ES3055704A1 - Dispositivo transmisor de esfuerzos para seguidor solar - Google Patents

Dispositivo transmisor de esfuerzos para seguidor solar

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ES3055704A1 ES202430666A ES202430666A ES3055704A1 ES 3055704 A1 ES3055704 A1 ES 3055704A1 ES 202430666 A ES202430666 A ES 202430666A ES 202430666 A ES202430666 A ES 202430666A ES 3055704 A1 ES3055704 A1 ES 3055704A1
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Abstract

Dispositivo transmisor de esfuerzos para seguidor solar. El dispositivo comprende un primer tope (9), fijado a una superficie interior (5) de un casquillo (3) que es arrastrado por un eje de torsión (1) de un seguidor solar; y al menos una zona de contacto (10) dispuesta en el primer tope (9). La zona o las zonas de contacto (10) están configuradas para hacer contacto con respectivos segundos topes (11) que son solidarios a una abrazadera (7), que está fijada a un poste de cimentación (2) del seguidor y que rodea exteriormente el casquillo (3), cuando el eje de torsión (1) se encuentra en al menos una orientación de tope predeterminada, para transmitir al poste de cimentación (2) cargas y esfuerzos producidos por viento incidente. Permite trasmitir cargas de viento desde el eje de torsión (1) hacia la cimentación a través de los postes de cimentación (2), evitando cargar la reductora del seguidor solar.

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0004] DISPOSITIVO TRANSMISOR DE ESFUERZOS PARA SEGUIDOR SOLAR
[0006] Campo de la invención
[0008] La presente invención es aplicable en el sector de la energía solar, en particular, en la de los seguidores solares. De manera más concreta, la invención tiene por objeto un dispositivo transmisor de esfuerzos destinado a ser empleado en un seguidor solar, para transmitir esfuerzos de viento desde el eje de torsión a los postes de cimentación dicho seguidor solar.
[0010] Antecedentes de la invención
[0012] Resulta conocida en el estado de la técnica la utilización de dispositivos sobre los que se soporta la carga de una viga al mismo tiempo que permite el giro de dicha viga. Por ejemplo, en el sector de las instalaciones solares, se tiene una superficie con una pluralidad de paneles solares unidos mediante una viga que pivota sobre un eje norte-sur para orientar los paneles dependiendo de la posición del sol. Esta viga está abrazada por un cojinete que permite su giro, dispuesto en una abrazadera fijada a una viga de soporte, que trasmite las cargas al suelo. Para conseguir este efecto, existen algunas soluciones en las que la abrazadera es cerrada, ejemplo patente ES2801478, y otras en las que la abrazadera está partida, favoreciendo el montaje del seguidor.
[0014] Por otra parte, cada diseño de seguidor tiene una posición de defensa, también denominada “posición de bandera”, que está definida por un ángulo predeterminado que forma la dirección de viento horizontal con la orientación de los paneles del seguidor. En una estructura rígida, la posición horizontal es la que menos exposición tiene al viento y la que, por tanto, menos cargas debiera soportar. Sin embargo, la realidad es que los seguidores solares son estructuras flexibles, por lo que la posición horizontal es la que genera mayores instabilidades aeroelásticas. Por el contrario, la posición más vertical es la más estable, aun a costa de transmitir mayores cargas al suelo.
[0016] Una gran mayoría de seguidores parten de un actuador central y de un conjunto lineal de vigas a torsión, sobre las que están unidos los paneles. Cuanto mayor sea la longitud del conjunto de vigas, mayor competitividad presenta el seguidor, porque permite diluir el precio de electrónica y actuador central entre un mayor número de paneles fotovoltaicos.
[0018] Para el caso, antes mencionado, de posiciones de defensa cercanas a la vertical que resultan aeroelasticamente más estables, a costa de transmitir mayores fuerzas al suelo, se persiguen soluciones donde la torsión que origina el viento no se trasmita al actuador central sino a cada poste de cimentación.
[0020] Descripción resumida de la invención
[0022] La presente invención resuelve los inconvenientes antes mencionados, por medio de un dispositivo transmisor de esfuerzos para seguidor solar, de acuerdo con la reivindicación 1 independiente. En las reivindicaciones dependientes, y en la descripción de un ejemplo de realización, se describen realizaciones ventajosas opcionales. En particular, la invención también se refiere a un seguidor solar que incluye dicho dispositivo transmisor de esfuerzos.
[0024] En lugar de la convencional transmisión, de esfuerzos y energía asociados a viento incidente, desde el eje de torsión, a través de una reductora que actúa como empotramiento, hacia los postes de cimentación y, finalmente, hacia el suelo, el dispositivo de la invención provoca dicha transferencia de esfuerzos y de energía directamente desde el eje de torsión hacia los postes de cimentación, con reducida o nula intervención de la reductora, hacia el suelo. Esta transmisión de esfuerzos a cada poste de cimentación se realiza mediante un tope que evita la participación directa del casquillo, que generalmente está fabricado en plástico, por lo que presenta un carácter frágil y puede no funcionar bien frente a impactos, perdiendo la durabilidad requerida. De este modo, el seguidor solar puede incluir una o varias reductoras, montadas sobre los correspondientes postes de cimentación, de forma que no precisan de funcionar como empotramiento para recibir cargas, fundamentalmente de viento o de giro, desde el eje de torsión.
[0026] La principal ventaja de la solución propuesta es que permite una estrategia de defensa del seguidor frente a viento alto en una posición lo más vertical posible, es decir, en la posición de máximo giro permitido del seguidor, por ejemplo, a 55º, en la que la estructura resulta aeroelásticamente más estable frente a viento incidente, lo cual permite, además optimizar el dimensionamiento del eje de torsión, permitiendo seguidores más largos, si se mantiene el dimensionamiento del eje de torsión, o ejes de torsión menos dimensionados, para una longitud de seguidor dada. Esta ventaja adquiere una importancia añadida al tener en cuenta que los efectos de inestabilidad aeroelástica son más notables en seguidores más largos, debido a que las cargas y esfuerzos recorren mayor camino hasta llegar al suelo.
[0028] Breve descripción de las figuras
[0030] Las anteriores y otras ventajas y características se entenderán más completamente a partir de la siguiente descripción detallada de un ejemplo de realización, con referencia a las siguientes figuras, que deben considerarse de una manera ilustrativa y no limitativa.
[0032] La figura 1 muestra una vista en perspectiva del dispositivo transmisor de esfuerzos de la presente invención.
[0034] La figura 2 muestra una vista en perspectiva explosionada del dispositivo transmisor de esfuerzos de la figura 1 montado en un seguidor solar.
[0036] Lista de referencias
[0038] 1 Eje de torsión
[0039] 2 Poste de cimentación
[0040] 3 Casquillo
[0041] 4 Hueco
[0042] 5 Superficie interior
[0043] 6 Superficie exterior
[0044] 7 Elemento de cierre
[0045] 8 Piezas
[0046] 9 Primer tope
[0047] 10 Zona de contacto
[0048] 11 Segundo tope
[0049] 12 Hendiduras
[0050] 13 Ala
[0051] 14 Placa
[0052] 15 Salientes angulares
[0053] 16 Vástago
[0054] 17 Tuerca
[0055] 18 Arandela
[0056] 19 Cuna
[0057] 20 Perfil
[0059] Descripción detallada de la invención
[0061] Seguidamente se ofrece, con ayuda de las figuras 1-2 adjuntas antes referidas, una descripción en detalle de un ejemplo de realización preferente del dispositivo transmisor de esfuerzos para seguidor solar, objeto de la presente invención.
[0063] El seguidor solar al que el dispositivo de la invención es aplicable comprende un eje de torsión (1), que está soportado sobre postes de cimentación (2). El seguidor incluye también, como es convencional, un accionamiento (no representado), montado sobre uno de los postes de cimentación (2), para accionar un giro de seguimiento en el eje de torsión (1). Es posible incluir varios accionamientos, cada uno montado en su correspondiente poste de cimentación (2) en función del tamaño del seguidor.
[0065] El seguidor incluye además un casquillo (3) con un hueco (4) pasante, destinado a alojar y rodear el eje de torsión (1), así como el hueco (4) define en el casquillo (3) una superficie interior (5) que sujeta el eje de torsión (1) de forma que el eje de torsión (1) arrastre el casquillo (3) mediante el giro de seguimiento. El casquillo (3) presenta también una superficie exterior (6), que presenta una forma adaptada a la configuración del eje de torsión (1) y que, en el ejemplo representado, es cuadrada, pudiendo ser también de otras formas, tales como octagonal o hexagonal, por ejemplo.
[0067] El eje de torsión (1), junto con el casquillo (3), están soportados sobre el poste de cimentación (2) a través de medios de soporte que además rodean el casquillo (3) y, por tanto, el eje de torsión (1). Para rodear el casquillo (3) los medios de soporte se encuentran configurados de manera acorde, según diversas posibilidades. De acuerdo con un ejemplo, menos preferente, los medios de soporte comprenden una pieza que rodea enteramente el casquillo (3). Sin embargo, en el ejemplo, más preferente, representado mediante las figuras 1-2, los medios de soporte comprenden: una cuna (19), por ejemplo, de metal estampado, que no rodea completamente el casquillo (3); y, opcionalmente, un perfil (20), en forma de U invertida, intercalado entre el poste de cimentación (2) y la cuna (19), permitiendo fijación variable en altura y, opcionalmente, en inclinación. De acuerdo con el ejemplo representado, para rodear superiormente el casquillo (3) se dispone adicionalmente de un elemento de cierre (7), preferentemente metálico, conectado a la cuna (19), por ejemplo, a través de una unión atornillada que comprende: vástagos (16) de tornillo, para ser alojados en taladros (21) de la cuna (19); así como, opcionalmente, respectivas tuercas (17) y/o arandelas (18).
[0069] El casquillo (3) está preferentemente fabricado en un material plástico. La superficie exterior (6) del casquillo (3) puede tener formas diversas, tal como cilíndrica, según se muestra en las figuras, o esférica.
[0071] Se prefiere que el casquillo (3) esté fabricado en dos o más piezas (8), preferentemente en dos piezas (8), para facilitar el montaje del eje de torsión (1) dentro del casquillo (3).
[0073] Fijado a la superficie interior (5) del casquillo (3) y, por tanto, solidario con el eje de torsión (1), se encuentra un primer tope (9), dotado de al menos una zona de contacto (10), para hacer contacto con un respectivo segundo tope (11) solidario a los medios de soporte, por ejemplo, al elemento de cierre (7), cuando el eje de torsión (1) se encuentra en al menos una orientación de tope predeterminada durante el giro de seguimiento, para transmitir al poste de cimentación (2) cargas y esfuerzos producidos por viento incidente, por ejemplo, en posición de defensa. De manera preferente, se definen dos orientaciones de tope, correspondientes con el máximo giro permitido para el eje de torsión (1) por diseño en cada uno de los sentidos. De manera preferente, el primer tope (9) está dispuesto en una parte inferior del casquillo (3). El primer tope (9) y el segundo tope (11) tienen como misión soportar y trasladar esfuerzos hacia los postes de cimentación (2) involucrando lo menos posible a las reductoras, por lo que pueden estar constituidas por material resistente a impacto, por ejemplo, un material metálico apropiado para tornillería, o bien por un material absorbente de impacto, por ejemplo, un elastómero apropiado, ya sea en solitario o recubriendo un elemento rígido.
[0075] El segundo tope (11) puede ser un elemento sobresaliente de los medios de soporte, tal que, según se representa en las figuras, de la cuna (19). Por ejemplo, el segundo tope (11) puede ser un componente de la unión atornillada antes descrita, tal como la cabeza o el vástago (16) del tornillo, la tuerca (17), o la arandela (18), ya sea metálica o elastomérica, entre otros, de dicha unión atornillada empleada para cerrar el elemento de cierre (7) en torno al casquillo (3), o incluso un taco de goma o de plástico. En el ejemplo representado, el primer tope (9) cuenta con dos zonas de contacto (10), en correspondencia con dos segundos topes (11), para transmitir cargas en cada una de las dos orientaciones de tope definidas.
[0076] De acuerdo con la realización representada en la figura 1, la superficie interior (5) presenta hendiduras (12) para alojar el primer tope (9). Asimismo, el primer tope (9) puede estar configurado como una placa en forma de U, con dos alas (13) conectadas por un alma (14), donde las zonas de contacto (10) se encuentran en una de las alas (13) de dicha placa. Adicionalmente, para mejorar sujeción, el primer tope (9) puede incluir además unos salientes angulares (15) que sobresalen del alma (14) para alojarse lateralmente en la superficie interior (5) del casquillo (3).

Claims (19)

1. REIVINDICACIONES
1.- Dispositivo transmisor de esfuerzos para seguidor solar, caracterizado por que comprende:
- un primer tope (9), destinado a ser fijado a una superficie interior (5) de un casquillo (3) que rodea, y es arrastrable por, un eje de torsión (1) de un seguidor solar; y
- al menos una zona de contacto (10) dispuesta en el primer tope (9);
donde la zona o las zonas de contacto (10) están configuradas, cuando el eje de torsión (1) se encuentra en al menos una orientación de tope predeterminada, para hacer contacto con respectivos segundos topes (11) que son solidarios a unos medios de soporte destinados a soportar conjuntamente el eje de torsión (1) y el casquillo (3) sobre un poste de cimentación (2) del seguidor, estando los medios de soporte destinados a rodear exteriormente el casquillo (3) y el eje de torsión (1), siendo el contacto de la zona o las zonas de contacto (10) para transmitir al poste de cimentación (2) cargas y esfuerzos producidos por viento incidente.
2.- Dispositivo transmisor de esfuerzos para seguidor solar según reivindicación 1, donde el primer tope (9) es metálico.
3.- Dispositivo transmisor de esfuerzos para seguidor solar según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, donde el primer tope (9) está dispuesto en una parte inferior del casquillo (3).
4.- Dispositivo transmisor de esfuerzos para seguidor solar según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, donde el primer tope (9) presenta dos zonas de contacto (10).
5.- Dispositivo transmisor de esfuerzos para seguidor solar según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, donde el primer tope (9) está configurado como una placa (14) en forma de U, con dos alas (13), donde la zona o las zonas de contacto (10) se encuentran en una de las alas (13).
6.- Dispositivo transmisor de esfuerzos para seguidor solar según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, donde el primer tope (9) incluye además salientes angulares (15) para alojarse lateralmente en una superficie interior (5) del casquillo (3).
7.- Seguidor solar que comprende:
- un eje de torsión (1), soportado sobre postes de cimentación (2);
- un accionamiento, montado sobre uno de los postes de cimentación (2), para accionar un giro de seguimiento en el eje de torsión (1);
- un casquillo (3) con un hueco (4) pasante, destinado a alojar y rodear el eje de torsión (1), donde el hueco (4) define en el casquillo (3) una superficie interior (5) que sujeta el eje de torsión (1) de forma que el eje de torsión (1) arrastra el casquillo (3) mediante el giro de seguimiento; y
- medios de soporte, que rodean el casquillo (3) y el eje de torsión (1), y que soportan el eje de torsión (1) y el casquillo (3) sobre uno de los postes de cimentación (2);
estando el seguidor solar caracterizado por que además comprende el dispositivo transmisor de esfuerzos descrito en cualquiera de las reivindicaciones 1-6.
8.- Seguidor solar según reivindicación 7, donde la superficie interior (5) del casquillo (3) presenta hendiduras (12) para alojar el primer tope (9).
9.- Seguidor solar según cualquiera de las reivindicaciones 7-8, donde los medios de soporte comprenden una pieza que rodea enteramente el casquillo (3).
10.- Seguidor solar según cualquiera de las reivindicaciones 7-8, donde los medios de soporte comprenden:
- una cuna (19), sobre la que está soportado el casquillo (3), sin rodear completamente el casquillo (3); y
- un elemento de cierre (7), superiormente conectado a la cuna (19), para rodear conjuntamente el casquillo (3).
11.- Seguidor solar según cualquiera de las reivindicaciones 7-8, donde el segundo o los segundos topes (11) son elementos sobresalientes de los medios de soporte.
12.- Seguidor solar según reivindicación 11, donde el segundo o los segundos topes (11) sobresalen de la cuna (19).
13.- Seguidor solar según cualquiera de las reivindicaciones 10-12, donde el segundo o los segundos topes (11) forman parte de una unión atornillada empleada para cerrar el elemento de cierre (7) en torno al casquillo (3).
14.- Seguidor solar según reivindicación 13, donde el segundo o los segundos topes (11) se seleccionan entre:
- vástago (16) de la unión atornillada;
- cabeza de la unión atornillada;
- tuerca (17) de la unión atornillada; y
- arandela (18) de la unión atornillada.
15.- Seguidor solar según cualquiera de las reivindicaciones 9-11, donde el segundo o los segundos topes (11) comprenden un taco de goma o de plástico.
16.- Seguidor solar según cualquiera de las reivindicaciones 7-15, donde cada orientación de tope se corresponde con un giro máximo permitido al eje de torsión (1) por diseño en uno o en los dos sentidos.
17.- Seguidor solar según cualquiera de las reivindicaciones 7-16, donde el casquillo (3) está fabricado en un material plástico.
18.- Seguidor solar según cualquiera de las reivindicaciones 7-14, donde el casquillo (3) está fabricado en dos o más piezas (8) para facilitar montaje del eje de torsión (1) dentro del casquillo (3).
19.- Seguidor solar según cualquiera de las reivindicaciones 7-15, que además comprende una reductora montada en uno de los postes de cimentación (2), de tal forma que no precisa de funcionar como empotramiento ni recibir cargas desde el eje de torsión (1).
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