ES2376101B1

ES2376101B1 - Instalación de captación de energía solar aplicable a balsas de acumulación de agua.

Info

Publication number: ES2376101B1
Application number: ES201030601A
Authority: ES
Inventors: Raúl IGLESIAS MACHUCA
Original assignee: Jimenez Belinchon S A; Jimenez Belinchon Sa
Current assignee: Jimenez Belinchon S A; Jimenez Belinchon Sa
Priority date: 2010-04-26
Filing date: 2010-04-26
Publication date: 2012-10-16
Anticipated expiration: 2030-04-26
Also published as: ES2376101A1

Abstract

Instalación de captación de energía solar aplicable a balsas de acumulación de agua.#La instalación de la invención, está constituida una plataforma (3) rígida, de dimensiones máximas acordes con el fondo de la balsa, que podrá presentar un carácter modular, bajo la que se establecen alineaciones de elementos de flotación (5), igualmente modulares, dotados de medios de fijación (6) entre sí, mientras que sobre dicha plataforma (3) se establezcan una serie de bastidores (7) para recepción de los correspondientes paneles solares fotovoltaicos (8), bastidores dispuestos en alineaciones paralelas, definiendo entre ellos pasillos igualmente paralelos. La plataforma incorpora medios de guiado vertical para la misma a partir de cables (10) asociados a muertos (9) establecidos en los extremos de la balsa, de manera que mediante parejas de barras (12) verticales, convenientemente distanciadas, y por las que pasan los cables, se impide el desplazamiento horizontal de la plataforma y se permite que ésta se adapte a los diferentes niveles de agua de la misma.

Description

INSTALACIÓN DE CAPTACIÓN DE ENERGÍA SOLAR APLICABLE A BALSAS DE ACUMULACIÓN DE AGUA

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a una instalación de captación de energía solar, para su transformación en energía eléctrica, del tipo de las constituidas a partir de placas solares fotovoltaicas, especialmente concebida para ser aplicada sobre balsas de agua, como por ejemplo las utilizadas para almacenar agua destinada al regadío de explotaciones agrícolas, si bien es aplicable a cualquier tipo balsa de agua, pantanos, embalses y similares.

El objeto de la invención es conseguir una instalación flotante, que permita aprovechar las dimensiones de la balsa, para la implantación de una instalación de captación de energía solar fotovoltaica, instalación que proyectará una sombra sobre la balsa, reduciendo sensiblemente la evaporación del agua de riego existente en la misma, reduciendo igualmente la proliferación de algas y microorganismos, y reduciendo la concentración de sales, viéndose asimismo reducidas las probabilidades de obstrucción de los filtros de los sistemas de regadío debido a la generación de dichas algas o materia orgánica.

La especial estructuración de la instalación mejora asmnsmo el rendimiento térmico fotovoltaico, debido a la reducción de temperatura que provoca el agua acumulada en la balsa.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Cada vez es más frecuente el empleo de balsas para acumulación del agua de lluvia, sobretodo en zonas con reducidos recursos hídricos, en orden a utilizar dicho agua en el regadío de cultivos.

Dada su estructuración, este tipo de balsas presentan unas grandes dimensiones, que resultan óptimas para la implantación de instalaciones de captación de energía solar fotovoltaica.

Son conocidas instalaciones de captación de energía solar en las placas solares fotovoltaicas se establecen sobre respectivos flotadores, definiendo módulos unitarios que se unen entre sí mediante uniones articuladas para absorber el efecto del oleaje.

La principal característica de las Superficies Acuáticas es la inestabilidad. Cualquier golpe de viento, vibración o impacto, produce una respuesta física a modo de onda que a su vez provoca una respuesta de igual magnitud en la instalación solar, llegando incluso a dar lugar a problemas críticos.

El sistema de fijación mediante cables y pilares de sujeción, soluciona estas situaciones críticas haciendo adaptable la instalación solar a cualquier situación del emplazamiento con independencia de la geometría o tamaño del nnsmo.

Los cables del sistema de fijación, se anclan en los bordes perimetrales y, en correspondencia a un sistema de contrapesos, permiten adaptar la instalación, a los acortamientos o alargamientos provocados por las variaciones en el volumen del agua almacenada.

En esta estructuración los cables se ven sometidos a enormes esfuerzos, por lo que necesitan ser sobredimensionados notablemente, con unos costes elevados, y un mantenimiento igualmente elevado, que a todas luces sería deseable mejorar.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La instalación que la invención propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, en los diferentes aspectos comentados, al definir una plataforma estable, con unos medios de guiado vertical para la misma sencillos pero de gran eficacia, y que no se ven sometidos a grandes esfuerzos.

De forma más concreta, la instalación de la invención se constituye a partir de una plataforma, de dimensiones acordes con el número de paneles solares previstos para la instalación, cuyas dimensiones en cualquier caso no sobrepasaran las dimensiones del fondo de la balsa, plataforma de naturaleza metálica, bajo la cual se establecerá una alineación perimetral de elementos de flotación, así como una, dos, o tantas alineaciones transversales y/o longitudinales de elementos de flotación intermedias como sean necesarias.

Sobre dicha plataforma se establecerán los clásicos bastidores soporte para los paneles solares fotovoltaicos, así como la instalación eléctrica asociada a los mismos, si bien con el fin de evitar pérdidas, los anillos formados por los paneles se pueden cerrar instalando los inversores en el exterior de la balsa, utilizándose la propia pasarela para el guiado de los cables transportadores de la energía eléctrica generada por la instalación.

Para el guiado vertical de la instalación, se ha previsto la disposición de al menos dos muertos situados exteriormente en oposición, entre los que se sitúa la instalación, de los que emergen una pareja de cables de acero, convenientemente tensados, que no se ven sometidos a ningún tipo de carga vertical por parte de la plataforma de la instalación, sino que simplemente actúan como elementos de guiado para un sistema de estabilización horizontal de la plataforma, la cual estará dotada en correspondencia con sus vértices extremos de un bastidor del que emergen una pareja de largas barras entre las que se hacen pasar los comentados cables, de manera que dicha pareja de barras actúan como guías verticales en el desplazamiento asimismo vertical de la plataforma que se produce debido a los cambios en el nivel del agua de la balsa.

Si bien mediante el concurso de cuatro cables, dos dispuestos transversalmente y dos longitudinalmente, asociados a los correspondientes muertos, y con el concurso de las comentadas barras en funciones de guías verticales la plataforma se podría igualmente estabilizar horizontalmente, evitando la desorientación de los paneles con respecto al ángulo de máxima incidencia solar, la solución previamente descrita resulta mucho más sencilla, y consecuentemente más económica.

En cualquier caso, cualquiera de las dos soluciones descritas liberan a los cables del peso de la instalación, peso sensiblemente mayor que los esfuerzos horizontales a los que se ven sometidos los cables por el efecto "vela" que pueda generar el viento sobre los paneles, y a los que también se veían sometidos los sistemas de estabilización convencionales.

La plataforma así descrita se complementará con una o más pasarelas de acceso a la misma, en orden a permitir labores de mantenimiento, definiéndose pasillos de tránsito entre los bastidores portadores de los paneles solares, estructura que, como se ha comentado anteriormente resultará sumamente estable, en contra de las instalaciones convencionales de éste tipo.

Como resulta obvio, al tratarse de una instalación aplicable a balsas de acumulación de agua, la misma estará carente de elementos que puedan producir sombra sobre los paneles solares fotovoltaicos, optimizando su funcionamiento.

Dado que la plataforma presentará unas dimensiones no superiores al fondo de la balsa, la misma podrá complementarse con una malla de sombreo perimetral que cubra el resto de la balsa, con el fundamento de evitar aún más la evaporación del agua.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, 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:

La figura 1.-Muestra una vista en alzado de una instalación de captación de energía solar aplicable a balsas de acumulación de agua realizada de acuerdo con el objeto de la presente invención.

La figura 2.-Muestra, una vista en planta del conjunto de la figura anterior.

La figura 3.-Muestra un detalle en perfil de los medios de flotación y sustentación para los paneles solares.

La figura 4.-Muestra una vista en alzado del detalle de la figura 3.

La figura 5.-Muestra una vista en planta del detalle de la figura 3.

La figura 6.-Muestra un detalle ampliado de la figura 2, correspondiente a los medios de guiado vertical previstos para la instalación.

La figura 7.-Muestra, finalmente, una vista en perspectiva de dos de los elementos de flotación previstos para la plataforma de la instalación.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A la vista de las figuras reseñadas, y en especial de las figuras 1 y 2, puede observarse como la instalación que se preconiza está especialmente concebida para ser implantada en balsas (1), destinadas a almacenar agua de lluvia (2), si bien es igualmente aplicable en pantanos, embalses y similares.

Pues bien, la instalación parte de una plataforma (3), de naturaleza metálica, que en el ejemplo de realización práctica elegido presenta una configuración rectangular, pero que podría adoptar cualquier otra configuración acorde a la geometría del fondo de la balsa (4) plataforma bajo la que se establecen perimetralmente una pluralidad de elementos de flotación (5), como los mostrados en detalle en la figura 7, modulares, dotados de medios de fijación (6) entre sí, determinando alineaciones de flotadores, estableciéndose en caso de que sea necesario, alineaciones de elementos de flotación (5) del mismo tipo, dispuestas paralela y transversalmente a lo largo de dicha plataforma (3), tal como se puede observar en la figura 2.

Sobre dicha plataforma (3) se establecerán una serie de bastidores (7) para recepción de los correspondientes paneles solares fotovoltaicos (8), en disposición inclinada, convenientemente orientados hacia la zona de mayor insolación, bastidores que se dispondrán en alineaciones paralelas, definiendo entre ellos pasillos igualmente paralelos para evitar la generación de sombras entre unos y otros paneles, así como para definir zonas de tránsito de los operarios en las labores de mantenimiento.

De acuerdo con otra de las características de la invención, tal y como se puede observar en las figuras 1, 2 Y 6, para estabilizar horizontalmente la instalación, se ha previsto que en correspondencia con los extremos de la balsa se establezcan sendos muertos de hormigón (9) a los que se fijan una pareja de cables (10), que se extienden horizontalmente hasta los respectivos vértices de la plataforma (3), en la que, sobre los elementos de flotación (5) se dispone un bastidor plano en "L" (11), del que emergen una pareja de largas barras verticales (12), convenientemente rigidizadas mediante tirantes (13), y distanciadas entre sí una cierta magnitud, que permita el paso entre las mismas del cable (10), de manera que uno de los cables se hace pasar por las parejas de barras (12) situadas en ambos extremos de uno de los laterales de la plataforma, mientras que el otro se hace pasar por las otras dos, impidiendo dicho conjunto tanto el desplazamiento como el giro de la plataforma respecto del imaginario plano horizontal en el que se encuentra, actuando cada pareja de barras (12) como elementos de guiado vertical que permiten adaptarse a la instalación a los diferentes niveles de agua que pueda tener la balsa.

Si bien no aparece representada en las figuras, por poder tener múltiples realizaciones, se ha previsto que la plataforma se complemente con al menos una pasarela, preferentemente obtenida mediante el ensamblaje de dos o más alineaciones de elementos de flotación (5), que permita el acceso a la misma, así como el paso de los cables de la corriente generada por los paneles solares.

De forma más concreta, todo el cableado se realizará por la parte superior de la estructura, con protección anti-humedad, realizándose las uniones de las series y las ramas en un cuadro eléctrico instalado en las cabeceras de planta.

La salida de los inversores se unirá en anillo, saliendo una única tema al exterior de la balsa. Este cable estará protegido y aislado mediante tubo, y no tocará el agua en ningún momento, al ir dispuesto sobre el lateral de la pasarela de acceso.

Por último, cabe destacar el hecho de que la plataforma (3) podrá tener igualmente un carácter modular, en orden a adaptarse a diferentes geometrías de balsas, así como a diferentes tamaños para las mismas, definiéndose módulos como los mostrados en las figuras 3 a 5 que se fijan entre sí rígidamente, para obtener estructuras de mayor tamaño, como la mostrada en las figuras 1 y 2.

Claims

REIVINDICACIONES

1a._ Instalación de captación de energía solar aplicable a balsas de acumulación de agua, del tipo de las que incorporan elementos de flotación y medios de sustentación para paneles solares fotovoltaicos, caracterizada porque en la misma se define una plataforma (3) rígida, de dimensiones máximas acordes con el fondo de la balsa, plataforma (3) bajo la que se establecen alineaciones de elementos de flotación (5), modulares, dotados de medios de fijación (6) entre sí, habiéndose previsto que sobre dicha plataforma (3) se establezcan una serie de bastidores (7) para recepción de los correspondientes paneles solares fotovoltaicos (8), bastidores dispuestos en alineaciones paralelas, definiendo entre ellos pasillos igualmente paralelos.

2a ._ Instalación de captación de energía solar aplicable a balsas de acumulación de agua, según reivindicación la, caracterizada porque para estabilizar horizontalmente la instalación, se ha previsto que la plataforma incorpore bastidores en sus extremos, de cada uno de los cuales emergen una pareja de largas barras verticales (12), en funciones de elementos de guiado vertical para la plataforma, por los que son pasantes cables dispuestos horizontalmente y que se rematan por sus extremos en muertos de hormigón (9) o similares dispuestos sobre la periferia de la balsa, y dispuestos de manera que dichos cables en contacto con las barras (12) impidan el desplazamiento horizontal de la plataforma.

3a ._ Instalación de captación de energía solar aplicable a balsas de acumulación de agua, según reivindicación 2a , caracterizada porque en correspondencia con dos de los extremos de la balsa se establezcan sendos muertos de hormigón (9) a los que se fijan una pareja de cables (10), que se extienden hasta los respectivos vértices de la plataforma (3), en la que, a partir de un bastidor plano en "L" (11), emergen una pareja de largas barras verticales (12), convenientemente rigidizadas mediante tirantes (13), y distanciadas entre sí una cierta magnitud, para paso de los correspondientes cables (10).

4a._ Instalación de captación de energía solar aplicable a balsas de

5 acumulación de agua, según reivindicación la, caracterizada porque la balsa se complemente con al menos una pasarela, preferentemente obtenida mediante el ensamblaje de dos o más alineaciones de elementos de flotación (5), contando con pasos estancos para los cables de la corriente generada por los paneles solares.

10 5a._ Instalación de captación de energía solar aplicable a balsas de acumulación de agua, según reivindicación la, caracterizada porque la plataforma

(3) presenta un carácter modular, a base de múltiples módulos fijados rígidamente entre sí.