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ES1282819U - Seguidor solar monofila - Google Patents

Seguidor solar monofila Download PDF

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ES1282819U
ES1282819U ES202132186U ES202132186U ES1282819U ES 1282819 U ES1282819 U ES 1282819U ES 202132186 U ES202132186 U ES 202132186U ES 202132186 U ES202132186 U ES 202132186U ES 1282819 U ES1282819 U ES 1282819U
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De Samaniego Garcia Abel Cordoba
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Abstract

Seguidor solar monofila que comprende un eje de giro (1) sobre el que se disponen montados los paneles solares (2) para que giren según un ángulo controlado estando el eje de giro (1) apoyado sobre una pluralidad de postes de sustentación, con unos postes motores (3.1) opcionalmente combinados con postes estándar (3.2), caracterizado por que comprende un actuador lineal (4) en cada poste motor (3.1) que impulsa una palanca (4.1) conectada con el eje de giro (1) provocando su giro, estando la extremidad inferior (4.3) del actuador lineal (4) vinculada a través de una articulación (4.4) al poste motor (3.1); y por que cada actuador lineal (4) es activado por un motor (5) correspondiente, comprendiendo el seguidor solar un sistema de control que activa simultáneamente cada motor (5) para que todos los paneles solares (2) mantengan la misma orientación.

Description

DESCRIPCIÓN
SEGUIDOR SOLAR MONOFILA
Sector de la técnica
La presente invención está relacionada con el sector de la energía solar, más concretamente a un seguidor solar y su accionamiento, de los destinados a soportar paneles solares con un eje de giro y de una única fila por accionamiento con una gran longitud, reduciendo o eliminando los esfuerzos torsionales producidos en la torsión del eje de giro.
Estado de la técnica
Los seguidores solares cambian su orientación a lo largo del día para que la normal a la superficie de los paneles solares coincida en todo momento con el meridiano local que contiene el sol y así maximizar la captura de energía. En particular, los seguidores solares de un solo eje o monofila giran los paneles alrededor de un solo eje de giro.
En la actualidad son conocidas soluciones en las que para accionar el giro para el posicionamiento de los paneles se emplea, por ejemplo, un solo motor conectado al eje de giro posicionado en uno de los extremos o en una posición central con la suficiente fuerza para realizar la rotación del eje y todos los paneles. Para una correcta rotación del eje de giro es necesario que los postes de sustentación en los que descansa el eje de giro para soporte de los paneles comprendan cojinetes o rodamientos que permitan la rotación.
Sin embargo, esta solución exige de un dimensionamiento del eje de torsión de mayor tamaño que resista los valores de torsión más altos además de un motor de gran potencia para mover todo el eje de giro junto con los paneles, lo que incrementa considerablemente los costes de la instalación. Además, incluso con tal dimensionamiento se pueden producir perdidas a lo largo del eje debido a la torsión y/o a la resistencia de los elementos conectados dando así lugar a que el giro del eje no sea uniforme.
Para solucionar este hecho existen soluciones en las que existen los postes de sustentación están divididos en postes motores intercalados con postes estándar, en dichos postes motores se disponen actuadores de forma que un motor energiza un actuador y transmite el movimiento al resto de actuadores mediante una barra de transmisión auxiliar de forma que se reducen las fuerzas de torsión generadas. No obstante, en este tipo de soluciones se pueden generar igualmente perdidas debido a las diferentes conexiones que provoquen un giro no uniforme por los diferentes actuadores, y en tal caso se produzca una torsión en el eje de giro principal dando lugar en casos extremos a diferentes angulaciones de los paneles entre extremos.
A la vista de las descritas desventajas que presentan las soluciones existentes en la actualidad, resulta evidente que es necesaria una solución que evite las tensiones torsionales generadas en el eje que reduzcan el rendimiento de los paneles o acorten la vida útil de la instalación.
Objeto de la invención
Con la finalidad de cumplir este objetivo y solucionar los problemas técnicos comentados hasta el momento, además de aportar ventajas adicionales que se pueden derivar más adelante, la presente invención se refiere a un seguidor solar monofila que comprende un eje de giro sobre el que se disponen montados los paneles solares para que giren según un ángulo controlado estando el eje de giro apoyado sobre una pluralidad de postes de sustentación, con unos postes motores opcionalmente combinados con postes estándar, es decir, siendo los postes motores los que accionan el giro del seguidor y por lo tanto comprenden un motor pudiendo ser todos los postes de sustentación postes motores o estando combinados con postes estándar sin motor que únicamente sirven de sustentación. El seguidor solar comprendiendo un actuador en cada poste motor que impulsa una palanca (barra, o elemento similar) conectada con el eje de giro provocando su giro y en consecuencia el giro del seguidor; estando la extremidad inferior del actuador lineal vinculada a través de una articulación al poste motor. Cada actuador lineal es activado por un motor correspondiente, comprendiendo el seguidor solar un sistema de control que activa simultáneamente cada motor para que todos los paneles solares mantengan la misma orientación.
Gracias a esta configuración todos los motores tienen una sincronización para producir el mismo giro en el mismo momento contando con un actuador lineal en cada poste motor que aplicará el movimiento. Dicho actuador lineal seleccionable entre un actuador lineal eléctrico, hidráulico, etc. Con este sistema se logra un aumento del rendimiento debido a que no se producen pérdidas por rozamiento mecánico (producidas por la barra de transmisión, unión cardan...), derivando en una instalación más sencilla, y más fácil de montar que en el caso de las soluciones que disponen de barra de transmisión. Además, permite dimensionar el seguidor de forma que el eje de giro puede tener menos sección ya que debe soportar menos esfuerzos, y en consecuencia los postes de sustentación serán dimensionados igualmente con menor sección ya que tienen que soportar menos peso. A su vez, los actuadores lineales requerirán de menor dimensionado al disponer de un motor eléctrico independiente para cada uno de ellos.
Se consigue por lo tanto una optimización del seguidor al tener menos peso, lo que influye de forma directa en un mejor transporte, al reducirse peso y volumen.
El sistema de control para la orientación simultánea de todos los paneles mediante los actuadores lineales comprende una unidad de control central que activa todos los motores de los actuadores lineales.
Según una realización alternativa, está previsto que el sistema de control comprenda una unidad de control por cada motor, con una unidad de control maestra que envía la señal al resto de unidades de control esclavas para la activación de los motores.
El hecho de que los motores sean independientes permite un mayor control de su giro pudiendo del mismo modo saber o controlar el movimiento de estos. Por otra parte, la sincronización permite el aliviar las tensiones en forma de torsión que puedan producirse en el eje principal debido a la diferencia de velocidad angular de los motores o la posición angular de estos, al realizar exactamente el mismo desplazamiento guiados cada uno por su motor y controlador no da cabida a la producción de torsiones en el eje entre postes o puntos de apoyo.
Asimismo, mejora la escalabilidad o modularidad de la instalación, ya que permite reducir o ampliar la longitud del seguidor en función de las necesidades de la instalación.
Según otro aspecto de la invención para la comunicación entre el sistema de control y los motores, o entre los propios controladores individuales de cada motor que accionan cada uno de los actuadores lineales, se realiza mediante cableado existente o adicional y/o medios inalámbricos, como por ejemplo bluetooth, LoRa, Zigbee o vía WIFI.
Preferentemente, la unidad de control está configurada para activar los motores de los actuadores a partir de una señal recibida del motor o de unos sensores instalados en cada uno de los actuadores. De esta forma se consigue tanto una óptima sincronización de los actuadores lineales, como una capacidad de detección de fallas que eviten que se active el giro en caso de rotura o fallo del seguidor o de alguno de los motores, los controladores son capaces de detectar dicho fallo y detener el sistema para que no se produzcan daños en el seguidor.
Adicionalmente la unidad de control está configurada para regular la velocidad de los motores para que los paneles se muevan de modo sincrónico. De esta manera, se controlan los motores según las condiciones ambientales para que se produzca el giro del eje de giro de forma uniforme.
Esta configuración además es posible implantarla a más de una file de paneles solares que trabajen en paralelo.
Descripción de las figuras
La figura 1 muestra una vista superior del seguidor solar en el que se puede apreciar la totalidad de paneles solares dispuestos sobre el eje de giro.
La figura 2 muestra vista de alzado del seguidor solar de la figura 1 donde se pueden ver los paneles sustentados sobre los postes siendo unos postes motores y otros postes estándar de sustentación.
La figura 3 muestra una vista de perfil del seguidor en la que se puede ver uno de los postes motores con su correspondiente actuador lineal en posición media.
La figura 4 muestra una vista de perfil del seguidor en la que se puede ver uno de los postes motores con su correspondiente actuador lineal en posición extendida.
La figura 5 muestra una vista de detalle de alzado de uno de los actuadores lineales y su motor de accionamiento.
La figura 6 muestra de forma esquemática el sistema de control con una unidad de control central.
La figura 7 muestra de forma esquemática el sistema de control con una unidad de control por cada motor.
Descripción detallada de la invención
A la vista de las mencionadas figuras, y de acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en ellas un ejemplo de realización preferente de la invención, la cual comprende las partes y elementos que se indican y describen en detalle a continuación.
En la figura 1 se puede ver una instalación solar de paneles solares (2) en este caso correspondiendo con un seguidor monofila objeto de la invención.
Como se puede visualizar en la figura 2 este tipo de seguidor comprende postes de sustentación preferentemente equidistantes para sustentación de los paneles solares (2) que se disponen montados con su correspondiente marco y correas sobre un eje de giro (1) que se extiende en toda la longitud de los paneles (2). De forma que el eje de giro (1) se apoya sobre dichos postes dividiéndose entre postes motores (3.1) que comprenden un actuador lineal (4) para el accionamiento del giro del eje de giro (1) para orientación de los paneles (2), y unos postes estándar (3.2) intermedios que únicamente sirven de sustentación sin aplicar torsión al eje de giro (1), pudiendo darse otras opciones de diseño en las que no existen postes estándar (3.2) y son todos postes motores (3.1).
Como se puede ver en las figuras 3 y 4, estos actuadores lineales (4) son de la forma de actuadores lineales eléctricos, pudiendo ser de cualquier otra configuración como por ejemplo hidráulicos. El seguidor comprende una palanca (4.1) conectada en la parte superior del actuador lineal (4) que aplica el giro sobre el eje de giro (1) por acción de un vástago (4.2) accionado para el ejemplo mostrado por un husillo accionado por un motor (5) instalado sobre dicho actuador lineal (4) como se puede ver en el detalle de la figura 5. De esta manera cuando el motor (5) acciona el actuador lineal (4), el vástago (4.2) del mismo se desplaza haciendo pivotar la palanca (4.1) que provoca un giro controlado del eje de giro al que va conectada en función de la orientación del panel solar (2) que se desee conseguir.
Dicho actuador lineal (4) se dispone fijado con su extremo inferior (4.3) al poste motor (3.1) mediante una articulación (4.4).
El seguidor solar de la invención comprende además un sistema de control que está configurado para enviar una señal para que todos los motores (5) se activen simultáneamente. De este modo, los motores (5) accionan los actuadores (4) para aplicar el giro sobre el eje de giro (1) en el mismo instante de forma que los paneles solares (4) se mueven al unísono evitando torsiones indeseadas a lo largo del eje de giro (1).
Según una realización preferente, como se detalla en la figura 6, el sistema de control comprende una única unidad de control central (6) que activa los motores (5) de cada actuador lineal (4).
Según una realización alternativa de diseño, como se detalla en la figura 7, está previsto que el sistema de control comprenda una unidad de control por cada uno de los motores (5), con una unidad de control maestra (7.1), siendo el resto unidades de control esclavas (7.2), de forma que están comunicadas entre ellas y la unidad de control maestra (7.1) envía una señal a las unidades de control esclavas (7.2) que actúan para sincronizarse con la unidad de control maestra (7.2), consiguiendo que todos los paneles se desplacen simultáneamente.
Esta comunicación entre la unidad de control central (6) y los motores (5), y la comunicación entre las unidades de control (7.1, 7.2) entre ellas y con los motores (5) se establece preferentemente por cableado existente o adicional y/o por medios inalámbricos como WIFI, LoRa, Zigbee o bluetooth.
Según una opción preferente de la invención, el sistema de control está configurado para enviar la señal de activación de los motores (5) para actuación de los actuadores lineales (4) a partir de una señal recibida del motor o motores (5) y/o de unos sensores (8) instalados en cada uno de los actuadores lineales (4).
Además, según otro aspecto de la invención, el sistema de control está configurado para regular la velocidad de los motores (5) para que los paneles (2) se muevan de modo sincrónico. De este modo, en el momento de enviar la señal de activación sincronizada de los motores (5), en función de las condiciones ambientales, como un mayor viento en unos paneles (2) que, en otros, la unidad de control regulará las velocidades de los motores (5) para que el giro a lo largo del eje de giro (1) sea uniforme.
Se obtiene por tanto un seguidor solar que confiere a la instalación un mayor control sobre el giro de los paneles (2) evitando torsiones indeseadas en el eje de giro (1) que pudieran derivar en diferentes torsiones entre paneles solares (2) o deterioro de la instalación.

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. -Seguidor solar monofila que comprende un eje de giro (1) sobre el que se disponen montados los paneles solares (2) para que giren según un ángulo controlado estando el eje de giro (1) apoyado sobre una pluralidad de postes de sustentación, con unos postes motores (3.1) opcionalmente combinados con postes estándar (3.2), caracterizado por que comprende un actuador lineal (4) en cada poste motor (3.1) que impulsa una palanca (4.1) conectada con el eje de giro (1) provocando su giro, estando la extremidad inferior (4.3) del actuador lineal (4) vinculada a través de una articulación (4.4) al poste motor (3.1); y por que cada actuador lineal (4) es activado por un motor (5) correspondiente, comprendiendo el seguidor solar un sistema de control que activa simultáneamente cada motor (5) para que todos los paneles solares (2) mantengan la misma orientación.
2. - Seguidor solar según la reivindicación 1, caracterizado por que el sistema de control comprende una unidad de control central (6) que activa todos los motores (5).
3. - Seguidor solar según la reivindicación 1, caracterizado por que el sistema de control comprende una unidad de control por cada motor (5) comprendiendo una unidad de control maestra (7.1) y el resto unidades de control esclavas (7.2), enviando la unidad de control maestra (7.1) la señal de activación a las unidades de control esclavas (7.2) para la activación de los motores (5).
4. - Seguidor solar según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la comunicación entre el sistema de control y los motores (5), y/o la comunicación entre las unidades de control (7.1, 7.2) para que los motores (5) se activen simultáneamente, se realiza mediante cableado y/o medios inalámbricos.
5. - Seguidor solar según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sistema de control está configurado para activar los motores (5) de los actuadores lineales (4) a partir de una señal recibida de uno o varios motores (5) y/o de unos sensores (8) instalados en cada uno de los actuadores lineales (4).
6. - Seguidor solar según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sistema de control está configurado para regular la velocidad de los motores (5) para que los paneles (2) se muevan de modo sincrónico.
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