WO2023111371A1 - Dispositivo de bloqueo para seguidor solar - Google Patents
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Definitions
- the present invention is related to solar trackers made up of panels of photovoltaic modules that are mounted on an axis that is actuated by a rotary drive to orient said panels following the movement of the sun, proposing a blocking device to keep the panels static, against the action of the wind or other causes of incidence when the drive of the axis of rotation is disabled.
- Solar trackers generally comprise panels that include photovoltaic modules to capture solar energy and transform it into electricity, said panels being incorporated on an axis that has a rotation drive either by action of a rotation module or by a linear actuator. to orient the panels following the movement of the sun, in order to achieve the highest efficiency in capturing solar energy at all times.
- the drive system of the rotation axis is arranged, for example, in the central zone of the length of the axis and in the extreme zones some locking devices are incorporated to ensure the immobility of the photovoltaic module panels before the action of the wind or other incidental causes, when the solar tracker stops.
- the locking devices that are conventionally used in solar trackers have formations and assemblies that make them very complicated and that may require complex functional arrangements, as in the case of hydraulic cylinders of a single rod associated with a piston that moves between two oil chambers, in which the volume of oil that is displaced from one of the chambers is different from that which enters the other chamber, due to the volume occupied by the rod that is only it extends through the interior of one of the chambers, and the difference in the volume that has to be filled with oil in both chambers must be compensated.
- a blocking device for solar trackers which has been developed with some constructive and functional characteristics that allow to efficiently overcome the drawbacks of conventional blocking devices that are currently used in trackers. solar.
- This blocking device object of the invention comprises at least one hydraulic cylinder, preferably one cylinder at each end of the solar tracker.
- Each hydraulic cylinder incorporates two rods, so that one of the rods is attached at its end to the axis of rotation, preferably coupling to a lever, bar or similar element that is in turn attached to said axis of rotation. While the body of the hydraulic cylinder is attached to a post of the support structure of the photovoltaic modules, leaving the other stem of the hydraulic cylinder free.
- the two rods are joined longitudinally to each other by means of an intermediate piston, each of the rods being partially included in an independent oil chamber, with a connection between the respective chambers of both rods. by means of respective conduits between which there is a solenoid valve that controls the passage of oil through said conduits in circulation between the chambers of both rods.
- the movement of the piston that joins the rods of the hydraulic cylinder is conditioned by the solenoid valve, which is activated when the movement drive of the solar tracker is put into operation when receiving electrical power, so that when the solenoid valve is activated allows the passage of oil through the communication ducts between the two chambers of the hydraulic cylinder, while when the drive for the movement of the solar tracker stops, the electrical supply to the solenoid valve is cut off and this closes the passage of oil between the hydraulic cylinder chambers. Therefore, the blocking system by means of the recommended device accompanies the actuation of the movement of the solar tracker when said actuation is activated, serving as a means of blocking the movement when the actuation and the solenoid valve stop receiving electrical current.
- the hydraulic cylinder with two rods has the advantage that the oil-containing volume is equal in the two chambers of the hydraulic cylinder if the two rods are of the same diameter, so that there is no difference in the containing capacity. of oil between the two chambers, so it is not necessary to establish compensations to equalize the capacity of the two chambers as is necessary in the state of the art in which an additional oil tank is needed to compensate the difference in content between the two chambers. cameras.
- control of the passage of oil between both chambers of the hydraulic cylinder can be carried out with precision by means of a single solenoid valve, which has an economic benefit and an improvement in space in the assembly of the blocking system of the solar trackers with respect to the state of the technique in which it is necessary to have two solenoid valves and the consequent additional wiring.
- the blocking device object of the invention has very advantageous characteristics for the application for which it is intended, acquiring a life of its own and preferential character with respect to conventional devices currently used for the same application.
- Figure 1 shows an exploded perspective of the assembly for applying a blocking device according to the invention in a solar tracker.
- Figure 2 is a perspective view of the hydraulic cylinder constituting the locking device according to the invention.
- Figure 3 is a sectional view of the hydraulic cylinder of the locking device object of the invention.
- Figure 4 is a front view of the hydraulic cylinder fixed on the solar tracker.
- Fig. 5 is a flowchart of the operation process of the hydraulic cylinder.
- the object of the invention refers to a blocking device intended to keep a solar tracker static when its rotation drive is deactivated, said blocking device being arranged in the solar tracker made up of panels of photovoltaic modules incorporated on an axis (1) that It has a rotation drive, by action of a rotation module or by a linear actuator, to orient the panels of photovoltaic modules towards the sun and a support post (2) for the photovoltaic modules.
- the blocking device for this purpose comprises at least one hydraulic cylinder (3) and preferably one at each end of the solar tracker, being defined in each hydraulic cylinder (3) two independent chambers (4 and 5) intended for contain oil, being arranged between said chambers (4 and 5) a piston (6) that separates them, so that the displacement of said piston (6) along the hydraulic cylinder (3) makes the volume of the mentioned chambers (4 and 5) vary, increasing in one and decreasing in the other.
- Two separate rods (7) and (8) are attached to the piston (6), preferably with the same diameter, which extend respectively through the chambers (4) and (5), each of them coming out of one end of the hydraulic cylinder (3). ), while the chambers (4 and 5) are connected to each other by means of respective conduits (9 and 11) that allow the passage of oil between them, an electrovalve (10) being incorporated between said conduits (9 and 11), which controls the passage of oil circulation between the two chambers (4 and 5).
- the hydraulic cylinder (3) is arranged in the application assembly with the solenoid valve (10) electrically connected to the rotation drive of the shaft (1) of the solar tracker in which the assembly is established, so that when the rotation drive of the shaft (1) is activated by means of a power supply, the solenoid valve (10) also receives power supply and is activated, with which said solenoid valve (10) opens the oil circulation passage between the chambers (4 and 5 ) of the hydraulic cylinder (3), so that said hydraulic cylinder (3) works accompanying the rotation movement of the axis (1) of the solar tracker, while when the rotation drive of the axis (1) is deactivated by interrupting its power supply, the solenoid valve (10) stops receiving power and is deactivated, closing the passage of oil circulation between the chambers (4 and 5) of the hydraulic cylinder (3), which then behaves as a blocker between the axis (1) of the solar tracker, keeping the panels of the modules photovoltaics in a completely static position against the action of the wind or other forces that may affect when the solar tracker is
- FIG. 5 Said operation is shown in figure 5 in which it is represented by means of a flowchart of the actuation process of the hydraulic cylinder (3) in which it is first checked if it is activated, in which case it is deactivated and the rotation drive moves. of the shaft (1). In the next step it is checked whether the required solar panel angle has been reached. If the angulation is correct, the follower stops and the hydraulic cylinder lock (3) is activated. In a final verification, it is verified if a new drive of the axis (1) is going to be carried out, if not, the blocking remains activated and if so, it would return to the beginning of the process.
- the assembly of the hydraulic cylinder (3) in the application solar tracker is established by holding the body of the hydraulic cylinder (3) on the post (2) supporting the photovoltaic modules, and the stem (7) is held by its end coupling to a lever, bar or similar element, which in turn is attached to the axis (1) of rotation, leaving the other rod (8) free of clamping, so that in the operation of the hydraulic cylinder (3), when the piston (6) moves, the flow of oil that is dislodged from one of the chambers (4 or 5) corresponds exactly to the volume that increases in the other, which makes it possible to control the circulation of the oil flow between the two chambers (4 and 5) by means of a single solenoid valve (10) arranged in the circulation conduit (9).
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Abstract
Dispositivo de bloqueo para un seguidor solar, comprendiendo al menos un cilindro hidráulico en el seguidor solar con módulos fotovoltaicos sobre un eje provisto de un accionamiento de giro para orientar los módulos hacia el sol respecto a un poste de sustentación de los módulos, y el cilindro posee dos cámaras independientes para contener aceite, entre las cuales va dispuesto un pistón al que están unidos sendos vástagos, los cuales se extienden por las cámaras, saliendo los extremo del cilindro, mientras que las cámaras se encuentran comunicadas entre sí por conductos entre los que se incorpora una electroválvula que controla el paso de aceite entre las cámaras cuando se desplaza el pistón, donde el dispositivo está configurado para ser dispuesto en el seguidor solar de manera que el extremo de un vástago esté conectado al eje de giro y otro extremo sea desplazable libremente, estando el cilindro fijado al poste.
Description
DESCRIPCIÓN
DISPOSITIVO DE BLOQUEO PARA SEGUIDOR SOLAR
Sector de la técnica
La presente invención está relacionada con los seguidores solares formados por paneles de módulos fotovoltaicos que van montados sobre un eje que es actuado por un accionamiento de giro para orientar dichos paneles siguiendo el movimiento del sol, proponiendo un dispositivo de bloqueo para mantener los paneles estáticos, contra la acción del viento u otras causas de incidencia cuando el accionamiento del eje de giro se encuentra desactivado.
Estado de la técnica
Los seguidores solares comprenden, generalmente, unos paneles que incluyen módulos fotovoltaicos para captar la energía solar y transformarla en electricidad, yendo dichos paneles incorporados sobre un eje que dispone de un accionamiento de giro ya sea por acción de un módulo de giro o por actuador lineal para orientar los paneles siguiendo el movimiento del sol, con el fin de conseguir en todo momento la mayor eficiencia de captación de la energía solar.
En ese montaje el sistema de accionamiento del eje de giro se dispone, por ejemplo, en la zona central de la longitud del eje y en las zonas extremas se incorporan unos dispositivos de bloqueo para asegurar la inmovilidad de los paneles de módulos fotovoltaicos ante la acción del viento u otras causas incidentes, cuando el seguidor solar se para.
Para ese bloqueo del seguidor solar cuando está parado existen soluciones de dispositivos de bloqueo formados por cilindros hidráulicos, los cuales funcionan acompañando el movimiento de los paneles del seguidor solar cuando el accionamiento de orientación de dichos paneles está activado y cuando el accionamiento se para dichos cilindros hidráulicos establecen un bloqueo que impide el movimiento del eje de los paneles, asegurando así la inmovilidad de los paneles del seguidor solar en una posición totalmente estática.
Sin embargo, los dispositivos de bloqueo que se utilizan convencionalmente en los seguidores solares presentan formaciones y montajes que los hacen muy complicados y que pueden requerir disposiciones funcionales complejas, como en el caso de cilindros hidráulicos de un
solo vástago asociado a un pistón que se desplaza entre dos cámaras de aceite, en las cuales el volumen de aceite que se desaloja de una de las cámaras es diferente del que entra en la otra cámara, debido al volumen que ocupa el vástago que solo se extiende por el interior de una de las cámaras, debiendo ser compensada la diferencia del volumen que se tiene que llenar de aceite en una y otra cámara.
Objeto de la invención
De acuerdo con la presente invención se propone un dispositivo de bloqueo para los seguidores solares, el cual se ha desarrollado con unas características constructivas y funcionales que permiten salvar de una manera eficiente los inconvenientes de los dispositivos de bloqueo convencionales que se utilizan actualmente en los seguidores solares.
Este dispositivo de bloqueo objeto de la invención comprende al menos un cilindro hidráulico, preferentemente un cilindro en cada extremo del seguidor solar. Cada cilindro hidráulico incorpora dos vástagos, de manera que uno de los vástagos se sujeta por su extremo al eje de giro preferentemente acoplándose a una palanca, barra o elemento similar que a su vez está unida a dicho eje de giro. Mientras que el cuerpo del cilindro hidráulico se sujeta a un poste de la estructura de sustentación de los módulos fotovoltaicos, quedando libre el otro vástago del cilindro hidráulico.
En la formación del cilindro hidráulico que constituye el dispositivo de bloqueo los dos vástagos van unidos longitudinalmente entre sí por medio de un pistón intermedio, incluyéndose cada uno de los vástagos parcialmente en una cámara independiente de aceite, con conexión entre las cámaras respectivas de ambos vástagos por medio de respectivos conductos entre los que se dispone una electroválvula que controla el paso del aceite por dichos conductos en la circulación entre las cámaras de ambos vástagos.
Con esa disposición, el movimiento del pistón que une a los vástagos del cilindro hidráulico está condicionado por la electroválvula, la cual se activa cuando el accionamiento del movimiento del seguidor solar se pone en funcionamiento al recibir alimentación eléctrica, de manera que al activarse la electroválvula permite el paso de aceite a través de los conductos de comunicación entre las dos cámaras del cilindro hidráulico, mientras que cuando el accionamiento del movimiento del seguidor solar se para, se corta la alimentación eléctrica de la electroválvula y ésta cierra el paso del aceite entre las cámaras del cilindro hidráulico.
Por lo tanto, el sistema de bloqueo por medio del dispositivo preconizado acompaña al accionamiento del movimiento del seguidor solar cuando dicho accionamiento está activado, sirviendo como medio de bloqueo del movimiento cuando el accionamiento y la electroválvula dejan de recibir corriente eléctrica.
En esta realización del dispositivo de bloqueo el cilindro hidráulico con dos vástagos tiene la ventaja de que el volumen contenedor de aceite es igual en las dos cámaras del cilindro hidráulico si los dos vástagos son del mismo diámetro, de manera que no hay diferencia de capacidad contenedora de aceite entre las dos cámaras, por lo que no hay que establecer compensaciones para igualar la capacidad de las dos cámaras como es necesario en el estado de la técnica en el que se necesita un depósito de aceite adicional para compensar la diferencia de contenido entre las cámaras. Asimismo, el control del paso de aceite entre ambas cámaras del cilindro hidráulico puede realizarse con precisión mediante una sola electroválvula, lo cual repercute en beneficio económico y mejora de espacio en el montaje del sistema de bloqueo de los seguidores solares con respecto al estado de la técnica en el que es necesario disponer de dos electroválvulas y el consecuente cableado adicional.
Por todo ello, el dispositivo de bloqueo objeto de la invención resulta de características muy ventajosas para la aplicación a la que está destinado, adquiriendo vida propia y carácter preferente respecto de los dispositivos convencionales que se utilizan actualmente para la misma aplicación.
Descripción de las figuras
La figura 1 muestra una perspectiva explosionada del montaje de aplicación de un dispositivo de bloqueo según la invención en un seguidor solar.
La figura 2 es una perspectiva del cilindro hidráulico que constituye el dispositivo de bloqueo según la invención.
La figura 3 es una vista de sección del cilindro hidráulico del dispositivo de bloqueo objeto de la invención.
La figura 4 es una vista frontal del cilindro hidráulico fijado en el seguidor solar.
La figura 5 es un diagrama de flujo del proceso de funcionamiento del cilindro hidráulico.
Descripción detallada de la invención
El objeto de la invención se refiere a un dispositivo de bloqueo destinado para mantener estático un seguidor solar cuando su accionamiento de giro está desactivado, disponiéndose dicho dispositivo de bloqueo en el seguidor solar compuesto por paneles de módulos fotovoltaicos incorporados sobre un eje (1) que dispone de un accionamiento de giro, por acción de un módulo de giro o por un actuador lineal, para orientar los paneles de módulos fotovoltaicos hacia el sol y un poste (2) de sustentación de los módulos fotovoltaicos.
El dispositivo de bloqueo para ese fin, según la invención, comprende al menos un cilindro hidráulico (3) y preferentemente uno en cada extremo del seguidor solar, estando definidas en cada cilindro hidráulico (3) dos cámaras (4 y 5) independientes destinadas para contener aceite, estando dispuesto entre dichas cámaras (4 y 5) un pistón (6) que las separa, de manera que el desplazamiento de ese pistón (6) a lo largo del cilindro hidráulico (3) hace que el volumen de las mencionadas cámaras (4 y 5) varíe, aumentado en una y disminuyendo en la otra.
Al pistón (6) van unidos sendos vástagos (7) y (8) preferentemente de igual diámetro, los cuales se extienden respectivamente por las cámaras (4) y (5), saliendo cada uno de ellos por un extremo del cilindro hidráulico (3), mientras que las cámaras (4 y 5) quedan comunicadas entre sí por medio de respectivos conductos (9 y 11) que permiten el paso de aceite entre ellas, yendo incorporada entre dichos conductos (9 y 11) una electroválvula (10), la cual controla el paso de la circulación del aceite entre las dos cámaras (4 y 5).
Con esa realización el cilindro hidráulico (3) se dispone en el montaje de aplicación con la electroválvula (10) conectada eléctricamente con el accionamiento de giro del eje (1) del seguidor solar en el que se establece el montaje, de forma que cuando el accionamiento de giro del eje (1) se activa mediante una alimentación eléctrica, la electroválvula (10) recibe también alimentación eléctrica y se activa, con lo cual dicha electroválvula (10) abre el paso de circulación de aceite entre las cámaras (4 y 5) del cilindro hidráulico (3), de modo que dicho cilindro hidráulico (3) funciona acompañando el movimiento de giro del eje (1) del seguidor solar, mientras que cuando se desactiva el accionamiento de giro del eje (1) mediante la interrupción de su alimentación eléctrica, la electroválvula (10) deja de recibir alimentación
eléctrica y se desactiva, cerrando el paso de circulación de aceite entre las cámaras (4 y 5) del cilindro hidráulico (3), el cual se comporta entonces como bloqueador entre el eje (1) del seguidor solar, manteniendo los paneles de los módulos fotovoltaicos en posición totalmente estática frente a la acción del viento u otras fuerzas que puedan incidir cuando el seguidor solar está parado. Dicho funcionamiento se muestra en la figura 5 en la que se representa mediante un diagrama de flujo del proceso de actuación del cilindro hidráulico (3) en el que primeramente se comprueba si está activado, en cuyo caso se desactiva y se mueve el accionamiento de giro del eje (1). En el siguiente paso se comprueba si se ha alcanzado el ángulo del panel solar requerido. En caso de ser correcta la angulación, se detiene el seguidor y se activa el bloqueo del cilindro hidráulico (3). En una última verificación se comprueba si se va a realizar un nuevo accionamiento del eje (1), en caso negativo queda activado el bloqueo y en caso positivo se volvería al inicio del proceso.
Para ello, el montaje del cilindro hidráulico (3) en el seguidor solar de aplicación se establece sujetando el cuerpo del cilindro hidráulico (3) sobre el poste (2) de sustentación de los módulos fotovoltaicos, y el vástago (7) queda sujeto por su extremo acoplándose a una palanca, barra o elemento similar, que a su vez está unida al eje (1) de giro, quedando libre de sujeción el otro vástago (8), de modo que en el funcionamiento del cilindro hidráulico (3), al desplazarse el pistón (6), el caudal de aceite que se desaloja de una de las cámaras (4 o 5) se corresponde exactamente con el volumen que aumenta en la otra, lo cual permite controlar la circulación del flujo de aceite entre las dos cámaras (4 y 5) mediante una única electroválvula (10) dispuesta en el conducto (9) de circulación.
Claims
1.- Dispositivo de bloqueo para un seguidor solar, comprendiendo al menos un cilindro hidráulico (3) destinado para disponerse en el seguidor solar provisto con módulos fotovoltaicos que se incorporan sobre un eje (1) provisto de un accionamiento de giro para orientar los módulos fotovoltaicos hacia el sol respecto a un poste (2) de sustentación de los módulos fotovoltaicos, caracterizado porque el cilindro hidráulico (3) posee dos cámaras (4 y 5) independientes destinadas para contener aceite, entre las cuales va dispuesto un pistón (6) al que están unidos sendos vástagos (7 y 8), los cuales se extienden respectivamente por las cámaras (4 y 5), saliendo cada uno de ellos por un extremo del cilindro hidráulico (3), mientras que las cámaras (4 y 5) se encuentran comunicadas entre sí por medio respectivos conductos (9 y 11) entre los que se incorpora una electroválvula (10) que controla el paso de circulación de aceite entre las mencionadas cámaras (4) y (5) cuando se desplaza el pistón (6), donde el dispositivo está configurado para ser dispuesto en el seguidor solar de manera que el extremo de un vástago (7) esté conectado al eje (1) de giro y el extremo del otro vástago (8) sea desplazadle libremente, estando el cilindro hidráulico (3) fijado al poste (2).
2.- Dispositivo de bloqueo para seguidor solar, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque la electroválvula (10) va conectada eléctricamente con el accionamiento de giro del eje (1) del seguidor solar, activándose y desactivándose a la vez que dicho accionamiento de giro.
3.- Dispositivo de bloqueo para un seguidor solar, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque los dos vástagos (7 y 8) del cilindro hidráulico (3) son de igual diámetro.
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