WO2020234488A1 - Dispositivo anti-torsión de un seguidor solar con eje de giro y seguidor solar que comprende dicho dispositivo anti-torsión - Google Patents

Dispositivo anti-torsión de un seguidor solar con eje de giro y seguidor solar que comprende dicho dispositivo anti-torsión Download PDF

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WO2020234488A1
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actuator
rotation
axis
solar tracker
counter
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PCT/ES2019/070335
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Abraham RUIZ MOLINERO
Diego Lopez Zozaya
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Nclave Renewable, S.L.
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    • H02S20/30—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment
    • H02S20/32—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment specially adapted for solar tracking
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    • F24S2030/134—Transmissions in the form of gearings or rack-and-pinion transmissions

Definitions

  • the present invention is related to the industry dedicated to solar trackers, and more specifically to the industry dedicated to solar trackers with an axis of rotation for orientation of a surface receiving sun rays.
  • this load is generated by a net pressure difference in opposite areas of the solar trackers or areas separated by the reception surface of the sun's rays, as a consequence of winds to windward and leeward since this produces a pressure difference that it translates into a torque acting on the turning shaft, or tube.
  • This torsional deformation generates a change in the aerodynamic coefficients of shape of the solar trackers, which requires an iterative second-order calculation up to get the stability point of the solar trackers. This calculation is very complex.
  • This solution provides a very limited solution, since it only applies at the tube drive points and a limited longitudinal extension from said points in opposite directions.
  • These tubes, or these axes of rotation, have a longitudinal extension of several meters, so that they are arranged in a greater proportion exposed to the corresponding torsional deformation.
  • the present invention provides an anti-torsion device for a solar tracker with a rotation axis, in addition to the tracker. solar comprising said anti-twist device.
  • the anti-twist device comprises an available coupling part fixedly attached at least in a rotational direction with respect to the axis of rotation of the solar tracker; a mechanically disposed extending element fixedly attached to the coupling part, in addition to extending radially and externally with respect to the coupling part; and, an actuator and a counter-actuator arranged so that they are positionable according to a locking position, in which they contact the extending element, and a released position, in which they are separated with respect to the extending element.
  • the extension element is rotatably immobilized so that the coupling part is further prevented from being rotated.
  • the anti-torsion device therefore provides a reduction in weight on the axis of rotation by avoiding, for example, thicknesses and heavier materials on said axis of rotation, in addition to a simplification in calculations of the corresponding solar tracker in view of determining or correcting punctually in time an orientation of the solar tracker, and more specifically of a surface receiving sun rays comprised in said solar tracker, by limiting, or even eliminating torsional deformations in the axis of rotation.
  • the locked position and the released position are established by linear movement of the actuator and / or the counter-actuator.
  • the anti-twist device preferably comprises at least one irregular contact surface arranged in such a way that it interacts in the contact established by the actuator and / or the counter-actuator with the extending element.
  • the spreading element comprises a laminar part, to be contacted in the locked position and to be movable being between the actuator and the counter-actuator in the released position.
  • the extending element is immobilized in two directions of rotation of the axis of rotation with respect to an imaginary central longitudinal axis thereof.
  • the extending element comprises a strip and a connection part, the strip extending from the connection part and to a zone between the actuator and the counter-actuator.
  • the extensor element is immobilizable in one of the directions of rotation of the axis of rotation.
  • connection parts and two strips comprised in the extending element there are two connection parts and two strips comprised in the extending element, the connection parts being angularly displaced relative to the coupling part so that, being the anti-torsion device arranged in the solar tracker, each of the connection parts is located in correspondence with one side of an imaginary plane of containment of the rotation axis and a support axis for the arrangement of the solar tracker on a fixing surface, or terrain. Accordingly, each of the strips is in extension from one of the connection parts and to the area between the actuator and the counter actuator.
  • the extending element is immobilizable in both directions of rotation of the axis of rotation.
  • the solar tracker for its part, includes the anti-torsion device as described. Also, additionally, said solar tracker can comprise at least one transmission shaft for transmitting the rotation generated by the motor to the rotation axis according to two drive points, these being spaced from each other along the rotation axis.
  • Figure 1 shows a schematic perspective view of an anti-torsion device of a solar tracker with a rotation axis object of the invention, according to a first preferred embodiment.
  • Figure 2 shows a schematic perspective view of the anti-torsion device of a solar tracker with rotation axis object of the invention, according to a second preferred embodiment.
  • Figure 3 shows a partial schematic perspective view of a solar tracker with a rotation axis that is the object of the invention.
  • the present invention relates to an anti-torsion device for a solar tracker with a rotation axis (1), in addition to a solar tracker comprising said anti-torsion device.
  • the present solar tracker in addition to said axis of rotation (1), comprises a support axis (2) and a surface for receiving sunlight, which is not represented in the figures.
  • the solar tracker is available on a ground or fixing surface through the support shaft (2), specifically through a lower end thereof, while said support shaft (2) supports the rotation axis. (1), specifically in correspondence with an upper end of it.
  • the sun ray receiving surface is fixed with respect to the axis of rotation (1), in relation to both longitudinal and rotational displacements or rotation in an imaginary central longitudinal axis thereof.
  • the present anti-twist device provides a highly notable contribution in reducing, or even eliminating, unwanted twisting deformations of the pivot shaft (1).
  • Said anti-twist device comprises a clamp (3) to be arranged, on the one hand, adapted to an outer contour of the axis of rotation (1).
  • the clamp (3) is configured to, in addition to providing an arrangement of the anti-twist device attached to the axis of rotation (1), to provide a contact so that it is arranged immobilized on said axis of rotation (1). Accordingly, the clamp (3) is arranged prevented from being displaced in a rotary or angular manner, preferably in addition to linearly, in said axis of rotation (1).
  • the clamp (3) embraces or completely surrounds the outer perimeter contour of the rotation axis (1) to provide a complete transmission of forces between them.
  • the clamp (3) is preferably made of a metallic material.
  • the anti-twist device comprises a coupling part (3 ') in correspondence with the clamp (3), said coupling part (3') being available fixedly attached in a rotating direction, and preferably also longitudinally, with respect to the axis of rotation (1) of the solar tracker.
  • the anti-twist device additionally comprises an actuator (4) and a counter-actuator (5), these being arranged in such a way that a distance between them is variable.
  • the actuator (4) is displaceable
  • the counter-actuator (5) is preferably arranged immobile, as can be seen in figure 1.
  • both the actuator ( 4) and the counter actuator (5) are displaceably arranged.
  • the anti-twist device comprises an actuator (6) and a main body (7), the actuator (6) being fixed to the main body (7).
  • the actuator (6) is preferably selected so that it is electromechanically, hydraulically or pneumatically operable.
  • the main body (7) is arranged immobilized for use of the anti-twist device. Accordingly, preferably, the main body (7) is fixedly attached to the support shaft (2), although alternatively for its immobilized arrangement it can be arranged fixed to another fixed element in space such as an additional shaft, the which is not shown in the figures.
  • the anti-twist device applies the concept of a power screw or, in other words, the anti-twist device acts as a power screw.
  • the actuator (4) is arranged at a free end of a threaded shaft, not shown for clarity, which is arranged threaded into a threaded portion (7 ') of the main body (7). In this way, the actuator (4) is linearly movable with respect to the main body (7) according to a rotation of said threaded shaft. Accordingly, the actuator (4) is carried by the main body (7).
  • said threaded shaft has another additional thread, that is, it has two threads, so that said threads are opposite each other. In this way, one of the threads is definable to the left and another of the threads to the right. Accordingly, the actuator (4) is arranged according to one of the two threads and the counter-actuator (5) according to the other of the two threads.
  • the present anti-torsion device provides a linear displacement both of the actuator (4) and of the counter-actuator (5) so that they are jointly approximated or far from each other.
  • the linear displacement of the actuator (4), and optionally also that of the counter-actuator (6), provides the ability to be displaced with a greater torque in their displacements.
  • the anti-twist device comprises a fixing element (8) to arrange the main body (7) fixed, preferably, on the support shaft (2), as can be seen in figure 1.
  • the counter-actuator (5) itself can act as said fixing element of the main body ( 7), as can be derived from the view of figure 2.
  • the present anti-twist device comprises at least one extending element (9) arranged mechanically fixedly attached to the coupling part (3 '), and more specifically to the clamp (3).
  • Said extending element (9) extends radially and externally with respect to the coupling part (3 '), or the clamp (3).
  • the extending element (9) extends radially and externally with respect to the axis of rotation (1), the anti-torsion device being arranged in the solar tracker according to an arrangement for use of said device.
  • the spreading element (9) comprises a laminar part (9. A).
  • the laminar part (9. A) is configured as a plate, flat plate or disk, so that it is spaced from the coupling part (3 ').
  • both the spreading element (9) and the aforementioned laminar part (9. A) preferably correspond to an angular portion with respect to the imaginary central longitudinal axis of the corresponding axis of rotation (1).
  • the spreading element (9) comprises at least one strip (9.B), and preferably two.
  • the strip (9.B) is selected as an elongated element with resistance to tensile stresses.
  • the strip (9.B) is preferably a mechanical cable, although it can be a tape, a webbing, a strap or other similar element.
  • the strip (9.B) is preferably made of a metallic material with resistance to corrosion.
  • the extending element (9) comprises at least one connection part (9.C), and preferably at least two to act in two directions of rotation of the rotation axis (1) instead of only in one of them.
  • the directions of rotation, or of rotation, of the axis of rotation (1) are definable with respect to the imaginary central longitudinal axis thereof.
  • connection parts (9.C) are arranged according to at least one body, preferably laminar, so that they are located at a distance with respect to the coupling part (3 ').
  • each of said connection parts (9.C) is arranged in such a way that, according to the arrangement for use of the present device, it can be located on one side of an imaginary plane of containment of the axis of rotation ( 1) and the support shaft (2). That is, the connection parts (9.C) are arranged in such a way that on each of the two sides definable by the imaginary containment plane of the rotation axis (1) and the support axis (2) a of said connection parts (9.C) to act in the two directions of rotation of the rotation axis (1).
  • each of the strips (9.B) is in extension from one of the connection parts (9.C) and up to the area between the actuator (4) and the counter-actuator (5), preferably forming a "V". See figure 2.
  • the extension element (9) is immobilizable in the two directions of rotation of the rotation axis (1).
  • the strip (9.B) and the connection part (9.C) comprised in the extender element (9) are one, the strip (9.B) is arranged in extension from the connection part (9.C) and up to the area between the actuator (4) and the counter-actuator (5).
  • the extending element (9) is immobilizable in one of the two directions of rotation of the axis of rotation (1).
  • the strip (9.B) comprised in the extending element (9) being one, alternatively, it (9.B) extends through said extending element (9) passing in correspondence with the two connection parts (9.C) until arranging two parts thereof, preferably longitudinal ends, in a zone of approach, or even of contact, with each other.
  • This zone preferably corresponds to the zone between the actuator (4) and the counter-actuator (5).
  • the extending element (9) is immobilizable in both directions of rotation of the axis of rotation (1), one being the strip (9.B) and two being the connection parts (9.C).
  • the actuator (4) and the counter-actuator (5) are positionable according to a locking position, in which they contact against the extending element (9) according to an immobilization force so that it is immobilized or prevented from being displaced in space, and a liberated position, in which they are separated with respect to the extensor element (9) so that it is free from the immobilization force or forces applied to it.
  • the actuator (4) and the counter-actuator (5) are positionable by contacting specifically against the laminar part (9. A), according to the blocking position; while said laminar part (9. A) is arranged so that it is movable, being locatable between the actuator (4) and the counter-actuator (5) according to the released position.
  • the actuator (4) and the counter actuator (5) are positionable by contacting specifically against the strips (9.B) comprised in the extending element (9), according to the position of blocking; while said strips (9.B) are arranged in such a way that they are displaceable, being located between the actuator (4) and the counter-actuator (5) according to the released position.
  • the locking position provides resistance, or even immobilization, of the coupling part (3 ') and the clamp (3), as well as the extending element (9), in one of the directions of rotation of the rotation axis (1) according to each one of the strips (9.B) arranged in correspondence with one of the sides of the previously described imaginary containment plane.
  • This resistance, or immobilization is determined, at least, by the tensile strength of said strips (9.B).
  • the locking position corresponds to an angular or rotary immobilization of the spreading element (9), and more specifically of the laminar part (9. A) or of the connecting parts (9.C).
  • the locking position corresponds to an angular or rotary immobilization of the coupling part (3 '), as well as of the clamp (3), such that it results in an angular or rotary immobilization of the rotary axis ( 1), that is to say with an impossibility of deformation by torsion in the axis of rotation (1).
  • the actuator (4), and / or the counter-actuator (5) is preferably selected such that, in front of the spreading element (9), and more specifically the laminar part (9.A) or the strips (9. B), provides a dynamic coefficient of friction to establish and maintain the locked position.
  • the friction coefficient as regards a nominal value, is selected as a function of the immobilization force, according to another nominal value, so that together they determine a friction load in order to establish the described locking position.
  • the immobilization and the maintenance of said immobilization according to the aforementioned blocking position is by a contact according to the corresponding contact surfaces of the actuator (4), the counter-actuator (5) and / or of the extensor element (9), at least one of them being irregular.
  • the irregularities are determined as a function of the immobilization force so that together they determine the friction load in order to establish the described locking position.
  • the locking position is stable as a function of at least the immobilization force, together with the coefficient of friction and / or at least one of the contact surfaces, which is irregular.
  • the extension element (9) slides or moves with respect to the actuator (4) and the counter-actuator (5).
  • the actuator (6) is selectively operable, that is, the anti-twist device is available according to the released position and be arranged according to the locking position in case the actuator is actuated. (6).
  • the locked position is maintainable for a determined time so that the actuation of the actuator (6), or the active use of the present device, is limited to specific situations or periods of time. This, in addition to energy savings, provides blocking against unwanted twisting deformations at times such as storms, blizzards and gusts of air, as well as during maintenance and cleaning tasks, while it is maintainable without wear and tear in moments safe from being undesirably deformed by torsion the axis of rotation (1).
  • the solar tracker of the invention preferably comprises drive means (10) for turning or rotating the turning axis (1).
  • these drive means comprise a motor (10), preferably electric.
  • the actuating means are configured in such a way as to determine an actuating point (10 ') by means of meshing of teeth of a toothed area or of threads of a threaded area of the motor (10) with complementary elements associated with the shaft of rotation (1) to transmit a rotation movement to said rotation axis (1).
  • this arrangement meshed between the motor (10) and the rotation shaft (1), in accordance with the actuation point (10 '), in turn provides a retention or blocking against an undesired rotation or rotation of the shaft of twist (1) that tends to distort it by twisting.
  • the axis of rotation (1) suffers unwanted tendencies to be rotated, generally due to external factors such as derivatives or the result of contact by people or air currents. These contacts result in torques transmitted to the axis of rotation (1) in such a way that they tend to deform by torsion, especially, or to a greater degree, at points far from the actuation point (10 '). Said deformation by torsion has a special impact on the surface receiving sunlight, and more specifically on an orientation thereof.
  • the drive means in order to provide efficient transmission of the rotation generated by the motor (10), the drive means preferably comprise one or two transmission shafts (11) to transmit the rotation generated by the motor (10) to the shaft. rotation (1) according to at least two of the actuation points (10 '), these being spaced from each other. This arrangement of the transmission means is especially relevant when the axis of rotation (1) is of great length, for example equal to or greater than 6 or 10 meters. See figure 3.
  • the solar tracker can comprise only one or more of the transmission shafts (11) according to the corresponding actuation points (10 '), in addition to the support shaft (2) and the surface for receiving sunlight, that is to say without the present anti-twist device.

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Abstract

Dispositivo anti-torsión de un seguidor solar con eje de giro (1), y seguidor solar que comprende dicho dispositivo anti-torsión, comprendiendo eldispositivo una parte de acople (3') disponible unida de manera fija al menos en sentido giratorio con respecto al eje de giro (1) del seguidor solar; un elemento extensor (9) dispuesto mecánicamente unido de manera fija a la parte de acople (3'), además de extendiéndose radial y externamente con respecto a la parte de acople (3'); y, un actuador (4) y un contra-actuador (5) dispuestos de manera que son posicionables de acuerdo a una posición de bloqueo, en la cual contactan contra el elemento extensor (9), y una posición liberada, en la cual se encuentran separados con respecto al elemento extensor (9). Así, estando el dispositivo anti-torsión dispuesto fijo con respecto al eje de giro (1) y de acuerdo con la posición de bloqueo, el elemento extensor (9) está giratoriamente inmovilizado de forma que adicionalmente está impedidade ser girada la parte de acople (3').

Description

DESCRIPCIÓN
DISPOSITIVO ANTI-TORSIÓN DE UN SEGUIDOR SOLAR CON EJE DE GIRO Y SEGUIDOR SOLAR QUE COMPRENDE DICHO DISPOSITIVO ANTI-TORSIÓN
Sector de la técnica
La presente invención está relacionada con la industria dedicada a seguidores solares, y más concretamente con la industria dedicada a los seguidores solares con eje de giro para orientación de una superficie de recepción de rayos de sol.
Estado de la técnica
En la actualidad son ampliamente conocidos seguidores solares con eje de giro, o elevación, para orientación de una superficie de recepción de rayos de sol.
De acuerdo con estos seguidores solares, una de las cargas estructurales más importantes que se producen durante el funcionamiento de los seguidores solares con el eje de giro, son las cargas torsionales a lo largo de un tubo que desempeña el papel del eje de giro, o elevación, del seguidor.
Ocasionalmente, esta carga es generada por una diferencia de presión neta en zonas opuestas de los seguidores solares o zonas separadas por la superficie de recepción de los rayos de sol, como consecuencia de vientos a barlovento y a sotavento dado que esto produce una diferencia de presión que se traduce en un par de torsión actuando en el eje de giro, o el tubo.
Un efecto derivado de estos momentos o pares de torsión es una deformación por torsión a lo largo del tubo, o del eje de giro. Esta tendencia a dicha deformación se acumula desde puntos de accionamiento del eje de giro para su giro y en sentidos opuestos a lo largo del propio tubo de forma que se alcanzan las mayores deformaciones por torsión en extremos del tubo, o del eje de giro.
Esta deformación torsional genera un cambio en coeficientes aerodinámicos de forma de los seguidores solares, lo que requiere realizar un cálculo de segundo orden iterativo hasta conseguir el punto de estabilidad de los seguidores solares. Este cálculo resulta muy complejo.
En los puntos de accionamiento de dichos tubos para ser girados y variar la orientación referente a la superficie de recepción de rayos de sol con respecto a dicho sol, existe un frenado o bloqueo del tubo frente a la deformación torsional del tubo o el eje de giro a través de medios de accionamiento empleados en el giro del eje para adaptar la orientación del seguidor solar, y más concretamente de la superficie de recepción de rayos de sol de la cual dispone.
Esta solución proporciona una solución muy limitada, dado que sólo aplica en los puntos de accionamiento del tubo y una extensión longitudinal limitada desde dichos puntos en sentidos opuestos.
Estos tubos, o estos ejes de giro, tienen una extensión longitudinal de varios metros, de forma que se encuentran dispuestos en mayor proporción expuestos a la correspondiente deformación torsional.
Actualmente, la solución existente consiste en compensar los pares de torsión mediante el empleo de materiales o sobredimensionamientos de forma que dichos ejes de giro, o elevación, son más resistentes. Sin embargo, esta solución deriva en seguidores solares substancialmente más pesados y caros.
A la vista de la descrita desventaja o limitación que presentan las soluciones existentes en la actualidad, resulta necesaria una solución para eliminar la deformación torsional de los ejes de giro, o tubos, a la vez que se evita incrementar en número los puntos de accionamiento de dichos tubos de acuerdo con disposición de los correspondientes medios de accionamiento.
Objeto de la invención
Con la finalidad de cumplir este objetivo y solucionar los problemas técnicos comentados hasta el momento, además de aportar ventajas adicionales que se pueden derivar más adelante, la presente invención proporciona un dispositivo anti-torsión de un seguidor solar con eje de giro, además del seguidor solar que comprende dicho dispositivo anti-torsión. El dispositivo anti-torsión comprende una parte de acople disponible unida de manera fija al menos en sentido giratorio con respecto al eje de giro del seguidor solar; un elemento extensor dispuesto mecánicamente unido de manera fija a la parte de acople, además de extendiéndose radial y externamente con respecto a la parte de acople; y, un actuador y un contra-actuador dispuestos de manera que son posicionables de acuerdo a una posición de bloqueo, en la cual contactan contra el elemento extensor, y una posición liberada, en la cual se encuentran separados con respecto al elemento extensor.
De esta forma, y de acuerdo con la posición de bloqueo, el elemento extensor está giratoriamente inmovilizado de forma que adicionalmente está impedida de ser girada la parte de acople.
El dispositivo anti-torsión proporciona, por tanto, una reducción de peso en el eje de giro al evitar, por ejemplo, sobre espesores y materiales más pesados en dicho eje de giro, además de una simplificación en cálculos del seguidor solar correspondiente de cara a determinar o corregir puntualmente en el tiempo una orientación del seguidor solar, y más concretamente de una superficie de recepción de rayos de sol comprendida en dicho seguidor solar, al limitarse, o incluso eliminarse deformaciones torsionales en el eje de giro.
Preferentemente, la posición de bloqueo y la posición liberada son establecidas mediante desplazamiento lineal del actuador y/o el contra-actuador.
El dispositivo anti-torsión preferentemente comprende al menos una superficie de contacto irregular dispuesta de forma que interacciona en el contacto establecióle por el actuador y/o el contra-actuador con el elemento extensor.
Según un ejemplo de realización preferente, el elemento extensor comprende una parte laminar, para ser contactada en la posición de bloqueo y ser desplazable estando entre el actuador y el contra-actuador en la posición liberada. Según este ejemplo de realización, el elemento extensor es inmovilizado en dos sentidos de giro del eje de giro con respecto a un eje longitudinal central imaginario del mismo.
Según otro ejemplo de realización preferente, el elemento extensor comprende una tira y una parte de conexión, estando la tira en extensión desde la parte de conexión y hasta una zona entre el actuador y el contra-actuador. Así, el elemento extensor es inmovilizable en uno de los sentidos de giro del eje de giro.
De acuerdo con esta otra realización preferente, y de manera opcional, son dos las partes de conexión y dos las tiras comprendidas en el elemento extensor, estando las partes de conexión angularmente desplazadas entre sí con respecto a la parte de acople de forma que, estando el dispositivo anti-torsión dispuesto en el seguidor solar, cada una de las partes de conexión queda localizada en correspondencia con un lado de un plano imaginario de contención del eje de giro y un eje soporte de disposición del seguidor solar en una superficie de fijación, o terreno. De acuerdo con esto, cada una de las tiras está en extensión desde una de las partes de conexión y hasta la zona entre el actuador y el contra- actuador. Así, el elemento extensor es inmovilizable en los dos sentidos de giro del eje de giro.
El seguidor solar, por su parte, comprende el dispositivo anti-torsión según lo descrito. Asimismo, de manera adicional, dicho seguidor solar puede comprender al menos un eje transmisor para transmitir el giro generado por el motor al eje de giro de acuerdo con dos puntos de accionamiento, estando éstos distanciados entre sí a lo largo del eje de giro.
Descripción de las figuras
La figura 1 muestra una vista esquemática en perspectiva de un dispositivo anti-torsión de un seguidor solar con eje de giro objeto de la invención, según una primera realización preferente.
La figura 2 muestra una vista esquemática en perspectiva del dispositivo anti-torsión de un seguidor solar con eje de giro objeto de la invención, según una segunda realización preferente.
La figura 3 muestra una vista esquemática parcial en perspectiva de un seguidor solar con eje de giro objeto de la invención.
Descripción detallada de la invención
La presente invención se refiere a un dispositivo anti-torsión de un seguidor solar con eje de giro (1), además de a un seguidor solar comprendiendo dicho dispositivo anti-torsión. El presente seguidor solar, además del citado eje de giro (1) comprende un eje soporte (2) y una superficie de recepción de rayos de sol, la cual no está representada en las figuras.
De acuerdo con esto, el seguidor solar es disponible en un terreno o superficie de fijación mediante el eje soporte (2), concretamente a través de un extremo inferior del mismo, a la vez que dicho eje soporte (2) soporta el eje de giro (1), concretamente en correspondencia con un extremo superior del mismo. Asimismo, la superficie de recepción de rayos de sol está fijada con respecto al eje de giro (1), en relación con desplazamientos tanto longitudinales como de giro o rotación en un eje longitudinal central imaginario del mismo.
El presente dispositivo anti-torsión proporciona una contribución altamente notable en reducción, o incluso eliminación, de indeseadas deformaciones por torsión del eje de giro (1). Dicho dispositivo anti-torsión comprende una abrazadera (3) para disponerse, por un lado, adaptado a un contorno exterior del eje de giro (1). La abrazadera (3) está configurada para, además de proporcionar una disposición del dispositivo anti-torsión unida al eje de giro (1), proporcionar un contacto de forma que es dispuesta inmovilizada en dicho eje de giro (1). De acuerdo con esto, la abrazadera (3) es dispuesta impedida de resultar desplazada de manera giratoria o angular, preferentemente además de linealmente, en dicho eje de giro (1).
Preferentemente, la abrazadera (3) abraza o envuelve completamente el contorno perimetral exterior del eje de giro (1) para proporcionar una completa transmisión de esfuerzos entre sí. Asimismo, la abrazadera (3) es, preferentemente, de un material metálico.
De acuerdo con lo descrito, el dispositivo anti-torsión comprende una parte de acople (3’) en correspondencia con la abrazadera (3), siendo dicha parte de acople (3’) disponible unida de manera fija en sentido giratorio, y preferentemente también en sentido longitudinal, con respecto al eje de giro (1) del seguidor solar.
El dispositivo anti-torsión adicionalmente comprende un actuador (4) y un contra-actuador (5), estando éstos dispuestos de manera que una distancia de separación entre sí es variable. Para esto, el actuador (4) está dispuesto de manera desplazable, mientras que el contra-actuador (5) está preferentemente dispuesto inmóvil, tal y como es apreciable en la figura 1. Alternativamente, y con el mismo objeto, tanto el actuador (4) como el contra- actuador (5) están dispuestos de manera desplazable. Asimismo, el dispositivo anti-torsión comprende un accionador (6) y un cuerpo principal (7), estando el accionador (6) fijado al cuerpo principal (7). El accionador (6) es preferentemente seleccionado de forma que es accionable electromecánica, hidráulica o neumáticamente.
El cuerpo principal (7) es dispuesto inmovilizado para un uso del dispositivo anti-torsión. De acuerdo con esto, de manera preferente, el cuerpo principal (7) está unido fijo al eje soporte (2), aunque alternativamente para su disposición inmovilizada puede ser dispuesto fijado a otro elemento fijo en el espacio como puede ser un eje adicional, el cual no es mostrado en las figuras.
El dispositivo anti-torsión aplica el concepto de tornillo de potencia o, en otras palabras, el dispositivo anti-torsión actúa a modo de tornillo de potencia. El actuador (4) está dispuesto en un extremo libre de un eje roscado, no mostrado por motivos de claridad, el cual está dispuesto enroscado en una porción roscada (7’) del cuerpo principal (7). De esta forma, el actuador (4) es linealmente desplazable con respecto al cuerpo principal (7) de acuerdo con un giro de dicho eje roscado. De acuerdo con esto, el actuador (4) está portado por el cuerpo principal (7).
En el caso de ser tanto el actuador (4) como el contra-actuador (5) desplazables, el citado eje roscado dispone de otra rosca adicional, es decir dispone de dos roscas, de forma que dichas roscas son opuestas entre sí. De esta forma, una de las roscas es definible a izquierdas y otra de las roscas a derechas. De acuerdo con esto, el actuador (4) está dispuesto de acuerdo con una de las dos roscas y el contra-actuador (5) de acuerdo con otra de las dos roscas.
Así, bloqueando un giro angular del actuador (4) y del contra-actuador (5), en función del sentido de giro aplicado o transmitido al eje roscado a través del accionador (6), el presente dispositivo anti-torsión proporciona un desplazamiento lineal tanto del actuador (4) como del contra-actuador (5) de forma que resultan conjuntamente aproximados o alejados entre sí.
El desplazamiento lineal del actuador (4), y opcionalmente también el del contra-actuador (6), proporciona capacidad de ser desplazados con un mayor par de fuerza en sus desplazamientos.
Opcionalmente, el dispositivo anti-torsión comprende un elemento de fijación (8) para disponer el cuerpo principal (7) fijado, preferentemente, en el eje soporte (2), tal y como es apreciable en la figura 1. Alternativamente, el propio contra-actuador (5) puede actuar como dicho elemento de fijación del cuerpo principal (7), tal y como es derivable a la vista de la figura 2.
El presente dispositivo anti-torsión comprende al menos un elemento extensor (9) dispuesto mecánicamente unido de manera fija a la parte de acople (3’), y más concretamente a la abrazadera (3). Dicho elemento extensor (9) se extiende radial y externamente con respecto a la parte de acople (3’), o la abrazadera (3). De esta forma, el elemento extensor (9) se extiende radial y externamente con respecto al eje de giro (1) estando el dispositivo anti torsión dispuesto en el seguidor solar de acuerdo con una disposición de uso de dicho dispositivo.
Según una primera realización preferente, el elemento extensor (9) comprende una parte laminar (9. A). La parte laminar (9. A) está configurada a modo de placa, pletina o disco plano, de forma que se encuentra distanciada con respecto a la parte de acople (3’).
Tal y como es apreciable en la figura 1 , tanto el elemento extensor (9) como la citada parte laminar (9. A) preferentemente se corresponden con una porción angular con respecto al eje longitudinal central imaginario del eje de giro (1) correspondiente.
Según una segunda realización preferente, el elemento extensor (9) comprende al menos una tira (9.B), y preferentemente dos. La tira (9.B) es seleccionada a modo de elemento alargado y con resistencia frente a esfuerzos de tracción. De manera preferente, la tira (9.B) es un cable mecánico, si bien puede tratarse de una cinta, de una cincha, una correa u otro elemento similar. Así mismo, preferentemente la tira (9.B) es de un material metálico y con resistencia a la corrosión.
De acuerdo con esta segunda realización preferente, el elemento extensor (9) comprende al menos una parte de conexión (9.C), y preferentemente al menos dos para actuar en dos sentidos de giro del eje de giro (1) en lugar de sólo en uno de ellos. Los sentidos de giro, o de rotación, del eje de giro (1) son definibles con respecto al eje longitudinal central imaginario del mismo.
Estas partes de conexión (9.C) se disponen de acuerdo con al menos un cuerpo, preferentemente laminar, de forma que se localizan distanciadas con respecto a la parte de acople (3’). A su vez, cada una de dichas partes de conexión (9.C) se encuentra dispuesta de forma que, de acuerdo con la disposición de uso del presente dispositivo, es localizable a un lado de un plano imaginario de contención del eje de giro (1) y el eje soporte (2). Es decir, las partes de conexión (9.C) se encuentran dispuestas de forma que en cada uno de los dos lados definibles por el plano imaginario de contención del eje de giro (1) y el eje soporte (2) se localiza preferentemente una de dichas partes de conexión (9.C) para actuar en los dos sentidos de giro del eje de giro (1).
Así, de manera preferente, y siendo dos las tiras (9.B) comprendidas en el elemento extensor (9), cada una de las tiras (9.B) está en extensión desde una de las partes de conexión (9.C) y hasta la zona entre el actuador (4) y el contra-actuador (5), preferentemente formando una“V”. Véase la figura 2. De esta forma, el elemento extensor (9) es inmovilizable en los dos sentidos de giro del eje de giro (1).
Siendo una la tira (9.B) y una la parte de conexión (9.C) comprendidas en el elemento extensor (9), la tira (9.B) está dispuesta en extensión desde la parte de conexión (9.C) y hasta la zona entre el actuador (4) y el contra-actuador (5). Así, el elemento extensor (9) es inmovilizable en uno de los dos sentidos de giro del eje de giro (1).
Siendo una la tira (9.B) comprendida en el elemento extensor (9), alternativamente, ésta (9.B) se extiende por dicho elemento extensor (9) pasando en correspondencia con las dos partes de conexión (9.C) hasta disponer dos partes de la misma, preferentemente extremos longitudinales, en una zona de aproximación, o incluso de contacto, entre sí. Esta zona preferentemente se corresponde con la zona entre el actuador (4) y el contra-actuador (5). Así, el elemento extensor (9) es inmovilizable en los dos sentidos de giro del eje de giro (1), siendo una la tira (9.B) y dos las partes de conexión (9.C).
De acuerdo con lo descrito, el actuador (4) y el contra-actuador (5) son posicionables de acuerdo a una posición de bloqueo, en la cual contactan contra el elemento extensor (9) de acuerdo con una fuerza de inmovilización de forma que queda inmovilizado o impedido de ser desplazado en el espacio, y una posición liberada, en la cual se encuentran separados con respecto al elemento extensor (9) de forma que es libre de la fuerza de inmovilización o esfuerzos aplicados en el mismo. Así, de acuerdo con la primera realización preferente, el actuador (4) y el contra-actuador (5) son posicionables contactando concretamente contra la parte laminar (9. A), de acuerdo con la posición de bloqueo; mientras que dicha parte laminar (9. A) se encuentra dispuesta de forma que es desplazable, estando localizable entre el actuador (4) y el contra-actuador (5) de acuerdo con la posición liberada.
Asimismo, de acuerdo con la segunda realización preferente, el actuador (4) y el contra- actuador (5) son posicionables contactando concretamente contra las tiras (9.B) comprendidas en el elemento extensor (9), de acuerdo con la posición de bloqueo; mientras que dichas tiras (9.B) se encuentran dispuestas de forma que son desplazares, estando localizables entre el actuador (4) y el contra-actuador (5) de acuerdo con la posición liberada.
Según dicha segunda realización preferente, la posición de bloqueo proporciona una resistencia, o incuso una inmovilización, de la parte de acople (3’) y la abrazadera (3), así como del elemento extensor (9), en uno de los sentidos de giro del eje de giro (1) de acuerdo con cada una de las tiras (9.B) dispuestas en correspondencia con uno de los lados del anteriormente descrito plano imaginario de contención. Esta resistencia, o inmovilización, es determinada, al menos, por la resistencia a tracción de dichas tiras (9.B).
De acuerdo con lo descrito, según la primera realización preferente y la segunda realización preferente, la posición de bloqueo se corresponde con una inmovilización angular o giratoria del elemento extensor (9), y más concretamente de la parte laminar (9. A) o de las partes de conexión (9.C). De esta forma, la posición de bloqueo se corresponde con una inmovilización angular o giratoria de la parte de acople (3’), así como de la abrazadera (3), tal que se deriva en una inmovilización angular o giratoria del eje de giro (1), es decir con una imposibilidad de deformación por torsión en el eje de giro (1).
El actuador (4), y/o el contra-actuador (5), es preferentemente seleccionado de forma que, frente al elemento extensor (9), y más concretamente a la parte laminar (9. A) o a las tiras (9.B), proporciona un coeficiente de fricción dinámico para establecer y mantener la posición de bloqueo. El coeficiente de fricción, en cuanto a un valor nominal, es seleccionado en función de la fuerza de inmovilización, según otro valor nominal, de forma que conjuntamente determinan una carga de fricción a fin de establecer la descrita posición de bloqueo. Adicional o alternativamente, al menos una superficie de contato que interacciona en el contacto establecible por el actuador (4) y/o el contra-actuador (5) con el elemento extensor (9), y más concretamente con la parte laminar (9.A) o con las tiras (9.B), es irregular o no lisa para establecer y mantener la posición de bloqueo. De acuerdo con esto, dichas superficies de contacto pueden tener estrías, un moleteado o similar.
De esta forma, adicional o alternativamente, la inmovilización y el mantenido de dicha inmovilización de acuerdo con la citada posición de bloquleo es por un contacto de acuerdo con las correspondientes superficies de contaco del actuador (4), el contra-actuador (5) y/o del elemento extensor (9), siendo al menos una de ellas irregular. Las irregularidades son determinadas en función de la fuerza de inmovilización de forma que conjuntamente determinan la carga de fricción a fin de establecer la descrita posición de bloqueo.
Así, la posición de bloqueo es establecible en función, al menos, de la fuerza de inmovilización, junto con el coeficiente de fricción y/o al menos una de las superficies de contacto la cual es irregular.
En caso de superar, o ser mayor, la indeseada tendencia a girar o rotar el eje de giro (1) a la carga de fricción consecuencia de la fuerza de inmovilización proporcionada por el dispositivo anti-torsión de acuerdo con la posición de bloqueo, el elemento extensor (9) desliza o se desplazada con respecto al actuador (4) y el contra-actuador (5).
De esta forma, al menos se limita la deformación por torsión a la vez que se evita una ruptura o un daño en el dispositivo anti-torsión, al no estar condicionada la posición de bloqueo por un engrane o encaje de dientes o filetes de zonas roscadas. Así, tanto en uso como en caso de fallo en el funcionamiento del dispositivo anti-torsión, se proporciona un ahorro o una reducción en el coste total de la presente solución.
De acuerdo con lo anteriormente descrito, el accionador (6) es accionable de manera selectiva, es decir el dispositivo anti-torsión es disponible de acuerdo a la posición liberada y ser dispuesto de acuerdo con la posición de bloqueo en caso de ser accionado el accionador (6). La posición de bloqueo es mantenible durante un tiempo determinado de forma que el accionamiento del accionador (6), o el uso activo del presente dispositivo, es limitado a situaciones o períodos de tiempo concretos. Esto además de un ahorro energético, proporciona el bloqueo frente a las indeseadas deformaciones por torsión en momentos como, por ejemplo, de tormentas, ventiscas y ráfagas de aire, además de durante labores de mantenimiento y de limpieza, mientras es mantenible libre de desgastes en momentos a salvo de resultar indeseadamente deformado por torsión el eje de giro (1).
De manera adicional, el seguidor solar de la invención preferentemente comprende unos medios de accionamiento (10) para giro o rotación del eje de giro (1). Preferentemente este giro es con respecto al eje longitudinal central imaginario del mismo. Estos medios de accionamiento comprenden un motor (10), preferentemente eléctrico. De acuerdo con esto, los medios de accionamiento están configurados de forma que determinan un punto de accionamiento (10’) mediante engrane de dientes de una zona dentada o de filetes de una zona roscada del motor (10) con elementos complementarios asociados al eje de giro (1) para transmitir un movimiento de giro a dicho eje de giro (1).
Asimismo, esta disposición engranada entre el motor (10) y el eje de giro (1), de acuerdo con el punto de accionamiento (10’), proporciona a su vez una retención o bloqueo frente a un indeseado giro o rotación del eje de giro (1) que tiende a la deformación por torsión del mismo.
El eje de giro (1) sufre indeseadas tendencias a ser girado debido, por lo general, a factores externos como los derivables o fruto de contactos por personas o corrientes de aire. Estos contactos resultan en pares de torsión transmitidos al eje de giro (1) de forma que tienden a deformarse por torsión, especialmente, o en mayor grado, en puntos alejados con respecto al punto de accionamiento (10’). Dicha deformación por torsión tiene especial repercusión en la superficie de recepción de rayos de sol, y más concretamente en una orientación de la misma.
En el presente seguidor solar, con objeto de proporcionar una eficiente transmisión del giro generado por el motor (10), los medios de accionamiento preferentemente comprenden uno o dos ejes transmisores (11) para transmitir el giro generado por el motor (10) al eje de giro (1) de acuerdo con al menos dos de los puntos de accionamiento (10’), estando éstos distanciados entre sí. Esta disposición de los medios de transmisión resulta especialmente relevante cuando el eje de giro (1) es de elevada longitud, por ejemplo igual o mayor a 6 o 10 metros. Véase la figura 3. De esta forma, y de acuerdo con dicha disposición engranada de acuerdo con al menos dos de los puntos de accionamiento (10’) longitudinalmente distanciados entre sí a lo largo del eje de giro (1) por cada uno de los motores (10), adicionalmente se proporciona el bloqueo frente al indeseado giro o la rotación del eje de giro (1) a lo largo de una mayor extensión longitudinal del citado eje (1) de acuerdo con dichos puntos de accionamiento (10). Es decir, mediante disposición de los citados puntos de accionamiento (10’), se evita la deformación por torsión del eje de giro (1) a lo largo de una mayor extensión longitudinal del citado eje (1).
Así, se proporciona a su vez, por tanto, una reducción o eliminación de la indeseada deformación por torsión del eje de giro (1) cubriendo una mayor longitud del mismo, a la vez que una más efectiva y menos mecánicamente exigente transmisión del giro del motor (10). Esta descrita disposición engranada proporciona un reparto del par de torsión a ser vencido en más de un punto, lo cual resulta estructural y mecánicamente menos exigente de cara al correspondiente seguidor solar. A su vez, el par de giro generado y transmitido por el motor (3) es recibido por el eje de giro (1) de forma repartida, lo cual, igualmente aunque de forma contraria, resulta estructural y mecánicamente menos exigente de cara al correspondiente seguidor solar.
Si bien en la figura 3 no es mostrado el empleo o disposición de dos de los punto de accionamiento (10’) de acuerdo con el motor (10), junto con el dispositivo anti-torsión, ambos aspectos son preferentemente combinados para de forma efectiva y económicamente más barata, orientar la superficie de recepción de rayos de sol en función del giro del eje de giro (1), estando éste libre de las indeseadas deformaciones por torsión.
Alternativamente, el seguidor solar puede comprender sólo uno o varios de los ejes transmisores (11) de acuerdo con los correspondientes puntos de accionamiento (10’), además del eje soporte (2) y la superficie de recepción de rayos de sol, es decir sin el presente dispositivo anti-torsión.
Como consecuencia de un encontronazo de viento con el seguidor solar, el correspondiente flujo de aire se ve forzado a circular por dos caminos, originándose en ambos lados, de acuerdo por ejemplo con la superficie de recepción de rayos de sol o el eje de giro (1), vórtices generados alternativamente. El correspondiente desprendimiento de vórtices se caracteriza por vibraciones en el seguidor solar, las cuales resultan indeseadas. Asimismo, como consecuencia del encontronazo entre el viento y el seguidor solar, se genera galope (“galloping”), forma de inestabilidad aeroelástica similar a la correspondiente al citado desprendimiento de vórtices, además de bataneo (“buffeting”). El galope y el bataneo derivan en vibraciones que afectan negativamente al uso del seguidor solar correspondiente.
De acuerdo con lo descrito, mediante tanto el presente dispositivo anti-torsión como los puntos de accionamiento (10’), además de proporcionarse la descrita reducción o eliminación de la indeseada deformación por torsión del eje de giro (1), se proporciona una reducción o eliminación de las vibraciones indeseadas.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Dispositivo anti-torsión de un seguidor solar con eje de giro (1), caracterizado por que comprende:
- una parte de acople (10’) disponible unida de manera fija al menos en sentido giratorio con respecto al eje de giro (1) del seguidor solar;
- un elemento extensor (9) dispuesto mecánicamente unido de manera fija a la parte de acople (10’), además de extendiéndose radial y externamente con respecto a la parte de acople (10’);
- un actuador (4) y un contra-actuador (5) dispuestos de manera que son posicionables de acuerdo a una posición de bloqueo, en la cual contactan contra el elemento extensor (9), y una posición liberada, en la cual se encuentran separados con respecto al elemento extensor (9);
tal que, de acuerdo con la posición de bloqueo, el elemento extensor (9) está giratoriamente inmovilizado de forma que adicionalmente está impedida de ser girada la parte de acople (3’).
2.- Dispositivo anti-torsión según la reivindicación 1 , caracterizado por que la posición de bloqueo y la posición liberada son establecidas mediante desplazamiento lineal del actuador
(4) y/o el contra-actuador (5).
3.- Dispositivo anti-torsión según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que comprende al menos una superficie de contacto irregular dispuesta de forma que interacciona en el contacto establecióle por el actuador (4) y/o el contra-actuador (5) con el elemento extensor (9).
4 Dispositivo anti-torsión según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el elemento extensor (9) comprende una parte laminar (9. A), para ser contactada en la posición de bloqueo y ser desplazable estando entre el actuador (4) y el contra-actuador
(5) en la posición liberada.
5.- Dispositivo anti-torsión según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el elemento extensor (9) comprende una tira (9.B) y una parte de conexión (9.C), estando la tira (9.B) en extensión desde la parte de conexión (9.C) y hasta una zona entre el actuador (4) y el contra-actuador (5). 6.- Dispositivo anti-torsión según la reivindicación 5, caracterizado por que son dos las partes de conexión (9.C) y dos las tiras (9.B), estando las partes de conexión (9.C) angularmente desplazadas entre sí con respecto a la parte de acople (10’) de forma que, estando el dispositivo anti-torsión dispuesto en el seguidor solar, cada una de las partes de conexión (9.C) queda localizada en correspondencia con un lado de un plano imaginario de contención del eje de giro (1) y un eje soporte (2) de disposición del seguidor solar en una superficie de fijación, a la vez que cada una de las tiras (9.B) está en extensión desde una de las partes de conexión (9.C) y hasta la zona entre el actuador (4) y el contra-actuador (5).
7.- Seguidor solar que comprende un dispositivo anti-torsión según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
8.- Seguidor solar según la reivindicación 7, caracterizado por que comprende un eje transmisor (11) para transmitir un giro generado por el motor (10) al eje de giro (1) de acuerdo con al menos dos puntos de accionamiento (10’) distanciados entre sí a lo largo del eje de giro (1).
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