Seguidor solar horizontal, formado por un panel solar que se estructura por vigas longitudinales (1) unidas en conjunto solidario mediante tirantes y/o travesaños (2),

incorporándose sobre dichas vigas (1) una serie de módulos (7) de captación solar organizados en filas transversales que son susceptibles de accionamiento basculante de orientación cenital, mientras que la estructura del panel se apoya en deslizamiento sobre una base formada por carriles anulares concéntricos (3), en disposición de accionamiento giratorio de orientación azimutal

Seguidor solar horizontal.

Sector de la técnica

La presente invención está relacionada con el aprovechamiento de la energía solar como fuente de producción de energías de consumo, eléctrica o térmica, proponiendo un seguidor solar de carácter modular, que permite la adaptación para variar la potencia de producción energética, y una disposición para lograr la máxima eficacia en el aprovechamiento de la energía solar.

Sector de la técnica

El aprovechamiento de la energía solar viene siendo objeto de estudio, cada vez con mayor interés, para su utilización como fuente de producciones energéticas de consumo, fundamentalmente en los campos eléctrico y térmico, mediante la utilización de paneles solares, implementados por módulos captadores de la radiación solar, para la conversión en electricidad o en calor.

Al margen de la construcción propia de los módulos de captación solar, los factores que fundamentalmente influyen en la captación solar mediante las instalaciones destinadas para ello, es por un lado la superficie que se disponga de exposición al sol, y por otro lado la orientación de los medios de captación integrantes de dicha superficie, frente a la radiación solar, ya que estos factores son los que determinan la potencia de la producción energética de las instalaciones mencionadas.

Así por ejemplo, en el campo de la producción eléctrica, la energía fotovoltaica es aquella que transforma la energía solar (directa o difusa) en energía eléctrica, siendo ésta una técnica cuya fuente de origen (el sol) es un recurso natural absolutamente ecológico e ilimitado, mientras que la producción se obtiene con medios estáticos, sin ciclos termodinámicos, ni reacciones químicas, por lo que el mantenimiento necesario es también muy reducido.

Para la conversión solar en electricidad se emplean células fotovoltaicas, las cuales se constituyen de materiales semiconductores, particularmente silicio monocristalino, policristalino o amorfo.

Las células de silicio monocristalino se obtienen a partir de barras de silicio producidas en hornos especiales, de las cuales se cortan obleas delgadas (0,4-0,5 mm de espesor). Estas células son las más efectivas para la conversión fotovoltaica, con una efectividad superior al 12%, pero por el contrario son las de coste más elevado.

Las células de silicio policristalino se obtienen a partir de bloques de silicio obtenidos como resultado de la fusión de trozos de silicio puro en moldes especiales, donde el silicio se enfría lentamente hasta la solidificación, de manera que en este proceso los átomos del silicio no se organizan en un único cristal, formándose una estructura policristalina con superficies de separación entre los cristales. La obtención de estas células es más económica que la de las de silicio monocristalino, pero su eficacia fotovoltaica es algo menor.

Las células de silicio amorfo se obtienen mediante la disposición de capas delgadas de silicio sobre superficies de vidrio o metal. La obtención de estas células es la más económica, pero su eficacia fotovoltaica es también la menor, entre un 5-7%.

Los módulos destinados para la captación solar en la aplicación de producción eléctrica, se forman mediante un arreglo de múltiples células fotovoltaicas convenientemente conectadas, y con una serie de módulos, conectados en serie o en paralelo, se forma un panel, que es el que estructuralmente determina la superficie de captación solar para las instalaciones destinadas al efecto.

La orientación de los medios para obtener la máxima eficacia de la captación solar, se basa en el posicionamiento de los módulos componentes de los paneles solares, en posición perpendicular a los rayos solares, lo cual requiere una reorientación constante de dichos módulos, para seguir el movimiento natural relativo de la tierra respecto del sol.

Para ello se utilizan estructuras de soporte de los paneles solares denominadas seguidores solares, en los que convencionalmente se desarrolla una combinación de dos movimientos, uno sobre un eje vertical, que proporciona una orientación denominada azimutal, y otro sobre un hbox{eje horizontal, que proporciona una orientación denominada cenital.}

Según el Modelo de Utilidad ES 1 058 985 se conoce una solución al respecto, que utiliza un panel solar formado por módulos dispuestos de manera fija sobre él, disponiéndose el panel solar sobre un poste de sustentación, con un montaje que incluye una articulación de basculamiento cenital y una rotación de giro azimutal.

Según el Modelo de Utilidad ES 1 050 814 se conoce también una solución que emplea un panel solar formado por módulos dispuestos en filas paralelas, de manera que cada una de las filas es susceptible de actuarse en giro sobre un eje, para el basculamiento cenital de los módulos, yendo el panel en posición inclinada sobre una estructura de sustentación, la cual se apoya sobre un carril circular sustentado en altura mediante pilares de sujeción, de manera que la estructura que soporta al panel es giratoria sobre el carril de apoyo, para la orientación azimutal.

Estas dos soluciones, al disponer el panel solar a una altura sobre el suelo, resultan con un grado de inestabilidad notable, debido a la propia naturaleza del montaje y a la influencia del viento, lo cual condiciona la dimensión de los paneles solares que se pueden utilizar y como consecuencia resulta limitada la potencia de la producción energética que se puede conseguir.

Según el Modelo de Utilidad ES 1 062 111, se conoce una solución que utiliza un panel solar formado por módulos que van organizados en filas, con basculación de los módulos en dichas filas para la orientación cenital, yendo el panel sobre una estructura de sustentación que se apoya de manera giratoria sobre una plataforma de base dispuesta en el suelo, de manera que el giro de la estructura sustentadora del panel, sobre la plataforma de base, determina la orientación azimutal.

Con esta solución, al quedar dispuesto el panel solar a poca altura sobre el suelo, puede ser de grandes dimensiones, permitiendo obtener gran potencia de producción energética. Sin embargo, en las situaciones en que el viento es muy fuerte, esta solución sigue resultando inestable y además su montaje es muy complejo.

Se conoce también una solución en la que se utiliza un panel solar provisto con filas de módulos que son susceptibles de giro en basculamiento cenital, yendo el panel directamente en montaje giratorio sobre una plataforma de base dispuesta en el suelo, con lo cual se anula prácticamente por completo la influencia del viento, resultando la instalación muy estable.

Sin embargo, en esta solución, de igual modo que en las anteriormente mencionadas, el panel solar utilizado es de una estructura fija, en donde se incluyen un número determinado de módulos, con lo que la potencia de producción energética queda limitada por la dimensión del panel solar, de manera que para conseguir una mayor potencia de producción energética, se debe cambiar toda la instalación, para disponer otra con un panel solar mayor, o bien disponer una nueva instalación complementaria de la ya existente, en un montaje independiente.

Por otro lado, en las soluciones que utilizan paneles solares con filas de módulos dispuestas en montaje basculante para la orientación cenital, la capacidad de producción energética depende de la superficie de captación solar que ofrecen entre todos los módulos del panel solar, lo cual es función a su vez de la dimensión particular de los módulos y de la densidad de disposición de los mismos en el panel, es decir de la separación entre las filas en las que van dispuestos los módulos en el montaje.

Sin embargo, tanto la anchura de los módulos, como la separación entre las filas de los mismos, influyen en el ángulo de incidencia que debe tener la proyección solar sobre el panel para que los módulos de las filas componentes no hagan sombra sobre los que se hallan por detrás, lo cual tiene una particular relevancia en los seguidores solares cuyo panel se dispone horizontal y a nivel del suelo, ya que estos seguidores en la salida del sol disponen sus módulos de captación solar en posición vertical, para el enfrentamiento hacia el sol, siendo recibida en ese momento la proyección solar por únicamente la fila de módulos que se encuentra en la parte delantera, ya que dicha fila hace una sombra total sobre las otras filas de módulos situadas por detrás.

A partir de esa...

1. Seguidor solar horizontal, del tipo que comprende un panel solar compuesto por módulos captadores de la proyección solar, para la transformación en energía eléctrica o térmica, yendo los módulos organizados en filas paralelas susceptibles de ser basculadas para una orientación cenital respecto al sol, mientras que el panel se incorpora sobre una base dispuesta en el suelo, según un montaje giratorio de orientación azimutal, caracterizado porque el panel solar se compone de una estructura formada por un conjunto de vigas longitudinales (1), las cuales se establecen unidas en un conjunto solidario mediante tirantes y/o travesaños (2), incluyéndose transversalmente entre las mencionadas vigas (1) los módulos (7) de captación solar, mientras que dicha estructura del panel solar se establece apoyada en deslizamiento sobre una base formada por carriles anulares concéntricos (3), para girar respecto de un eje central (4).

2. Seguidor solar horizontal, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque el accionamiento giratorio del panel solar sobre la base de apoyo se determina mediante un rodillo (5) de caucho de alta fricción, actuado por un motor-reductor (6), estableciéndose dicho rodillo (5) en apoyo lateral sobre uno de los carriles anulares (3) de la base de apoyo, preferentemente sobre la cara exterior del carril anular (3) de mayor diámetro.

3. Seguidor solar horizontal, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque los módulos (7) de captación solar incorporan en los extremos unas placas (8), mediante las cuales se unen en sucesión, formando filas, sobre unas piezas intermedias (9), las cuales establecen una articulación (10) de basculamiento respecto de correspondientes piezas (11) de fijación sobre las vigas (1) de la estructura del panel solar.

4. Seguidor solar horizontal, de acuerdo con las reivindicaciones primera y tercera, caracterizado porque las placas extremas (8) de al menos una sucesión de módulos (7) que se corresponden correlativamente uno por detrás de otro en las distintas filas, se establecen en articulación, mediante encaje de pitones (14) en orificios rasgados (15), respecto de una pletina longitudinal (12) asociada a un actuador lineal (13), permitiendo el accionamiento de basculación de todas las filas de módulos (7) a la vez, para la orientación cenital.

5. Seguidor solar horizontal, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque el apoyo deslizante de la estructura del panel solar sobre la base, se establece mediante contactos de fricción entre las vigas (1) del panel solar y los carriles anulares (3) de la base.