El objeto de esta Patente es describir un "Sistema Integral de Gestión y Vigilancia de Huertos Solares" (SIGVHUS) estando implícitamente definido su uso en el propio título.

Este sistema de gestión de eficiencia, vigilancia y protección está destinado a los huertos o campos solares, desde una perspectiva de seguridad integral, construida sobre una estructura de control basada en varios niveles de protección, que nos garantizan una prevención de hurtos, protegiendo no sólo el perímetro y el recinto, sino las instalaciones de captación de energía, y que son las placas solares, y algunos elementos auxiliares.

Este sistema es un diseño basado en Micro-controladores digitales de altas prestaciones, que permiten la comunicación de datos entre los paneles solares y el centro de control o central de alarmas que puede estar ubicado localmente en la instalación o remotamente en cualquier lugar.

Sistema integral de gestión y vigilancia de huertos solares.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a la implementación de un sistema de gestión de eficiencia, vigilancia y protección destinado a los huertos o campos solares, desde una perspectiva de seguridad integral, construida sobre una estructura de control basada en varios niveles de protección, que nos garantizan una prevención de hurtos efectiva, protegiendo no sólo el perímetro y el recinto, añadiendo la protección a lo fundamental y objetivo primario de los intrusos de las instalaciones de captación de energía, y que son las placas solares, y algunos elementos auxiliares.

El sistema SIGVHUS (sistema integral de gestión y vigilancia de huertos solares, es decir, el sistema objeto de la invención) es un diseño de ingeniería basado en Micro-controladores digitales de altas prestaciones, que permiten la comunicación de datos entre los paneles solares y el centro de control o central de alarmas que puede estar ubicado localmente en la instalación o remotamente en cualquier lugar. El sistema utiliza para la comunicación las propias líneas de energía del campo solar lo cual redunda en un bajo coste de instalación y en un control añadido de la integridad de las propias líneas de transmisión de la energía generada por las placas solares.

Dicha comunicación entre los elementos de captación de energía, y la central de alarmas o de control permite la verificación continua del estado de la instalación, así como de las líneas, permitiendo a la vez la obtención de datos de telemetría de cada uno de los elementos (placas solares), y por tanto de la planta solar completa.

Dado que el sistema está basado en la utilización de Micro-controladores digitales, que son fácilmente programables según las necesidades de cada caso, se prevé la creación de una versión de bajo coste que no se base en una comunicación digital a través de las líneas de energía entre el Micro-controlador de Cabecera y las propias placas. Esta versión está basada en la programación de los Micro-controladores de cabecera con un software que calcule y compare de forma cíclica la impedancia del circuito de carga que suponen las placas solares conectadas a él. Con este software, el Micro-controlador muestrea y compara el nivel de impedancia de la línea de placas solares y detecta cambios bruscos de este valor, los cuales sólo pueden ser debidos a averías de la línea o a la falta de una o más placas solares si son sustraídas. En los casos en los que las variaciones bruscas de impedancia sean debidas a sobretensiones del sistema, fenómenos atmosféricos u otros efectos temporales, el software de control aplica algoritmos de detección de cada caso. Dado que en esta versión no se realiza una comunicación entre Micro-controlador de Cabecera y Micro-controladores de Placas, no será posible obtener datos de telemetría de las placas solares pero se dispondrá de un sistema de alertas ante hurtos o averías de alta fiabilidad y bajo coste.

Campo de la invención

El campo de aplicación de esta solución sería cualquier instalación a base de placas de solares fotovoltaicas, cualquiera que sea su tipología y potencia:

• Instalaciones pequeñas de 3 kW

• Instalaciones medianas con un rango entre 5 y 100 Kw

• Instalaciones grandes con un rango entre 100 Kw y 1 MW

• Centrales fotovoltaicas con un rango entre 1 y 50 MW.

Dado que el sistema se integra en cada una de las placas solares que componen la instalación, el procedimiento de implantación es independiente de la tipología y potencia del campo solar. De igual forma, la versión reducida a un único Micro-controlador por Cabecera de línea, también es independiente de la tipología y potencia del campo solar.

Por tanto este invento es aplicable a toda la escala de instalaciones de captación de energía fotovoltaica, desde la instalación doméstica al gran huerto solar, proporcionando no sólo seguridad en la instalación, sino también información sobre el correcto funcionamiento de los distintos elementos de las instalaciones.

El sistema objeto de la invención es aplicable a cualquier tipo de instalación fotovoltaica.

Estado de la técnica anterior

La alta demanda en el mercado de paneles solares, el importante esfuerzo en la inversión inicial y los periodos de aproximadamente 7-10 años para amortizar la inversión (dependiendo de la producción de energía, ubicación, topología de los paneles, eficiencia, etc.), ha provocado una alta demanda en el mercado de paneles solares y escasez de los mismos. Por otro lado, el inversor busca minimizar, en la medida de lo posible, el coste inicial de inversión para reducir el periodo de amortización y comenzar a obtener beneficios.

Estos factores han propiciado la aparición de un "mercado negro" de paneles solares provenientes del robo de otras instalaciones ya realizadas.

Frente a todo esto, las compañías de seguros, con el fin de proteger sus intereses, han impuesto franquicias en los seguros de protección frente a robo y vandalismo de aquellas instalaciones desatendidas que se encuentren sin medidas de seguridad.

Para el inversor, el perjuicio por el robo de paneles solares o la rotura de los mismos por actos vandálicos, genera un doble sobrecoste, no previsto en los estudios de rentabilidad que motivan la inversión. En un primer lugar el coste de reposición de los paneles robados o dañados y en segundo lugar las pérdidas provocadas por la falta de producción de energía hasta que los paneles sean repuestos.

Cabe comentar además de los costes mencionados el posible daño adicional sobre la infraestructura mecánica o eléctrica del propio seguidor que puede ocasionar incluso la pérdida total de la inversión.

Frente al problema de seguridad por robo o vandalismo y las franquicias de las aseguradoras frente a estos conceptos, resulta lógico el planteamiento de considerar en el estudio de viabilidad, instalaciones específicas de seguridad que protejan y disuadan de marcar como objetivo del pillaje o gamberrismo las instalaciones solares fotovoltaicas.

Explicación de la invención

El sistema objeto de la invención se establece como un sistema de control de instalaciones de captación de energía solar fotovoltaica, a través de un nivel principal de protección que garantiza que las placas solares no pueden ser sustraídas en ningún caso.

El nivel principal de protección lo constituye un diseño de ingeniería basado en un Micro-controlador digital de control (MCDC) que, alojado en cada placa solar, permite la comunicación de datos de cada uno de los paneles solares y el centro de control o central de alarmas, ubicado localmente en la instalación o en remoto desde cualquier lugar, utilizando para ello, las propias líneas de energía del huerto solar. La información que fluye por las propias líneas de energía está protegida contra interferencias radioeléctricas o de cualquier otra naturaleza.

El despliegue de una pluralidad de dispositivos MCDC permite generar cinco redes-anillos de protección del huerto o planta solar:

• La primera red de protección está constituida por los MCDC localizados en las propias placas, cuya ubicación en la caja de conexiones de la propia placa, dispone de un sistema anti apertura conectado al MCDC, lo que generaría un aviso ante cualquier intento de violentar la misma.

• La segunda red de protección la establece la ubicación de un MCDC en el concentrador de cada sector de placas.

• El tercer anillo de protección está garantizado por la ubicación de los MCDC en los inversores de corriente.

• La cuarta barrera de protección queda garantizada por las líneas de energía de la propia instalación, dado que cualquier interrupción forzada de la misma, es inmediatamente detectada por el MCDC instalado en la cabecera que detecta fallos en las comunicaciones o variaciones bruscas de impedancia.

• El quinto anillo de protección es perimetral y se ubica en la valla de protección de la instalación por la que se hará discurrir una mínima intensidad de corriente, ubicándose varios MCDC.

La fiabilidad de la comunicación entre los distintos elementos de captación de energía permite la verificación constante de la presencia física y del funcionamiento normal de dichos elementos, y por tanto de la instalación completa. Un MCDC instalado en la cabecera (cuarto anillo...

1. Sistema integral de gestión y vigilancia de huertos solares compuesto esencialmente por un micro-controlador digital de control (2), que está adosado en la caja de conexiones de las placas solares (1) que conforman el huerto solar, caracterizado por estar formando por cinco redes de protección:

a) una primera red de protección (3), en la que el micro-controlador (2) queda incorporado en la caja de conexión de las placas solares (1);

b) segunda red de protección (4), en la que un micro-controlador digital de control (2) queda incorporado en los concentradores de potencia, de cada sector del huerto solar;

c) tercera red de protección (5), conformada por un micro-controlador digital de control (2) en cada inversor de corriente;

d) cuarta red de protección (6) estará formada por un micro-controlador (2) instalado en la cabecera de las líneas de energía del propio huerto solar, y estará habilitada para detectar a su vez, los fallos en las comunicaciones o las variaciones bruscas de la impedancia, dentro la instalación;

e) quinta red de protección (7), que será perimetral, y en la que se ubicarán una pluralidad de micro-controladores (2) en la valla de protección del huerto solar, y en la que se hará discurrir una mínima intensidad de corriente.

2. Sistema integral de gestión y vigilancia de huertos solares, según reivindicación 1, caracterizado porque el micro-controlador digital de control (2), en la primera red de protección (3) habilita la comunicación de datos entre las placas solares (1) con un centro de control o central de alarmas, ubicado generalmente dentro del propio huerto solar o bien mediante telemetría, en cualquier posición, utilizando para ello un software específico de control.

3. Sistema integral de gestión y vigilancia de huertos solares, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el micro-controlador digital de control (2), instalado en la cabecera, en la cuarta red de protección (6) realiza un chequeo continuo, cada 0,1 segundos, de la presencia de cada componente de la instalación, así como de la obtención de datos de telemetría de dichos componentes.

4. Sistema integral de gestión y vigilancia de huertos solares, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque para conseguir la comunicación, se utilizan las propias líneas de energía del propio huerto solar.

5. Sistema integral de gestión y vigilancia de huertos solares, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los micro-controladores digitales de control (2), disponen de un sistema de anti-apertura conectado al propio micro-controlador (2).

6. Sistema Integral de Gestión y Vigilancia de Huertos Solares, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque paralelamente, como apoyo al sistema se instalará un sistema de análisis inteligente de imágenes, mediante cámaras digitales PTZ en domos, conectados al centro de control.