WO2023067207A1 - Torre solar - Google Patents
Torre solar Download PDFInfo
- Publication number
- WO2023067207A1 WO2023067207A1 PCT/ES2021/070766 ES2021070766W WO2023067207A1 WO 2023067207 A1 WO2023067207 A1 WO 2023067207A1 ES 2021070766 W ES2021070766 W ES 2021070766W WO 2023067207 A1 WO2023067207 A1 WO 2023067207A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- solar
- support structure
- tower according
- solar tower
- reticular
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
- H02S40/10—Cleaning arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S25/00—Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
- F24S25/10—Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules extending in directions away from a supporting surface
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
- F24S30/40—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
- F24S30/45—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with two rotation axes
- F24S30/452—Vertical primary axis
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S20/00—Supporting structures for PV modules
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
- F24S2020/10—Solar modules layout; Modular arrangements
- F24S2020/18—Solar modules layout; Modular arrangements having a particular shape, e.g. prismatic, pyramidal
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
- F24S2030/10—Special components
- F24S2030/13—Transmissions
- F24S2030/134—Transmissions in the form of gearings or rack-and-pinion transmissions
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/47—Mountings or tracking
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
Definitions
- the object of the invention falls within the renewable energy sector, specifically in that of photovoltaic collector structures.
- the object of the invention is a solar tower with an elliptical geometric layout, which performs tilting and rotating movements with the help of a positioning mechanism; and with bifacial photovoltaic collectors arranged around the perimeter of said tower that capture solar radiation both directly on the external face and indirectly on the internal face.
- Photovoltaic solar energy is an energy source that produces electricity from renewable sources, obtained directly from solar radiation through a semiconductor device called a photovoltaic cell.
- This type of energy is mainly used to produce electricity on a large scale through distribution networks, although it can additionally power countless applications and autonomous devices, as well as supply homes isolated from the electricity grid itself.
- Photovoltaic cells are electronic devices that allow light energy to be transformed into electrical energy, through the photoelectric effect, generating photovoltaic solar energy. Composed of a material that has a photoelectric effect, absorbs photons of light and emits electrons. When these electrons are captured, the result is an electrical current used as electricity.
- solar structures are essential to provide the photovoltaic cells with the inclination and orientation necessary to take advantage of the maximum potential of the solar installation in which they are located. However, they must adapt these structures to the different types of surfaces, orientation and climatic conditions.
- Photovoltaic energy does not emit any type of pollution during its operation, helping to avoid the emission of greenhouse gases. Its main disadvantage is that its production depends on solar radiation, so if a cell is not aligned perpendicular to the direction of the sun's rays, it can lose between 10 and 25 percent of the incident energy.
- the photovoltaic structure with tower geometry object of the invention aims to solve the problems previously raised by means of a preferably elliptical arrangement of bifacial photovoltaic collectors around an elongated support structure.
- the invention comprises a base supported on a foundation, previously established, a central core formed by a fixed rod that starts from said base, a mobile rod where the support structure is fixed and with rotation and tilting movement with respect to the fixed rod; and a positioning mechanism that relates both rods and facilitates the rotation and tilting of the mobile rod with respect to the fixed rod.
- the support structure comprises a reticular frame, extended surrounding the central core and with sections of essentially elliptical geometry, where a solar panel extended in height and mounted on said frame comprises a series of bifacial photovoltaic collectors with external and internal faces intended to capture the solar radiation that directly falls on said external face and to capture the solar radiation that falls indirectly from reflection and/or refraction through the opposite collectors respectively.
- the base can function as a machine room and; In addition, it is equipped with control elements such as electrical signal inverters, transforming the direct output current of the photovoltaic collectors into single-phase or three-phase alternating current for use.
- control elements such as electrical signal inverters, transforming the direct output current of the photovoltaic collectors into single-phase or three-phase alternating current for use.
- the base of the tower will have space to house blocks of lithium batteries to store energy and use it for the use of electric mobility, industrial uses, offices, warehouses, electric gas stations, electric vehicles, hotels and other multiple energy points. .
- the central core of the solar tower is preferably decentralized with respect to the center of the elliptical arrangement of the sections of the frame in order to avoid the collision of the support structure with the central core during the tilting movement.
- the mobile rod tilts and rotates with respect to the longitudinal axis of the fixed rod with the help of a positioning mechanism, linked to the control elements of the base that transmits the orders to carry out said movements depending on the incidence of solar radiation, of so that the reticular frame also tilts and rotates jointly with the mentioned movable stem; and consequently the solar panel with the bifacial photovoltaic sensors.
- the ellipse configuration provides the structure of the solar tower with an aerodynamics that offers the minimum resistance to the action of the wind, favoring the resistance to dynamic and static efforts of the elements that make up the object invention.
- the sections of the lattice framework are preferably geometrically identical to one another.
- the use of said solar tower can be applied to individual installations with the use of one or two structures object of the invention or in the construction of electricity generation parks, adapting the element for this purpose.
- the positioning mechanism comprises a mechanism that allows the rotation of the movable rod with respect to the fixed rod and a tilting mechanism that allows the tilting of said movable rod with respect to the fixed rod.
- the rotation mechanism is made up of a first motor linked to the control elements of the base and connected to said elements through the interior of the fixed stem, which is hollow; and connected to a worm, causing said worm to rotate about its own longitudinal axis.
- the endless screw meshes with a toothed ring and transmits movement to it, allowing said toothed ring to rotate with respect to the fixed rod.
- the tilting mechanism comprises a support plate fixed to the upper part of the toothed ring, which rotates integrally with said toothed ring and is equipped with first fixing plates that support bushings where an axis is inserted transversally. Said axis is connected to a second motor that is also linked from the inside of the stem to the control elements of the base.
- the shaft incorporates, by means of fixing elements, second fixing plates that are linked to the movable stem.
- the second motor transmits the orders received from the control elements so that the axis rotates on itself and allows the movable rod to tilt with respect to the fixed rod.
- the support structure is provided with supports that are attached to the movable rod by means of fixing elements and which link the reticular frame to the movable rod, which longitudinally envelops the rods of the solar tower and comprises curved plates facing each other. and where are the sensors supported trifacial photovoltaic as well as being in charge of providing the support structure with that elliptical section.
- the frame also includes horizontal reinforcements and vertical reinforcements that join said plates transversally and longitudinally, as well as cross reinforcements located between the vertical reinforcements that give rigidity to the connection between the vertical reinforcements and the curved plates.
- the support structure comprises vertical guides coupled facing each other in the reticular framework.
- the solar tower can incorporate external and internal automatic cleaning devices, displacing the external cleaning device longitudinally along the guides of the support structure and comprising brushes that clean the external faces of the collectors. bifacial photovoltaics.
- the internal automatic cleaning device can be a series of hydraulic tubes arranged on the inside of the support structure with a series of injectors that expel a cleaning liquid to execute the order to clean the internal faces of the photovoltaic collectors.
- the interior of the solar tower is as free as possible, the elements of the support structure being made of reflective material or may be coated or treated with a color with properties that facilitate and allow greater reflection of solar radiation so that it hits with greater energy on the internal faces of the solar collectors incorporated into the photovoltaic structure.
- the radiation will directly affect the face of the solar tower facing south, the north face will be able to receive the radiation bounced off the ground or on a fixed element located behind the photovoltaic structure, for example, a building.
- the radiation in turn passes through the holes in the solar collectors or gaps between solar collectors and is collected by the collectors that are located on the inside.
- the captured energy will be transformed into electrical energy through electronic elements such as electrical signal inverters, transforming the direct current output of the solar collectors into single-phase or triphasic alternating current for its
- Figure 1 - Shows a perspective view of the solar tower.
- Figure 2 Shows a detailed view of the positioning mechanism of the solar tower.
- Figure 3 Shows a perspective view of the support structure of the solar tower.
- Figure 4 - Shows a perspective view of the coupling of the automatic cleaning installation in the solar tower.
- FIG 1 shows a perspective view of the solar tower where it can be seen that it comprises a base (1), an internal core (29) that starts at the top from the base (1), a support structure (5) that is elongated and is mounted around the internal core (29), equipped with a reticular framework (17) prolonged in height, we enter with an essentially elliptical configuration; and the solar tower additionally comprising a solar panel (30) extended and mounted on the reticular frame (17) and which is formed by bifacial photovoltaic collectors (6) arranged perimetrally around the reticular frame (17).
- the bifacial photovoltaic collectors (6) comprise an external face (7) and an internal face (8), and said bifacial photovoltaic collectors (6) are intended to capture the solar radiation that directly impinges on the external face (7) and to capture the reflected and/or refracted solar radiation inside the support structure (5) indirectly through the internal face (8).
- the internal core (29) additionally comprises a fixed rod (2) that starts vertically from the base (1), a rod mobile (3) that rotates and tilts with respect to the fixed stem (2) and is linked to the reticular frame (17); and a positioning mechanism (4) located between the rods (2, 3) and that allows the tilting and rotation of the mobile rod (3) with respect to the fixed rod (2).
- said internal core (29) is decentralized with respect to the midpoint of the elliptical geometry with which the reticular frame (17) is provided in order to allow the movable rod (3) to tilt with respect to the fixed rod (2). avoiding possible collisions of the reticular framework (17) with the internal nucleus (29).
- FIG. 2 shows a detailed view of the positioning mechanism (4), which, in turn, is provided with a turning mechanism (31) and a tilting mechanism (32).
- the turning mechanism (31) facilitates the rotation movement of the mobile rod with respect to the fixed rod (2); and therefore, the movement of rotation of the reticular frame (17) and consequently that of the solar panel (30) with respect to the fixed rod (2).
- the tilting mechanism (32) facilitates the tilting movement of the movable rod (3) with respect to the fixed rod (2) and therefore the tilting movement of the solar panel (30) with respect to the fixed rod (2) and of the reticular framework (17).
- the turning mechanism (31) comprises a first motor (27), a toothed ring (9) that is rotatable with respect to the fixed rod (2) and a worm (10) connected to the first motor (27) and that meshes with the toothed ring (9), transmitting the movement caused by the first motor (27) to said toothed ring (9).
- the tilting mechanism (32) comprises a support plate (11) fixed on the toothed ring (9) and which rotates integrally with the toothed ring (9) and which comprises first fixing plates (12) and some bushings (13) positioned on the first fixing plates (12), a rotating transverse cylinder (14) that is linked by means of second fixing plates (15) to the lower end of the movable rod (3) and mounted between the bushings ( 13) of the support plate (11), and a second motor (28) linked to the transverse cylinder (14) and which causes the rotation of the transverse cylinder (14); and, therefore, the tilting movement of the mobile rod (3) with respect to the fixed rod (2).
- Figure 3 shows a perspective view of the support structure (5), in which some supports (16) that link the reticular framework (17) to the mobile rod (3) and where said reticular framework (17) can also be seen.
- curved plates (18) facing each other and with a concave internal configuration that determine the configuration of the elliptical section are arranged in each of its sections. It should be noted that each of the sections of the reticular framework (17) are preferably geometrically and dimensionally identical.
- the support structure (5) also includes some horizontal reinforcements (19) that transversely join the curved plates (18), some vertical reinforcements (20) that longitudinally join the curved plates (18), and some cross reinforcements (29). located between the vertical reinforcements (20) and which are intended to stiffen the union between vertical reinforcements (20) and the curved plates (18).
- some vertical guides (22) are incorporated into the support structure (5) and are laterally mounted between the curved plates (18) and facing the reticular frame (17).
- the solar tower additionally comprises an external cleaning device (23) that moves longitudinally in height along the vertical guides (22) and that has curved brushes (26) that are located in contact with the external face (7) of the bifacial photovoltaic collectors (4) for cleaning, as well as an internal cleaning device (24) extended internally along the support structure (5) with injectors (25) that eject a cleaning liquid for cleaning the internal face (8) of the bifacial photovoltaic collectors (6).
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Estructura fotovoltaica con geometría de torre que apoya en una cimentación y que comprende una base, una estructura soporte interiormente libre y dotada de una sección elíptica, capaz de realizar movimientos de rotación y/o basculación en función de la incidencia de la radiación solar, junto con unos captadores fotovoltaicos bifaciales incorporados alrededor de la estructura soporte con el fin de captar la radiación solar incidente directamente por la parte externa de dicha estructura fotovoltaica e indirectamente derivada de la reflexión y/o refracción por la parte interna de la estructura soporte. Adicionalmente la estructura fotovoltaica incorpora unos dispositivos de limpieza automáticos para realizar la limpieza de los captadores fotovoltaicos bifaciales.
Description
TORRE SOLAR
DESCRIPCIÓN
OBJETO DE LA INVENCIÓN
El objeto de la invención se encuadra en el sector de energías renovables, específicamente en el de estructuras de captadores fotovoltaicos.
Concretamente, el objeto de la invención es una torre solar con disposición geométrica elíptica, que realiza movimientos de basculación y rotación con ayuda de un mecanismo de posicionamiento; y con captadores fotovoltaicos bifaciales dispuestos por el perímetro de dicha torre que captan la radiación solar tanto por la cara externa de forma directa como por la cara interna de forma indirecta.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La energía solar fotovoltaica es una fuente de energía que produce electricidad de origen renovable, obtenida directamente a partir de la radiación solar mediante un dispositivo semiconductor denominado célula fotovoltaica.
Este tipo de energía se usa principalmente para producir electricidad a gran escala a través de redes de distribución, aunque permite alimentar adicionalmente innumerables aplicaciones y dispositivos autónomos, así como abastecer viviendas aisladas de la propia red eléctrica.
Las células fotovoltaicas son dispositivos electrónicos que permiten transformar la energía lumínica en energía eléctrica, mediante efecto fotoeléctrico, generando energía solar fotovoltaica. Compuesto de un material que presenta efecto fotoeléctrico, absorben fotones de luz y emiten electrones. Cuando estos electrones son capturados, el resultado es una corriente eléctrica empleada como electricidad.
Adicionalmente, las estructuras solares son imprescindibles para dotar a las células fotovoltaicas de la inclinación y orientación necesaria para aprovechar el máximo potencial de la instalación solar en la que se encuentran. Sin embargo, deben adaptarse
dichas estructuras a los diferentes tipos de superficies, orientación y condiciones climáticas.
Son conocidas en el estado de la técnica la disposición de células fotovoltaicas orientadas o en terrenos planos, extendidas horizontalmente respecto a la superficie del suelo, así como la localización de células fotovoltaicas dispuestas verticalmente en torres de aerog en erado res o en dispositivos lumínicos en las propias ciudades, con el fin de autoabastecerse a partir de la energía solar captada.
La energía fotovoltaica no emite ningún tipo de polución durante su funcionamiento, contribuyendo a evitar la emisión de gases de efecto invernadero. Su principal desventaja consiste en que su producción depende de la radiación solar, por lo que, si una célula no se encuentra alineada perpendicularmente a la dirección de los rayos solares, puede perder entre un 10 y un 25 por ciento de la energía incidente.
Otra desventaja que presentan las instalaciones solares es que la producción de energía eléctrica a partir de radiación solar se ve afectada por condiciones meteorológicas como pueden ser las rachas de viento, nubes que impiden la incidencia completa de la radiación y suciedad que se deposita sobre los paneles solares, siendo necesario complementar este tipo de energía con otras fuentes de energía adicionales.
Adicionalmente, la disposición horizontal de estructuras de células fotovoltaicas o también denominados seguidores solares presenta desventajas respecto al espacio empleado y la explotación del terreno en el que se encuentran, suponiendo elevados costes de instalación para la producción de una cantidad de energía eléctrica determinada.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La estructura fotovoltaica con geometría de torre objeto de la invención pretende resolver los problemas previamente planteados mediante una disposición preferentemente elíptica de captadores fotovoltaicos bifaciales alrededor de una estructura soporte alargada.
La invención comprende una base sustentada sobre una cimentación, previamente establecida, un núcleo central formado por un vástago fijo que parte de dicha base, un
vástago móvil en donde está fijada la estructura soporte y con movimiento de rotación y basculación respecto al vástago fijo; y un mecanismo de posicionamiento que relaciona ambos vástagos y facilita la rotación y basculación del vástago móvil respecto al vástago fijo.
Asimismo, la estructura soporte comprende un armazón reticular, extendido envolviendo el núcleo central y con tramos de geometría esencialmente elíptica, donde un panel solar extendido en altura y montado sobre dicho armazón comprende una serie de captadores fotovoltaicos bifaciales con cara externa e interna destinados a captar la radiación solar que incide directamente sobre dicha cara externa y para captar la radiación solar que incide indirectamente procedente de la reflexión y/o refracción a través de los captadores opuestos respectivamente.
La base puede funcionar como cuarto de máquinas y; además, está dotada de unos elementos de control como inversores de señal eléctrica, transformando la corriente continua de salida de los captadores fotovoltaicos en corriente alterna monofásica o trifásica para su uso. A su vez, la base de la torre dispondrá de espacio para alojar bloques de baterías de litio para almacenar energía y emplearla para el uso de movilidad eléctrica, usos industriales, oficinas, almacenes, electro gasolineras, vehículos eléctricos, hoteles y otros puntos múltiples energéticos.
El núcleo central de la torre solar está preferiblemente descentralizado respecto al centro de la disposición elíptica de los tramos del armazón para evitar la colisión de la estructura soporte con el núcleo central durante el movimiento de basculación.
El vástago móvil bascula y rota respecto al eje longitudinal del vástago fijo con la ayuda de un mecanismo de posicionamiento, vinculado a los elementos de control de la base que transmite las órdenes de realizar dichos movimientos en función de la incidencia de la radiación solar, de forma que el armazón reticular también bascula y rota solidariamente al vástago móvil mencionado; y consecuentemente el panel solar con los captadores fotovoltaicos bifaciales.
Esta disposición estructural en forma de torre permite una utilización mínima del espacio horizontal para realizar la misma función de generación de energía que las instalaciones fotovoltaicas convencionales; y la disposición elíptica
Preferentemente, la configuración en elipse dota a la estructura de la torre solar de una aerodinámica que ofrece la mínima resistencia a la acción del viento, favoreciendo la resistencia a esfuerzos dinámicos y estáticos de los elementos que componen la invención objeto. Los tramos del armazón reticular preferentemente son idénticos entre sí geométricamente.
El uso de dicha torre solar se puede aplicar a instalaciones individuales con el empleo de una o dos estructuras objeto de la invención o en construcción de parques de generación eléctrica adaptando el elemento para tal fin.
Por un lado, el mecanismo de posicionamiento comprende un mecanismo de rotación que permite la del vástago móvil respecto al vástago fijo y un mecanismo de basculación que permite la basculación de dicho vástago móvil respecto del vástago fijo.
El mecanismo de rotación está compuesto de un primer motor vinculado a los elementos de control de la base y conectado a dichos elementos por el interior del vástago fijo, que es hueco; y conectado a un tornillo sin fin, provocando que dicho tornillo sin fin gire sobre su propio eje longitudinal. El tornillo sin fin, a su vez, engrana con un anillo dentado y le transmite movimiento, permitiendo la rotación de dicho anillo dentado respecto al vástago fijo.
Asimismo, el mecanismo de basculación comprende una placa soporte fijada a la parte superior del anillo dentado, que gira solidario a dicho anillo dentado y está dotado de unas primeras placas de fijación que soportan unos casquillos donde un eje es introducido de forma transversal. Dicho eje está conectado a un segundo motor que también se vincula por el interior del vástago a los elementos de control de la base.
A su vez, el eje incorpora, mediante elementos de fijación, unas segundas placas de fijación que están vinculadas al vástago móvil. El segundo motor transmite las órdenes recibidas de los elementos de control para que el eje rote sobre sí mismo y permita la basculación del vástago móvil respecto del vástago fijo.
Por otro lado, la estructura soporte está dotada de unos apoyos que están unidos al vástago móvil mediante elementos de fijación y que vincula el armazón reticular al vástago móvil, que envolviendo longitudinalmente a los vástagos de la torre solar y comprende unas placas curvas enfrentadas entre sí y donde se soportan los captadores
fotovoltaicos trifaciales además de ser los encargados de dotar a la estructura soporte de esa sección elíptica.
También el armazón comprende unos refuerzos horizontales y unos refuerzos verticales que unen transversal y longitudinalmente a dichas placas, así como unos refuerzos en cruz localizados entre los refuerzos verticales que dan rigidez a la unión entre los refuerzos verticales y las placas curvas. Adicionalmente, la estructura soporte comprende unas guías verticales acopladas enfrentadas en el armazón reticular.
A parte de los elementos mencionados, la torre solar puede incorporar unos dispositivos de limpieza automática externos e internos, desplazando el dispositivo de limpieza externo longitudinalmente por las guías de la estructura soporte y comprendiendo unos cepillos que realizan la limpieza de las caras externas de los captadores fotovoltaicos bifaciales.
El dispositivo de limpieza automático interno, puede ser una serie de tubos hidráulicos dispuestos por la parte interna de la estructura soporte con una serie de inyectores que expulsan un líquido limpiador para ejecutar la orden de limpieza de las caras internas de los captadores fotovoltaicos.
El interior de la torre solar es lo más libre posible, estando los elementos de la estructura soporte fabricados con material reflectante o pudiendo estar revestidos o tratados con un color con propiedades que faciliten y permitan una mayor reflexión de la radiación solar para que incida con mayor energía en las caras internas de los captadores solares incorporados de la estructura fotovoltaica.
La radiación incidirá directamente en la cara de la torre solar más orientada al sur, la cara norte podrá recibir la radiación rebotada en el suelo o en algún elemento fijo situado detrás de la estructura fotovoltaica, por ejemplo, un edificio. La radiación a su vez atraviesa los huecos de los captadores solares o huecos entre captadores solares y es recogida por los captadores que están situados en la cara interna.
La energía captada será transformada en energía eléctrica a través de elementos electrónicos como inversores de señal eléctrica, transformando la corriente continua de salida de los captadores solares en corriente alterna monofásica o trifásica para su
SUSO.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1 - Muestra una vista en perspectiva de la torre solar.
Figura 2 - Muestra una vista de detalle del mecanismo de posicionamiento de la torre solar. Figura 3 - Muestra una vista en perspectiva de la estructura soporte de la torre solar.
Figura 4 - Muestra una vista en perspectiva del acople de la instalación de limpieza automática en la torre solar.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
Se describe, a continuación, con ayuda de las figuras 1 a 4, una realización preferente de la estructura fotovoltaica con geometría de torre.
La Figura 1 muestra una vista en perspectiva de la torre solar donde se observa que comprende una base (1 ), un núcleo interno (29) que parte superiormente desde la base (1 ), una estructura soporte (5) que es alargada y está montada alrededor del núcleo interno (29), dotada de un armazón reticular (17) prolongado en altura entramos de configuración esencialmente elíptica; y comprendiendo adicionalmente la torre solar un panel solar (30) prolongado y montado sobre el armazón reticular (17) y que está formado por unos captadores fotovoltaicos bifaciales (6) dispuestos perimetralmente alrededor del armazón reticular (17).
Adicionalmente, los captadores fotovoltaicos bifaciales (6) comprenden una cara externa (7) y una cara interna (8), e estando destinados dichos captadores fotovoltaicos bifaciales (6) a captar la radiación solar que incide directamente por la cara externa (7) y para captar la radiación solar reflejada y/o refractada por el interior de la estructura soporte (5) de forma indirecta por la cara interna (8).
Además, con ayuda de la Figura 1 se observa como el núcleo interno (29) comprende adicionalmente un vástago fijo (2) que parte verticalmente de la base (1 ), un vástago
móvil (3) que rota y bascula respecto al vástago fijo (2) y está vinculado al armazón reticular (17); y un mecanismo de posicionamiento (4) localizado entre los vástagos (2, 3) y que permite la basculación y rotación del vástago móvil (3) respecto del vástago fijo (2).
Cabe destacar que dicho núcleo interno (29) está descentralizado respecto al punto medio de la geometría elíptica de la que está dotado el armazón reticular (17) con el fin de permitir la basculación del vástago móvil (3) respecto al vástago fijo (2) evitando posibles colisiones del armazón reticular (17) con el núcleo interno (29).
La Figura 2 muestra una vista en detalle del mecanismo de posicionamiento (4), que, a su vez, está dotado de un mecanismo de giro (31 ) y de un mecanismo de basculación (32). Por un lado, el mecanismo de giro (31 ) facilita el movimiento de rotación del vástago móvil respecto del vástago fijo (2); y por ende, el movimiento de rotación del armazón reticular (17) y consecuentemente el del panel solar (30) respecto al vástago fijo (2).
Por otro lado, el mecanismo de basculación (32) facilita el movimiento de basculación del vástago móvil (3) respecto al vástago fijo (2) y por tanto el movimiento de basculación del panel solar (30) respecto al vástago fijo (2) y del armazón reticular (17).
El mecanismo de giro (31 ) comprende un primer motor (27), un anillo dentado (9) que es giratorio respecto al vástago fijo (2) y un tornillo sin fin (10) conectado al primer motor (27) y que engrana con el anillo dentado (9), transmitiendo el movimiento provocado por el primer motor (27) a dicho anillo dentado (9).
Al mismo tiempo, el mecanismo de basculación (32) comprende una placa soporte (11 ) fijada sobre el anillo dentado (9) y que gira solidariamente con el anillo dentado (9) y que comprende unas primeras placas de fijación (12) y unos casquillos (13) posicionados sobre las primeras placas de fijación (12), un cilindro transversal (14) giratorio que está vinculado mediante unas segundas placas de fijación (15) a la extremidad inferior del vástago móvil (3) y montado entre los casquillos (13) de la placa soporte (11 ), y un segundo motor (28) vinculado al cilindro transversal (14) y que ocasiona el giro del cilindro transversal (14); y, por ende, el movimiento de basculación del vástago móvil (3) respecto del vástago fijo (2).
La Figura 3 muestra una vista en perspectiva de la estructura soporte (5), en la que se aprecian adicionalmente unos apoyos (16) que vinculan el armazón reticular (17) al vástago móvil (3) y en donde dicho armazón reticular (17) están dispuestas, en cada uno de sus tramos, unas placas curvas (18) enfrentadas entre sí y de configuración interna cóncava que determinan la configuración del tramo elíptico. Cabe destacar que cada uno de los tramos del armazón reticular (17) son preferentemente idénticos geométrica y dimensionalmente.
La estructura soporte (5) comprende también unos refuerzos horizontales (19) que unen transversalmente a las placas curvas (18), unos refuerzos verticales (20) que unen longitudinalmente a las placas curvas (18), y unos refuerzos en cruz (29) localizados entre los refuerzos verticales (20) y que están destinados a rigidizar la unión entre refuerzos verticales (20) y las placas curvas (18). Asimismo, unas guías verticales (22) están incorporadas a la estructura soporte (5) y que se montan lateralmente entre las placas curvas (18) y enfrentadas al armazón reticular (17).
Finalmente, con ayuda de la Figura 4 se observa como la torre solar comprende adicionalmente un dispositivo de limpieza externo (23) que desplaza longitudinalmente en altura por las guías verticales (22) y que dispone de unos cepillos curvados (26) que se encuentran en contacto con la cara externa (7) de los captadores fotovoltaicos bifaciales (4) para su limpieza, así como un dispositivo de limpieza interno (24) extendido internamente a lo largo de la estructura soporte (5) con unos inyectores (25) que expulsan un líquido limpiador para la limpieza de la cara interna (8) de los captadores fotovoltaicos bifaciales (6).
Claims
REIVINDICACIONES
1 Torre solar caracterizada por que comprende:
- una base (1 ),
- un núcleo interno (29) que parte superiormente desde la base (1 ),
- una estructura soporte (5) alargada y montada alrededor del núcleo interno (29), que está dotada de un armazón reticular (17) prolongado en altura en tramos de configuración esencialmente elíptica,
- un panel solar (30) prolongado en altura y montado sobre el armazón reticular (17), formado dicho panel solar (30) por unos captadores fotovoltaicos bifaciales (6) dispuestos perimetralmente alrededor del armazón reticular (17) y que comprenden una cara externa (7) y una cara interna (8), estando destinados dichos captadores fotovoltaicos bifaciales (6) a captar la radiación solar que incide directamente por la cara externa (7) y para captar la radiación solar reflejada y/o refractada por el interior de la estructura soporte (5) de forma indirecta por la cara interna (8).
2.- Torre solar según la reivindicación 1 en donde el núcleo interno (29) comprende:
- un vástago fijo (2) que parte verticalmente de la base (1 ) y que está dotado de una extremidad superior,
- un vástago móvil (3) vinculado al armazón reticular (17) de la estructura soporte (5), que rota y bascula respecto al vástago fijo (2) y está dotado de una extremidad inferior, y
- un mecanismo de posicionamiento (4) localizado entre los vástagos (2, 3).
3.- Torre solar según la reivindicación 2 el mecanismo de posicionamiento (4) está dotado de:
- un mecanismo de giro (31 ) que facilita el movimiento de rotación del vástago móvil (3) respecto al vástago fijo (2) y por tanto el movimiento de rotación del armazón reticular (17); y consecuentemente, el movimiento de rotación del panel solar (30) respecto al vástago fijo (2), y
- un mecanismo de basculación (32) que facilita el movimiento de basculación del vástago móvil (3) respecto al vástago fijo (2) y por tanto el movimiento de basculación del armazón reticular (17); y consecuentemente, el movimiento de basculación del panel solar (30) respecto al vástago fijo (2).
4.- Torre solar según la reivindicación 3 en el que el mecanismo de giro (31 ) comprende: un primer motor (27),
- un anillo dentado (9) giratorio en torno a la extremidad superior del vástago fijo (2), y un tornillo sin fin (10) vinculado al primer motor (27) y que engrana con el anillo dentado (9), transmitiendo el movimiento provocado por el primer motor (27) al anillo dentado (9).
5.- Torre solar según la reivindicación 4 en el que el mecanismo de basculación (32) comprende:
- una placa soporte (11 ) fijada sobre el anillo dentado (9) y que gira solidariamente con el anillo dentado (9) y que comprende unas primeras placas de fijación (12) y unos casquillos (13) posicionados sobre las primeras placas de fijación (12),
- un cilindro transversal (14) giratorio que está vinculado mediante unas segundas placas de fijación (15) a la extremidad inferior del vástago móvil (3) y montado entre los casquillos (13) de la placa soporte (11 ), y
- un segundo motor (28) vinculado al cilindro transversal (14) y que ocasiona el giro del cilindro transversal (14); y, por ende, el movimiento de basculación del vástago móvil (3) respecto del vástago fijo (2).
6.- Torre solar según la reivindicación 1 en donde la estructura soporte (5) comprende adicionalmente unos apoyos (16) que vinculan el armazón reticular (17) al vástago móvil (3).
7.- Torre solar según la reivindicación 1 en donde el armazón reticular (17) comprende en cada uno de sus tramos unas placas curvadas (18) enfrentadas entre sí de configuración interiormente cóncava que determinan la configuración del tramo esencialmente elíptico.
8.- Torre solar según la reivindicación 7 en donde la estructura soporte (5) comprende:
- unos refuerzos horizontales (19) que unen transversalmente a las placas curvas (18),
- unos refuerzos verticales (20) que unen longitudinalmente a las placas curvas (18), y
- unos refuerzos en cruz (29) localizados entre los refuerzos verticales (20) y que están destinados a rig idizar la unión entre refuerzos verticales (20) y las placas curvas (18).
9.- Torre solar según la reivindicación 1 en la que la estructura soporte (5) comprende unas guías verticales (22) montadas lateralmente entre las placas curvas (18) y enfrentadas al armazón reticular (17).
10.- Torre solar según la reivindicación 9 que comprende adicionalmente un dispositivo de limpieza externo (23) que desplaza longitudinalmente en altura por las guías verticales (22) y que dispone de sendos cepillos curvados (26) que se encuentran en contacto con la cara externa (7) de los captadores fotovoltaicos trifaciales (4) para su limpieza.
1 1.- Torre solar según la reivindicación 1 que comprende un dispositivo de limpieza interno (24) que se extiende internamente a lo largo de dicha estructura soporte (5) y que comprende unos inyectores (25) destinados a expulsar un líquido limpiador para realizar la limpieza de la cara interna (8) de los captadores fotovoltaicos trifaciales (6).
12.- Torre solar según la reivindicación 1 en la que los tramos en configuración elíptica del armazón reticular (17) son dimensionalmente idénticos.
13.- Torre solar según la reivindicación 1 en el que el núcleo interno (29) está descentrado respecto al centro de la configuración elíptica de los tramos del armazón reticular (17) de la estructura soporte (5).
14.- Torre solar según la reivindicación 1 en la que el primer y segundo motor (27, 28) están conectados mediante cableado a unos elementos eléctricos y de control vinculados a la base (1 ).
15.- Torre solar según la reivindicación 1 en la que la estructura soporte (5) está fabricada con un material con propiedades reflectantes para maximizar la captación de luz solar por parte de los captadores fotovoltaicos bifaciales (6).
16.- Torre solar según la reivindicación 1 en la que la estructura soporte (5) está pintada con una pintura que posee propiedades reflectantes para maximizar la captación de luz solar por parte de los captadores fotovoltaicos trifaciales (6).
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP21816115.6A EP4228152A1 (en) | 2021-10-21 | 2021-10-21 | Solar tower |
PCT/ES2021/070766 WO2023067207A1 (es) | 2021-10-21 | 2021-10-21 | Torre solar |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/ES2021/070766 WO2023067207A1 (es) | 2021-10-21 | 2021-10-21 | Torre solar |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2023067207A1 true WO2023067207A1 (es) | 2023-04-27 |
Family
ID=78819552
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/ES2021/070766 WO2023067207A1 (es) | 2021-10-21 | 2021-10-21 | Torre solar |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP4228152A1 (es) |
WO (1) | WO2023067207A1 (es) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100949484B1 (ko) * | 2007-12-12 | 2010-03-24 | (주)서울전업공사 | 태양전지판의 자동 세정 장치 |
US20110041834A1 (en) * | 2009-08-24 | 2011-02-24 | Liao Henry H | Two-Axes Solar Tracker System and Apparatus for Solar Panel and Likes |
US20110114153A1 (en) * | 2009-05-08 | 2011-05-19 | Sunpower Corporation | Photovoltaic solar collection and tracking system |
WO2011064771A1 (en) * | 2009-11-25 | 2011-06-03 | Ishai Ilani | Combined solar photovoltaic optical system and method |
US20130118555A1 (en) * | 2011-11-12 | 2013-05-16 | Nebula Energy Inc. | Solar energy collectors and methods for capturing solar energy |
US20200343852A1 (en) * | 2019-04-25 | 2020-10-29 | Earth Steps LLC | Utility pole solar energy collector system |
US20210194417A1 (en) * | 2018-05-25 | 2021-06-24 | Jeffery Charles Sharpe | Elevated dual-axis photovoltaic solar tracking assembly |
-
2021
- 2021-10-21 WO PCT/ES2021/070766 patent/WO2023067207A1/es unknown
- 2021-10-21 EP EP21816115.6A patent/EP4228152A1/en active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100949484B1 (ko) * | 2007-12-12 | 2010-03-24 | (주)서울전업공사 | 태양전지판의 자동 세정 장치 |
US20110114153A1 (en) * | 2009-05-08 | 2011-05-19 | Sunpower Corporation | Photovoltaic solar collection and tracking system |
US20110041834A1 (en) * | 2009-08-24 | 2011-02-24 | Liao Henry H | Two-Axes Solar Tracker System and Apparatus for Solar Panel and Likes |
WO2011064771A1 (en) * | 2009-11-25 | 2011-06-03 | Ishai Ilani | Combined solar photovoltaic optical system and method |
US20130118555A1 (en) * | 2011-11-12 | 2013-05-16 | Nebula Energy Inc. | Solar energy collectors and methods for capturing solar energy |
US20210194417A1 (en) * | 2018-05-25 | 2021-06-24 | Jeffery Charles Sharpe | Elevated dual-axis photovoltaic solar tracking assembly |
US20200343852A1 (en) * | 2019-04-25 | 2020-10-29 | Earth Steps LLC | Utility pole solar energy collector system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP4228152A1 (en) | 2023-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11489484B2 (en) | Utility pole solar energy collector system | |
ES2306813T3 (es) | Generador solar de electricidad. | |
ES2340562B2 (es) | Conjunto solar terrestre. | |
KR101272968B1 (ko) | 원형 및 다면각 분할 태양광 및 풍력 융합 발전시스템 | |
CN101227158A (zh) | 自动追踪式太阳能发电机 | |
KR100760043B1 (ko) | 경사각도 조정형 태양광 발전장치 | |
ES2779074T3 (es) | Ensamblaje de recolección solar, sistema y método | |
KR101303317B1 (ko) | 태양광 발전장치 | |
KR101175662B1 (ko) | 태양 추적식 태양광 발전장치 | |
KR20170030844A (ko) | 수면부상식 태양광 발전장치 | |
WO2007096439A1 (es) | Un sistema dinámico de seguimiento solar | |
ES2351919A1 (es) | Seguidor solar para módulos solares fotovoltáicos de alta concentración de tipo giratorio para cubierta y huertos solares. | |
KR101929786B1 (ko) | 반사판을 이용한 태양광 발전장치 | |
WO2010018294A1 (es) | Seguidor solar aplicable a torres eolicas | |
WO2023067207A1 (es) | Torre solar | |
ES2624456T3 (es) | Unidades y estructuras fotovoltaicas | |
JP5065535B1 (ja) | 太陽光風力発電装置 | |
KR200457360Y1 (ko) | 콘크리트 기초에 직접 설치하는 태양광 추적장치 | |
WO2009034214A2 (es) | Seguidor solar de dos ejes circular, para pequeñas y grandes instalaciones de captadores solares con un rango de potencia entre 5kwp- 2mwp y de superficie entre 50m2-25.000m2 | |
KR20100020252A (ko) | 태양발전장치 | |
KR102709204B1 (ko) | 충전판넬이 태양각도에 따라 조절되는 하이브리드 가로등 | |
KR101191456B1 (ko) | 태양광 추적 장치 | |
US20180240923A1 (en) | 3d printed three-dimensional photovoltaic module | |
ES2969989T3 (es) | Seguidor solar de un solo eje y modo de funcionamiento del mismo | |
KR101599002B1 (ko) | 태양광 가로등 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2021816115 Country of ref document: EP Effective date: 20230509 |
|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 21816115 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |