ES2946636T3 - Sistema de actuador operado por energía solar controlado por un controlador solar - Google Patents
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Abstract
Las realizaciones de la divulgación se refieren al controlador de operación de energía solar para controlar un sistema accionador operado por energía solar. Un controlador solar incorporado (SC), de un sistema de actuador operado por energía solar (Sun) (SOAS), comprende una entrada para la alimentación de energía (Inp) desde un panel solar (SoPa) para alimentar el controlador solar (SC), al menos una entrada de sensor en un conjunto de entradas de sensor (sein) para proporcionar datos de sensor al controlador solar (SC), una conexión funcional (FCC) para controlar la electricidad producida por un panel solar para la carga de un acumulador, una conexión funcional (CHIF) para controlar la carga cargada del acumulador para una operación de actuador. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de actuador operado por energía solar controlado por un controlador solar
Campo
La divulgación se refiere a realizaciones de la invención sobre el actuador operado con energía solar en el nivel general. Más específicamente, las realizaciones se refieren a un sistema de accionamiento de este tipo que se divulga en una reivindicación independiente dirigida al mismo. Aún más específicamente, las realizaciones se refieren a un sistema actuador accionado por energía solar que está controlado por un controlador solar de acuerdo con una reivindicación independiente dirigida por el mismo. Las realizaciones también se refieren al uso de un controlador solar como elemento del sistema en un sistema de este tipo que comprende una prensa para comprimir.
Antecedentes
La energía solar está disponible en todo el mundo, sin embargo, con limitaciones dictadas por la rotación de la Tierra con el eje de rotación inclinado y la órbita alrededor del Sol. Por lo tanto, hay energía libre disponible para cualquier persona capaz de convertir la luz del sol en electricidad, por ejemplo, para un almacenamiento y uso en el tiempo adecuado, de acuerdo con las coordenadas locales en la Tierra y la posición con respecto al Sol localmente.
La conversión luz - electricidad se realiza normalmente mediante un panel fotovoltaico, compuesto por celdas fotovoltaicas, considerado como panel solar, independientemente del tamaño del panel como tal. La electricidad se dirige a través de un controlador electrónico para su almacenamiento en una unidad acumuladora, la cual puede ser una sola unidad o una unidad que tenga una pluralidad de unidades individuales. Ambos se consideran como ejemplos de unidades de almacenamiento como tal.
Dado que la electricidad se almacena en acumuladores, el modo de electricidad es, por lo tanto, corriente continua que está disponible en dicho acumulador. La electricidad de dicho almacenamiento se puede utilizar al máximo usando conversiones adicionales mínimas entre los modos de la corriente disponible (CC-CA o CA-CC). Una forma deseada de energía eléctrica convertida es, por ejemplo, una conversión en energía de un movimiento mecánico, mediante un actuador adecuado.
Un conjunto de ejemplos de dichos actuadores son los motores, especialmente los motores de corriente continua como tales, que pueden funcionar con el voltaje del acumulador, si se diseñan para un voltaje adecuado. Dicho motor se utiliza para convertir la electricidad de la energía eléctrica almacenada en movimiento mecánico, la cual puede ser un movimiento de rotación o un movimiento de traslación de cierto tipo de motores.
En áreas o ubicaciones de las mismas, donde no hay una línea de distribución de energía eléctrica de CA disponible como tal, los dispositivos eléctricos, que incluyen los motores como actuadores, se diseñan con mayor frecuencia para funcionar con (un agregado o) batería. En caso de funcionamiento cíclico con demanda de potencia, los actuadores pueden funcionar con un acumulador cargado de energía. Por lo tanto, se puede obtener una forma sofisticada de implementación de un sistema automatizado para la operación periódica sin problemas de recarga de combustible mediante un cargador de energía solar que carga un acumulador como tal con la ayuda de un panel solar que convierte la energía solar en energía eléctrica.
Sin embargo, siempre los ciclos son normalmente similares entre sí, cuando se repiten, pero también pueden ser muy diferentes de los ciclos promedio habituales, la carga del acumulador puede por lo tanto variar y, en consecuencia, la carga puede vaciarse durante un período de carga pesada de un ciclo. También las condiciones ambientales pueden influir en el acumulador y su capacidad para recibir y/o dar corriente.
En las áreas polares, por ejemplo, el Sol puede estar por debajo del horizonte incluso meses. Sin embargo, si se supone que un actuador debe funcionar durante dicho período, y el acumulador de alimentación del actuador no puede recargarse con los paneles solares que reciben la luz solar, o solo hay una cantidad marginal de luz solar disponible, la operación del actuador puede ser incierta para el próximo ciclo de operación deseado del actuador. Si no queda suficiente carga y no hay luz solar disponible para recargar el acumulador, la operación puede realizarse parcialmente y las causas pueden ser impredecibles.
Los mismos problemas pueden ocurrir también en otros lugares que no sean áreas polares, diariamente con períodos de oscuridad más cortos y dependiendo de los períodos intermedios de los ciclos de operación del actuador.
La publicación de patente de Estados Unidos 2010/0082171 A1 divulga la técnica antecedente.
Resumen
Es un objeto de una invención proporcionar una solución novedosa para resolver o al menos mitigar tales problemas de las soluciones de fondo. La divulgación de las realizaciones se refiere a la utilización de energía solar para energizar actuadores, para almacenar electricidad para usarla en dichos actuadores, de manera confiable y predecible, también en períodos y/o lugares donde el sol no brilla en períodos comparablemente largos y por lo tanto, la luz no siempre está disponible en sincronismo para la necesidad periódica de operar un actuador.
El objeto de la divulgación se logra de acuerdo con un aspecto de la invención mediante un Sistema de Actuador Operado por energía Solar (SOAS, también como sistema SOAS), que comprende un controlador solar incorporado, de acuerdo con una reivindicación independiente dirigida a dicho controlador solar para ser utilizado en dicho sistema.
El controlador solar, de un sistema de actuador accionado por energía solar de acuerdo con la divulgación, comprende:
- una entrada para la alimentación de energía a partir de un panel solar para la alimentación del controlador solar,
- al menos una entrada de sensor en un conjunto de entradas de sensor (sein) para proporcionar datos de sensor al controlador solar,
- una conexión funcional para controlar la electricidad producida por un panel solar para la carga de un acumulador,
- una conexión funcional para controlar la carga cargada del acumulador para la operación de un actuador.
Cuando la cantidad de luz solar disminuye aún más, el controlador solar se prepara y se apaga por sí solo. Los umbrales de corriente han sido seleccionados para ser utilizados como indicadores de la corriente disponible con base en la conversión de la luz solar en electricidad, de acuerdo con ciertos criterios la luz solar puede cargar el acumulador para la operación del actuador. Los umbrales se pueden utilizar para decidir sobre la carga de la unidad acumuladora, y/o para preparar el sistema SOAS y/o el controlador solar para que también se apaguen, cuando ya no haya más luz y la consiguiente electricidad disponible para un actuador en el sistema y/o finalmente para el propio controlador solar. El controlador solar está configurado de tal manera que cuando un panel solar conectado produce suficiente energía operativa, el controlador solar se enciende, el panel solar se opera y se usa como un interruptor solar para encender (también para apagar, cuando hay muy poca luz solar disponible para el controlador solar).
De acuerdo con una realización, el controlador solar ha sido configurado para apagar las otras partes del sistema de actuador operado por energía solar antes de que se apague por falta de electricidad debido a la falta de luz, si la luz no está lo suficientemente disponible para recargar el acumulador para la operación exitosa del actuador. De acuerdo con una realización, el controlador solar ha sido configurado para alimentar las otras partes del sistema actuador operado por energía solar después de su propio encendido, cuando hay nuevamente luz y, por lo tanto, electricidad disponible para el controlador solar, pero también para la carga de los acumuladores.
De acuerdo con una variante de realización de la divulgación, el controlador solar comprende
- un acceso al acumulador para medir y controlar el estado de carga del acumulador,
- un acceso al sensor para medir el consumo de corriente, y/o una derivada de la misma, de un actuador acoplado.
De acuerdo con una variante de realización, el acceso al acumulador y/o al sensor se puede implementar a través de un acoplamiento funcional. De acuerdo con una realización, el acoplamiento funcional se refiere a una realización en la cual el controlador solar se usa para generar una señal de enclavamiento para controlar una interfaz de descarga separada entre el acumulador y el actuador.
De acuerdo con una variante de realización, la señal de enclavamiento es una señal cableada a una interfaz de descarga de este tipo que funciona de acuerdo con el control de la señal de enclavamiento. De acuerdo con otra variante de realización, la señal de enclavamiento es una señal inalámbrica a una interfaz de descarga de este tipo que funciona de acuerdo con el control de la señal de enclavamiento . La señal inalámbrica puede ser una señal óptica o una señal de radiofrecuencia. En el caso de la implementación de una realización inalámbrica, el controlador solar y la interfaz de descarga pueden tener respectivamente un transmisor y un receptor para la comunicación mutua de estos elementos del sistema.
De acuerdo con una realización, el actuador es un actuador electromecánico para ser operado por una corriente continua. De acuerdo con otra variante de una realización, dicho actuador es un motor de corriente continua o una unidad que comprende dicho motor de corriente continua. De acuerdo con una variante de realización, dicho conjunto puede comprender un engranaje, dispuesto para cambiar al menos uno de los siguientes: un sentido de rotación, una velocidad de rotación, y cambiar un movimiento de rotación a un movimiento de traslación.
De acuerdo con una realización de la divulgación, la potencia del acumulador se mide observando la curva característica de carga del acumulador.
En una realización, simultáneamente cuando un actuador está cargando el acumulador, su voltaje comienza a disminuir y después de finalizar dicha carga, el voltaje comienza a recuperarse. De acuerdo con una realización, la capacidad del acumulador para ser seleccionado al servicio del SOAs , está determinada por la capacidad de recuperación. En dichas realizaciones, un valor de voltaje bajo momentáneo del acumulador no impide necesariamente que funcione un actuador en el sistema. En cambio, de acuerdo con una variante de realización, si la recuperación del acumulador resulta ser tan mala que el próximo ciclo de trabajo del actuador no es posible sin problemas con la potencia total del actuador, primero se limita la potencia alimentada al actuador, pero de modo que se mantengan las mediciones básicas mediante las instalaciones de sensores del sistema. A continuación, cuando el acumulador ya no cumple el criterio más bajo de recuperación, en una realización se controla el actuador para que adopte un estado de
espera en el control del controlador solar, y se controla el actuador para que espere la recarga del acumulador tanto tiempo como sea posible que necesita para cargar el acumulador. De acuerdo con una variante de realización, el tiempo de carga está determinado por la carga completa en las condiciones definidas por los parámetros ambientales, pero de acuerdo con otra variante por una carga que sea suficiente para la realización de la operación de espera del actuador, después de lo cual la carga continúa cuando la luz del sol está disponible.
De acuerdo con una realización, el controlador solar comprende un ordenador con al menos un microprocesador, una memoria volátil en el uso de dicho microprocesador para las operaciones de algoritmos, el procesamiento de datos de medición que origina el sensor, así como el uso de los parámetros ambientales en la optimización del rendimiento del actuador de acuerdo con criterios de optimización.
De acuerdo con una realización, el controlador comprende una memoria no volátil para guardar, conservar y registrar los parámetros de operación, valores medidos de los datos del sensor, algoritmos, características del ciclo de operación para el actuador y/o para el acumulador, encendidos y apagados del controlador solar y los parámetros relacionados y asociados. La memoria no volátil también puede almacenar datos de establecimiento de conexión, de modo que el controlador solar pueda usarlos para la conexión de RF a una red de información celular para enviar mensajes a una mesa de servicio y mantenimiento a través de un transmisor-receptor de radio acoplado con el controlador solar en el sistema para comunicaciones.
De acuerdo con una realización, los criterios de optimización pueden comprender al menos uno de los siguientes:
- número de ciclos de funcionamiento del actuador, especialmente en condiciones de oscuridad,
- carga del acumulador durante la disponibilidad de la luz solar,
- orden de encendido/apagado de los elementos del sistema en el sistema,
- efecto de los parámetros ambientales a los mencionados,
- carga restante del acumulador,
- consumo de corriente del actuador y/o su derivada con respecto a la carga restante del acumulador,
- un orden de prioridad de los criterios de optimización.
De acuerdo con una realización, el controlador solar comprende un sensor ambiental con acceso a sensores para medir al menos uno de los siguientes parámetros ambientales: flujo de luz, temperatura, presión, humedad del aire, velocidad del viento.
De acuerdo con una realización, un parámetro ambiental se usa como datos de medición para que el controlador solar calcule un efecto estimado del valor agudo del parámetro ambiental en el estado de carga del acumulador y/o la capacidad de carga para el siguiente ciclo de trabajo. De acuerdo con una variante de realización, los datos de la velocidad del viento se utilizan para determinar la carga del viento en el panel solar. De acuerdo con una realización, el controlador solar está dispuesto para informar al menos uno de los parámetros ambientales tales como las condiciones de carga de viento en el último período de encendido y/o momento de encendido agudo en el caso de ser encendido.
De acuerdo con una realización, el panel solar, para proporcionar el acceso para encender el controlador solar, es un panel solar separado del panel solar que funciona en la carga del acumulador. De acuerdo con otra realización, un panel solar separado de este tipo está protegido contra la nieve o la lluvia para proporcionar al menos un flujo de luz parásita en la posición del panel solar separado.
De acuerdo con una realización de la divulgación, el controlador solar tiene un acceso para un sensor Hall para medir campos magnéticos. De acuerdo con una realización, el sensor Hall se usa para determinar una corriente de operación de un actuador, tal como un motor.
De acuerdo con una realización, la corriente es medida por el sensor Hall de manera que la carga del motor en un estado de saturación puede observarse a partir de una curva característica de carga calculada por el controlador solar. Esto es importante ya que cuando el actuador, ejemplificado por un motor, impulsa, por ejemplo, una prensa, solo aumentaría el consumo de corriente sin el progreso deseado del miembro de presión de dicha prensa (pistón, por ejemplo), el estado de la prensa está saturado, y no hay ningún beneficio de continuar aumentando la alimentación de corriente al motor, pero la carga del acumulador provocaría una pérdida de carga que conduciría a una operación más corta antes de la siguiente carga. De acuerdo con una realización en una prensa de este tipo como elementos del sistema del sistema incorporado, el microprocesador en el controlador solar del sistema está provisto de un algoritmo para observar la carga de saturación como un punto de inflexión con base en las lecturas del sensor Hall.
De acuerdo con una realización, el algoritmo está provisto de una función de autoaprendizaje, de modo que el controlador solar puede adaptarse a la posición local y así optimizar los requisitos del sistema de acuerdo con los criterios de operación y la prioridad. De acuerdo con una realización, dicho algoritmo también se ha configurado para
detectar una caída repentina del consumo de corriente cerca del punto de inflexión, de modo que, por ejemplo, con una realización de prensa, el actuador ha funcionado para comprimir algo que se ha roto debido a la prensa, pero de lo contrario, si se presiona una basura, la basura dentro habría dejado algo de volumen libre, debido a que una caja de frutas, por ejemplo, estaba en una posición de desperdicio de volumen, pero se rompió, y por lo tanto la compresión puede continuar hasta que no haya una caída tal a ser observada por el algoritmo.
Las realizaciones preferidas también se divulgan en las reivindicaciones dependientes.
La utilidad se basa en diversas cosas. El sistema incorporado es totalmente automático, excepto el servicio y el mantenimiento, los cuales no son necesariamente necesarios antes de que el propio sistema SOAS solicite ayuda. El controlador solar está configurado para hacer estimaciones con base en la carga de energía necesaria para la operación del actuador en el acumulador, cuyas características de carga y voltaje se usan para evaluar la capacidad para una próxima operación exitosa del actuador. El controlador solar también reconoce estados del actuador en los cuales solo consume energía cargada sin un beneficio esencial para la función operativa y/o el objetivo del actuador.
El controlador solar está dispuesto para operar de acuerdo con las operaciones del panel solar, cuando hay corriente disponible. De lo contrario, el controlador solar se encuentra en un estado de espera profundo que facilita que cuando el controlador solar se configura antes de apagarse para realizar de acuerdo con un esquema predefinido los preparativos para el despertar, cuando nuevamente hay suficiente energía solar disponible para su funcionamiento, continuar su operación para controlar el sistema SOAS. En los preparativos para el estado de espera, cuando el corte de energía es agudo, el controlador solar también puede informar el estado del actuador que usa el sistema, de modo que el servicio y el mantenimiento puedan realizar acciones de servicio si hubiera sido necesario para la siguiente operación. Por ejemplo, en caso de que un actuador sea un motor en un sistema SOAS que usa el motor en una prensa de compresión de basura para producir la fuerza para presionar la basura, el equipo de servicio y mantenimiento puede, por ejemplo, vaciar la basura de la prensa si estaba en un estado que necesita vaciarse en el evento de apagado, durante el estado de espera.
Como se usa en el presente documento, a menos que se especifique lo contrario, el uso de los adjetivos ordinales “primero”, “segundo”, “tercero”, etc., para describir un objeto común, simplemente indica que se hace referencia a diferentes instancias de objetos similares y no pretende implicar que los objetos así descritos deben estar en una secuencia dada, ya sea temporal, espacial, en orden o de cualquier otra manera.
La palabra “de ejemplo” se usa en el presente documento para significar “sirve como ejemplo, instancia o ilustración”. Cualquier realización descrita en el presente documento como “de ejemplo” no debe interpretarse necesariamente como preferida o ventajosa sobre otras realizaciones.
Tal como se utiliza en este documento, el término “comunicar” incluye la transmisión, la recepción o la transmisión y la recepción. El término “comunicar”, tal como se usa en el presente documento con respecto a una señal de comunicación inalámbrica, incluye transmitir la señal de comunicación inalámbrica y/o recibir la señal de comunicación inalámbrica. Por ejemplo, una unidad de comunicación inalámbrica, que comprende un dispositivo de RF, el cual es capaz de comunicar una señal de comunicación inalámbrica, puede incluir un transmisor inalámbrico para transmitir la señal de comunicación inalámbrica a al menos otra unidad de comunicación inalámbrica y/o un receptor de comunicación inalámbrica para recibir la señal de comunicación inalámbrica a partir de al menos otra unidad de comunicación inalámbrica. Por ejemplo, la comunicación entre la mesa de servicio y mantenimiento y el controlador solar.
La palabra “cantidad” significa en la aplicación cualquier número entero positivo a partir de uno (1), por ejemplo, uno, dos o tres.
La palabra “conjunto” se refiere a cualquier número entero positivo a partir de dos (2).
La expresión “comprender” se ha utilizado como una expresión abierta.
Figuras
Los ejemplos de realizaciones de la divulgación se muestran a continuación con más detalle, de modo que
La Figura 1 ilustra un ejemplo de una realización de acuerdo con la divulgación,
la Figura 1A ilustra una variante de una realización,
la Figura 2 ilustra otro ejemplo de una realización de acuerdo con la divulgación,
la Figura 3 ilustra el funcionamiento de una realización de acuerdo con la divulgación,
la Figura 4 ilustra el funcionamiento de una realización de acuerdo con la divulgación,
la Figura 5 ilustra un ejemplo de una realización como un contenedor de basura como un sistema SOAS, y
la Figura 5A ilustra un detalle en una variante de ejemplo de realización de una realización.
Una descripción detallada adicional de ejemplos de realizaciones
La Figura 1 ilustra un ejemplo de una realización de un Sistema de Actuador Operado por energía Solar (SOAS) que comprende: un controlador solar (SC), un actuador (Actu) para ser operado por el acumulador (Accu) cargado de electricidad en el control del controlador solar (SC), un acumulador (Accu) para almacenar y descargar electricidad para un actuador (Actu) del sistema (SOAS), en el control de dicho controlador solar (SC), al menos un panel solar (SoPa) para proporcionar electricidad a carga del acumulador (Accu) en el control de dicho controlador solar (SC) y/o al propio controlador solar (SC).
De acuerdo con una realización de la divulgación, el panel solar SoPa está conectado al acumulador Accu a través de una conexión funcional FCC, de manera que el controlador solar SC puede controlar la carga. La Figura 1 ilustra una realización en la cual el controlador solar SC toma su energía operativa a través de la misma línea (Inp) en donde la corriente se dirige al acumulador.
De acuerdo con una realización opcional, la corriente de carga puede ser dirigida a partir del panel solar SoPa al acumulador a través de una ruta separada, en otra variante a través de otro segundo controlador solar. Los objetos dibujados con líneas discontinuas en la Figura 1 son ilustrativos de tales realizaciones.
La palabra “Pestillo” ilustra una realización de este tipo en donde la interfaz de carga CHIF funciona como un interruptor que tiene una conductividad total para el rendimiento actual en su estado (CHIF) activado a partir del acumulador Accu hasta el actuador Actu, M, y los aísla en un estado desactivado. De acuerdo con una variante de realización, el “Pestillo” ilustra también realizaciones en donde la conductividad se encuentra entre el estado de encendido y el estado de apagado mencionados como un estado intermedio. De acuerdo con una realización, el controlador solar SC se usa para definir el estado de la interfaz de carga CHIF, ya sea en estado activado, desactivado o en un estado intermedio. Al menos en un estado intermedio, el controlador solar SC define la corriente que se utiliza para alimentar a partir del acumulador Accu al actuador Actu. De acuerdo con una realización, las operaciones relacionadas con Pestillo pueden implementarse a través de una conexión funcional, de modo que el controlador solar SC pueda ser parte de la interfaz de carga CHIF.
De acuerdo con la invención, el sistema SOAS comprende un conjunto de sensores (sein) dispuestos para proporcionar datos de medición (T, P), (Hum), (Hall) para el controlador solar (SC) para ser utilizados en la optimización de funcionamiento del actuador (Actu) con el acumulador (Accu) cargado de electricidad. T denota sensor de temperatura, P a un sensor de presión, Hum a un sensor de humedad del aire y Hall a sensor Hall. El sensor Hall se puede usar en mediciones de campos magnéticos y, por lo tanto, para detectar una corriente de motor incorporada como un actuador, por ejemplo.
De acuerdo con un ejemplo de realización de la Figura 1, el controlador solar SC puede comprender un microprocesador pP para acciones de control, cálculo y tratamiento de datos. De acuerdo con una realización, el pP es un microprocesador de un ordenador, provisto de software SW para las instrucciones y algoritmos operativos para la operación de SOAS y los criterios y prioridades de optimización. De acuerdo con una realización, el controlador solar puede comprender una memoria volátil MV, pero también una memoria no volátil MNV, para almacenar el software y los datos que se utilizarán en la operación y se mantendrán durante un período de apagado y siguiente encendido.
De acuerdo con un ejemplo de realización de la Figura 1 en el SOAS hay un panel solar SoPa, para ser utilizado en la conversión de la luz solar (además también otra luz ambiental, la cual puede ser marginal a la luz del Sol). La Figura 1 ilustra que el controlador solar toma su energía de operación directamente del panel solar. Esto se indica con el número de referencia Inp.
De acuerdo con un ejemplo de realización de la Figura 1 existe una interfaz de carga CHIF entre el acumulador Accu que almacena la energía del panel solar SoPa y el actuador Actu. Las flechas son indicativas de la dirección actual. De acuerdo con una realización, el controlador solar SC se usa para controlar la interfaz de carga, lo cual se demuestra mediante la flecha con la palabra “Pestillo” marcada al lado. Esto es indicativo de que el controlador solar SC puede controlar la corriente I(A) del acumulador al actuador entre los valores de cero y la corriente máxima del actuador. De acuerdo con una realización, el CHIFF se puede usar también como un mero interruptor, de modo que el Pestillo se usa en dichas realizaciones para abrir el CHIFF para la alimentación de corriente.
De acuerdo con un ejemplo de realización de la Figura 1A, el controlador solar SC puede comprender la interfaz de carga CHIF. La parte de la interfaz de carga se puede acoplar en la parte adecuada de acuerdo con la Figura 1 entre el acumulador ACCU y el actuador Actu.
De acuerdo con una realización, el sistema de actuador operado por energía solar (SOAS) puede tener un conjunto de sensores (sein), en los cuales hay al menos uno de los siguientes: sensor de flujo de luz (lf), sensor de temperatura (T, P), sensor de presión (T, P), sensor de humedad del aire (Hum), sensor de velocidad del viento (WS) y un sensor Hall (Hall).
De acuerdo con una realización, un actuador Actu en el sistema (SOAS) comprende en el SOAS un actuador (Actu) de este tipo que comprende un motor CC (M) de un tipo de tipo rotacional o de traslación.
De acuerdo con un ejemplo de realización, el sistema actuador solar (SOAS) de acuerdo con una realización comprende una prensa de basura (CP) en el sistema SOAS.
La Figura 2 ilustra esquemáticamente un ejemplo de realización de la divulgación de un sistema SOAS. En la Figura 2, el actuador Actu ilustra un motor M. El sensor Hall se usa en la realización para detectar el campo magnético del motor y, por lo tanto, para proporcionar la cantidad que se usará para determinar la corriente del motor. El motor en la realización es un motor c C. Es posible utilizar un motor de CA en lugar del motor de CC, siempre que el SOAS tenga un inversor para proporcionar la corriente CA al motor. Sin embargo, las pérdidas de conversión de voltajes y corriente de CC a CA pueden no ser deseables para acortar la carga operativa del acumulador para el estado en servicio en el SOAS y, por lo tanto, se prefiere un motor de CC en la realización de ejemplo.
El controlador solar está conectado a la interfaz de carga CIFF para controlar el ajuste y/o bloquear la alimentación de energía del acumulador Accu a través del CIFF al motor M. El motor M está acoplado de modo que cuando se enciende, el movimiento mecánico de las partes móviles del motor constituyen el movimiento del pistón ilustrado por el objeto con la forma de una “T” negrita negra invertida. Un experto en la técnica puede proporcionar el mecanismo de acuerdo con las técnicas conocidas como tales para convertir un movimiento de rotación, por ejemplo, en un movimiento de traslación del pistón como tal.
El panel solar SoPa está conectado al controlador solar SC. De acuerdo con una variante de realización, el controlador solar SC en la Figura 2 puede controlar la interfaz de carga CIFF de manera que la electricidad convertida de la luz solar sería controlada al acumulador Accu durante un período de carga. De acuerdo con una realización, la carga se puede realizar cuando la prensa está en servicio, siempre que el CIFF y/o el panel solar SoPa estén protegidos por picos inversos que pueden ser potencialmente posibles a partir del motor M, en el interruptor de y/o encendido. La línea discontinua entre el panel solar SoPa y el acumulador Accu muestra un ejemplo de realización en el cual están acoplados directamente y/o en qué variante al menos uno del panel solar SoPa y el acumulador Accu tiene un controlador de carga, tal como la interfaz de carga CIFF.
La flecha vertical de dos puntas en la prensa ilustra un movimiento de ida y vuelta del pistón, de acuerdo con la alimentación del motor. De acuerdo con una realización, el motor M puede comprender un sensor para indicar la posición del pistón a partir de la cual el motor podría invertir la dirección de funcionamiento para moverse en la dirección opuesta con respecto a la dirección anterior a la dirección de la dirección opuesta. De acuerdo con una realización, se puede usar un sensor Hall como dicho sensor.
La Figura 3 ilustra un recorrido de pistón h de la prensa en el ejemplo de la Figura 2. En la Figura 2, la prensa de basura ha estado llena hasta la mitad, lo cual se indica mediante líneas diagonales que indican la presencia de basura en la prensa. La línea de superficie es seguida por una línea discontinua a una distancia para ilustrar la superficie de la basura en un evento de llenado instantáneo, antes del recorrido del pistón a partir de su posición de reposo en la caja Actu, M. El I0 corresponde esquemáticamente una corriente de fuga y de reposo para un estado listo para el funcionamiento del motor en el sistema.
El pistón se mueve la distancia h para encontrarse con la superficie de basura indicada por la línea discontinua. El sensor Hall mide la corriente I(A) del motor (Figura 3) en función de la distancia h. En el ejemplo, se indica que la corriente es una línea creciente, pero la forma real depende del contenido de la prensa y de la forma y el tamaño de los objetos que contiene, así como del algoritmo de medición que registra las lecturas del sensor Hall. Cuando el pistón de la Figura 2 se encuentra con la superficie de la basura, el pistón se encuentra con una fuerza contraria de los constituyentes de la basura, los cuales resisten la compresión de acuerdo con las características dependientes de la composición del material, es decir, diferente para papel, madera, metal, etc.
El microprocesador pP SC del controlador solar (Figura 1) nota el aumento de la señal del sensor Hall y deduce que se ha llegado al punto P11, donde se nota una resistencia a la compresión del pistón, ya que la corriente del motor I(A) está a punto de convertirse en un aumento significativo. El algoritmo en el microprocesador del controlador solar cuando se ejecuta, permite que se tome corriente del acumulador a través de la interfaz de carga CIFF al motor M hasta que se alcance el punto P12, correspondiente a un valor de un valor de corriente aumentado del motor, pero también a tal punto en la compresión de basura, después de lo cual ya no es económico presionar más, es decir, presionar más allí del parámetro de compresión Ah prácticamente consumiría la corriente del acumulador, pero el aumento en el volumen libre de presión sería marginal. El parámetro de compresión Ah es un valor predefinido para la prensa específica de basura, que se programa en la memoria del controlador solar, o su unidad de computación y/o la memoria del mismo, para usarse en la operación de prensa. De acuerdo con una realización, el algoritmo (SW) en el uso del microprocesador tiene una parte de aprendizaje, con base en redes neuronales, por ejemplo, para permitir la adaptación individual a la forma geográfica local de usar el actuador y el consiguiente parámetro de compresión y necesidad de prensado, incluso en un dominio de tiempo, (temporada turística, fin de semana u otro período más tranquilo).
Los puntos operativos P11 y P12 corresponden a una compresión completa de la prensa, cuando hay suficiente corriente disponible en el acumulador para tal. El controlador solar calcula las características de carga del acumulador. Si son indicativos de que el estado de carga del acumulador es suficientemente alto para un próximo evento de compresión, como una compresión completa, está programado que ocurra. El microprocesador puede contar cuántos recorridos se pueden realizar de acuerdo con el esquema de compresión total y el controlador solar puede enviar la información relacionada de acuerdo con un programa predefinido al servicio y mantenimiento.
Con la condición de que las características específicas predefinidas del acumulador de la carga y la restauración del voltaje del acumulador sean indicativas, se realiza una compresión completa y se permite que la corriente asociada aumente durante la compresión de acuerdo con los valores intermedios de los puntos P11 y P12, que definen una compresión completa de acuerdo con el parámetro de compresión Ah.
Alternativamente, si se estima que la potencia en el acumulador no cumple completamente con el parámetro de compresión Ah, se programa un recorrido acortado correspondiente a un menor consumo de corriente de acuerdo con los valores intermedios de los puntos P21 y P22, que definen una compresión acortada de acuerdo con el parámetro de compresión correspondiente. Los puntos operativos correspondientes P21 y P22 se indican en la Figura 3.
La ilustración es un chasquido momentáneo de un recorrido. Cuando la prensa se está llenando, la longitud del recorrido h es cada vez más corta y los puntos P11 y P21 se mueven hacia la izquierda con la basura de llenado. ¿Se mantiene el parámetro de compresión Ah? Depende de la propia basura que se colocarán en la prensa. Sin embargo, el microprocesador del controlador solar puede configurarse para calcular la pendiente de la curva entre los puntos P11 y P12 así como los puntos P21 y P22. De esta forma, se puede considerar la alternancia de un tipo de basura de un tipo a otro y evaluar el consumo de energía del motor M (Figura 2) en consecuencia para cumplir con la capacidad del acumulador también durante los períodos en donde la luz solar no estaría disponible para cargar el acumulador al instante.
De acuerdo con un ejemplo de realización, cuando el controlador solar nota que no hay suficiente carga en el acumulador para un próximo recorrido completo, de acuerdo con el esquema de recorrido completo o un esquema de recorrido reducido, el controlador solar pone la prensa en un estado de espera para esperar que el estado de carga del acumulador alcance un estado en el cual haya suficiente potencia para entregar al motor M.
De acuerdo con una variante de realización, el propio controlador solar reserva energía para sus propios procesos para preparar el SOAS para un apagado, de modo que sea el último elemento del sistema en apagarse en el sistema. De acuerdo con una realización, el controlador solar puede informar al servicio y mantenimiento sobre la situación, cuántos recorridos completos se han realizado, cuántos recorridos acortados se han realizado, dar una estimación estadística sobre la vida útil esperada del acumulador de acuerdo con la información histórica en el sitio como se experimentó con un tipo de acumulador similar, la información de inclinación sobre el parámetro de compresión y la relación de corriente del motor, así como sobre las lecturas ambientales sobre el entorno operativo en el sitio. De acuerdo con una realización, el informe se realiza mediante la conexión de RF a una red de información celular, que se utilizará para enviar mensajes a una mesa de servicio y mantenimiento a través de un transmisor-receptor de radio presente en una variante de realización.
Aunque la Figura 2 ilustra un ejemplo de una compresión con base en el movimiento del pistón vertical, de acuerdo con una variante de realización, un experto como tal puede implementar una compresión con base en el movimiento del pistón horizontal basando la prensa en una implementación del sistema SOAS.
La Figura 4 corresponde esquemáticamente a la situación de la Figura 3, pero considerada en términos del voltaje del acumulador durante la carga. El controlador solar observa la curva de carga y calcula la carga del acumulador a partir de la curva de carga como tal y, en función del resultado, determina si la próxima operación del actuador en el sistema SOAS es posible con éxito de acuerdo con un rendimiento completo o un ciclo de rendimiento reducido. En consecuencia, el controlador solar decide por el algoritmo en la memoria de los microprocesadores, apagar o continuar la carga si es necesario para continuar hasta la carga completa del acumulador.
La Figura 5 ilustra un ejemplo de una realización como cubo de basura como sistema SOAS. La forma de dibujar son realizaciones ilustrativas esquemáticas en las cuales el mecanismo conectado al árbol, que se utiliza para mover el pistón hacia arriba y hacia abajo en la compresión, está conectado al actuador Actu que comprende un motor M. El motor M toma su energía de un acumulador como se muestra en la Figura 2 por ejemplo en el guiado y control del controlador solar SC. De acuerdo con un ejemplo de realización, el Actu puede comprender una caja de engranajes dispuesta para transformar la velocidad y/o la dirección del movimiento del árbol del motor. El Mecanismo se ha realizado como un mecanismo de acoplamiento que permite acoplar mecánicamente el actuador Actu, o la parte de la caja de engranajes entre el Mecanismo y el motor que comprende la unidad motora. El mecanismo es un mecanismo que permite que la superficie del pistón se mueva hacia arriba y hacia abajo en la prensa.
De acuerdo con una realización, el mecanismo puede implementarse como en una solicitud prioritaria. De acuerdo con una realización, el árbol conectado al pistón y al Mecanismo se puede realizar con una estructura telescópica. De acuerdo con una realización, el pistón y el mecanismo están conectados con una estructura similar a una tijera comprimible para facilitar los movimientos hacia arriba y hacia abajo de acuerdo con la unidad de motor M que también
puede tener, de acuerdo con una realización, una caja de engranajes. De acuerdo con una variante de realización, el mecanismo es en parte una parte del actuador Actu, si no un módulo completamente separado (excepto las partes que facilitan el movimiento) que se combina entre el actuador Actu y la disposición de pistón que tiene el pistón y el árbol o una suspensión tipo tijera. El mecanismo también puede estar en el actuador Actu como parte del mismo en una variante de realización.
En el ejemplo, el sensor Hall se dibuja conectado directamente al motor M, pero no está necesariamente en contacto directo con él. Es suficiente tener tal distancia al motor que se pueda proporcionar al controlador solar SC del sistema SOAS una señal medible del sensor Hall asociado al campo magnético del motor M y cambios del mismo.
De acuerdo con una variante de realización del ejemplo de las figuras, es posible proporcionar un mecanismo de este tipo que cambia la dirección de rotación del árbol del motor para que el pistón pueda girar alrededor del árbol conectado al pistón. Dicho mecanismo puede comprender una caja de engranajes que hace girar el árbol y el pistón. Aunque el pistón está dibujado como una geometría rectangular, las figuras también representan tales geometrías, en donde la prensa es redonda, lo que facilita un giro apretado en la prensa.
Siempre que, en una variante de realización, el pistón tuviera una sección transversal trapezoidal, como lo demuestra la línea discontinua en la parte inferior del pistón. El pistón como tal tiene forma redonda para girar, de modo que la forma redonda permite el movimiento del pistón en un contenedor de basura redondo firmemente hacia arriba y hacia abajo, pero también cuando gira, el torque proporcionado al pistón por la unidad del motor también puede proporcionar un movimiento giratorio que se usa para mover la basura en la prensa de lado a lo largo de un camino anular. En dicha realización que facilita que las basuras en la prensa se muevan en una dirección lateral (horizontalmente) como se indica, también facilita simultáneamente que las basuras se compriman.
Claims (6)
1. Sistema de actuador operado por energía solar (SOAS) que comprende
- un controlador solar (SC) de un sistema de actuador operado por energía solar (Sol) (SOAS), que comprende en el controlador solar (SC):
-- una entrada para la alimentación de energía (Inp) a partir de un panel solar (SoPa) para la alimentación del controlador solar (SC),
-- al menos una entrada de sensor en un conjunto de entradas de sensor (sein) para proporcionar datos de sensor al controlador solar (SC),
-- una conexión funcional (FCC) para controlar un panel solar (SoPa) que produce electricidad para la carga de un acumulador (Accu),
-- una conexión funcional (CHIF) para controlar la carga cargada del acumulador para la operación de un actuador (Actu),
- un actuador (Actu) para ser operado por el acumulador (Accu) cargado de electricidad en el control del controlador solar (SC)
- un acumulador (Accu) para almacenar y descargar electricidad para un actuador (Actu) del sistema (SOAS), en el control de dicho controlador solar (SC),
- al menos un panel solar (SoPa) para proporcionar electricidad para la carga del acumulador (Accu) en el control de dicho controlador solar (SC) y/o a dicho controlador solar (SC), caracterizado en que el sistema (SOAS) comprende un conjunto de sensores (sein) dispuestos para proporcionar datos de medición ambiental (T,P), (Hum), (If), (WS) para que el controlador solar (SC) se utilice en la optimización de la operación del actuador (Actu) con el acumulador (Accu) cargado de electricidad.
2. El sistema de actuador operado por energía solar (SOAS) de la reivindicación 1, en donde en el conjunto de sensores (sein) hay al menos uno de los siguientes: sensor de flujo de luz (lf), sensor de temperatura (T, P), sensor de presión (T, P), sensor de humedad del aire (Hum), y un sensor de velocidad del viento (WS).
3. El sistema de actuador operado por energía solar (SOAS) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, en donde el actuador (Actu) comprende un motor de corriente continua de un tipo rotacional o de traslación.
4. El sistema de actuador accionado por energía solar (SOAS) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el sistema SOAS tiene una parte de una prensa de basura (CP).
5. El sistema de actuador accionado por energía solar (SOAS) de acuerdo con la reivindicación 4, en donde el sistema de actuador operado por energía solar (SOAS) tiene una parte de un contenedor de basura con una prensa de basura (CP).
6. Un producto de programa informático en un medio legible por ordenador, que comprende instrucciones y/o algoritmos (SW) para las operaciones del controlador solar (SC) de un sistema de controlador solar de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en un sistema de actuador operado por energía solar. (SOAS).
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