Dispositivo (5) para el seguimiento de por lo menos un módulo (1) de una instalación de módulos solares,

que comprende un dispositivo de soporte (4) que soporta el módulo (1) y que está alojado de modo giratorio alrededor de un eje (2), un armazón (8) que sujeta el dispositivo de soporte (4), que se debe instalar de modo fijo, a sí como unos medios para el seguimiento del dispositivo de soporte (4) conjuntamente con el módulo (1), en el que el eje (2) se extiende en paralelo a un plano definido por medio del módulo (1) y en un plano meridiano definido por medio del lugar de colocación bajo un ángulo (a) comprendido entre 10º y 70º respecto a la horizontal del lugar de colocación, y el módulo (1) así como el dispositivo de soporte (4) están conformados aproximadamente de modo cuadrado, caracterizado porque la fijación del dispositivo de soporte (4) en el armazón (8) se realiza exactamente en dos puntos (B, C), de manera que el movimiento giratorio es posible precisamente alrededor del eje (2) definido por medio de estos dos puntos (B, C), que se extiende en paralelo a una diagonal del cuadrado, o coincide con el mismo

Dispositivo y procedimiento para el seguimiento de por lo menos un módulo en una instalación de módulos solares.

La presente invención se refiere a un dispositivo para el seguimiento de por lo menos un módulo de una instalación de módulos solares, que comprende un dispositivo de soporte que soporta el módulo y que está alojado de modo giratorio alrededor de un eje, un armazón que sujeta el dispositivo de soporte, que se debe instalar de modo fijo, así como unos medios para el seguimiento del dispositivo de soporte conjuntamente con el módulo, extendiéndose el eje paralelo respecto a un plano definido por medio del módulo y en un plano meridiano definido por medio del lugar de colocación bajo un ángulo que está comprendido entre 10º y 70º respecto a la horizontal del lugar de colocación, y el módulo, así como el dispositivo de soporte, están conformados aproximadamente de modo cuadrado. Además, la invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para el seguimiento de por lo menos un módulo de una instalación de módulos solares, y una disposición de módulos solares.

En el sentido de la presente solicitud, la expresión "aproximadamente cuadrado" se debe entender de tal manera que la relación entre lados del dispositivo de soporte, o bien del módulo, esté en un intervalo comprendido entre 0,9 y 1,1. En este caso, la geometría del dispositivo de soporte y del módulo no debe coincidir necesariamente. Por el contrario, se puede concebir que el dispositivo de soporte, por ejemplo, esté conformado de modo exactamente cuadrado, es decir, que presente una relación entre los lados de 1,0, y que el módulo fijado sobre el mismo, que puede estar conformado a partir de varios elementos modulares tenga una relación entre lados de 1,1.

Las instalaciones de módulos solares pueden ser, por un lado, dispositivos para la generación de calor a partir de la radiación solar, en los que la energía calorífica contenida en la luz solar es recogida en el módulo, y desde allí se transmite. En contraposición con esto, por medio de instalaciones fotovoltaicas (FV) tiene lugar una conversión de la energía de radiación del sol en energía eléctrica. En la presente solicitud, no es relevante qué tipo de obtención de energía debe tener lugar por medio de las instalaciones solares, razón por la cual en lo sucesivo, el concepto "módulo" se utilizará como término genérico para los dispositivos usados en las instalaciones solares, es decir, colectores solares térmicos y los denominados módulos FV.

Para generar durante el funcionamiento un máximo de energía, el sol deberá estar en ángulo recto sobre la superficie de los módulos. En caso de que la radiación solar se desvíe del ángulo recto, se reducirá la potencia de la instalación solar.

Como consecuencia del movimiento cíclico del sol alrededor de la tierra -tanto en el cambio durante el día como en el cambio durante el año- el ángulo de incidencia de la radiación, sin embargo, no es constante, de manera que en las instalaciones con módulos instalados de modo fijo, se debe encontrar un compromiso respecto al ángulo de inclinación. La orientación se debe seleccionar, de tal manera que la radiación solar sea lo más intensiva posible.

Según esto, el rendimiento de instalaciones solares depende, por un lado, del ángulo de inclinación entre la horizontal y el módulo, y por otro lado, de la orientación del módulo en la dirección del cielo.

El ángulo de inclinación óptimo del módulo respecto a la horizontal depende, además, de la anchura geográfica del lugar en el que se debe usar la instalación. Por ejemplo, una instalación solar que se encuentre en Alemania, con una orientación hacia el sur y con un ángulo de inclinación comprendido entre 30º y 40º consigue en verano la mayor ganancia energética. En caso de que la instalación solar, sin embargo, haya de ser optimizada en relación con la primavera y el otoño, es más adecuado un ángulo de inclinación comprendido entre 50º y 60º.

Estado de la técnica

Además de instalaciones solares con módulos instalados de modo fijo, en el estado de la técnica también hay instalaciones solares en las que los módulos siguen la posición del sol. En este caso, se diferencia entre instalaciones cuyos módulos realizan un seguimiento en un eje, o bien el paso horario (seguimiento alrededor de un eje vertical) o el ángulo de incidencia del sol (seguimiento alrededor de un eje horizontal) o instalaciones en las que el seguimiento se realiza en dos ejes, gracias a lo cual se puede conseguir una obtención de energía de hasta un 50% más en comparación con un disposición fija.

El documento DE 199 22 795 A1 da a conocer un ejemplo para un dispositivo destinado al ajuste del ángulo de ataque, en el que el módulo está alojado de modo giratorio alrededor de un eje horizontal. El módulo está fijado sobre dos soportes que se extienden horizontalmente, que, a su vez, están provistos en sus extremos de unos carros que se pueden mover en un armazón en forma de arco. De este modo, el ángulo de inclinación entre la horizontal y el colector está conformado de tal modo que se pueda regular.

Como ejemplo para un dispositivo para el seguimiento en dos ejes de módulos solares se cita el documento DE 103 43 374 A1. En este caso, se da a conocer un armazón con una consola a modo de marco para la fijación de los colectores solares, en el que el armazón está dispuesto de modo que pueda realizar un movimiento giratorio sobre una corona giratoria. Además, la consola está unida con el armazón de modo que pueda realizar un movimiento giratorio alrededor de un eje horizontal, de manera que además de un movimiento giratorio de los colectores alrededor de un eje vertical se pueda realizar asimismo un movimiento giratorio alrededor de un eje horizontal.

El documento DE 202 04 679 U1 da a conocer un ejemplo para un dispositivo destinado al seguimiento de un módulo solar por medio de dos barras de posicionamiento, estando alojados el módulo y el marco de soporte de modo que puedan bascular por todos los lados sobre un mástil de soporte.

El dispositivo de seguimiento conocido a partir del documento EP 1 710 651 A1 para una instalación fotovoltaica está construido asimismo de tal manera que sea posible un seguimiento del módulo por medio del giro tanto alrededor de un eje vertical como alrededor de un eje horizontal. Para poder prescindir tanto de un accionamiento separado para el seguimiento en el eje horizontal como en el eje vertical, en el documento EP 1 710 651 A1 está previsto un acoplamiento mecánico del seguimiento vertical y horizontal, de tal manera que el seguimiento en el eje horizontal se pueda realizar a través de un movimiento de regulación del accionamiento para el eje vertical.

Todos los dispositivos de seguimiento mencionados anteriormente tienen en común una construcción compleja y costosa que hace que los dispositivos requieran un elevado mantenimiento y resulten costosos. Las instalaciones solares con seguimiento, como consecuencia de su colocación libre, están sometidas a una particular carga eólica, de manera que son necesarias elevadas exigencias referentes a la estabilidad. En caso de que el dispositivo de seguimiento ocasione costes adicionales desproporcionadamente elevados, tiene más sentido prescindir de un seguimiento, y en su lugar colocar un módulo fijo de mayor superficie.

Finalmente, el documento DE 20 2004 001 642 U1 da a conocer un armazón para la colocación de instalaciones solares, por medio del cual se hace bascular un módulo solar alrededor de un eje que está en el plano del módulo solar, de manera que sea posible un seguimiento en un eje. En este caso, el eje está en la zona de una mediana del módulo solar construido de modo cuadrado.

Objetivo

El objetivo de la presente invención es desarrollar a partir del estado de la técnica unos dispositivos de seguimiento para módulos solares de tal manera que su coste relacionado con los aparatos se mantenga lo más bajo posible, y con ello sea posible un uso económico. Además debe ser posible un funcionamiento continuado sin tiempos de parada condicionados por el mantenimiento. Además, se debe proporcionar un procedimiento para el seguimiento de módulos solares y un dispositivo del mismo, que cumplan igualmente los objetivos mencionados anteriormente.

Solución

Partiendo de un dispositivo destinado al seguimiento de por lo menos un módulo de una instalación solar según el tipo descrito al comienzo, el objetivo se alcanza gracias a que la fijación del dispositivo...

1. Dispositivo (5) para el seguimiento de por lo menos un módulo (1) de una instalación de módulos solares, que comprende un dispositivo de soporte (4) que soporta el módulo (1) y que está alojado de modo giratorio alrededor de un eje (2), un armazón (8) que sujeta el dispositivo de soporte (4), que se debe instalar de modo fijo, a sí como unos medios para el seguimiento del dispositivo de soporte (4) conjuntamente con el módulo (1), en el que el eje (2) se extiende en paralelo a un plano definido por medio del módulo (1) y en un plano meridiano definido por medio del lugar de colocación bajo un ángulo (a) comprendido entre 10º y 70º respecto a la horizontal del lugar de colocación, y el módulo (1) así como el dispositivo de soporte (4) están conformados aproximadamente de modo cuadrado, caracterizado porque la fijación del dispositivo de soporte (4) en el armazón (8) se realiza exactamente en dos puntos (B, C), de manera que el movimiento giratorio es posible precisamente alrededor del eje (2) definido por medio de estos dos puntos (B, C), que se extiende en paralelo a una diagonal del cuadrado, o coincide con el mismo.

2. Dispositivo (5) según la reivindicación 1, caracterizado porque el ángulo (a) presenta un valor comprendido entre 20º y 60º, preferentemente entre 30º y 50º.

3. Dispositivo (5) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el medio para el seguimiento del dispositivo de soporte (4) es un torno de cable (18), atacando el cable (17) a las esquinas (A, D) móviles libres del dispositivo de soporte (4).

4. Dispositivo (5) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está equipado con un control temporal continuo o paso a paso para el seguimiento del módulo (1).

5. Procedimiento para el seguimiento de por lo menos un módulo (1) conformado aproximadamente de modo cuadrado de una instalación de módulos solares, en el que el seguimiento del módulo (1) se realiza por medio del giro alrededor de un eje (2) paralelo a la superficie del módulo, en el que el eje (2) se extiende en un plano meridiano definido por medio del lugar de colocación bajo un ángulo (a) comprendido entre 10º y 70º respecto a la horizontal del lugar de colocación, caracterizado porque el dispositivo de soporte (4) está fijado en el armazón (8) exactamente en dos puntos (B, C), de tal manera que el movimiento giratorio se realice exactamente alrededor del eje (2) definido mediante estos puntos (B, C), que se extiende en paralelo a una diagonal del cuadrado conformado por el módulo (1), o coincide con el mismo.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque el seguimiento del módulo (1) se realiza por medio de un torno de cable (18).

7. Procedimiento según la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque el seguimiento se realiza con la ayuda de un control temporal continuo o paso a paso.

8. Disposición de módulos solares a lo largo de un plano meridiano definido por medio del lugar de colocación, en el que los módulos (1) están equipados con un dispositivo de soporte (4) alojado de modo giratorio alrededor de un eje (2), un armazón (8) que sujeta el dispositivo de soporte (4), que se debe instalar de modo fijo, y unos medios para el seguimiento de unos dispositivos de soporte (4) conjuntamente con los módulos (1), en el que los ejes (2) correspondientes se extienden paralelos respecto a un plano definido por medio del módulo (1) correspondiente, así como en un plano meridiano común definido por medio del lugar de colocación bajo un ángulo (a) comprendido entre 10º y 70º respecto a la horizontal del lugar de colocación, y los módulos (1), así como los dispositivos de soporte (4) están conformados aproximadamente de modo cuadrado, caracterizado porque la fijación de los dispositivos de soporte (4) correspondientes en el armazón (8) se realiza exactamente en los dos puntos (B, C), de tal manera que el movimiento giratorio sea posible precisamente alrededor de los ejes (2) definidos por medio de estos puntos (B, C), que se extienden respectivamente paralelos a una diagonal del cuadrado correspondiente, o coinciden con el mismo.

9. Disposición según la reivindicación 8, caracterizada porque los ejes (2) de todos los módulos (1) de la disposición se extienden bajo el mismo ángulo (a) respecto a la horizontal.

10. Disposición según la reivindicación 8 ó 9, caracterizada porque los módulos (1) disponen de un medio que actúa de modo común para el seguimiento.

11. Disposición según una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizada porque los módulos (1) están dispuestos respectivamente a una cierta distancia entre sí a lo largo de filas (19.1, 19.2, 19.3) que se extienden paralelas entre sí y paralelas al plano meridiano de un módulo (1) definido por medio de la posición de colocación, estando dispuestos los módulos (1) de las filas (19.1, 19.2; 19.2, 19.3) adyacentes con un desplazamiento (21) en la dirección de las filas (19.1, 19.2, 19.3).