ES1066703U - Seguidor solar. - Google Patents
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Abstract
1. Seguidor solar, que comprende una pluralidad de paneles fotovoltaicos (1) alineados a diferente nivel, a dos vertientes y sin contacto entre ellos, montados sobre una columna (2) accesible a su interior apto para contener los distintos elementos y mecanismos que permitan el funcionamiento del sistema; caracterizado además porque comprende, al menos: (i) una estructura de soporte (3); (ii) un mecanismo de orientación azimutal(4); (iii) un mecanismo de orientación cenital (5); donde tanto el mecanismo de orientación azimutal (4) como el mecanismo de orientación cenital (5) están controlados por un PLC.
Description
Seguidor solar.
El objeto de la presente invención es presentar
un seguidor solar que permita la obtención del máximo rendimiento
energético en función de la energía solar disponible. El seguidor
solar objeto de la presente invención se basa en el movimiento a lo
largo de los ejes cenital y azimutal.
Debido a que el rendimiento de un panel solar es
proporcional a la energía luminosa incidente, es necesario de un
sistema que asegure el correcto posicionamiento de este. Para
llevar esto a cabo, se necesita de un conjunto de elementos
mecánicos, eléctricos y electrónicos.
Las soluciones consideradas actualmente como más
avanzadas utilizan una estructura metálica en "V" capaz de
soportar una parrilla para paneles de forma segura, donde su forma
de anclaje y diseño permite una flexibilidad a la hora de la
selección del tipo de panel a utilizar.
Uno de los principales problemas a los que se
enfrentan los diseños actuales de seguidores solares son las
condiciones climatológicas adversas, como son los vientos fuertes,
nieves, tormentas eléctricas, lluvias torrenciales, etc.
Así, en el actual estado de la técnica se
presenta la patente española P200401895, donde se presenta un
seguidor solar en dos ejes que comprende unas vigas de tubo
estructural sobre las que se disponen los paneles solares
fotovoltaicos o térmicos unidas a un tubo dorsal, que gira en el
interior de un tubo central más corto por la acción de un sistema de
engranaje formado por una corona dentada vinculada al tubo central
y una cremallera dentada unida a uno o varios cilindros hidráulicos
o neumáticos vinculados a las vigas soporte de los paneles solares,
el tubo central dispone además de dos orejetas que disponen de un
orificio que permite mediante un bulón la unión con el mástil y el
giro en la dirección perpendicular al anteriormente descrito, siendo
accionado este segundo movimiento por otro cilindro hidráulico o
neumático.
La patente española P200700836 presenta un
seguidor solar a base de una constitución compacta desmontable en
la que, por una parte, existe una columna de altura fija que
incorpora un equipo de mando y control y dos brazos telescópicos
extensibles que están articulados al costado de la misma y que
tienen una posición recogida en la que no sobresalen del extremo
superior de la columna, y, por otra parte, existe una rótula
cardán, un armazón porta-placas y un panel de placas
fotovoltaicas, cuya rótula cardán está instalada entre el extremo
superior de la columna y el centro del armazón
porta-placas, cuyo armazón
porta-placas tiene medios asociados para la
sujeción del panel de placas fotovoltaicas y está constituido por un
aspa central en la que sus travesaños están articulados con los
extremos superiores de los brazos telescópicos y que, en dos
costados opuestos, esta aspa central está cerrada mediante dos
lados en ángulo, y cuyo panel de placas fotovoltaicas está
constituido por una pluralidad de placas fotovoltaicas que están
organizadas de manera que el panel tiene un contorno de esquinas
redondeadas que es inscribible en una elipse y que forma dos
costados opuestos en los que las placas fotovoltaicas están
escalonadas en descenso desde el centro a los extremos de tales
costados.
No obstante, este sistema, al igual que otros
descritos en el actual estado de la técnica, presenta la
deficiencia de no vincular el panel a la trayectoria solar mediante
el giro de su posición cenital respecto de la posición
azimutal.
Para paliar los problemas arriba mencionados, se
presenta el seguidor solar objeto de la presente patente de
invención. Dicho seguidor solar comprende una pluralidad de paneles
fotovoltaicos, alineados en filas a diferente nivel, a dos
vertientes, sin contacto entre ellos, favoreciendo su ventilación,
permitiéndoles dilatarse libremente y minimizando su resistencia
estructural al viento. El hecho de que los paneles por su
disposición de filas a distinto nivel estén mejor ventilados, evita
perdidas por temperatura aumentando su vida útil y su
producción.
Se trata de estructuras robustas montadas sobre
una columna de gran diámetro accesible mediante puerta,
autoventilada. Puede disponer de ventilación forzada e incluso de
climatización para que los inversores y demás equipos eléctricos que
se alojan en su interior aumenten su rendimiento y vida útil.
El movimiento del seguidor se materializa en
tomo a dos ejes, el azimutal, o eje vertical y, el cenital o eje
horizontal, donde cada movimiento se materializa en la práctica de
dos formas distintas:
(i) El mecanismo de orientación azimutal
comprende un motor reductor reversible con freno que controlará un
piñón. El piñón guiará con sus dientes una corona dentada. Esta
misma corona esta acoplada a los paneles solares; el ataque del
piñón a la corona dentada se realiza mediante una alta relación de
transmisión, esto garantiza una muy baja velocidad de orientación
permitiendo realizar movimientos lentos y de gran precisión. El
motor reductor ha sido dimensionado para proporcionar una velocidad
de salida lenta. En este conjunto se acopla un freno
electro-magnético que bloquea el movimiento del
panel cuando parado (seguridad); y un encoder para determinar la
posición exacta. El sistema de giro azimutal no se efectúa con una
corona giratoria. Se ha diseñado un rodillo que permite apoyar el
conjunto de la parte móvil sobre la parte fija y guiarla en su
movimiento. Los brazos están unidos a un tubo que contiene en su
extremidad inferior un platillo. El conjunto estando perfectamente
simétrico y equilibrado, permite un total contacto con los rodillos
en su posición vertical debido a su propio peso. Para evitar el
problema de oscilación durante el movimiento dinámico del seguidor
solar, se han incorporados otros rodillos más pequeños en posición
horizontal sobre el mismo tubo que contiene el platillo para
asegurar el contacto permanente con la torre.
(ii) El mecanismo de orientación cenital se
controla por medio de un sistema basculante accionado por un
elevador mecánico con husillo trapecial, y un motor trifásico. El
martinete o gato de husillo trapecial es ideal para levantar,
extraer, desplazarse y alinear todos los tipos de cargas con un
perfecto sincronismo. Para controlar su posicionamiento usaremos un
encoder que acoplaremos al eje del motor. El movimiento rotativo
del tornillo "sin fin" de entrada se transforma en
desplazamiento axial del husillo a través de la corona
helicoidal.
Los paneles fotovoltaicos se apoyan sobre
estructura formada por unas correas de perfiles estándares. Ellas
mismas se apoyan sobre 2 dinteles (vigas) que se acoplan a los
brazos del sistema móvil por el intermedio de un sistema de rótula.
Los paneles están unidos a las correas y a los dinteles. Los
paneles pueden girar alrededor del acoplamiento montado entre los
brazos y los dinteles por medio del gato mecánico. Los brazos están
desarrollados para cumplir la misión de sustentación de los paneles.
Sus formas perfiladas permiten además una mejor estética. Están
reforzados con cartabones para tener una mejor robustez. El centro
de oscilación del seguidor se encuentra perfectamente alineado con
el eje de la torre, lo que aumenta la estabilidad del conjunto.
En cuanto al control de los distintos elementos
del seguidor solar, se utiliza un PLC (Programmable Logic
Controller), de forma independiente para cada seguidor,
pudiendo comunicarse de forma escalable con otros seguidores dentro
de un huerto.
El seguidor presenta una interfaz para la
comunicación con el PLC a través de una pantalla táctil, en la que
además de poder acceder a los datos para su monitorización, podemos
modificarlos en situaciones tales como mantenimiento, limpieza,
emergencias, entre otros. El modelo de conexiones gira en torno al
PLC, como elemento de control y administración de la
información.
El PLC está conectado, a través de dos
variadores, a los dos motores, para controlar la acción sobre el
eje azimutal y cenital. A parte de esta comunicación básica a
través de la pantalla táctil, el sistema permite la utilización de
Internet y de la telefonía móvil.
La principal ventaja del seguidor solar así
descrito es la robustez. Ante condiciones extremas permite su
funcionamiento hasta velocidades de viento de 90 km/h. La
estructura es capaz de soportar ráfagas de hasta 170 km/h. Del mismo
modo, cabe destacar las siguientes ventajas:
(a) El uso de rodillos en lugar de coronas
giratorias supone el uso de piezas sencillas y estándares con menor
número de componentes. Por ello el sistema abarata los costes de
producción y de mantenimiento. El sistema minimiza el número de
elementos y basa su funcionamiento en dispositivos electromecánicos
que aventajan a otras opciones por su mantenimiento
simplificado.
(b) La modificación del giro cenital permite en
el ángulo cenital una oscilación desde -5 a 50°, más de lo
permitido por otros sistemas conocidos en el actual estado de la
técnica.
(c) La configuración del seguidor solar objeto
de la presente invención es la capacidad de adaptación para su uso
en combinación con torres de energía eólica. Los mecanismos de
orientación cenital como los mecanismos de orientación azimutal
permiten la utilización del seguidor solar en torres de
aerogeneradores. Esta posibilidad cubre tanto el acoplamiento con
estructuras cónicas como tubulares.
A continuación se pasa a describir de manera muy
breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la
invención y que se relacionan expresamente con una realización de
dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de
ésta.
Figura 1.- Muestra una vista en planta del
seguidor solar objeto de la presente invención.
Figura 2.- Muestra una vista en alzado del
seguidor solar objeto de la presente invención.
Figura 3.- Muestra una vista de perfil del
seguidor solar objeto de la presente invención.
Figura 4.- Muestra una vista en planta de los
elementos móviles que conforman el seguidor solar objeto de la
presente invención.
Figura 5.- Muestra una vista en alzado de los
elementos móviles que conforman el seguidor solar objeto de la
presente invención.
Figura 6.- Muestra una vista de perfil de los
elementos móviles que conforman el seguidor solar objeto de la
presente invención.
Como es posible apreciar en las figuras
adjuntas, el seguidor solar objeto de la presente invención,
comprende una pluralidad de paneles fotovoltaicos (1) alineados a
diferente nivel, a dos vertientes y sin contacto entre ellos,
montados sobre una columna (2) accesible a su interior apto para
contener los distintos elementos y mecanismos que permitan el
funcionamiento del sistema; Además, el seguidor solar comprende, al
menos:
(i) una estructura de soporte (3);
(ii) un mecanismo de orientación azimutal
(4);
(iii) un mecanismo de orientación cenital
(5);
Donde tanto el mecanismo de orientación azimutal
(4) como el mecanismo de orientación cenital (5) están controlados
por un PLC.
La estructura de soporte (3) está formada por
unas correas de perfiles estándares, apoyadas sobre al menos dos
dinteles o vigas (33) que se acoplan a los brazos del mecanismo de
orientación azimutal (4).
Los paneles fotovoltaicos (1) giran alrededor de
un sistema de rótula (52) gracias al elevador mecánico (51) del
mecanismo de orientación cenital (5), mientras que los brazos están
reforzados con cartabones (32).
Es importante destacar como el centro de
oscilación del seguidor se encuentra perfectamente alineado con el
eje de la columna (2).
El mecanismo de orientación azimutal (4)
comprende un motor reductor reversible con freno que controla un
piñón (41), donde dicho piñón (41) guía con sus dientes una corona
dentada (42) acoplada a los paneles fotovoltaicos (1). Además, el
ataque del piñón (41) a la corona dentada (42) se realiza mediante
una relación de transmisión.
El motor reductor proporciona una velocidad de
salida lenta, acoplándose un freno
electro-magnético que bloquea el movimiento de los
paneles fotovoltaicos (1) cuando están en parada (seguridad), así
como un encoder para determinar la posición.
Por otro lado, el giro azimutal se efectúa
mediante un rodillo que permite apoyar el conjunto de la parte
móvil sobre la parte fija y guiarla en su movimiento; y donde los
brazos están unidos a un tubo que contiene en su extremidad inferior
un platillo.
El conjunto estando perfectamente simétrico y
equilibrado, permite un total contacto con los rodillos verticales
debido a su propio peso, incorporándose otros rodillos en posición
horizontal sobre el mismo tubo que contiene el platillo para
asegurar el contacto permanente con la torre y evitar
oscilaciones.
Finalmente, el mecanismo de orientación cenital
(5) comprende, al menos, un elevador mecánico (51), y un motor
trifásico; donde para controlar su posición es usado un encoder
acoplado al eje del motor; y donde el movimiento rotativo del
tornillo "sin fin" de entrada se transforma en desplazamiento
axial del husillo a través de una corona helicoidal.
Claims (11)
1. Seguidor solar, que comprende una pluralidad
de paneles fotovoltaicos (1) alineados a diferente nivel, a dos
vertientes y sin contacto entre ellos, montados sobre una columna
(2) accesible a su interior apto para contener los distintos
elementos y mecanismos que permitan el funcionamiento del sistema;
caracterizado además porque comprende, al menos:
(i) una estructura de soporte (3);
(ii) un mecanismo de orientación azimutal
(4);
(iii) un mecanismo de orientación cenital
(5);
donde tanto el mecanismo de
orientación azimutal (4) como el mecanismo de orientación cenital
(5) están controlados por un
PLC.
2. Seguidor solar, según reivindicación 1,
caracterizado porque la estructura de soporte (3) está
formada por unas correas de perfiles estándares, apoyadas sobre al
menos dos dinteles o vigas (33) que se acoplan a los brazos (31) del
mecanismo de orientación azimutal (4).
3. Seguidor solar, según reivindicación 2,
caracterizado porque los paneles fotovoltaicos (1) giran
alrededor de un acoplamiento (52) gracias al elevador mecánico (51)
del mecanismo de orientación cenital (5).
4. Seguidor solar, según reivindicación
1-3, caracterizado porque los brazos (31)
están reforzados con cartabones (32).
5. Seguidor solar, según reivindicación 1,
caracterizado porque el centro de oscilación del seguidor se
encuentra perfectamente alineado con el eje de la columna (2).
6. Seguidor solar, según reivindicación 1,
caracterizado porque el mecanismo de orientación azimutal
(4) comprende un motor reductor reversible con freno que controla
un piñón (41) que guía con sus dientes una corona dentada (42)
acoplada a los paneles fotovoltaicos (1).
7. Seguidor solar, según reivindicación 6,
caracterizado porque el ataque del piñón (41) a la corona
dentada (42) se realiza mediante una alta relación de
transmisión.
8. Seguidor solar, según reivindicaciones
6-7, caracterizado porque el motor reductor
proporciona una velocidad de salida lenta, acoplándose un freno
electro-magnético que bloquea el movimiento de los
paneles fotovoltaicos (1) cuando están en parada (seguridad), así
como un encoder para determinar la posición.
9. Seguidor solar, según reivindicaciones 6 a 8,
caracterizado porque el giro azimutal se efectúa mediante
rodillos que permite apoyar el conjunto de la parte móvil sobre la
parte fija y guiarla en su movimiento; y donde los brazos están
unidos a un tubo que contiene en su extremidad inferior un
platillo.
10. Seguidor solar, según reivindicaciones
6-9, caracterizado porque el conjunto
estando perfectamente simétrico y equilibrado, permite un total
contacto con los rodillos verticales debido a su propio peso,
incorporándose otros rodillos en posición horizontal más pequeños
sobre el mismo tubo que contiene el platillo para asegurar el
contacto permanente con la torre y evitar oscilaciones.
11. Seguidor solar, según reivindicación
anteriores, caracterizado porque el mecanismo de orientación
cenital (5) comprende, al menos, un elevador mecánico (51), y un
motor trifásico; donde para controlar su posición es usado un
encoder acoplado al eje del motor; y donde el movimiento rotativo
del tornillo "sin fin" de entrada se transforma en
desplazamiento axial del husillo a través de una corona
helicoidal.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200702536U ES1066703Y (es) | 2007-12-05 | 2007-12-05 | Seguidor solar |
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|---|---|
| ES1066703U true ES1066703U (es) | 2008-02-16 |
| ES1066703Y ES1066703Y (es) | 2008-05-16 |
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ID=39031343
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|---|---|---|---|
| ES200702536U Expired - Fee Related ES1066703Y (es) | 2007-12-05 | 2007-12-05 | Seguidor solar |
Country Status (1)
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|---|---|
| ES (1) | ES1066703Y (es) |
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2007
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| FG1K | Utility model granted | ||
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Effective date: 20110506 |
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| RD1K | Utility model seized |
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