ES2609690T3

ES2609690T3 - Sistema para generar energía eléctrica usando elementos fotovoltaicos

Info

Publication number: ES2609690T3
Application number: ES10708689.4T
Authority: ES
Inventors: Philipp Erhart; Hans Günter Czaloun
Original assignee: Innova Patent GmbH
Current assignee: Innova Patent GmbH
Priority date: 2009-01-19
Filing date: 2010-01-19
Publication date: 2017-04-21
Anticipated expiration: 2030-01-19
Also published as: EP2379957B1; KR20110122108A; BRPI1006835A2; AT507820B1; EP2379957A2; AT507820A1; WO2010081184A3; US20110290301A1; CN102282432B; CA2749688C; RU2011134650A; RU2483390C2; KR101356290B1; CN102282432A; JP2012515439A; WO2010081184A2; AU2010205889A1; CA2749688A1

Abstract

Sistema para la generación de energía eléctrica por medio de elementos fotovoltaicos (3), que están situados sobre un armazón de soporte (2) formado por cables de soporte (21) y cables de ajuste (22) o similares y que pueden pivotar sobre unos ejes al menos aproximadamente orientados verticalmente, con lo que pueden rastrear el movimiento este-oeste del sol, y que además pueden pivotar alrededor de al menos ejes aproximadamente orientados horizontalmente, con lo que pueden ajustarse a la altitud solar, donde los elementos fotovoltaicos (3) están unidos sobre una pluralidad de vigas de soporte (20, 20a) o similares, que están orientadas al menos aproximadamente paralelas entre sí y aproximadamente horizontalmente, en donde las vigas de soporte 20, 20a) o similares pueden pivotar en uno de sus dos extremos sobre un cable de soporte (21) o similar alrededor de un eje al menos aproximadamente vertical y están montados giratoriamente alrededor de su eje longitudinal, y donde el soporte (20, 20a) está acoplado en su otro extremo a un dispositivo de giro y rotación, que está formado por al menos un cable de soporte y de adaptación (22), caracterizado porque al menos una de las vigas de soporte (20) está montada en una columna de soporte (1), un poste de soporte o similar, de manera que puede girar con respecto a él alrededor de su eje orientado horizontalmente y puede pivotar alrededor de un eje longitudinal vertical de la columna de soporte (1), un poste de soporte o similar y, además, en primer lugar un dispositivo de giro (4) y en segundo lugar un dispositivo de giro (5) se proporciona para esta viga de soporte (20) sobre una de las columnas de soporte (1) o similares.

Description

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Sistema para generar energfa electrica usando elementos fotovoltaicos Descripcion

[0001] La presente invention se refiere a una instalacion para la generation de energla electrica por medio de elementos fotovoltaicos, los cuales se encuentran en cables de suspension y cables de ajuste o cargas estructurales similarmente formadas y los cuales se pueden pivotar en ejes al menos perpendiculares, por lo que siguen el movimiento de este a oeste del sol, as! como en ejes al menos horizontales, con lo que son ajustables a la altura de la position del sol, con lo que los elementos fotovoltaicos se fijan a varios largueros alineados al menos aproximadamente en paralelo y aproximadamente horizontales, por lo que la viga de soporte o similar se puede pivotar en uno de los extremos de un cable de soporte por un lado alrededor de un eje al menos vertical y por otro lado gira alrededor de su eje longitudinal, estando las vigas de soporte acopladas en el otro extremo con un pivote y dispositivo de rotation que se caracteriza por al menos un cable de soporte y de accionamiento.

[0002] Un dispositivo para la production de energla electrica se describe en el documento JP 20.

[0003] Un sistema para generar energla electrica por medio de elementos fotovoltaicos, los cuales se encuentran en una estructura de carga formada particularmente a traves de cables de soporte y de ajuste, o similares, pivotandose en ejes por lo menos aproximadamente alineados verticalmente, siendo ajustables en movimiento este-oeste del sol y siendo pivotables en ejes orientados al menos aproximadamente horizontalmente, siendo de ese modo ajustable a la altura de la posicion del sol, se conoce por los documentos WO 2008/064382 A2 y WO 2006/130892 A1. En este sistema conocido, los elementos fotovoltaicos individuales estan formados como placas rectangulares, que se forman con husillos horizontales desde ambos extremos, articulandose en sus extremos libres a cables de accionamiento, los cuales se gulan sobre poleas de desviacion y se cierran. Las dos hebras del primero de estos dos cables de accionamiento son movibles en un plano vertical en poleas de reenvlo alineadas en un plano vertical y las dos hebras del segundo de estos dos cables de accionamiento son movibles en un plano horizontal en poleas de reenvlo alineadas en el plano horizontal, por lo que las hebras asociadas son ajustables mutuamente. En el primer cable de accionamiento se colocan los elementos fotovoltaicos en ejes perpendiculares de modo pivotable, con lo que se pueden regular durante un ajuste del segundo cable de accionamiento del movimiento este-oeste del sol. En el segundo cable de accionamiento se colocan los elementos fotovoltaicos de modo pivotable alrededor de ejes horizontales, con lo que se pueden regular durante un ajuste del primer cable de accionamiento a la altura de la posicion del sol. Al articularse cada elemento fotovoltaico en dos cables de accionamiento alineados y al preverse unidades separadas para tales cables de accionamiento, este sistema conocido tiene un diseno constructivo muy elaborado.

[0004] La presente invencion por lo tanto tiene por objeto proporcionar un sistema para generar energla electrica utilizando una pluralidad de los respectivos elementos fotovoltaicos ajustables, con lo que se evitarla el conocido inconveniente de la tecnica anterior, lo cual, en comparacion con las configuraciones constructivas conocidas, darla lugar a una estructura simplificada de manera significativa. Este objeto consigue de acuerdo con la invencion que al menos uno de los largueros se coloquen en una columna de soporte, medio de soporte o similares, de modo giratorio con respecto a su eje alineado horizontalmente y de modo pivotante alrededor de un eje longitudinal vertical de la columna de soporte, medio de soporte o similares y, ademas, que se prevea, por un lado, un dispositivo de pivotamiento y, por otro lado, un dispositivo de rotacion para estas columnas de soporte.

[0005] Preferiblemente, el pivotamiento y el dispositivo de rotacion se forman del cable de soporte y de accionamiento, o similares, previsto de dos hebras alelicas mutuamente aproximadas, ajustables en su direction longitudinal y cuyas dos hebras son mutuamente ajustables. Ademas, se situan preferiblemente entre las dos hebras del cable de soporte y accionamiento en estos puntales transversales articulados, los cuales estan firmemente conectados con los extremos asociados de las vigas de soporte o similares.

[0006] Al menos una de las vigas de soporte o similares se coloca de modo pivotable y giratorio en una columna de soporte o similares, con lo que se preve en dicha columna de soporte adicional, por un lado, un dispositivo de giro y, por otro lado, medios para soportar estas vigas de soporte o similares. Por otra parte, preferentemente los movimientos de giro y movimientos rotatorios de vigas en la columna de soporte, soporte de portador, o similares, son transferibles sobre el ajuste longitudinal del cable de soporte y de accionamiento y sobre el ajuste opuesto de las dos hebras de los cables de soporte y accionamiento de las vigas de soporte en otros largueros.

[0007] Segun una realization preferida de un sistema de acuerdo con la invencion para la generacion de energla electrica se preve una columna de soporte, soporte de apoyo, o similares en ambos extremos de la estructura de soporte formada por cables de soporte y accionamiento, en los que se colocan columnas de soporte, o similares, de forma pivotante o giratoria, se forma al menos una de las dos columnas de soporte, soportes de apoyo, o similares con sistemas para el giro y para la torsion de las vigas de soporte asignadas o similares, y las columnas de soporte o similares para los elementos fotovoltaicos se colocan en sus dos extremos en un primer cable de soporte de modo pivotante en un eje vertical, as! como de modo giratorio en su eje longitudinal y se acoplan por medio de cables de soporte y accionamiento en los otros extremos de modo giratorio en ejes verticales y en torsion en sus ejes longitudinales.

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[0008] El objeto de la invencion se explica a continuation con mas detalle medante el uso de dos ejemplos de realization mostrados en la forma de dibujos. Se muestran:

FIG. 1 una primera realizacion de un sistema segun la invencion para la generation de energla electrica por medio de elementos fotovoltaicos, en vista axonometrica,

FIG. 2 la realizacion mostrada en la FIG. 1, en relation con la a escala ampliada de FIG 1 y en una representation truncada,

FIG. 3 la realizacion mostrada en la FIG. 1, en una vista frontal,

FIG. 4 un detalle de la FIG. 3,

FIG. 4a, FIG. 4b los detalles A y B de la FIG. 4, en escala ampliada y en section,

FIG. 5 una segunda realizacion de un sistema fotovoltaico de acuerdo con la invencion, en una representacion axonometrica, y

FIG. 5a, FIG. 5b los detalles C y D de la FIG. 5 en escala ampliada.

[0009] El sistema mostrado en la FIG. 1 a FIG. 3 para la generacion de energla electrica por medio de elementos fotovoltaicos tiene dos columnas de soporte 1 y 1b, en las que se encuentra una estructura de soporte 2 para los elementos fotovoltaicos 3. La estructura de soporte 2 comprende un cable de soporte 21 y un cable de soporte y de accionamiento 22 en paralelo al cable 21 con dos hebras 22a y 22b, por lo que vigas de soporte 20, 20a y 20b para la estructura de soporte 2 de los elementos fotovoltaicos 3 se encuentran entre el cable de soporte 21 y el cable de soporte y accionamiento 22, articulandose en el cable de soporte 21 y en el cable de soporte y accionamiento 22. Los largueros 20 y largueros 20b se colocan de modo movible sobre las columnas de soporte 1 y 1b, por lo que la estructura 2 esta soportada por las columnas de soporte 1 y 1b. Los largueros 20a, por el contrario, estan soportados por el cable de soporte 21 y por el cable de soporte y accionamiento 22. En las vigas 20 y 20A se fijan grupos de una pluralidad de elementos fotovoltaicos 3, respectivamente. Las dos hebras 22a y 22b del cable de soporte y accionamiento 22, las cuales estan dispuestas verticalmente una encima de la otra estan interconectadas por medio de miembros transversales 23 y 23a, articulandose a los dos hilos 22a y 22b del cable de soporte y accionamiento 22, por ejemplo por medio de juntas de rotula. Los extremos de columnas de soporte 20 y 20a estan dispuestos en el cable de soporte 21 de un modo pivotante en los ejes verticales y de modo giratorio en los ejes longitudinales de las vigas de soporte 20 y 20a. Por el contrario, los otros extremos de las estructuras de soporte 20 y 20a estan vinculados de modo rlgido con puntales transversales 23 y 23a, con lo que estos extremos se encuentran en el centro entre las dos hebreas 22a y 22b de los cables de soporte y accionamiento 22.

[0010] En los extremos dispuestos en la columna de soporte 1b de la estructura de soporte 2, el cable de soporte 21 y el cable de soporte y accionamiento 22 estan conectados entre si por medio de la viga de soporte 20b, con lo que las viga 20b se articula en un puntal transversal 23b, el cual se encuentra entre las dos hebreas 22a y 22b.

[0011] , En la columna de soporte 1 se encuentra un primer servomotor 4, a traves del cual la viga de soporte 20 es pivotable alrededor de un eje vertical en un plano horizontal. Ademas, en la columna de soporte 1 se encuentra un servomotor 5 a traves del cual la viga de soporte 20 es giratoria alrededor de su eje orientado horizontalmente.

[0012] Por un giro de la viga de soporte 20 por medio del servomotor 4 en un plano horizontal, este movimiento se transmite al cable de soporte y accionamiento 22 sobre el travesano 23, moviendose en traslacion en el plano horizontal. Dado que este movimiento de ajuste se transmite a la viga de soporte 20a en el travesano 23a, se pivotean los elementos fotovoltaicos 3 alrededor de ejes verticales, con lo realizan un seguimiento del movimiento de este a oeste del sol.

[0013] Con el segundo servomotor 5 se giran las vigas 20 acoplados alrededor de su eje longitudinal. Este movimiento de rotation se efectua por medio del travesano 23 en las dos hebreas 22a y 22b de los cables de soporte y de accionamiento 22, con lo que las dos hebras 22a y 22b se ajustan reclprocamente. Este movimiento de ajuste se efectua a traves de los travesanos 23a a estas vigas 20a conectadas rlgidamente, con lo que los elementos fotovoltaicos 3 conectados a ellas se pivotean, de modo que se ajusten a la altura del sol.

[0014] Como resultado, solo se requiere un unico cable de soporte y accionamiento 22 formado con dos hebras 22a y 22b para los dos movimientos de ajuste de los elementos fotovoltaicos. Ademas, puesto que una pluralidad de elementos fotovoltaicos 3 se encuentran en cada una de las vigas de soporte 20 y 20a, se pretende tambien facilitar significativamente la formation.

[0015] Como se muestra ademas en la FIG. 3, se encuentra un engranaje 41 en el eje de accionamiento del motor 4, el cual coopera con una rueda dentada giratoria 42 alrededor de un eje vertical. Con el engranaje 42 se conecta de manera fija una barra de accionamiento de dos brazos 43, la cual se puede pivotar alrededor del eje vertical de rotacion de la rueda dentada 42 y la cual esta fijamente vinculada a las vigas 20. Puesto que el extremo izquierdo de la viga de soporte 20 se coloca en el cable de soporte asociado 21 de manera pivotante alrededor del eje vertical de rotacion, la viga de soporte 20, por lo tanto, puede pivotarse en un plano horizontal. Al estar vinculadas las dos hebreas 22a y 22b con el extremo derecho de la viga de soporte 20 por medio del travesano 23, se mueven tambien las los puntales 23a en traslacion en direction horizontal, con lo que las vigas de soporte 20a tambien se pivotan,

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[0016] Como puede verse a partir de la FIG. 4, las vigas de soporte 20 y 20a pueden formarse como un entramado, estando provisto de clavijas de soporte 20c en ambos extremos, estando articulado en el cable de soporte 21 en el extremo izquierdo, y en el extremo derecho con la travesanos 23 y 23a, cuyos extremos estan articulados en las dos hebreas 22a y 22b del cable de soporte y accionamiento 22a.

[0017] En la FIG. 4A y la FIG. 4B, se muestra la formacion exacta de la fijacion de las vigas de soporte 20 y 20a al cable de soporte 21 y a los dos hilos 22a y 22b del cable de soporte y ajuste 22:

Como puede verse en la Figura 4A, el extremo izquierdo de la vigas de soporte 20 y 20a se forma con un manguito 51 en el que esta montado un pasador 52, el cual es coaxial con las vigas de soporte 20 y 20a. Por lo tanto, las vigas de soporte 20 y 20a, respectivamente, se giran en un eje alineado horizontalmente. El perno 52 se conecta por medio de una brida 53 curvada a 90° con un perno orientado verticalmente 54, conectado con el manguito coaxial con 55. De esta manera, la vigas de soporte 20 y 20a son pivotables alrededor de un eje vertical. El manguito 55 se fija al alambre de soporte 21.

[0018] El extremo derecho de la vigas de soporte 20 y 20a esta conectado de forma fija a un travesano 23 y 23a, en cuyos extremos libres estan conectados cojinetes 61a alineados horizontalmente. En estos cojinetes 61 se colocan pernos 62 alineados horizontalmente. En los pernos 62 estan fijados bridas 63 curvadas a 90° en cuyos otros extremos estan fijados pernos alineados verticalmente 64, los cuales se colocan de modo giratorio con cojinetes coaxiales 65. Los cojinetes 65 se sujetan en ambas hebreas 22a y 22b del cable de soporte y accionamiento.

[0019] Por un giro de la viga de soporte 20 en un plano horizontal, este movimiento de ajuste se transmite al soporte 63 a traves del miembro transversal 23, por lo que por medio de los pernos 64 colocados en cojinetes 65, se efectua un ajuste de co-rotacion de las dos hebreas 22a y 22b del cable de apoyo 22. Este ajuste se efectua en los travesanos 23a en las vigas de soporte 20a. Por estos ajustes de movimiento, se realiza un seguimiento de los elementos fotovoltaicos 3 del movimiento este-oeste del sol. Por medio de los pernos 62 montados en los cojinetes 61 y los travesanos 23, las vigas de soporte 20 son giratorias con respecto a las dos hebreas 22a y 22b del cable de soporte y accionamiento 22, por lo que un movimiento de rotacion de la viga de soporte 20 por el giro del travesano 23 efectua un ajuste de co-rotacion de las dos hebreas 22a y 22b, lo cual hace que los travesanos 23a se pivotan y por lo tanto las vigas de soporte 20a se giran. Por medio de este movimiento de ajuste, los elementos fotovoltaicos 3 se pivotan y, por lo tanto realizan seguimiento de la altura del sol.

[0020] La segunda forma de realizacion de un sistema de acuerdo con la invention, mostrada en la FIG. 5, FIG. 5a y FIG. 5b unicamente se diferencia de la primera realizacion en que el servomotor 5a para el cable de soporte y de ajuste 22 esta dispuesto en la viga de soporte 20 y una rueda dentada 52a colocada en la viga de soporte 20 se gira sobre un engranaje 51a, al cual ambas hebras 22a y 22b se articulan. La viga de soporte 20b se monta de modo pivotable por medio de una barra de accionamiento 43b en la columna de soporte 1b. Ademas, un manillar 53 esta articulado en el travesano 23b, el cual se articula a traves de una articulation de rotula 54 a las vigas de soporte 20b.

[0021] Segun esta forma de realizacion, las dos hebreas 22a y 22b de los cables de carga y de ajuste 22 se compensan entre si por medio del servomotor 5a, por lo que los travesanos 23a se pivotan por este movimiento de ajuste, mediante el cual las vigas de soporte 20a se giran. Esto se traduce en el giro de los elementos fotovoltaicos 3 a su position a la altura del sol. El ajuste de la viga de soporte 20a de acuerdo con el movimiento este-oeste del sol se produce de la misma manera que en el primer ejemplo de realizacion mediante el giro de la viga de soporte 20, por lo que este giro se transfiere a la viga de soporte 20a sobre los cables de soporte y de accionamiento 22 y entre los travesanos 23a previstos de ambas hebreas 22a y 22b.

[0022] Adicionalmente, hay que senalar que los elementos fotovoltaicos 3 fijados a las vigas de soporte 20 y 20a estan escalonados en altura, por lo que se evita un sombreado por otros elementos fotovoltaicos 3. Ademas, se senala que el diseno estructural de un sistema de este tipo tambien se puede seleccionar de manera que se encuentre una columna de soporte con servomotores en la region central, de los cuales la estructura de soporte para elementos fotovoltaicos se extienden a ambos lados, por lo que en los dos extremos exteriores se preve una columna de soporte, o similares. para la estructura de soporte.

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Reivindicaciones

1. Sistema para la generacion de energla electrica por medio de elementos fotovoltaicos (3), que estan situados sobre un armazon de soporte (2) formado por cables de soporte (21) y cables de ajuste (22) o similares y que pueden pivotar sobre unos ejes al menos aproximadamente orientados verticalmente, con lo que pueden rastrear el movimiento este-oeste del sol, y que ademas pueden pivotar alrededor de al menos ejes aproximadamente orientados horizontalmente, con lo que pueden ajustarse a la altitud solar, donde los elementos fotovoltaicos (3) estan unidos sobre una pluralidad de vigas de soporte (20, 20a) o similares, que estan orientadas al menos aproximadamente paralelas entre si y aproximadamente horizontalmente, en donde las vigas de soporte 20, 20a) o similares pueden pivotar en uno de sus dos extremos sobre un cable de soporte (21) o similar alrededor de un eje al menos aproximadamente vertical y estan montados giratoriamente alrededor de su eje longitudinal, y donde el soporte (20, 20a) esta acoplado en su otro extremo a un dispositivo de giro y rotacion, que esta formado por al menos un cable de soporte y de adaptacion (22), caracterizado porque al menos una de las vigas de soporte (20) esta montada en una columna de soporte (1), un poste de soporte o similar, de manera que puede girar con respecto a el alrededor de su eje orientado horizontalmente y puede pivotar alrededor de un eje longitudinal vertical de la columna de soporte (1), un poste de soporte o similar y, ademas, en primer lugar un dispositivo de giro (4) y en segundo lugar un dispositivo de giro (5) se proporciona para esta viga de soporte (20) sobre una de las columnas de soporte (1) o similares.
2. Sistema segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el dispositivo de pivote y de giro esta formado por un cable de soporte y de accionamiento (22) o similar, que esta provisto de dos hilos (22a, 22b) que son paralelos aproximadamente uno a otro, siendo posible que dicho cable de soporte y de accionamiento (22) se mueva en su direccion longitudinal y que los dos hilos (22a, 22b) del mismo esten ajustados uno con respecto al otro.
3. Sistema segun la reivindicacion 2, caracterizado porque los brazos transversales (23, 23a), que estan conectados de forma fija a los extremos asociados de las vigas de soporte (20, 20a), estan situados entre las dos llneas (22a, 22b) del cable de soporte y de accionamiento (22).
4. Sistema segun la reivindicacion 2, caracterizado porque los movimientos de giro y los movimientos de rotacion de la viga de soporte (20), la cual esta montada sobre la columna de soporte (1), el poste de soporte o similar, son transferibles a las otras vigas de soporte (20a) mediante el ajuste longitudinal del cable de soporte y de accionamiento (22), que esta acoplado a dicha viga de soporte (20), y a traves del ajuste en la direccion opuesta de los dos hilos (22a, 22b) del cable de soporte y de accionamiento (22).
5. Sistema segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque en cada uno de los dos extremos de la estructura de soporte (2) esta prevista una columna de soporte (1, 1b), un poste de soporte o similar, la cual esta formada por los cables de soporte y de ajuste (21, 22) o similares, donde las vigas de soporte (20, 20b) all! situadas estan montadas de manera rotatoria o giratoria sobre dicha columna de soporte, poste de soporte o similar, porque al menos una de las dos columnas de soporte (1, 1b), los postes de soporte o similares estan disenados con accionamientos (4, 5) para rotar o girar la viga de soporte asociada (20) y porque las vigas de soporte (20, 20a) para los elementos fotovoltaicos (3) estan montados en uno de los dos extremos de los mismos sobre un cable de soporte (21) de manera que pueden pivotar alrededor de un eje al menos aproximadamente vertical y girar alrededor de su eje longitudinal, (22) asociados con los otros extremos para permitir el pivotamiento en un plano al menos aproximadamente horizontal y la rotacion alrededor de su eje longitudinal.