ES2869876T3

ES2869876T3 - Rastreadores solares que incorporan limitadores de torsión

Info

Publication number: ES2869876T3
Application number: ES15751281T
Authority: ES
Inventors: Ronald P Corio
Original assignee: Array Technologies Inc
Current assignee: Array Technologies Inc
Priority date: 2014-02-19
Filing date: 2015-02-18
Publication date: 2021-10-26
Anticipated expiration: 2035-02-18
Also published as: CN106062489B; JP6230718B2; US20150234031A1; KR101796599B1; US20200400772A1; PT3108186T; CN106062489A; MX363114B; AP2016009388A0; AU2015219130B2; EP3108186A1; US10809345B2; BR112016018940A8; SA516371694B1; WO2015126890A1; AU2015219130A1; JP2017506493A; US20170160372A1; KR20160124146A; MX2016010230A

Abstract

Un conjunto de rastreadores solares que comprende: una columna de soporte (32); uno o más tubos de par de torsión o barras de torsión (34) conectados a la columna de soporte; un mecanismo de montaje sujeto al uno o más tubos de par de torsión o barras de torsión (34), un sistema de accionamiento conectado al uno o más tubos de par de torsión o barras de torsión (34); un limitador de par de torsión conectado a una salida del sistema de accionamiento de una fila de rastreadores; y uno o más topes conectados a la columna de soporte, los topes se ubican en la posición de rotación máxima del rastreador solar; en el que cuando una fuerza de momento de charnela provoca que un nivel de par de torsión en el sistema de accionamiento exceda un límite preestablecido, el limitador de par de torsión facilita el movimiento de rotación del uno o más tubos de par de torsión o barras de torsión (34) en la dirección del par de torsión, permitiendo así que la fuerza del momento de charnela gire uno o más tubos de par de torsión o barras de torsión (34) de una fila de rastreadores alrededor de un eje giratorio, de modo que la fuerza del momento de charnela se reduzca como resultado de una posición de momento de charnela inferior y en el que, cuando el conjunto de rastreadores solares golpea un tope de posición máxima, se restringe en sus posiciones de rotación máxima en múltiples ubicaciones distribuidas por los topes y resiste la fuerza del momento de charnela en múltiples puntos a lo largo de la estructura del conjunto de rastreadores solares.

Description

DESCRIPCIÓN

Rastreadores solares que incorporan limitadores de torsión

CAMPO

[0001] La presente descripción se refiere a dispositivos, sistemas y procedimientos de limitadores de torsión. La presente descripción se refiere además a mecanismos de liberación de par de torsión en sistemas de posicionamiento mecánico. La presente descripción se refiere además a conjuntos de embrague deslizante y de limitador de par de torsión.

ANTECEDENTES

[0002] A medida que el viento actúa sobre una matriz fotovoltaica (FV) de rastreo solar u otros sistemas de posicionamiento accionados mecánicamente expuestos a fuerzas ambientales al aire libre, provoca presiones positivas y negativas sobre la matriz que pueden actuar de forma independiente, acumulativa o diferencial. Estas fuerzas del viento se clasifican comúnmente como arrastre, elevación, fuerza descendente y momento de charnela alrededor del eje de rotación. Las fuerzas del viento varían dependiendo de la velocidad del viento, la dirección y el ángulo de rastreo de rotación de la matriz. Normalmente, estas fuerzas también son mayores en las estructuras externas en un campo de matriz grande.

[0003] Típicamente, en el caso de sistemas de rastreo solar de un único eje, el levantamiento y el arrastre inducidos en la matriz rastreada u otro sistema mecánico se resisten en múltiples puntos dentro de la estructura. Sin embargo, como lo demuestran los sistemas existentes, el momento de charnela típicamente se resiste en un único punto. Las fuerzas de torsión resultantes aplicadas a tubos de torsión relativamente largos u otras configuraciones de barra pueden ser grandes y tienden a interactuar con la flexibilidad de torsión de la estructura del rastreador. Contrarrestar las altas fuerzas del momento de charnela en un único punto de la estructura requiere miembros de torsión suficientemente fuertes para resistir tanto el alto par de torsión combinado como las cargas de barra del sistema sin un exceso de flexibilidad. Las fuerzas del momento de charnela se pueden presentar como fuerza estática o, a veces, como fuerza dinámica conocida como divergencia de torsión. Si el sistema estructural del rastreador es flexible en su diseño y se ha restringido torsionalmente en un único punto, se pueden producir divergencia de torsión y otras fuerzas dinámicas que tienen el potencial de aumentar sustancialmente la carga en la estructura. Por lo tanto, es estructuralmente ventajoso minimizar la flexibilidad de la estructura del rastreador para reducir o eliminar las interacciones con el viento que pueden provocar estas fuerzas dinámicas.

[0004] El documento WO2008/147560 describe un sistema de recolección fotovoltaica para rastrear el sol. El sistema de recolección fotovoltaica incluye un pilar de soporte, una barra de soporte acoplada al pilar de soporte, un conjunto de recolección fotovoltaica montado en la barra de soporte y un sistema de accionamiento por fricción para acoplar por fricción la barra de soporte al pilar de soporte.

[0005] El documento WO2013/139745 describe un dispositivo de rastreo para módulos solares.

[0006] El documento US2013/340807 describe un conjunto de rastreo solar.

[0007] El documento US2009/095283 describe un sistema de freno de par de torsión para un conjunto de concentrador solar.

[0008] El documento US4323052 describe un sistema de energía solar.

[0009] El documento US2013/0341294 describe un sistema de freno para

un bastidor de un sistema de generación de energía solar.

[0010] El documento US 2010/0223865 A1 describe un soporte de un rastreador solar.

[0011] El documento WO 2010/054831 A2 describe un aparato de soporte de panel solar.

[0012] El documento EP 1791 184 A1 describe una instalación solar con un panel solar.

[0013] Por consiguiente, existe una necesidad de un mecanismo que reduzca la fuerza del momento de charnela máxima a la que se expondrá un sistema de rastreo y/o que permita que el sistema resista las fuerzas del momento en múltiples puntos, minimizando así o eliminando eficazmente las fuerzas dinámicas/armónicas a las que se expone la estructura. Minimizar la torsión en la estructura aumenta la capacidad de carga de la barra de los miembros estructurales relevantes, ya que la carga combinada de la torsión y la carga de la barra es menor. Al limitar la fuerza de torsión máxima y, a continuación, proporcionar un medio para resistir una fuerza de torsión máxima más baja en múltiples puntos a lo largo de la estructura, se pueden incorporar componentes estructurales más ligeros para reducir el peso del material y el coste de los sistemas de rastreadores solares.

RESUMEN

[0014] Las realizaciones ejemplares de la presente descripción alivian en gran medida las desventajas de los sistemas mecánicos conocidos, tales como rastreadores solares, al incorporar un limitador de torsión, que, en algunos casos, puede ser un embrague limitador de par de torsión, a la salida de una caja de engranajes principal, antes del engranaje de una cremallera secundaria en cada fila de rastreadores. En esencia, esto coloca un mecanismo de liberación de par de torsión preestablecido entre los componentes con tensión de torsión y el accionamiento en cada fila de rastreadores monitorizados individualmente o unida de un sistema de rastreadores. Las realizaciones ejemplares de esta descripción minimizan ventajosamente las fuerzas de torsión inducidas por el viento en la matriz de rastreadores para reducir materialmente los requisitos estructurales del sistema de rastreo. La estructura de reducción material puede dar lugar a una reducción considerable en el coste del sistema de rastreo.

[0015] Las realizaciones ejemplares de un limitador de torsión actúan como una válvula de descarga de fuerza de torsión que minimiza los momentos de charnela y elimina cualquier fuerza dinámica significativa que pueda ser inducida por el viento en sistemas mecánicos tales como estructuras FV de rastreo. Una función importante es descargar la torsión durante los episodios de viento fuerte y permitir que cada fila de rastreadores individual se mueva a una posición diferente hasta que la matriz se mueva a una posición en la que la fuerza de torsión ya no sea capaz de superar la fuerza de liberación de torsión preestablecida, o la matriz se mueva por la fuerza de torsión a los ángulos extremos de rotación y, a continuación, se restrinja en múltiples puntos de la estructura. Incorporar múltiples topes a lo largo de la matriz en las posiciones de rotación extremas minimiza la fuerza de torsión en cualquier sección del componente o componentes estructurales resistentes a la torsión.

[0016] En realizaciones ejemplares, el limitador de torsión también puede actuar como una descarga de sobrecarga de la fuerza de entrada del motor de accionamiento si la matriz no se puede mover debido a una obstrucción tal como una carga de nieve pesada desequilibrada, cúmulo de nieve o duna de arena, o si uno o más de los conjuntos de engranajes unidos se encuentran en una condición de tope límite extrema. En esta condición, el embrague limitador de torsión desacoplará las fuerzas de accionamiento de entrada de las fuerzas de salida si la resistencia de la obstrucción es mayor que el umbral limitador de torsión. En realizaciones ejemplares, las fuerzas que liberarán el limitador de torsión serán tanto las fuerzas del momento de charnela inducidas de forma externa en la matriz, como también desde el mecanismo de accionamiento de entrada, cuando las fuerzas de accionamiento de entrada requeridas para mover la matriz estén por encima del umbral limitador de torsión.

[0017] Las realizaciones ejemplares de un conjunto de rastreadores solares comprenden una columna de soporte, una barra de torsión conectada a la columna de soporte, un mecanismo de montaje sujeto a la barra de torsión, un sistema de accionamiento conectado a la barra de torsión y un limitador de torsión conectado al sistema de accionamiento. El conjunto de rastreadores solares puede incluir una pluralidad de columnas de soporte y comprender además un tope en cada columna de soporte. La barra de torsión se puede configurar con un centro de gravedad equilibrado de modo que gire alrededor del centro de gravedad equilibrado. Cuando una fuerza externa tal como el viento provoca que un nivel de torsión en el sistema exceda un límite preestablecido, el limitador de torsión facilita a continuación el movimiento de rotación del conjunto de rastreadores solares en la dirección de la torsión, permitiendo así que la fuerza externa gire el conjunto alrededor de un eje giratorio que se extiende a través de la barra de torsión.

[0018] En realizaciones ejemplares, el limitador de torsión desacopla el exceso de torsión de modo que la fuerza externa se libere permitiendo que la matriz se mueva a una segunda posición de rotación. El movimiento en la dirección de la torsión puede comprender el movimiento del conjunto de rastreadores solares desde una primera posición de rotación a al menos una segunda posición de rotación. En realizaciones ejemplares, cuando la fuerza externa es lo suficientemente grande, el rastreador solar se mueve a una posición de tope de posición de rotación extrema. El tope mecánico de posición de rotación máxima se encuentra en un ángulo de rotación máximo y, a continuación, se resiste en múltiples puntos de la estructura de rastreo, de modo que el miembro estructural principal resistente a la torsión se sostenga en última instancia de forma giratoria en múltiples puntos, limitando eficazmente la torsión en la estructura de la barra de torsión.

[0019] El movimiento en la dirección de la torsión puede comprender el movimiento del conjunto de rastreadores solares desde una primera posición de rotación a una segunda o múltiples posiciones de rotación. En realizaciones ejemplares, el conjunto de rastreadores solares se restringe en sus posiciones de rotación máxima en múltiples ubicaciones distribuidas a lo largo de una estructura resistente a la torsión del conjunto de rastreadores solares. El limitador de torsión limita el momento de charnela alrededor del eje giratorio que se extiende a través de la barra de torsión cuando el rastreador no está en las posiciones extremas al permitir que el rastreador gire para liberar la fuerza de torsión y, a continuación, los múltiples topes en las posiciones extremas limitan en última instancia la torsión en cualquier sección del miembro estructural resistente a la torsión cuando el sistema no puede girar más.

[0020] En realizaciones ejemplares, el sistema de accionamiento del conjunto de rastreadores solares comprende un conjunto de engranajes que incluye al menos una rueda dentada. En realizaciones ejemplares, el conjunto de engranajes incluye una caja de engranajes unidireccional y el limitador de torsión es un embrague limitador de torsión. El limitador de torsión también puede ser un embrague deslizante en algunas realizaciones. En realizaciones ejemplares, el conjunto de engranajes incluye un acoplamiento por fricción que se engrana con la rueda dentada y el limitador de torsión se ubica en el acoplamiento por fricción. El limitador de torsión se puede ubicar en la salida de una primera etapa de engranaje del conjunto de engranajes. En otras realizaciones ejemplares, el conjunto de rastreadores solares es un rastreador unido por empuje/tracción y el limitador de torsión es un dispositivo de deslizamiento lineal o una unión de embrague lineal. El conjunto de rastreadores solares puede incluir un sistema hidráulico y el limitador de torsión puede tener la forma de una válvula de descarga de presión en el sistema hidráulico. El conjunto de rastreadores solares puede comprender además un amortiguador incorporado en o cerca de la cremallera para controlar la liberación de la fuerza de torsión y ralentizar el movimiento del conjunto de rastreadores solares.

[0021] Las realizaciones ejemplares incluyen procedimientos para alinear una matriz solar que comprende múltiples filas de rastreadores solares, proporcionando un limitador de torsión conectado individualmente a cada fila de rastreadores solares, donde uno o más de los rastreadores solares encuentran un límite de rotación mecánica que provoca que el nivel de torsión inducido por la línea de accionamiento en la al menos una fila de rastreadores solares exceda el umbral de límite de torsión, mediante el cual el limitador de torsión permite que la al menos una fila limitada mecánicamente no gire a la vez que acciona simultáneamente la rotación de las otras múltiples filas de rastreadores solares. La pluralidad de filas de rastreadores solares incluye múltiples filas de rastreadores solares unidos. La condición de límite mecánico en al menos una fila de rastreadores solares de las múltiples filas de rastreadores solares crea un nivel de torsión en el rastreador que excede un umbral preestablecido.

[0022] La al menos una fila limitada mecánicamente no gira mientras que las otras múltiples filas de rastreadores solares giran y alcanzan su posición límite mecánica máxima hasta que toda la pluralidad de filas de rastreadores solares ya no gira. A medida que cada fila alcanza su posición límite mecánica máxima, cada fila de rastreadores detiene el movimiento de rotación mientras que las otras múltiples filas de rastreadores solares giran y alcanzan sus posiciones límite máximas. Cuando todas las filas de rastreadores alcanzan sus límites mecánicos, todas están alineadas.

[0023] El mismo mecanismo que limita y libera el par motor en un umbral seguro también es ventajoso si una o más filas de rastreadores se obstruyen por condiciones ambientales externas tales como un cúmulo de nieve, duna de arena u otro impedimento. El limitador de torsión puede proteger la matriz rastreada de daños por obstrucción, a la vez que permite que el rastreador gire en un movimiento limitado hasta que se despeje la obstrucción.

[0024] En realizaciones ejemplares, durante la torsión excesiva de fuerzas externas, el movimiento en la dirección de la torsión comprende el movimiento de al menos una fila de rastreadores solares desde una primera posición de rotación a al menos una segunda posición de rotación. El movimiento en la dirección de la torsión puede comprender el movimiento de al menos una fila de rastreadores solares desde una primera posición de rotación a múltiples posiciones de rotación. En realizaciones ejemplares, la al menos una fila de rastreadores solares golpea múltiples restricciones mecánicas en las múltiples posiciones de rotación o posiciones límite máximas. Cada fila de rastreadores solares puede incluir una pluralidad de columnas de soporte y un tope en cada columna de soporte. Las realizaciones ejemplares comprenden además incorporar un amortiguador cerca o en el limitador de torsión para controlar la liberación de la fuerza de torsión y ralentizar el movimiento del conjunto de rastreadores solares.

[0025] Las realizaciones ejemplares de un conjunto de rastreadores solares motorizados singular comprenden una columna de soporte, una o más barras de torsión conectadas a la columna de soporte, un sistema de montaje de módulos solares sujeto a la una o más barras de torsión, un sistema de accionamiento conectado a la una o más barras de torsión y un freno de motor. El sistema de accionamiento comprende una caja de engranajes bidireccional que tiene una entrada y una salida, y el freno de motor se ubica en la entrada de la caja de engranajes bidireccional. Cuando una fuerza externa provoca que un nivel de torsión en el sistema de accionamiento exceda un límite preestablecido, el freno del motor se desliza, o si el freno de motor es interno al propio motor, el motor se retrocede a través del sistema, lo que facilita el retroceso del sistema y la liberación de la fuerza de torsión.

[0026] En realizaciones ejemplares, un sistema de accionamiento de engranajes comprende un conjunto de engranajes que incluye un embrague limitador de par de torsión y al menos una rueda dentada helicoidal. El conjunto de engranajes puede o no estar contenido en una caja de engranajes. Cuando un nivel del par de torsión en el engranaje excede un nivel preestablecido, el embrague se desliza. El conjunto de engranajes puede incluir dos secciones cónicas que engranan la rueda dentada helicoidal. En realizaciones ejemplares, el embrague limitador del par de torsión se ubica en las dos secciones cónicas. El embrague se puede ajustar mediante una tuerca que varía la tensión del resorte en las secciones cónicas. Este embrague deslizante puede tomar formas alternativas en realizaciones ejemplares y en otras formas según sea necesario para diferentes tipos de sistemas mecánicos accionados por engranajes.

[0027] En realizaciones ejemplares, un conjunto de rastreadores solares comprende al menos una columna de soporte, una barra de torsión conectada a la columna de soporte, con un eje giratorio que se extiende a través de la barra de torsión, un mecanismo de montaje sujeto a la barra de torsión, uno o más módulos solares montados en el mecanismo de montaje y un conjunto de caja de engranajes que contiene un embrague limitador de par de torsión y al menos una rueda dentada helicoidal. Cuando un nivel del par de torsión en la caja de engranajes excede un umbral preestablecido, el embrague se desliza.

[0028] Las realizaciones ejemplares de un sistema mecánico accionado por engranajes comprenden al menos una unidad mecánica accionada por engranajes que incluye al menos una cremallera y un sistema de accionamiento de engranajes que se engrana con la cremallera. El sistema de accionamiento de engranajes comprende un conjunto de engranajes que incluye al menos una rueda dentada y un embrague limitador de par de torsión ubicado en una salida del conjunto de engranajes y antes de una ubicación donde el sistema de accionamiento de engranajes se engrana con la cremallera. Cuando un nivel del par de torsión en el conjunto de engranajes excede un nivel preestablecido, el embrague se desliza, liberando el par de torsión en la unidad mecánica accionada por engranajes.

[0029] En realizaciones ejemplares, el conjunto de engranajes incluye al menos una sección cónica que se engrana con la rueda dentada y el embrague limitador de par de torsión se ubica en la sección cónica. El embrague se puede ajustar mediante una tuerca que varía la tensión del resorte en la sección cónica. En realizaciones ejemplares, la unidad mecánica accionada por engranajes es giratoria. En realizaciones ejemplares, la unidad mecánica accionada por engranajes gira a una posición de tope dura en su ángulo máximo de rotación.

[0030] Las realizaciones ejemplares de un sistema mecánico accionado por engranajes comprenden al menos una unidad mecánica accionada por engranajes giratoria alrededor de un eje de rotación y un sistema de accionamiento de engranajes. La unidad mecánica accionada por engranajes incluye al menos una cremallera y el sistema de accionamiento de engranajes se engrana con la cremallera. El sistema de accionamiento de engranajes comprende un conjunto de engranajes que incluye al menos una rueda dentada y un embrague limitador de par de torsión ubicado en una salida del conjunto de engranajes. Cuando un nivel del par de torsión en el conjunto de engranajes excede un nivel preestablecido, el embrague se desliza, liberando el par de torsión en la unidad mecánica accionada por engranajes y limitando un momento de charnela alrededor del eje de rotación.

[0031] En realizaciones ejemplares, el embrague limitador de par de torsión se ubica en la salida de una primera etapa de engranaje de la unidad mecánica accionada por engranajes. En realizaciones ejemplares, el embrague limitador de par de torsión se incorpora en la entrada a la cremallera de la unidad mecánica accionada por engranajes. La al menos una unidad mecánica accionada por engranajes puede comprender una pluralidad de unidades mecánicas accionadas por engranajes. En realizaciones ejemplares, cada unidad mecánica accionada por engranajes gira a una posición de tope limitada mecánicamente en su ángulo máximo de rotación.

[0032] Las realizaciones ejemplares de un sistema de rastreo solar comprenden al menos un conjunto de rastreadores solares que se mantiene de forma giratoria a través de un embrague limitador de par de torsión. El conjunto de rastreadores solares incluye al menos una columna de soporte, una barra de torsión conectada a la columna de soporte, un medio de montaje de módulos sujeto a la barra de torsión y al menos un conjunto de accionamiento de engranajes conectado a la barra de torsión. Un eje giratorio se extiende a través de la barra de torsión. El embrague limitador de par de torsión se engrana con el conjunto de accionamiento de engranajes. Cuando el nivel del par de torsión aplicado externamente en el conjunto de accionamiento de engranajes excede un nivel preestablecido, el embrague se desliza permitiendo que el sistema de rastreo gire, liberando así el par de torsión en el conjunto de rastreadores solares y reduciendo el momento de charnela alrededor del eje giratorio.

[0033] En realizaciones ejemplares, el embrague limitador de par de torsión se ubica en la salida de una primera etapa de engranaje del conjunto de rastreadores solares. En realizaciones ejemplares, el embrague limitador del par de torsión se incorpora en el conjunto de accionamiento de engranajes del conjunto de rastreadores solares. El conjunto de accionamiento de engranajes puede incluir un engranaje de accionamiento principal en el que el embrague limitador de par de torsión se incorpora en una salida del engranaje de accionamiento principal. En realizaciones ejemplares, el conjunto de rastreadores solares gira para engranarse con un tope mecánico en su ángulo máximo de rotación.

[0034] El sistema de rastreo solar puede ser un sistema unido en el que el embrague limitador de par de torsión se incorpora entre una conexión de brazo y el tubo de torsión. El sistema de rastreo solar puede ser un rastreador conectado por empuje/tracción. En otras realizaciones ejemplares, el sistema de rastreo solar se acciona hidráulicamente y el embrague limitador de par de torsión es una válvula de descarga de presión.

[0035] Por consiguiente, se observa que se proporcionan limitadores de torsión, embragues limitadores de par de torsión, sistemas de accionamiento de engranajes y rastreadores solares. Los dispositivos y sistemas descritos proporcionan un mecanismo de liberación de par de torsión preestablecido, reduciendo o eliminando así los momentos de charnela y otras fuerzas dinámicas en la estructura FV de rastreo. Estas y otras características y ventajas se apreciarán a partir de la revisión de la siguiente descripción detallada, junto con las figuras adjuntas en las que los números de referencia similares se refieren a partes similares en las mismas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0036] Las características y objetivos mencionados anteriormente de la presente descripción resultarán más evidentes con referencia a la siguiente descripción tomada junto con los dibujos adjuntos en el que los números de referencia similares denotan elementos similares y en los que:

la figura 1A es un esquema de una realización ejemplar de una unidad mecánica según la presente descripción; la figura 1B es un esquema de una realización ejemplar de una unidad mecánica según la presente descripción; la figura 1C es un esquema de una realización ejemplar de una unidad mecánica según la presente descripción; la figura 1D es un esquema de una realización ejemplar de una unidad mecánica según la presente descripción; la figura 2 es un diagrama de flujo del proceso de un procedimiento ejemplar para limitar la torsión según la presente descripción;

la figura 3 es una vista en perspectiva de una realización ejemplar de un rastreador solar según la presente descripción;

la figura 4 es una vista recortada en detalle de una realización ejemplar de un rastreador solar que incluye un limitador de torsión según la presente descripción;

la figura 5 es una vista recortada en detalle de una realización ejemplar de una unidad mecánica accionada por engranajes que incluye un limitador de torsión según la presente descripción;

la figura 6 es una vista en perspectiva de una realización ejemplar de un limitador de torsión de placa de fricción múltiple según la presente descripción;

la figura 7A es una vista en perspectiva de una realización ejemplar de un rastreador solar monitorizado individualmente que incorpora un limitador de torsión ejemplar según la presente descripción;

la figura 7B es una vista en perspectiva del rastreador solar de la figura 7A;

la figura 8 es una vista en perspectiva de una realización ejemplar de una matriz de rastreadores solares de accionamiento de engranajes unida que incluye un embrague limitador de par de torsión ejemplar según la presente descripción;

la figura 9 es una vista en perspectiva de una realización ejemplar de un sistema de rastreadores por empuje/tracción que incorpora una realización ejemplar de un limitador de torsión giratorio según la presente descripción;

la figura 10 es una vista en perspectiva de una realización ejemplar de un sistema de rastreadores por empuje/tracción que incluye una realización ejemplar de un limitador de fuerza de deslizamiento lineal según la presente descripción; la figura 11 es una vista en perspectiva de una realización ejemplar de un limitador de fuerza de deslizamiento lineal según la presente descripción;

la figura 12A es una vista en perspectiva trasera de una realización ejemplar de un rastreador solar accionador por un ariete hidráulico que incluye una válvula de sobrepresión ejemplar según la presente descripción;

la figura 12B es una vista lateral del rastreador solar de la figura 12A;

la figura 13 es una vista en perspectiva de una realización ejemplar de un cilindro o ariete hidráulico según la presente descripción;

la figura 14 es una vista recortada de una realización ejemplar de una válvula de sobrepresión según la presente descripción;

la figura 15 es una vista en perspectiva de una realización ejemplar de un conjunto de engranajes de rastreador solar y un limitador de torsión ejemplar según la presente descripción;

la figura 16 es una vista lateral de una realización ejemplar de un conjunto de engranajes de rastreador solar y un limitador de torsión ejemplar según la presente descripción;

la figura 17 es una vista detallada de una realización ejemplar de un conjunto de engranajes de rastreador solar y un limitador de torsión ejemplar según la presente descripción;

la figura 18 es una vista lateral detallada de una realización ejemplar de un conjunto de engranajes de rastreador solar y un limitador de torsión ejemplar según la presente descripción;

la figura 19 es una vista en perspectiva de una realización ejemplar de un rastreador solar que incluye un freno de motor ejemplar según la presente descripción;

la figura 20 es una vista recortada de una realización ejemplar de un freno de motor según la presente descripción; la figura 21 es una vista en perspectiva recortada de un motor de CC con escobillas como se usa en realizaciones ejemplares de la presente descripción;

la figura 22 es un diagrama esquemático de un procedimiento ejemplar para acortar la armadura del motor de un motor de CC de tipo con escobillas para crear un freno del motor según la presente descripción;

la figura 23A es una vista en perspectiva de una realización ejemplar de un tope límite según la presente descripción;

la figura 23B es una vista en perspectiva de una realización ejemplar del tope límite de la figura 23A;

la figura 23C es una vista en perspectiva del tope límite de la figura 23A;

la figura 23D es una vista en perspectiva del tope límite de la figura 23A en una posición extrema;

la figura 24A es una vista en perspectiva de una realización ejemplar de un tope límite según la presente descripción;

la figura 24B es una vista lateral del tope límite de la figura 24A; y

la figura 24C es una vista en sección transversal del tope límite de la figura 24A.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

[0037] En los siguientes párrafos, las realizaciones se describirán en detalle por medio de un ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos, que no están dibujados a escala, y los componentes ilustrados no están dibujados necesariamente proporcionalmente con otros. A través de esta descripción, las realizaciones y ejemplos mostrados deberán considerarse como ejemplares, en lugar de limitaciones de la presente descripción. Como se usa en esta solicitud, la «presente descripción» se refiere a cualquiera de las realizaciones descritas en esta solicitud, y cualquier equivalente. Además, la referencia de diversos aspectos de la descripción a lo largo de este documento no significa que todas las realizaciones que se reivindican deban incluir los aspectos a los que se hace referencia.

[0038] Las realizaciones ejemplares de limitadores de torsión se pueden usar ventajosamente en cualquier tipo de sistema accionado que puede estar expuesto a fuerzas externas tales como fuerzas de viento altas y que se podría beneficiar de la capacidad de resistir la fuerza externa en múltiples puntos a lo largo de la estructura en lugar de solo en un único punto. Los rastreadores solares son un ejemplo de un sistema de este tipo, y las realizaciones ejemplares se podrían usar en cualquier tipo de rastreador solar, que incluye, pero no se limita a, rastreadores de un único eje tales como horizontales, inclinables y enrollables, y acimut, así como rastreadores de doble eje. Las realizaciones ejemplares incluyen cualquier diseño de rastreador solar que incluye un limitador de torsión conectado entre la salida del accionamiento y la matriz de colectores donde el limitador de torsión se libera a un nivel preestablecido de fuerza de torsión. Las realizaciones ejemplares incluyen rastreadores solares accionados por engranajes, accionados hidráulicamente o accionados por cualquier otro medio. Los ejemplos de geometrías de rastreador incorporan un accionamiento de engranaje principal de engranaje helicoidal, ya sea sujeto al bastidor del rastreador directamente o a través de una etapa secundaria, tal como una cremallera de dientes rectos, accionamiento por cadena de anillo D o sistema de cable montado en uno o dos soportes de columna para el rastreador. Las realizaciones ejemplares de rastreadores solares pueden incorporar una matriz equilibrada, de modo que la fuerza del limitador de torsión permanezca constante en cualquier ángulo de rotación del rastreador.

[0039] Las realizaciones ejemplares de la torsión de liberación de la descripción en un sistema de rastreo para que el sistema se mueva desde una posición de par de torsión alta a una segunda posición y se detenga, o si la fuerza externa es lo suficientemente grande, el sistema se mueva a una posición extrema donde la fuerza de torsión se puede resistir en múltiples puntos en lugar de en un único punto, en general, el centro del sistema. De forma alternativa, si el sistema encuentra una obstrucción tal como una duna de arena, nieve, hielo o alguna otra obstrucción externa, el par de torsión del motor de accionamiento del sistema se libera del accionamiento de entrada por el limitador de torsión. Además, en el sistema de accionamiento unido, solo la fila o filas que se ven afectadas por la obstrucción no se mueven mientras que las otras filas unidas sin obstrucciones continuarán rastreando. Por lo tanto, las realizaciones ejemplares proporcionan ventajosamente el beneficio de liberar dos tipos diferentes de par de torsión, fuerzas de torsión externas del viento y/o fuerzas de torsión internas generadas por el accionamiento cuando la salida del sistema de rastreo está obstruida.

[0040] En condiciones de viento, la fuerza del viento induce un momento de charnela en el sistema de rastreadores. Si el momento de charnela es mayor que la fuerza de retención del limitador de torsión, el limitador de torsión libera la torsión y el rastreador se mueve a una segunda posición en la que la fuerza puede disminuir debido a que la ráfaga de viento se ha reducido o el momento de charnela se ha reducido como resultado de la nueva posición de rotación. Si el movimiento continúa y el sistema se acciona a múltiples topes mecánicos de posición extrema, a continuación, el viento se puede resistir en múltiples puntos en lugar de en un único punto. Ventajosamente, los sistemas que emplean realizaciones ejemplares de limitadores de torsión reaccionan de manera natural o pasiva, sin necesidad de elementos electrónicos tales como un motor o una liberación activa. En realizaciones ejemplares, el limitador de torsión es un conjunto de embrague que se desliza pasivamente y tiene la oportunidad de corregirse automáticamente dos veces al día, una vez por la mañana y una vez por la noche, a medida que el motor acciona el sistema a las posiciones de tope extremas.

[0041] A medida que el viento actúa sobre una matriz FV rastreada, el viento normalmente provoca que se produzca un momento de charnela M^halrededor del eje de rotación del rastreador como se muestra en las figuras 1A-1D. Los rasgos característicos y características de un rastreador solar ejemplar sometido al viento se designan de la siguiente manera:

continuación

Como se mencionó anteriormente y se describe más detalladamente en esta solicitud, los limitadores de torsión ejemplares y accionamientos de engranajes relacionados y rastreadores solares reducen o eliminan el momento de charnela en el rastreador.

[0042] La figura 2 muestra un procedimiento 1000 ejemplar que incorpora un limitador de torsión. Un limitador de torsión es cualquier dispositivo que puede limitar, liberar, descargar o, de otro modo, reducir el nivel de torsión, par de torsión u otra fuerza externa en un sistema por cualquier medio que incluye, pero no se limita a, deslizamiento, fuerza de desacoplamiento, liberación de presión, facilitación del movimiento o separación de componentes de un sistema. Como se analiza más detalladamente en esta solicitud, hay muchas variantes de diseño de limitadores de torsión. El sistema se puede configurar para que tenga un límite preestablecido en el nivel de torsión al que puede estar expuesto de forma segura (1010). Cuando una fuerza externa provoca que un nivel de torsión en el sistema exceda el límite preestablecido (1020), el limitador de torsión actúa para reducir el nivel de torsión en el sistema (1030). Como se analiza más detalladamente en esta solicitud, dependiendo del tipo de limitador de torsión, la acción de reducción de la torsión puede ser deslizamiento (1040), liberación de presión (1050) y/o facilitación del movimiento de rotación del sistema en la dirección de la torsión (1060).

[0043] En realizaciones ejemplares, cuando el sistema se mueve en la dirección de la torsión, desacopla el exceso de torsión, de modo que se libere la fuerza externa y se reduzca el nivel de torsión en el sistema (1070). En realizaciones ejemplares, el movimiento del sistema en la dirección de la torsión significa que el sistema se mueve desde una primera posición a al menos una segunda posición (1080). El sistema puede golpear un tope de posición máxima en al menos una segunda posición (1090). Si el movimiento es un movimiento de rotación, el tope de posición máxima puede estar en un ángulo de rotación máximo (1100). El movimiento en la dirección de la torsión puede ser de una primera posición a múltiples posiciones (1110). En realizaciones ejemplares, el sistema se restringe en sus posiciones máximas en múltiples ubicaciones distribuidas a lo largo de una estructura resistente a la torsión del conjunto de rastreadores solares (1120).

[0044] Con referencia a las figuras 3-5, se describirá una realización ejemplar de un sistema mecánico accionado por engranajes 10 y un limitador de torsión 18. El sistema mecánico accionado por engranajes 10 puede ser cualquier tipo de sistema mecánico que tenga una o más unidades mecánicas y que use engranajes para accionar componentes mecánicos para rotación, movimiento y/o para generar trabajo, que incluye, pero no se limita a, sistemas de transporte, sistemas agrícolas, sistemas de fabricación y sistemas de conversión de energía y/o generación de energía. Un ejemplo de sistema mecánico accionado por engranajes 10 comprende al menos una unidad mecánica accionada por engranajes 12 que incluye una cremallera 14. El sistema mecánico 10 también puede incluir un sistema de accionamiento de engranajes 16 que incorpora un limitador de torsión tal como un embrague limitador de par de torsión 18. Más particularmente, un sistema de accionamiento de engranajes 16 ejemplar comprende un embrague limitador de par de torsión 18 y un conjunto de engranajes 20 que incluye al menos una rueda dentada 22.

[0045] Se puede proporcionar un motor 15 para accionar el sistema de accionamiento de engranajes 16, que a su vez hace girar una barra o tubo, por ejemplo, un tubo de torsión 34, directamente, o acciona una cremallera 14, que a su vez acciona el tubo de torsión u otra estructura de barra de montaje de módulos 34. Como se ilustra en la figura 3, la cremallera 14 puede ser una cremallera de dientes rectos o un accionamiento por cadena de anillo D, que se fija a un tubo giratorio, por ejemplo, tubo de torsión 34, de la unidad mecánica 12. Por tanto, cuando se activa mediante el sistema de accionamiento de engranajes 16, se gira una unidad mecánica 12. En realizaciones ejemplares, el embrague limitador de par de torsión 18 se ubica en una salida del conjunto de engranajes 20, en la primera etapa de engranaje de la unidad mecánica 12 y antes de una ubicación donde el sistema de accionamiento de engranajes 16 se engrana con la cremallera 14 de la unidad mecánica 12. Una segunda, tercera, etc. unidad mecánica, similar al conjunto de rastreo 12 se puede conectar al árbol de accionamiento 25 con un conjunto de tornillo sin fin separado y similar. Esto se puede repetir para diversas unidades mecánicas en un sistema mecánico accionado por engranajes.

[0046] De vuelta a las figuras 4 y 5, se puede observar una realización ejemplar de un embrague limitador de par de torsión 18 en una vista en sección recortada de una caja de engranajes 24 ejemplar. La rueda dentada 22 puede ser cualquier tipo de rueda dentada y se muestra, a modo de ejemplo, como una rueda helicoidal que se engrana con el tornillo sin fin 21. Como se observa mejor en la figura 5, la rueda helicoidal 22 puede definir dos secciones cónicas 26 en el centro. En realizaciones ejemplares, el embrague 18 se ubica en estas secciones cónicas 26. En realizaciones ejemplares, puede haber dos conos de acero 26 que se engranan con el engranaje de rueda helicoidal 22 bajo tensión de resorte. El embrague se puede ajustar mediante una tuerca 44 u otro mecanismo equivalente que varía la tensión del resorte en el cono 26. El árbol de salida de caja de engranajes 43 conecta la caja de engranajes 24 a la cremallera 14. En realizaciones ejemplares, se proporcionan resortes 19 en el árbol de salida 43. Los resortes podrían tener forma de arandelas 19, tales como arandelas Belleville. Como se observa mejor en la figura 5, las arandelas 19 son discos cónicos enfrentados entre sí en el árbol de salida 43 fuera de la caja de engranajes 24. Las arandelas 19 actúan como resortes que proporcionan presión para las secciones cónicas contra la rueda helicoidal 22.

[0047] Cuando un nivel del par de torsión en el conjunto de engranajes 20 excede un nivel preestablecido, el embrague 18 se desliza. Más particularmente, cuando la fricción del embrague 18 en los conos 26 se supera debido al aumento del par de torsión, el embrague 18 se deslizará. Esto libera ventajosamente el par de torsión en la unidad mecánica accionada por engranajes 12. Esta característica de liberación de par de torsión es particularmente ventajosa en realizaciones ejemplares donde las unidades mecánicas 12 son giratorias porque limita el momento de charnela H^malrededor del eje de rotación de las unidades.

[0048] Se pueden producir diversas condiciones mecánicas en realizaciones ejemplares de un embrague, accionamiento de engranajes y sistema mecánico con una o más unidades mecánicas, que puede ser un sistema de rastreo solar que incluye uno o más rastreadores. Con referencia a las figuras 1 y 3, un rastreador solar 12 ejemplar comprende al menos una columna de soporte 32, que puede tener cualquier forma y estar compuesta de cualquier material siempre que sea capaz de soportar los módulos FV y otros componentes montados en los mismos. Las realizaciones ejemplares de un rastreador solar 12 incluyen dos columnas de soporte 32a y 32b separadas. Una barra de torsión 34 u otra estructura de rastreador se conecta a la columna de soporte 32. Más particularmente, la barra de torsión puentea las dos columnas de soporte 32a, 32b y se puede sujetar a las columnas de soporte mediante un rodamiento 36 y una disposición de carcasa de rodamiento que incluye cualquier medio de sujeción adecuado.

[0049] La barra de torsión 34 puede tener cualquier forma o configuración adecuada para sostener un bastidor de montaje u otro mecanismo de montaje, que incluye múltiples barras conectadas y, en realizaciones ejemplares, tiene una sección transversal en forma circular, cuadrada o hexagonal. En un sistema que tiene una sobrecarga de peso, la torsión de carga muerta sobrecargada varía a medida que el sistema gira. Las realizaciones ejemplares alternativas de barra de torsión se pueden configurar con un centro de gravedad equilibrado, de modo que el peso de la matriz gire alrededor del punto de equilibrio. Este sistema equilibrado puede ser ventajoso para incorporar en el diseño de limitación de torsión porque, sin ninguna sobrecarga de peso, mantendrá la fuerza de liberación de torsión constante en todas las posiciones de rotación.

[0050] Un eje giratorio 40 se extiende a través de la barra de torsión 34, y la barra de torsión 34 puede pivotar o girar alrededor del eje giratorio 40. Los módulos solares 42 se pueden montar en el rastreador solar 12, ya sea montados en la barra de torsión 34 usando abrazaderas 35 o por medio de un conjunto de guía de montaje de módulos. Cabe señalar que los rastreadores solares podrían emplear más de una barra de torsión en una disposición de estructura de torsión de barra doble o múltiple. En dichas realizaciones, un rastreador tendría dos o más barras de torsión que funcionarían a lo largo de su longitud. Una fila de múltiples rastreadores podría tener dos o más barras de torsión que funcionarían a lo largo de la longitud de la fila.

[0051] En realizaciones ejemplares, el sistema de accionamiento de engranajes 16 del rastreador solar 12 incorpora un embrague limitador de par de torsión 18 en la primera etapa de engranaje del rastreador solar 12. Las realizaciones ejemplares podrían incluir un rastreador solar accionado por engranajes de una sola etapa, donde el sistema de accionamiento de engranajes 16 es un accionamiento de engranajes helicoidales de una sola etapa que gira directamente la matriz de colectores solares. El limitador de torsión, en forma de embrague, se podría ubicar entre la conexión de la salida del accionamiento de engranajes helicoidales y la matriz de colectores solares. Las realizaciones ejemplares también incluyen rastreadores solares de dos o múltiples etapas. El conjunto de engranajes 20 incluye al menos una rueda dentada 22 y, en realizaciones ejemplares, la rueda dentada es una rueda helicoidal.

[0052] En realizaciones ejemplares, el embrague limitador de par de torsión 18 se ubica entre la conexión de la salida del engranaje helicoidal de primera etapa y el engranaje de segunda etapa. El engranaje o engranajes de segunda o múltiples etapas se pueden construir de cualquier tipo de sistema de accionamiento de engranajes bidireccional capaz de transmitir fuerza giratoria bidireccionalmente, que incluye, pero no se limita a, un engranaje de dientes rectos, engranaje de pasador, accionamiento por cable, correa o accionamiento por cadena. El embrague limitador de par de torsión 18 se puede ubicar en una salida del conjunto de engranajes 20, en la salida de la primera etapa de engranaje del rastreador solar 12 y antes de una ubicación donde el sistema de accionamiento de engranajes 16 se engrana con la cremallera 14 del rastreador solar 12. Como se analizó anteriormente, el embrague 18 se puede ubicar en dos secciones cónicas 26 del engranaje de rueda helicoidal 22. Los dos conos de acero 26 se engranan con el engranaje de rueda helicoidal 22 bajo tensión de resorte, que se puede ajustar mediante una tuerca 44 u otro mecanismo de ajuste.

[0053] En realizaciones ejemplares, el embrague limitador de par de torsión se puede incorporar en una pluralidad de rastreadores solares 12 conectados en una disposición de matriz que comprende una o más filas 46 de rastreadores solares. Más particularmente, múltiples rastreadores solares 12 se pueden unir mecánicamente en una configuración de matriz grande 50 para que puedan funcionar al unísono, accionados por un único motor y controlador de rastreador. Las configuraciones de matriz se podrían implementar proporcionando un sistema de unión de accionamiento giratorio debajo de la matriz de rastreadores solares. Otro sistema de rodamiento, tal como un accionamiento de giro, también se puede incorporar en la geometría de rastreo de acimut de inclinación fija si está diseñado adecuadamente para soportar las fuerzas de carga aplicadas cerca de la base del soporte de la matriz. En realizaciones ejemplares alternativas, la matriz podría tener un motor en cada accionamiento de engranajes de colector solar. En realizaciones de accionamiento de engranajes motorizados individuales, se puede incorporar un rasgo característico limitador de torsión en el conjunto de accionamiento de engranajes motorizados. En realizaciones ejemplares, el sistema de accionamiento podría incorporar el accionamiento de engranajes helicoidales unido en un campo de matriz de rastreo de acimut basculante fijo de tipo carrusel. En dichas realizaciones, la matriz solar inclinada gira sobre un rodamiento circular de área grande para rastrear el sol.

[0054] De vuelta a la figura 6, una realización ejemplar de un limitador de torsión de placas múltiples de alta torsión y fuerza de resorte 718 puede comprender múltiples placas de fricción accionadas por resorte 715 intercaladas. Los resortes 717 crean una fuerza de fricción en las placas de fricción 715 que provoca un aumento en el área superficial de fricción del limitador de torsión 718. Este diseño es una variante ejemplar del limitador de torsión cónico cargado con resorte representado en las figuras 4 y 5. El diámetro interior se puede conectar a un árbol y el diámetro exterior se puede conectar a un árbol diferente. El limitador de torsión 718 limita la torsión entre los dos árboles. El limitador de torsión se puede incorporar dentro de una unidad de accionamiento de engranajes helicoidales entre el engranaje y la salida, como se muestra en la figura 7B, o montarse fuera de la unidad de engranajes helicoidales en la conexión del tubo de torsión a la unidad de engranajes helicoidales, como se ilustra en la figura 7A. De forma alternativa, se puede conectar al tubo de torsión en el diámetro interior y el brazo lineal para limitar la torsión en la matriz de un sistema de rastreo unido, como en la figura 10.

[0055] Las realizaciones ejemplares de sistemas que usan conjuntos de embrague limitadores de par de torsión se muestran, como sistemas de rastreadores solares a modo de ejemplo, en las figuras 7A-12B. En estas y otras realizaciones, el embrague limitador de torsión puede estar en una ubicación que no sea en la primera etapa de engranaje del rastreador. Con referencia a las figuras 7A, 7B y 8, una realización ejemplar de un rastreador solar accionado por engranajes motorizado individualmente 112 puede tener un embrague 118 en la salida de un conjunto de engranajes o incorporado dentro de la unidad de accionamiento 116. Dichas realizaciones se configuran de forma similar a los sistemas ejemplares que se muestran en las figuras 3-4, en los que un único motor acciona múltiples rastreadores, y el embrague limitador de par de torsión 18 funciona de la misma manera, proporcionando las mismas ventajas. En un conjunto de rastreadores solares 112 ejemplar, la barra de torsión 34 se conecta a la columna de soporte 32, y los módulos solares 42 se pueden montar en el rastreador 112.

[0056] En una realización ejemplar, ilustrada en las figuras 7A y 7B, el limitador de torsión o embrague 118 se puede ubicar en la conexión de la salida de la unidad de accionamiento de engranajes 116 al tubo de torsión 34 de un rastreador solar accionado por engranajes motorizado independientemente 112. Más particularmente, el embrague 118 se conecta mecánicamente a la salida del conjunto de engranajes (dentro de la unidad de accionamiento 116). De forma alternativa, el embrague se puede incorporar en otras etapas del tren de engranajes, tal como entre un motor de freno y un accionamiento de engranajes bidireccional. Se pueden proporcionar embragues limitadores de torsión 118 adicionales y, en realizaciones ejemplares, se ubican entre un accionador giratorio 111 y la barra de torsión 34 del rastreador 112. En realizaciones ejemplares, la unidad de accionamiento 116 alberga un embrague limitador de par de torsión. La figura 8 muestra una realización ejemplar de un rastreador de accionamiento de engranajes de una sola etapa unido 112 dispuesto en múltiples filas 46 en el que se incorporan dos embragues limitadores de torsión 118 en la salida del engranaje de accionamiento principal 116.

[0057] La figura 9 muestra una realización ejemplar de un rastreador por empuje/tracción 212 con un limitador de torsión 218 en la conexión del brazo de par de torsión al tubo de torsión 34. En realizaciones ejemplares, un embrague giratorio se podría ubicar en el elemento de torsión principal o en la salida del engranaje de cualquier tipo de rastreador. Como se muestra en la figura 9, en realizaciones ejemplares, se podría incorporar un limitador de torsión 218 entre la conexión de brazo de la salida de la unidad de accionamiento de engranajes 216 y el tubo de torsión 34 de un sistema de rastreo por empuje/tracción. Más particularmente, el embrague giratorio 218 se conecta mecánicamente a la cremallera 214 del rastreador solar 212, mientras que la cremallera 214 se conecta de forma operativa a la barra de torsión 34. En realizaciones ejemplares, el limitador de torsión podría ser un limitador de torsión giratorio.

[0058] Con referencia a las figuras 10-11, se muestra una realización ejemplar de un sistema de rastreo solar unido por empuje/tracción 310. Aquí, la unión podría incorporar un limitador de fuerza de deslizamiento lineal 318 en cada rastreador 312 para lograr el movimiento de fila individual a una posición extrema durante vientos fuertes. En la figura 11, se muestra una realización ejemplar de un limitador de fuerza lineal 318. En realizaciones ejemplares, el embrague lineal es un deslizamiento lineal por fricción 318 que permite que el rastreador gire mientras la unión lineal se desliza en un movimiento lineal. El deslizamiento lineal por fricción 318 está compuesto por un tubo 319 y una abrazadera 321 que se desliza sobre el tubo. La abrazadera 321 se monta en el tubo por medio del montaje de pasador 323 y una rueda conjugada de fricción 325 se ubica entre la abrazadera 321 y el tubo 319. Este dispositivo deslizante de fricción lineal 318 se puede colocar en la unión por empuje/tracción de un rastreador solar. Cuando la fuerza de torsión aplicada externamente al rastreador es mayor que la fuerza requerida para superar la fricción del deslizamiento 318, a continuación, la fuerza de torsión se liberaría y permitiría que el rastreador se moviera. Cabe señalar que un sistema de rastreo por empuje/tracción se puede accionar individualmente o se puede unir con un movimiento de accionamiento lineal.

[0059] Con referencia a las figuras 12A, 12B, 13 y 14, las realizaciones ejemplares de sistemas de rastreadores accionados hidráulicamente 412 podrían emplear una función de descarga de torsión en forma de una válvula de descarga de sobrepresión 418 para permitir que el rastreador 412 se mueva a una posición extrema en condiciones donde el rastreador se expone a un exceso de fuerza del viento. Un ariete hidráulico de doble efecto 460, o cilindro, como se muestra en la figura 13, se podría usar para accionar el rastreador hidráulico 412. Las realizaciones ejemplares de un ariete hidráulico 460 tiene una varilla 461, que podría ser una varilla, sello 465 y otros componentes de sellado 463, un puerto de extensión 462 y un puerto de retracción 464. El movimiento lineal del ariete hidráulico 460 se puede convertir en un movimiento giratorio y se puede usar en un diseño de rastreador por empuje/tracción, descrito anteriormente con referencia a las figuras 10-11.

[0060] En realizaciones ejemplares, el ariete hidráulico 460 se puede equipar con una válvula de sobrepresión 418 tal como la que se muestra en la figura 14. Una válvula de sobrepresión 418 ejemplar tiene un resorte 472 contenido dentro del cubreválvula 476. Un soporte de disco 480 mantiene un disco de asiento 478 dentro del cuerpo 474. La válvula 418 puede comprender además un anillo de ajuste de purga 482 y una boquilla 484. La válvula de sobrepresión 418 se puede incorporar en el circuito de fluido hidráulico entre las dos cámaras del ariete hidráulico 460 que sitúa y mantiene la posición de rotación, es decir, se puede ubicar entre el puerto de extensión 462 y el puerto de retracción 464 del ariete hidráulico 460.

[0061] Esto permite el movimiento en el ariete 460 cuando la torsión aplicada externamente al sistema de rastreo crea una sobrepresión en el ariete hidráulico. Más particularmente, cuando suficiente presión golpea la válvula de sobrepresión 418, se libera hidráulicamente, actuando como limitador de torsión para el rastreador. La válvula de descarga de sobrepresión 418 se diseña o establece para que se abra a una presión preestablecida para liberar el exceso de torsión aplicada externamente al sistema de rastreo 412. La presión se descarga permitiendo que el fluido presurizado fluya entre las dos cámaras del ariete hidráulico, la presión la controlada la válvula 418. Un sistema de rastreo activado por aire también podría emplear una descarga de torsión inducida por el viento en forma de una válvula de descarga de sobrepresión para lograr la misma función.

[0062] Ahora, se describirán realizaciones ejemplares de un conjunto de cremallera/fila de rastreadores motorizado con referencia a las figuras 15-18. Una cremallera 814 se acopla al tubo de torsión 834 de un conjunto de rastreadores solares 812 y también se puede sujetar a una columna de soporte 832 del conjunto de rastreadores. Más particularmente, la cremallera 814 se puede fijar al tubo de torsión 834 por medio de los conjuntos de rodamiento de tubo de torsión 836 y el acoplador 823. En realizaciones ejemplares, la caja de engranajes 824 tiene un embrague interno (no mostrado) ubicado en una salida del conjunto de engranajes 820, que incluye la cremallera 814, un engranaje de piñón 815 con un árbol de engranajes de piñón 817, y puede incluir un rodamiento de extremo de árbol de engranajes. El sistema puede tener un conjunto de columna vertical de accionamiento de engranajes con un motor de accionamiento 821 y accionar la caja de engranajes 824. Uno o más módulos fotovoltaicos 842 se pueden acoplar al tubo de torsión 834 usando guías de montaje de módulos 835.

[0063] La figura 17 muestra una vista detallada de la posición de desplazamiento de extremo de la cremallera 814 y el engranaje del engranaje de piñón 815. En realizaciones ejemplares, los pasadores 825 de la cremallera 814 se sitúan ventajosamente en o cerca del extremo de la cremallera 814 para efectuar una parada a medida que el engranaje de piñón 815 rueda hacia el posicionamiento cambiado de los pasadores 825. Como se observa mejor en la figura 18, el piñón 815 puede tener pasadores estriados centrales 825 y un engranaje de piñón ranurado. Esta disposición asegura ventajosamente que el engranaje de piñón 815 solo entra en contacto con los pasadores 825 de la cremallera 814 y no con las placas laterales de la cremallera.

[0064] De vuelta a las figuras 19-22, en realizaciones ejemplares, un rastreador solar motorizado individual 512 incorpora un dispositivo limitador de torsión que podría ser un freno de motor 518. Como se observa mejor en la figura 20, un ejemplo de freno de motor se fijaría a un motor eléctrico. El freno de motor 518 puede incluir cualquier combinación adecuada de componentes de placa de presión y disco. En realizaciones ejemplares, los componentes internos incluyen un disco estacionario 521 así como uno o más discos de fricción giratorios 523 que tienen un cubo y árbol. El freno se libera eléctricamente durante el funcionamiento del motor y se engrana cuando el motor está sin corriente. Una placa de presión 525 empuja contra los discos y se puede proporcionar un mecanismo de autoajuste 527 para ajustar la presión en los discos. Una palanca de liberación 529 permite la liberación manual de la presión.

[0065] En realizaciones ejemplares, un motor individual se podría ubicar en cada matriz. En realizaciones ejemplares, un sistema de engranajes que se puede accionar bidireccionalmente se podría acoplar a un motor y a un freno de motor 518 en cada matriz. El motor podría tener un freno en el sistema del motor o usarse como freno. Con el tamaño adecuado del motor, el freno y la relación de engranajes y eficiencia de engranajes, el motor o freno de motor 518 puede actuar como liberación de fuerza de viento en el sistema. En realizaciones ejemplares, el sistema de accionamiento comprende una caja de engranajes bidireccional 514, y el freno de motor 518 se ubica en la entrada de la caja de engranajes 514. El engranaje bidireccional se puede accionar desde la entrada o salida de la caja de engranajes y tiene la capacidad de accionarse desde la salida o la entrada. En realizaciones ejemplares, el engranaje bidireccional podría ser cualquier engranaje adecuado, que incluye, pero no se limita a, un engranaje de dientes rectos, engranaje espiral, engranaje planetario, engranaje helicoidal de baja relación de alta eficiencia, accionamiento por correa, accionamiento por cadena u otras disposiciones de accionamiento bidireccional.

[0066] En realizaciones ejemplares de freno de motor, el par de torsión en el tubo de torsión 34, tal como se aplica mediante fuerzas externas tales como viento, se reduce mediante la relación de engranajes del engranaje bidireccional, que supera la fuerza de freno de motor. A continuación, se libera la torsión en la salida y la matriz de rastreadores gira. En esta realización, el freno motor 518 se configura para que bloquee el rastreador solar 512 en su posición hasta que se alcanza un límite de par de torsión preestablecido, momento en el cual el freno motor se desliza. Las realizaciones ejemplares podrían incorporar un freno mecánico dentro del motor o fijado entre el motor y el accionamiento de engranajes. Si el motor en sí tiene un freno separado como en la figura 21, entonces, el motor se puede dimensionar para mover la matriz por separado de la fuerza de liberación de torsión requerida para mantener la matriz.

[0067] Como se muestra en la figura 21, el freno de motor podría ser un motor de corriente continua con escobillas 618 que tiene los cables de alimentación de entrada, tal como el hilo conductor 635, puenteado para efectuar una acción de freno en la salida del motor. Si se diseña con un motor de CC de tipo con escobillas y se dimensiona adecuadamente con la relación de engranajes y el par de torsión de deslizamiento, el motor en sí se puede usar como embrague deslizante para que la torsión externa se supere. Un motor de CC de tipo con escobillas 618 con sus cables de alimentación puenteados actúa como freno al convertir el motor en un generador con una salida puenteada, haciendo que el motor sea difícil de hacer girar. En realizaciones ejemplares, el motor de tipo con escobillas 618 tiene un conmutador interno 631 para revertir periódicamente la dirección de la corriente y al menos una escobilla 633 en contacto con el conmutador para completar la conmutación.

[0068] En la figura 22, se ilustra un diagrama de circuito ejemplar que muestra la incorporación de un motor. La figura 22 muestra un procedimiento ejemplar para puentear un motor, en esta realización ejemplar de motor con escobillas 618, de modo que actúa como generador puenteado. El puente H enciende el motor y el motor se puede puentear a través del relé 619. Cuando esto sucede, el motor con escobillas 618 actúa como un generador completamente cargado, por lo que es difícil de hacer girar y actúa como freno en el sistema de rastreo solar. El motor 618 puede incorporar un freno 637, que podría ser un freno electromagnético negativo de tipo activado. Cabe destacar que un freno de motor se podría incorporar en cualquiera de una variedad de conjuntos de rastreadores solares, que incluyen, pero no se limitan a, un sistema accionado por engranajes de una sola etapa, multietapa o bidireccional motorizado individualmente. Cuando una fuerza externa hace que un nivel de torsión en el sistema de accionamiento exceda el límite preestablecido, el freno del motor se supera y facilita el retroceso del sistema de accionamiento.

[0069] Con referencia a las figuras 23A-23D, se describirá una realización ejemplar de un conjunto de tope de rodamiento 70. Un conjunto de tope de rodamiento 70 ejemplar comprende una carcasa de rodamiento 72, un rodamiento deslizante en seco 74 y un bloque de tope giratorio interno 76. La figura 23B ilustra el bloque de tope 76 engranado en un lado de su límite de rotación, es decir, una posición de tope extrema. La figura 23C muestra el bloque de tope 76 en la posición intermedia, es decir, en el centro del movimiento de rotación permitido. La figura 23D muestra el bloque de tope 76 en la posición de parada extrema opuesta a la figura 23B. Los conjuntos de tope de rodamiento se pueden colocar en cada columna y se pueden sujetar al tubo de torsión 34. Los conjuntos de tope de rodamiento 70 proporcionan ventajosamente la triple función de sostener la matriz de rastreadores solares, lo que proporciona un rodamiento en el que la matriz puede girar y, como se analiza detalladamente en esta solicitud, funcionan como topes mecánicos en las posiciones de rotación máxima de los rastreadores. La carcasa se puede recubrir con un recubrimiento de baja fricción para evitar la acción de adherencia o deslizamiento en los rodamientos de movimiento lento.

[0070] Las figuras 24A-24C ilustran otra realización ejemplar de un conjunto de tope de rodamiento de rastreador 170 con conexión a tierra integral. Un conjunto 170 ejemplar comprende una carcasa de rodamiento 172, un pasador y ruedas de rodamiento de rodillos 173, un medio casquillo superior deslizante en seco 174 y un bloque de tope giratorio interno 176. Ventajosamente, este diseño puede proporcionar un mejor rendimiento en entornos polvorientos y también proporciona una trayectoria de puesta a tierra que conduce electricidad de forma continua, eliminando la necesidad de un cable de tierra externo para unir eléctricamente el tubo de torsión a la columna.

[0071] Con referencia de nuevo a la figura 23A, se puede observar una realización ejemplar de un conjunto de tope de rodamiento 70 completamente montado en una aplicación de rastreo solar donde el rastreador solar 12 tiene módulos fotovoltaicos 42 montados en el tubo de torsión 34 con guías de montaje de módulo especiales. Se puede proporcionar una guía adicional que permita conectar un amortiguador entre el tubo de torsión 34 y la columna de soporte 32 del rastreador. Se puede incorporar un amortiguador en el accionamiento de engranajes para controlar la tasa a la que gira el rastreador durante un episodio de sobreapretado. Cuando la torsión se descarga permitiendo que el sistema gire, la velocidad a la que se permite que la matriz se mueva se puede controlar mediante la fricción de deslizamiento del embrague, o mediante un amortiguador externo o ambos.

[0072] En realizaciones ejemplares, el conjunto de tope de rodamiento 70 se conecta a una guía en U 78 que se conecta a una columna de barra en I 80. Como se muestra, el conjunto de tope de rodamiento 70 se monta en un tubo de torsión octogonal 34 ejemplar, de modo que el tubo de torsión funcione a través del centro del conjunto de tope de rodamiento. Cabe destacar que el tubo de torsión podría tener cualquier forma transversal que incluye, pero no se limita a, circular, redonda, ovular, cuadrada, rectangular, triangular, pentagonal, hexagonal y octogonal. El bloque de tope 76 en el conjunto de tope de rodamiento 70 se puede configurar como un anillo que se ajusta a la forma externa del tubo de torsión 34, de modo que se enchavete al exterior del tubo y gire con el tubo.

[0073] En realizaciones ejemplares, el rodamiento de deslizamiento en seco 74 también se ajusta a la forma externa del tubo de torsión 34 y gira con el tubo. Como se muestra en la figura 23A, el rodamiento deslizante en seco 74 puede ser octogonal en el interior y redondo en el exterior. La forma externa redonda del rodamiento de deslizamiento en seco 74 se desliza sobre la forma interna redonda de la carcasa del rodamiento 72. Esta superficie de contacto de la superficie externa del rodamiento de deslizamiento en seco 74 y la superficie interna de la carcasa de rodamiento 72 forma la superficie de rodamiento. En realizaciones ejemplares, la superficie de rodamiento de la carcasa de rodamiento 72 puede estar recubierta con un recubrimiento de baja fricción para reducir la fricción en el rodamiento. El rodamiento de deslizamiento en seco 74, se forma típicamente a partir de material polimérico y también puede incorporar agentes que reducen la fricción en su composición para reducir la fricción. Cuando el tubo de torsión 34 gira hasta los límites mecánicos, el bloque de tope 76 se engrana con la carcasa de rodamiento para eliminar la rotación adicional del tubo de torsión 34. Por lo tanto, hay dos posiciones de tope de rotación extremas creadas por el bloque de tope 76.

[0074] En funcionamiento, el viento induce un momento de charnela Mh en el sistema mecánico accionado por engranajes 10. Con referencia a las figuras 1-5 y otras realizaciones ilustrativas, el embrague se puede preestablecer para que se deslice a una fracción del par de torsión máximo inducido del momento de charnela Cuando el momento de charnela Hm inducido por el viento alcanza el valor límite de par de torsión preestablecido, se supera la fricción del embrague 18 en los conos 26 y el embrague 18 se desliza. En efecto, el embrague 18 actúa como válvula de descarga de presión para el momento de charnela Mh inducido por el viento, liberando ventajosamente el par de torsión en la unidad mecánica accionada por engranajes 12. Con el nivel de par de torsión suficiente para deslizar el embrague, una fila de unidades mecánicas accionadas por engranajes 12 puede girar fuera de posición y hacia una posición de momento de charnela inferior.

[0075] Cuando la torsión ejercida de forma externa sobre la salida del sistema de accionamiento de engranajes (la matriz de colectores) excede un límite preestablecido, el dispositivo limitador de torsión permite que la matriz se mueva a una nueva posición hasta que la fuerza haya disminuido por debajo del umbral de torsión o la matriz haya alcanzado sus límites mecánicos. En el caso de que la torsión ejercida desde la entrada exceda el límite de torsión preestablecido en la matriz, el dispositivo limitador de torsión desacopla el exceso de fuerza de entrada y permite que la entrada se mueva sin movimiento afectado en la matriz. Como se analiza más detalladamente en esta solicitud, esto se puede usar para sincronizar matrices unidas cuando se accionan contra un tope mecánico, o se puede usar cuando acontecimientos naturales tales como desplazamientos de nieve o arena impidan el movimiento de la matriz. En este caso, es ventajoso desacoplar las fuerzas de accionamiento de entrada con el limitador de torsión y mantener la salida de la matriz en su posición.

[0076] En realizaciones ejemplares, cuando las fuerzas de velocidad del viento exceden el par de torsión requerido para deslizar el embrague en el tren de accionamiento, a continuación, la matriz solar u otra unidad mecánica accionada por engranajes 12 gira a otra posición. Si este par de torsión excesivo continúa desde el viento, a continuación, cada unidad mecánica 12 y la matriz 50 de unidades se mueve a su ángulo máximo de rotación 54, un ángulo de rotación extremo donde la fuerza de torsión se puede resistir en múltiples ubicaciones en el tubo de torsión 34. El viento puede hacer girar la fila de unidades mecánicas 12 hasta que se alcance el tope de ángulo máximo.

[0077] En realizaciones ejemplares, el sistema puede golpear topes mecánicos 58 en cada fila de unidades mecánicas 12 cada vez que la fila se mueva a una posición de extremo durante el funcionamiento normal. Permitir que la fuerza externa gire la fila de rastreadores solares mientras se accionan las otras filas de rastreadores solares permite que cada fila alcance su posición límite máxima hasta que todas las filas de rastreadores solares se alineen. Ventajosamente, esto garantiza la alineación de todas las filas de unidades 12 dos veces al día en caso de que el viento mueva una fila. Esto garantiza que todas las filas se sincronicen de forma precisa al menos una vez al día. En la puesta en marcha de un nuevo proyecto, las filas de rastreadores pueden apuntar a todas las direcciones, pero después de una calibración, las filas se sincronizarían por completo. Cabe señalar que, en un sistema de rastreadores solares unido, el embrague 18 puede actuar independientemente en cada fila de rastreadores. Esto se debe a que tener un sistema unido que se puede retroceder que tiene que retroceder todas las filas de rastreadores puede no reaccionar correctamente para proteger cada fila cuando la fuerza del viento se aplica individualmente a una fila.

[0078] En realizaciones ejemplares, la velocidad de rotación se puede regular mediante la fuerza de deslizamiento de embrague. Ventajosamente, el embrague 18 puede desacoplar las cargas dinámicas en el sistema al eliminar el resorte del sistema, reduciendo así de forma significativa las cargas de diseño. De forma alternativa, se pueden proporcionar amortiguadores 58 para ralentizar el movimiento del rastreador. El tope de ángulo máximo se puede resistir a continuación no solo por la cremallera, sino por los amortiguadores de la cremallera o los topes 58 en el extremo de las filas de las unidades mecánicas 12, compartiendo así la carga de torsión de la cremallera 60 y distribuyendo la carga de torsión a través de múltiples puntos en el tubo de torsión 34. Los amortiguadores 58 pueden servir como topes dobles en el extremo de la matriz, o los amortiguadores colocados en cualquier ubicación se pueden diseñar para ayudar a regular la velocidad de reacción de liberación de torsión y resistir las cargas del momento de charnela.

[0079] Ventajosamente, las realizaciones ejemplares reducen el momento de charnela máximo, eliminan la carga dinámica y permiten que los sistemas mecánicos accionados por engranajes resistan las fuerzas del momento de charnela en múltiples puntos de la matriz en lugar de en un único punto. Es típico que las fuerzas del momento de charnela sean mayores en ángulos de inclinación pequeños y se reduzcan a medida que aumentan los ángulos de inclinación de la matriz. En realizaciones ejemplares, en las posiciones de tope vertical extremas, la fuerza máxima del momento de charnela será menor que en los ángulos de rotación pequeños y solo se producirá en los topes mecánicos en el rango de extremos de movimiento. El momento de charnela total se puede resistir en algo más que el engranaje central. Los topes mecánicos de rango de movimiento se pueden colocar en cualquier ubicación de la matriz, típicamente en las guías verticales distribuidas, para ayudar a resistir la carga del momento de charnela, minimizando así las cargas de torsión en cualquier punto individual del sistema.

[0080] Con referencia de nuevo a las figuras 1 y 3, el momento de charnela máximo puede ser x ft lb, y el embrague 18 se desliza a alrededor de x/4 ft lb. Por consiguiente, el tubo de torsión 34 solo necesita resistir un máximo de x/4 ft lb en el accionamiento de engranajes 16 antes de que el embrague 18 se deslice. En esta realización ejemplar, en el ángulo máximo de rotación 54, el momento de charnela máximo es de aproximadamente x ft lb, el engranaje resiste x/2 ft lb y los topes ubicados en los extremos del rastreador deben resistir x/4 ft lb por lo que la carga de torsión máxima en el tubo 34 es x/4 ft lb. Los valores de torsión máxima probablemente serían el doble en cada componente sin el uso ventajoso de realizaciones ejemplares del embrague y múltiples topes. Estos valores se pueden reducir aún más al permitir que la liberación de la torsión se produzca a valores más bajos y usando más topes que solo en los extremos de la matriz, tal como en cada columna.

[0081] En realizaciones ejemplares, la línea de accionamiento y la cremallera no verían una cremallera 14 deteniendo la fuerza del motor 15. Por consiguiente, la cremallera y la línea de accionamiento se pueden construir de forma más mínima. Además, los sistemas ejemplares solo tendrían que construirse para ver el movimiento restringido al rango diario de movimiento y la protección contra sobredesplazamiento se podría incorporar en el limitador de torsión. Los amortiguadores 58 y la cremallera 14 se pueden diseñar e implementar de forma óptima en todo el rango de movimiento. No es necesaria ninguna tolerancia adicional en el rango de movimiento que no sea el rango diario de movimiento.

[0082] Ventajosamente, en realizaciones ejemplares, si una fila de unidades mecánicas 12 tiene un enlace mecánico, no afectará al resto del sistema 10. Esto puede ser útil, ya que puede autodiagnosticar un problema de enlace de filas de rastreadores. Si las filas externas se mueven a un ángulo extremo del viento, pueden actuar como bloqueadores del viento a las filas internas. Debido a que las fuerzas del momento de elevación, arrastre y charnela se producen en combinación en el sistema y cada una de estas cargas puede alcanzar un valor máximo en diferentes posiciones de ángulo de rotación específicas, puede ser ventajoso permitir que una fila de unidades mecánicas se mueva a una posición de ángulo más extrema antes de que se produzca la condición de fuerza de elevación máxima. Si esto se consigue de forma fiable a través de los limitadores de torsión analizados en esta solicitud, a continuación, el valor de diseño de la base para la elevación máxima será menor y, por lo tanto, el tamaño y/o la profundidad requeridos para la base del sistema se pueden reducir para resistir la fuerza de elevación inferior.

[0083] Los requisitos de resistencia a la torsión pueden ser menores porque la torsión máxima se puede resistir en múltiples puntos y no en el ángulo de rotación máximo para el momento de charnela máximo. El valor máximo de fuerza de arrastre puede no cambiar ya que el sistema se diseña típicamente para la posición de ángulo de rotación extrema en el caso de los rastreadores solares horizontales, pero se puede reducir en otras geometrías de rastreadores solares. La fuerza combinada máxima también puede ser menor, en cuyo caso se reducirán los requisitos estructurales globales. Estas reducciones de fuerza equivalen a reducciones en los requisitos estructurales de los sistemas mecánicos. Una reducción en el material estructural en general equivale a un ahorro sustancial en los costes de material y también puede equivaler a ahorros en la mano de obra, por lo tanto, el coste total de instalación del sistema se puede reducir.

[0084] Por tanto, se observa que se proporcionan dispositivos, sistemas y procedimientos de limitadores de torsión incorporados en sistemas tales como rastreadores solares. Si bien los sistemas, dispositivos y procedimientos se han descrito en términos de realizaciones ejemplares, se debe entender que la descripción no necesita limitarse a las realizaciones descritas. Aunque se han descrito realizaciones ilustrativas en esta solicitud, resultará evidente para un experto en la técnica que pueden hacerse diversos cambios y modificaciones sin apartarse de la descripción.

[0085] Debe entenderse que cualquiera de las configuraciones anteriores y los componentes especializados o compuestos químicos se pueden usar de manera intercambiable con cualquiera de los sistemas de las realizaciones anteriores. Se pretende abarcar diversas modificaciones y disposiciones similares incluidos dentro del espíritu y alcance de las reivindicaciones, a cuyo alcance debe otorgarse la interpretación más amplia para abarcar todas esas modificaciones y estructuras similares. La presente descripción incluye todas y cada una de las realizaciones de las siguientes reivindicaciones. Se pretende que en las reivindicaciones adjuntas cubran todos estos cambios y modificaciones que están dentro del alcance de la descripción.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un conjunto de rastreadores solares que comprende:

una columna de soporte (32);

uno o más tubos de par de torsión o barras de torsión (34) conectados a la columna de soporte;

un mecanismo de montaje sujeto al uno o más tubos de par de torsión o barras de torsión (34), un sistema de accionamiento conectado al uno o más tubos de par de torsión o barras de torsión (34);

un limitador de par de torsión conectado a una salida del sistema de accionamiento de una fila de rastreadores; y uno o más topes conectados a la columna de soporte, los topes se ubican en la posición de rotación máxima del rastreador solar;

en el que cuando una fuerza de momento de charnela provoca que un nivel de par de torsión en el sistema de accionamiento exceda un límite preestablecido, el limitador de par de torsión facilita el movimiento de rotación del uno o más tubos de par de torsión o barras de torsión (34) en la dirección del par de torsión, permitiendo así que la fuerza del momento de charnela gire uno o más tubos de par de torsión o barras de torsión (34) de una fila de rastreadores alrededor de un eje giratorio, de modo que la fuerza del momento de charnela se reduzca como resultado de una posición de momento de charnela inferior y

en el que, cuando el conjunto de rastreadores solares golpea un tope de posición máxima, se restringe en sus posiciones de rotación máxima en múltiples ubicaciones distribuidas por los topes y resiste la fuerza del momento de charnela en múltiples puntos a lo largo de la estructura del conjunto de rastreadores solares.

2. El conjunto de rastreadores solares de la reivindicación 1, en el que el movimiento en la dirección del par de torsión desacopla el exceso de par de torsión, de modo que se libere fuerza externa y se reduzca el nivel de par de torsión en el conjunto de rastreadores solares.

3. El conjunto de rastreadores solares de la reivindicación 2, en el que el movimiento en la dirección del par de torsión comprende el movimiento del conjunto de rastreadores solares desde una primera posición de rotación a al menos una segunda posición de rotación.

4. El conjunto de rastreadores solares de la reivindicación 3, en el que el conjunto de rastreadores solares se restringe en sus posiciones de rotación máxima en múltiples ubicaciones distribuidas a lo largo de una estructura resistente a la torsión del conjunto de rastreadores solares.

5. El conjunto de rastreadores solares de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el conjunto de rastreadores solares incluye múltiples columnas de soporte (32) que sostienen una fila de rastreadores y comprende además un tope en cada columna de soporte y en el que los topes limitan el par de torsión en cada columna de soporte cuando cada rastreador en la fila alcanza su posición de rotación máxima.

6. El conjunto de rastreadores solares de la reivindicación 5, en el que el limitador de par de torsión facilita de forma pasiva el movimiento de rotación del uno o más tubos de par de torsión o barras de torsión, de modo que el rastreador solar gire hacia una posición de momento de charnela inferior.

7. El conjunto de rastreadores solares de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el sistema de accionamiento comprende un conjunto de engranajes (20) que incluye al menos una rueda dentada.

8. El conjunto de rastreadores solares de la reivindicación 7, en el que el conjunto de engranajes incluye una caja de engranajes unidireccional y el limitador de par de torsión es un embrague limitador de par de torsión (18) contenido dentro de la caja de engranajes.

9. El conjunto de rastreadores solares de la reivindicación 8, en el que el conjunto de engranajes (20) incluye un acoplamiento por fricción que se engrana con la rueda dentada y el limitador de par de torsión se ubica en el acoplamiento por fricción.

10. El conjunto de rastreadores solares de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el conjunto de rastreadores solares es un rastreando unido por empuje/tracción y el limitador de torsión es un dispositivo de deslizamiento lineal.

11. El conjunto de rastreadores solares de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el conjunto de rastreadores solares incluye un sistema hidráulico y el limitador de torsión es una válvula de descarga de presión.

12. El conjunto de rastreadores solares de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende además un amortiguador incorporado en o cerca de la cremallera para controlar la liberación de la fuerza de torsión y ralentizar el movimiento del conjunto de rastreadores solares.

13. El conjunto de rastreadores solares de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el uno o más tubos de par de torsión o barras de torsión (34) se configuran con un centro de gravedad equilibrado, de modo que uno o más de los tubos de par de torsión o barras de torsión giren alrededor del centro de gravedad equilibrado.

14. El conjunto de rastreadores solares de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el limitador de torsión es un freno de motor.

15. Una pluralidad de filas de rastreadores solares que comprenden el conjunto de rastreadores solares de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14 e incluyen múltiples filas de rastreadores solares unidos, un limitador de par de torsión se conecta a cada fila de rastreadores solares;

en la que hay una fuerza del momento de charnela en al menos una fila de rastreadores, de modo que un nivel de torsión en al menos una fila de rastreadores exceda un límite de torsión preestablecido; en la que el limitador de par de torsión permite que la al menos una fila de rastreadores detenga el movimiento de rotación independiente de las múltiples filas de rastreadores solares cuando la al menos una fila alcanza su posición límite máxima; y

en la que las otras múltiples filas de rastreadores solares se adaptan para que se accionen de modo que cada fila de rastreadores alcance su posición límite máxima y hasta que toda la pluralidad de filas de rastreadores solares se alinee.