SEGUIDOR SOLAR BASADO EN CINEMATICA PARALELA DE ACCIONAMIENO INDIVIDUAL.

Seguidor solar basado en cinemática paralela de accionamiento individual,

que consta de un soporte fijo (1), una plataforma móvil (2) portadora de paneles de captación, cuatro barras de longitud definida (3), que se unen a la plataforma fija (1) y a la plataforma móvil (2) por medio de juntas de dos o tres grados de libertad y dos brazos de longitud variable (4) unidos, por medio de articulaciones de dos o tres grados de libertad, a cualquier par de los elementos descritos anteriormente, es decir: entre la plataforma móvil (2) y la plataforma fija (1); la plataforma móvil y las barras de longitud definida (3); la plataforma fija (1) y las barras de longitud fija (3); o entre las propias barras de longitud constante (3).

Aplicable a la producción de energía solar fotovoltaica o térmica

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200901628.

Solicitante: UNIVERSIDAD DE BURGOS (ALFONSO MURILLO VILLAR).

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: BURGOS.

Inventor/es: RUIZ CALVO,JUSTO, DE SIMON MARTIN,MIGUEL, GOMEZ GIL,FRANCISCO JAVIE, PELAEZ VARA,JESUS, MARTINEZ MARTINEZ,ALBERTO, MARTIN FRAILE,JUAN VICENTE, ALONSO TRISTAN,CRISTINA, DIEZ MEDIAVILLA,MONTSERRAT.

Fecha de Solicitud: 23 de Julio de 2009.

Fecha de Publicación: .

Fecha de Concesión: 24 de Agosto de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F24J2/52C2
  • F24J2/54 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F24 CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION.F24J PRODUCCION O UTILIZACION DEL CALOR NO PREVISTOS EN OTROS LUGARES (sustancias a este efecto C09K 5/00; motores u otros mecanismos para producir una potencia mecánica a partir del calor, véanse las clases apropiadas, p. ej. F03G para utilización del calor natural). › F24J 2/00 Utilización del calor solar, p. ej. colectores de calor solar (destilación o evaporación del agua utilizando calor solar C02F 1/14; aspectos de la cubierta del tejado relativos a los dispositivos colectores de energía E04D 13/18; dispositivos que producen una potencia mecánica a partir de energía solar F03G 6/00; dispositivos semiconductores especialmente adaptados para convertir la energía solar en energía eléctrica H01L 31/00; células fotovoltaicas [FV] que incluyen medios directamente asociados con la célula FV para utilizar energía calorífica H01L 31/0525; módulos FV que incluyen medios asociados con el módulo FV para utilizar la energía calorífica H02S 40/44). › especialmente adaptados para el movimiento rotativo.

Clasificación PCT:

  • F24J2/52 F24J 2/00 […] › Disposición de los montajes o soportes.
  • F24J2/54 F24J 2/00 […] › especialmente adaptados para el movimiento rotativo.

Descripción:

Seguidor solar basado en cinemática paralela de accionamiento individual.

Sector de la técnica

La presente invención se encuadra en el sector técnico de sistemas de soporte de dispositivos que producen una potencia eléctrica mediante la captación de energía solar; en particular, la disposición de los montajes o soportes (F24J 2/52) y, aquéllos especialmente adaptados para el movimiento rotativo (F24J 2/54).

La invención tiene su principal aplicación en la fabricación e instalación de los sistemas de sustentación y orientación de captadores de energía solar.

Estado de la técnica

Un seguidor solar es una máquina cuya finalidad es la de soportar módulos de captación de energía solar, permitiendo realizar un seguimiento del Sol de manera que dichos paneles se encuentren, la mayor parte del tiempo posible, de forma perpendicular a los rayos solares, aumentando así la eficiencia energética de los módulos respecto a los sistemas fijos.

Hasta la fecha, los seguidores solares pueden ser a uno o dos ejes y se pueden clasificar de la siguiente forma:

a) Seguidores a un eje polar: son dispositivos que poseen un eje fijo orientado N-S con la inclinación adecuada y que actúa coma eje de rotación de los paneles para que éstos realicen un seguimiento diario del Sol.

b) Seguidores a un eje horizontal: estos mecanismos disponen de un eje horizontal sobre el cual pivotan los módulos permitiendo así un seguimiento estacional del Sol.

c) Seguidores a un eje vertical o acimutal: en este caso los paneles rotan diariamente respecto a un eje vertical fijo.

d) Seguidores a dos ejes: son los dispositivos que ofrecen un mayor rendimiento al permitir un seguimiento diario (E-O) y estacional (N-S) del disco solar. Dentro de esta variedad se puede distinguir a su vez tres morfologías características:

d.1) De poste: se denominan así a aquellos mecanismos que disponen de un poste vertical que permite el movimiento E-O y sobre el cual se dispone otro eje transversal que otorga el movimiento N-S. Sobre este segundo eje se coloca la parrilla que soportará los paneles.
d.2) De plataforma móvil: la disposición constructiva de estos seguidores consta de una plataforma móvil que pivota respecto de un eje central sobre la cual se instalan los módulos solares. Éstos pivotan a su vez respecto de un eje horizontal.
d.3) De cinemática paralela: su morfología se fundamenta en la teoría de la cinemática paralela. Son los menos desarrollados hasta el momento.

La gran mayoría de estos sistemas están pensados para la orientación de una gran superficie de captación, como es el caso de los denominados "huertos solares", pudiendo transmitir todas las solicitaciones soportadas directamente al terreno. Sin embargo, la instalación de superficies captadoras en cubiertas de edificios requiere soportes más pequeños, una mayor distribución de esfuerzos y una gran modularidad. Todo ello salvando restricciones geométricas (inclinación y orientación de las cubiertas), mecánicas (tamaño y peso de la estructura) y económicas.

Es por ello que, dada la dificultad de implantar un sistema de seguimiento solar convencional en cubiertas de edificaciones, la presente invención se centra en el desarrollo de un sistema modular, constituido mediante elementos sencillos y económicos, que permita transmitir un movimiento de seguimiento del Sol a una pequeña superficie de captación.

No obstante, la cinemática para el seguidor solar del invento es aplicable a cualquier sistema que necesite un seguimiento con dos grados de libertad.

Explicación de la invención

La presente invención se refiere a un mecanismo que consta de:

a) Una plataforma o soporte fijo (1).

b) Una plataforma móvil (2) portadora de paneles de captación.

c) Cuatro barras de longitud definida (3), que se unen a la plataforma fija (1) y a la plataforma móvil (2) por medio de juntas de dos o tres grados de libertad. Las longitudes de las citadas barras (3) se encuentran determinadas por la orientación e inclinación de la superficie de instalación.

d) Dos brazos de longitud variable (4) unidos, por medio de articulaciones de dos o tres grados de libertad, a cualquier par de los elementos descritos anteriormente, es decir: entre la plataforma móvil (2) y la plataforma fija (1); la plataforma móvil (2) y las barras de longitud definida (3); la plataforma fija (1) y las barras de longitud fija (3); ó entre las propias barras de longitud constante (3).

La estructura característica del sistema evita el sobredimensionado del soporte de los paneles con las ventajas de transporte y montaje que ello conlleva.

Además, el dispositivo puede ser confeccionado fácilmente mediante elementos comerciales normalizados (barras, rótulas, actuadores...), ajustados a la medida del modelo, y montados tanto en fábrica coma in situ.

Descripción de los dibujos

Para comprender mejor el objeto de la presente invención, se representa en la figura 1 una forma preferente de realización práctica, susceptible de cambios accesorios que no desvirtúen su fundamento.

En la figura se aprecia una plataforma fija (1), por ejemplo el propio suelo o cubierta de una edificación, y una plataforma móvil (2) que consta de los paneles solares y que será la que tiene que seguir la marcha del Sol.

Los paneles solares son elementos del mercado que suelen tener forma rectangular por lo que la plataforma móvil (2) preferentemente será rectangular, pero es evidente que puede tener cualquier forma poligonal. De igual manera, la plataforma fija (1) puede adoptar cualquier polígono, aunque se prefiere el trapecio.

La plataforma móvil (2) y la plataforma fija (1) están unidas por cuatro brazos de longitud definida (3) mediante articulaciones de dos o tres grados de libertad, en este caso, articulaciones de contacto esférico o rótulas. Las longitudes de las citadas barras (3) se encuentran determinadas por la orientación e inclinación de la superficie de instalación.

El control de la plataforma móvil (2) se efectúa mediante dos brazos de longitud variable (4) que se unen a la misma mediante sendas articulaciones de dos o tres grados de libertad (rótulas o articulaciones de contacto esférico). A su vez, dichos brazos (4) se encuentran unidos, también mediante articulaciones de dos o tres grados de libertad, a la plataforma fija o soporte (1).

Los brazos extensibles (4) constituyen los actuadores del sistema, los cuales pueden ser oleohidráulicos, neumáticos, eléctricos, mecánicos, etc. y que ejecutan las órdenes comandadas por el sistema de control.

El sistema de control determina el movimiento de los actuadores para que orienten correctamente la plataforma móvil en función, o bien de la información transmitida por unos sensores de gradiente luminoso, por un reloj astronómico pre-programado u otros sistemas.


 


Reivindicaciones:

1. Seguidor solar basado en cinemática paralela, caracterizado por:

a) Una plataforma o soporte fijo (1),

b) Una plataforma móvil (2) portadora de paneles de captación.

c) Cuatro barras de longitud definida (3) que se unen a la plataforma fija (1) y a la plataforma móvil (2) por media de juntas de dos o tres grados de libertad.

d) Dos brazos de longitud variable (4) unidos, por media de articulaciones de dos o tres grados de libertad, a cualquier par de los elementos descritos anteriormente, es decir: entre la plataforma móvil (2) y la plataforma fija (1); la plataforma móvil (2) y las barras de longitud definida (3); la plataforma fija (1) y las barras de longitud fija (3); ó entre las propias barras de longitud constante (3).


 

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