del transporte urbano, contribuyendo a su mayor difusión con el objetivo de tener ciudades más limpias y sostenibles. El coche eléctrico será una solución al transporte limpio si la energía empleada en su recarga procede de fuentes energéticas limpias y renovables.

CAMPO DE APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector técnico de la industria dedicada a fabricación e instalación de electrolineras, o puntos de conexión con suministro eléctrico que dispensan energía para recargar baterías de vehículos eléctricos, abarcando al mismo tiempo el sector de la industria dedicada a la fabricación e instalación paneles de captación solar y a la dedicada a la fabricación de estructuras de aparcamiento de vehículos, principalmente las destinas a su implementación en el ámbito urbano.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Generalmente, la recarga completa de un vehículo eléctrico demanda del orden de 30-60 k h, necesitando un tiempo de aproximadamente 6 horas para disponer de una autonomía de unos 170 Km a velocidad moderada (ciudad) .

Como es sabido el coche eléctrico es ya un hecho, pero sólo se convertirá en una realidad social si se soluciona de forma óptima la problemática asociada a su recarga. Son tres, por el momento, los sistemas de recarga: Recarga lenta (6h), Recarga rápida (45 minutos) y cambio de batería.

Numerosos fabricantes de automóviles ofrecen una amplia gama de opciones. Las ventajas del coche eléctrico son numerosas, sobre todo en lo que se refiere al transporte urbano. No consume cuando se detiene, y no contamina, in situ, cuando se desplaza siendo sus mayores problemas su autonomía, la escasez de puntos de recarga y el tiempo empleado en la misma. A su vez, el coche eléctrico será una solución al transporte limpio, sólo cuando la energía empleada en su recarga proceda de fuentes energéticas limpias.

Por otra parte las infraestructuras eléctricas de las ciudades no están preparadas para soportar el aumento de la demanda que este nuevo uso comportaría.

Lo deseable sería que este aumento de la demanda energética fuese satisfecho a través de las fuentes renovables mediante sistemas de generación "in situ" aprovechando los espacios libres de las ciudades y los tiempos muertos destinados al aparcamiento.

La presente invención resuelve está problemática debiendo hacerse constar que, por parte del solicitante, no se tiene conocimiento de la existencia de ninguna otra invención que presente unas características técnicas estructurales y de configuración semejantes a las que presenta el módulo de aparcamiento solar con electrolinera integrada que aquí se preconiza y cuyos detalles caracterizadores se encuentran convenientemente recogidos en las reivindicaciones finales que acompañan a la presente memoria descriptiva del mismo.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

Normalmente, los espacios destinados a aparcamiento (entradas a grandes centros comerciales, deportivos, estaciones, aeropuertos, etc..) tienen unas medidas estándar. Una plaza de aparcamiento de un vehículo viene a tener unas dimensiones de 2,3 x 5m. Los vehículos se aparcan en batería formando grandes agrupaciones en hileras enfrentadas cuya anchura es de 10 a 12 m. Por su parte, la altura de las cubiertas oscila entre los 2 y los 2,5m.

Entre estas agrupaciones se dejan calles de 6,5 metros de anchura para el tránsito bi-direccional de los vehículos, de modo que puedan acceder y salir del parking sin dificultad. El diseño del aparcamiento que la presente invención propone aprovecha estas infraestructuras para convertirlas en cubiertas captadoras de energía solar, empleando los arcos que le sirven de apoyo como elemento integrador y de protección de la electrolinera que incorporan.

La colocación de los paneles, para cumplir de modo óptimo su función captadora de energía, debe tener una inclinación en función de su ubicación geográfica. Esta inclinación provoca la proyección de sombras entre filas, por lo que las mismas deben de estar separadas en cierta medida para evitar los efectos de pérdidas por sombreado. En el diseño del aparcamiento preconizado, estos espacios libres entre filas están cubiertos por un canalón que recoge el vertido de las aguas pluviales conduciéndolas hacia los extremos de la cubierta. A su vez, este canalón evitará que los rayos del sol penetren dentro del área proyectada por la cubierta, dejando espacios libres para la circulación del aire entre paneles, lo que mejora la disipación de calor y por tanto su rendimiento.

Como se ha explicado con anterioridad, la demanda energética derivada de los procesos de recarga es siempre elevada. Dotando a la cubierta de seguimiento solar, se consigue disminuir las pérdidas por sombreado citadas anteriormente, a la vez que se maximiza la captación del recurso solar y el aprovechamiento de los espacios.

Lo importante es captar la mayor cantidad de energía en las horas en las que la radiación solar es mayor, por ello, la inclinación de los paneles se ve condicionada por la ubicación geográfica del lugar, ya que la trayectoria solar va en función de la misma.

La orientación óptima del eje de la cubierta que forma el aparcamiento preconizado será en el eje N- S (Norte-Sur) , y para el seguimiento en sentido E-W (Este-Oeste) se ha dotado a la cubierta de movimiento según dicho eje. Este seguimiento se consigue gracias al basculamiento de toda la cubierta fotovoltaica mediante dos actuadores o cilindros yuxtapuestos amarrados a cada pilar en forma de arco semielíptico que sirve de soporte a toda la estructura.

En el vano del arco se ubicarán los puntos de recarga de vehículos, que preferentemente combinan de recarga rápida y lenta, así como el resto de elementos necesarios para el procesamiento de la energía, quedando protegidos de los agentes ambientales y de cualquier posible impacto de algún vehículo. El sistema de almacenamiento de energía (acumuladores) se ubica en una cavidad de aproximadamente de 1,0 m3 integrada en la propia zapata o cimentación de la estructura.

El concepto de arco semielíptico, apoyado por su base menor permite ganar altura en su cúspide a la vez que proporciona gran estabilidad al estar formado por dos arcos convergentes hacia la cúspide armados por sus flancos mediante tubos soldados transversalmente, permitiendo estacionar a ambos extremos dos ciclomotores, sin merma de los espacios de maniobra de los vehículos. En el diseño preferido del módulo de aparcamiento preconizado, alrededor de cada pilar se podrán abastecer cuatro coches (dos a cada lado) y dos motocicletas, éstas enfrentadas al arco. Las dos plazas centrales entre pilares serán utilizadas por vehículos que estacionen sin necesidad de recarga.

Cabe destacar que la estructura del aparcamiento de la invención cuenta con una cubierta contrapesada, lo cual es fundamental para mejorar la seguridad contra accidentes ante desequilibrios provocados por su peso propio o por las acciones del viento, lluvia, nieve, etc El contrapeso además efectúa las funciones de tope mecánico, sirve para bloquear la oscilación de la cubierta mediante tensores o cerrojo en caso de circunstancias atmosféricas adversas .

Además de la oscilación E-W de la cubierta, cada fila de paneles podrá disponer, opcionalmente, de un segundo sistema de oscilación que le permita orientarse en el eje N-S, completando de este modo el seguimiento a dos ejes.

La forma constructiva y dimensiones de los elementos que forman el conjunto del aparcamiento de la invención son modulares, lo que permite adaptar su implementación a múltiples geometrías del terreno. La distancia óptima entre pilares coincide con la anchura de 3 espacios dobles de aparcamiento, lo que supone distancias de 8 metros, ideales para conseguir de una parte los espacios necesarios para la ubicación de los vehículos y de otra la facilidad de fabricación, manipulación y transporte, ya que todas las longitudes de los elementos constructivos no superan los 12 m de longitud permitiendo su transporte en contenedores.

Un modulo de aparcamiento ideal según la invención, tiene unas dimensiones de 24x10=240 m2, y lo forman una parrilla compuesta por líneas paralelas de tubos de 12m de longitud, empalmados por uno de sus extremos sobre un bastidor central y apoyados a derecha e izquierda en otros dos bastidores laterales, todos ellos fijados mediante bulón a las cúspides de tres arcos, equidistantes 8m, que sirven de pilares. El concepto de modularidad posibilita la ampliación en el modo en que se desee, con el simple hecho de ir adosando elementos estandarizados a la estructura inicial, ya que la distancia entre pilares es equidistante.

Desde el punto de vista de la red eléctrica, la incorporación de éste aparcamiento no sólo supone la disminución de esfuerzos en la misma, sino que se convierte en un sistema fortalecedor de redes débiles. Los sistemas de conversión y gestión de la energía permiten la integración de la superficie captadora como un elemento de generación distribuida, con posibilidad de entrega de potencia sobrante de modo controlado, es decir, entregando potencia activa y reactiva a demanda variable en función de los requisitos establecidos por el operador de red.

La invención consigue integrar en una sola unidad constructiva la captación de energía primaria, su transformación en energía eléctrica, su almacenamiento para soportar demandas puntales y su suministro a los vehículos eléctricos aparcados, quedando todos sus componentes protegidos por la propia estructura además de proteger del sol y de la lluvia a los vehículos estacionados.

Así pues, el descrito módulo de aparcamiento solar con electrolinera integrada representa una solución innovadora de características y funcionamiento desconocidos hasta ahora para el fin a que se destina, razones que unidas a su utilidad práctica, la dotan de fundamento suficiente para obtener el privilegio de exclusividad que se solicita.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando del aparcamiento objeto de la invención, y para ayudar a una mejor comprensión de las características que lo distinguen, se acompaña la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de un juego de planos, en los que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:

La figura número 1.- Muestra una vista en alzado lateral de dos ejemplos de módulo de aparcamiento según la invención, apreciándose la configuración en arco de los pilares y la construcción móvil de la cubierta solar de los mismos, representada en posición inclinada de captación del sol de tarde, asi como su disposición separada por una calle de acceso de vehículos.

La figura número 2.- Muestra una vista en » planta de los dos ejemplos de módulo de aparcamiento según la invención mostrados en la figura precedente, habiéndose representado en este caso uno de ellos con la cubierta y en otro sin ella para permitir la observación de la distribución de los espacios destinados a los vehículos alrededor de los pilares.

La figura número 3.- Muestra una vista en alzado lateral de un ejemplo de modulo de aparcamiento solar según la invención, similar a los mostrados en las figuras precedentes, en este caso representado en posición mediodía, y en el que se aprecian con mayor detalle las principales partes y elementos que comprende . La figura número 4.- Muestra un detalle frontal del ejemplo de módulo de aparcamiento según la invención mostrado en la figura 3, el cual se ha representado desde el punto de vista A señalado en dicha figura 3.

La figuran número 5.- Muestra una vista en perspectiva de un detalle de la electrolinera que incorpora el módulo de la invención, mostrando dos puntos de recarga distintos que incorpora amarrados a uno de sus pilares de apoyo. W

10

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A la vista de las mencionadas figuras, se puede apreciar en ellas un ejemplo de realización 5 preferida de la invención, la cual comprende las partes y elementos que se describen en detalle a continuación y cuyas referencias numéricas corresponden a lo siguiente :

10 1.- Cubierta solar.

2.- Paneles fotovoltaicos .

3.- Parrilla.

15

4.- Bastidor.

5.- Bulón central.

20 6.- Contrapeso.

7.- Actuador lineal.

Pilar.

25

9. - Tubo rigidizante.

10. - Acumuladores. 30 11.- Canalón.

12.- Poste de recarga lenta.

13.- Poste de recarga rápida.

35

Asi, tal como se observa en las figuras 1 y 2, cada módulo de aparcamiento según la invención, que en cada caso se dispondrá según la orientación N-S que convenga en función de la ubicación, consiste en una estructura que dispone de una cubierta solar (1) fotovoltaica oscilante soportada por pilares (8), dispuestos de forma que entre ellos se distribuyen varias plazas de aparcamiento para coches y, al menos, dos plazas para motocicletas enfrentadas, una a cada lado de dichos pilares.

La cubierta solar (1), sobre la que se fijan paneles fotovoltaicos (2) agrupados en filas, está formada por una parrilla (3) de tubos de sección rectangular, los cuales se disponen empatados por uno de sus extremos sobre un bastidor (4) central de los tres que, preferentemente contempla cada módulo y que están repartidos de manera equidistante bajo la cubierta . El conjunto se arma sobre dichos bastidores

(4) que, siendo de configuración variable están dotados de un contrapeso (6) el cual, a modo de orza de velero, y solidario al bastidor, estabiliza la cubierta (1) oscilante .

Dichos bastidores (4) , por su parte, están soportados, a su vez, por tres pilares (8) que sirven de apoyo a la estructura. Cabe mencionar que cada uno de los pilares

(8) está formado por sendos arcos semielipticos unidos entre si por unos tubos rigidizantes (9) alojados transversalmente entre ellos, sirviendo dos de ellos dispuestos a la misma altura de topes mecánicos del ángulo de oscilación de la cubierta (1) al contactar en ellos el contrapeso (6) . Además, en la cúspide de los citados arcos semielípticos que conforman los pilares (8) , se incorpora un bulón central (5) que actúa de unión articulada entre el bastidor (4) y el pilar (8) , habiéndose previsto, además, un actuador lineal (7) yuxtapuesto con respecto a dicho bulón central (5) que bascula controladamente la cubierta solar (1) provocando el enfoque al sol . Por su parte, cada pilar (8) incorpora en su parte inferior, como muestra la figura 5, una electrolinera conformada por dos poste3s de recarga, uno de recarga lenta (12) y uno de recarga rápida (13) con capacidad para cuatro puntos de recarga. Estos puntos de recarga (12 y 13) incluyen sistema de prepago, contador de energía, relés de maniobra y de protecciones y puerto de comunicaciones.

Por debajo del nivel del suelo e integrada en la propia obra de la cimentación se ha previsto una cavidad para el alojamiento varios acumuladores (10) los cuales serán recargados por la energía solar obtenido mediante los paneles fotovoltaicos (2) de la cubierta (1) en tiempos muertos y/o, en caso de alta demanda, por la propia red, preferiblemente en horas nocturnas .

En un ejemplo preferido, la cubierta solar (1) de cada módulo de aparcamiento tiene unas dimensiones de 24 x 10m y está formada, por 24 tubos paralelos de 12m de longitud empalmados sobre el bastidor (4) central al que se sujetan mediante abarcones formando la parrilla (3) donde se montan en filas los paneles (2) , inclinados en función del paralelo del lugar. Entre dichas filas se dejará un espacio para evitar sombreados entre paneles (2) y W

13 favorecer la disipación de calor. En estos espacios entre filas se colocan unos canalones (11) en forma de W que sirven para sombrear y para canalizar las aguas pluviales .

5

A la citada parrilla (3) se fijan 108 paneles fotovoltaicos (2) repartidos en 6 filas de 18 unidades, preferentemente paneles tipo Sunpower El 9/318 de 318 /panel, con una potencia total instalada de 34,5 kW.

10

En el citado ejemplo de realización preferida, la cavidad de la cimentación para los acumuladores (10) será de aprox. 2,5 x 0,6 x 0.66 = 1,0 m3 para el alojamiento de un almacén de energía con 15 15 acumuladores (10) con capacidad de, al menos 87 kWh de energía útil de descarga en 6 h.

Si la ubicación objeto de esta realización preferente fuese Sevilla y descontando las pérdidas

20 totales por temperatura, reflexión, ensuciamiento y añadiendo la ganancia por seguimiento solar, obtendríamos 2070 horas equivalentes con una producción anual de 34,3 x 2070 = 71.001 kWh/año, lo que supondría 71.001/60 =1.183 recargas completas equivalentes a un

25 ahorro de 12,1 Tm de C02 evitadas.

Cuando no hubiese demanda por recarga de vehículos la energía sobrante sería vertida y facturada a la red.

30

En cuanto al sistema de montaje de, el módulo de aparcamiento propuesto se montaría, en una primera fase, sobre 6 caballetes apoyados y nivelados sobre el suelo a una altura que permitiese, en primer lugar, 35 montar los tres contrapesos (6) en cada uno de los bastidores (4) , quedando éstos perfectamente alineados W

14 y nivelados. Seguidamente se montarían los 24 tubos (3) de 12m mediante abarcones, empalmándolos sobre el bastidor (4) central. Por su parte inferior, los tres bastidores (4) se armarían mediante cuatro tubos (3) 5 de 8 m, empatados sobre el bastidor central, quedando la parrilla terminada.

A continuación se procedería al montaje y posterior conexionado de los 108 paneles fotovoltaicos

10 (2) . Una vez armado el conjunto, se izaría la cubierta solar (1) mediante grúas para su fijación mediante los bulones centrales (5) sobre los tres arcos semielípticos de los pilares (8) , procediendo a continuación, sin soltar las eslingas de la grúa, a

15 amarrar los 3 + 3 = 6 actuadores lineales (7) quedando la cubierta solar (1) perfectamente amarrada a los arcos que conforman los pilares (8) de apoyo.

Seguidamente se verificaría la oscilación de 20 la cubierta solar (1) en el sentido E-W comprobando que los ángulos son los previstos y que el contrapeso (6) quedase a escasos milímetros de los topes formados por los tubos (9) que arman y rigidizan los dos arcos de cada pilar (8) . A su vez se verificará el correcto 25 funcionamiento de los sistemas de bloqueo mecánicos del contrapeso .

Posteriormente se procedería al conexionado completo de la electrolinera comprobando cada parámetro 30 a controlar y poniéndola en servicio.

A modo de resumen, pues, el módulo de aparcamiento de la invención, siendo del tipo conformado por una estructura con techo soportado sobre 35 pilares (8) que cumple la función de protección a los vehículos aparcados debajo de la misma para que queden sombreados y resguardados de la lluvia, se destaca por el hecho de comprender, aunados en una misma estructura, medios de captación, tratamiento, almacenamiento y suministro de energía eléctrica a los vehículos estacionados o a la red, disponiendo para ello de una cubierta solar (1) , con paneles fotovoltaicos (2) agrupados en filas, contrapesada y dotada de seguimiento solar en su eje E-W, mediante la acción de actuadores lineales (7) yuxtapuestos con respecto de bulones (5) centrales que la fijan a las cúspides de tres arcos semielípticos a modos de pilares (8) , cuyos vanos sirven de salvaguarda de puntos de recarga (12 y 13) , disponiendo asimismo de contrapesos (6) y de sistema de acumuladores (10) de energía, sito bajo el nivel del suelo, en cavidad integrada en la propia obra de cimentación.

Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan, haciéndose constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba siempre que no se altere, cambie o modifique su principio fundamental.

Claims

R E I V I N D I C AC I O N E S

1. - MÓDULO DE APARCAMIENTO SOLAR CON ELECTROLINERA INTEGRADA que, siendo del tipo conformado por una estructura con techo soportado sobre pilares (8) que cumple la función de protección a los vehículos aparcados debajo de la misma para que queden sombreados y resguardados de la lluvia, está caracterizado porque comprende, aunados en una misma estructura, medios de captación, tratamiento, almacenamiento y suministro de energía eléctrica a los vehículos estacionados o a la red, disponiendo de una cubierta solar (1) , con paneles fotovoltaicos (2) agrupados en filas, contrapesada y dotada de seguimiento solar en su eje E- , mediante la acción de actuadores lineales (7) yuxtapuestos con respecto de bulones (5) centrales que la fijan a las cúspides de tres arcos semielípticos a modos de pilares (8) , cuyos vanos sirven de salvaguarda de puntos de recarga (12 y 13) , disponiendo asimismo de contrapesos (6) y de sistema de acumuladores (10) de energía, sito bajo el nivel del suelo, en cavidad integrada en la propia obra de cimentación.

2. - MÓDULO DE APARCAMIENTO SOLAR CON ELECTROLINERA INTEGRADA, según la reivindicación 1, caracterizado porque la cubierta solar (1) está formada por una parrilla (3) de tubos de sección rectangular, los cuales se disponen sobre bastidores (4) dotados de contrapeso (6) el cual, a modo de orza de velero, y solidario al bastidor, estabiliza la cubierta solar (1) oscilante .

3. - MÓDULO DE APARCAMIENTO SOLAR CON ELECTROLINERA INTEGRADA, según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque cada uno de los pilares (8) está formado por sendos arcos semielípticos unidos entre sí por tubos rigidizantes (9) alojados transversalmente entre ellos, sirviendo dos de ellos dispuestos a la misma altura, de topes mecánicos del ángulo de oscilación de la cubierta solar (1) al contactar contra ellos el contrapeso (6) .

4.- MÓDULO DE APARCAMIENTO SOLAR CON ELECTROLINERA INTEGRADA, según cualquiera de las reivindicación 1-3, caracterizado porque entre las filas de paneles fotovoltaicos se colocan canalones (11) en forma de W que sirven para sombrear y canalizar las aguas pluviales.