Estructura para seguidor solar y procedimiento de instalación.

La estructura comprende una columna (1) para ser fijada al suelo, un soporte giratorio (2) montado en un extremo superior de la columna (1) y accionado para girar alrededor de un eje vertical (3), y un bastidor basculante (4) montado sobre el soporte giratorio (2) y accionada para pivotar alrededor de un eje horizontal (5) dispuesto en una región media del bastidor basculante (4). El bastidor basculante (4) soporta un dispositivo captador de energía solar (6). El eje horizontal (5) está dispuesto en el soporte giratorio (2) desplazado del eje longitudinal de la columna (1) una distancia suficiente para permitir al bastidor basculante (4) pivotar al menos entre una posición horizontal y una posición vertical sin interferir con la columna (1). El procedimiento comprende alzar la columna (1) y el resto de la estructura haciéndola pivotar respecto a una base (11) fijada al suelo alrededor de una articulación (12)

Estructura para seguidor solar y procedimiento de instalación.

Campo de la técnica

La presente invención concierne a una estructura para seguidor solar que comprende una columna para ser fijada al suelo y una estructura móvil montada sobre la columna de manera que puede girar sobre dos ejes perpendiculares entre sí. La estructura móvil soporta un dispositivo captador de energía solar, y unos medios de accionamiento están conectados y controlados para mover la estructura móvil con el dispositivo captador de energía solar de acuerdo con los movimientos relativos del Sol. La presente invención también concierne a un procedimiento para la instalación in situ de una estructura provista de una columna, aplicable a la estructura para seguidor solar de la presente invención.

Antecedentes de la invención

La patente EP-A-1860386 describe un seguidor solar que comprende una columna fijada al suelo, un soporte giratorio montado en un extremo superior de dicha columna y accionado para girar alrededor de un eje substancialmente vertical, y un bastidor basculante montado sobre dicho soporte giratorio y accionado de manera que puede pivotar alrededor de un eje horizontal. El bastidor basculante está configurado para soportar un dispositivo captador de energía solar y el eje horizontal está dispuesto en una región media de dicho bastidor basculante. Los ejes vertical y horizontal están en un mismo plano y se intersecan en un punto sobre la columna. Unos medios de accionamiento están controlados para hacer girar el soporte giratorio y el bastidor basculante de acuerdo con los movimientos relativos del Sol. Un inconveniente de disponer los ejes vertical y horizontal de manera que se corten en un punto sobre la columna es que la columna interfiere en los movimientos del bastidor basculante estableciendo una posición límite inclinada alejada de la posición vertical, a no ser que se disponga el eje horizontal muy alejado del bastidor basculante mediante un apéndice de soporte sobresaliente desde el lado trasero del bastidor basculante. La imposibilidad de disponer el bastidor basculante en una posición substancialmente vertical deja el dispositivo captador de energía solar soportado sobre el mismo permanentemente expuesto a la nieve o granizo, y también excluye el uso del seguidor solar en latitudes próximas a zonas polares de la Tierra donde la dirección de los rayos solares oscila dentro de un ángulo próximo al horizonte. Por otro lado, la disposición del eje horizontal muy alejado del bastidor basculante mediante un apéndice sobresaliente desde el bastidor basculante sitúa el centro de masas del conjunto de bastidor basculante y dispositivo captador de energía solar muy alejado del eje horizontal y esto crea un fuerte par sobre el eje horizontal que afecta a lo medios de accionamiento del movimiento de pivotación del bastidor basculante.

La patente EP-A-1632786 describe un seguidor solar del tipo arriba descrito en el que los ejes vertical y horizontal se cruzan en un punto sobre la columna. En este caso, el dispositivo captador de energía solar comprende una pluralidad de paneles dispuestos sobre el bastidor basculante en hileras paralelas al eje horizontal, separadas a distintos niveles y a dos vertientes, es decir, la hilera central es la más adelantada y las restantes hileras a lado y lado de la hilera central están gradualmente más atrasadas, de manera que el aire puede pasar a través de unos espacios entre las hileras y los paneles pueden dilatarse y contraerse sin grandes restricciones. El bastidor basculante está formado por un elemento tubular de gran diámetro conectado por sus extremos a un par de subestructuras de barras tubulares trianguladas que soportan una pluralidad de barras tubulares paralelas al eje horizontal, cada una de las cuales lleva fijados los paneles de una de las hileras. Este bastidor basculante es significativamente complejo, costoso y difícil de instalar. Además, los paneles son difíciles de orientar con precisión dado que los soportes de los mismos están fijados a una barra tubular de sección circular.

La patente US-A-7202457 da a conocer un dispositivo que sigue automáticamente la posición del sol, y que comprende una subestructura, una plataforma giratoria montada sobre la subestructura para girar alrededor de un primer eje y un bastidor basculante montado sobre la plataforma giratoria para pivotar sobre un segundo eje perpendicular a dicho primer eje, donde el segundo eje está desplazado del primer eje y no se interseca con el mismo. El bastidor está configurado para soportar uno o más paneles captadores de energía solar y el segundo eje está situado cerca de un extremo inferior del bastidor basculante. La subestructura está configurada para ser fijada al tejado de un vehículo, y sobre el bastidor basculante está instalado un detector capaz de detectar la posición del Sol. Unos medios de accionamiento están controlados en conexión con dicho detector para hacer girar el soporte giratorio y el bastidor basculante de acuerdo con la posición relativa del Sol. Sin embargo, la ausencia de una estructura de soporte elevada para el segundo eje y la posición del segundo eje cerca del extremo inferior del bastidor móvil sólo es posible en este caso porque el seguidor solar es de pequeño tamaño para ser instalado en un vehículo, y la configuración de este dispositivo no es aplicable a estructuras de seguidor solar para dispositivos captadores de energía solar de gran tamaño, como, por ejemplo, los dedicados a la producción industrial de energía térmica o fotovoltaica.

Exposición de la invención

La presente invención aporta una estructura para seguidor solar que comprende una columna configurada para ser fijada al suelo, un soporte giratorio montado de manera giratoria en un extremo superior de dicha columna y accionado por unos primeros medios de accionamiento para girar alrededor de un eje vertical, y un bastidor basculante montado de manera pivotante sobre dicho soporte giratorio y accionado por unos segundos medios de accionamiento para pivotar alrededor de un eje horizontal. La columna está formada a lo largo de un eje longitudinal de la misma, y el mencionado eje horizontal está dispuesto en una región media del bastidor basculante respecto a las tres dimensiones correspondientes a la longitud, la altura y el grosor del mismo. El bastidor basculante está configurado para soportar un dispositivo captador de energía solar, el cual puede estar formado por múltiples elementos que se mueven conjuntamente con el bastidor basculante. Así, el eje horizontal puede estar dispuesto en o cerca del centro de masas del conjunto de bastidor basculante y dispositivo captador de energía solar para una disposición del mismo lo más equilibrada posible respecto al eje horizontal. El eje horizontal está dispuesto en el soporte giratorio desplazado de dicho eje longitudinal de la columna una distancia suficiente para permitir al bastidor basculante pivotar al menos entre una posición substancialmente horizontal y una posición substancialmente vertical sin interferir con la columna.

Los mencionados primeros y segundos medios de accionamiento pueden ser de cualquiera de los múltiples tipos conocidos en la técnica de los seguidores solares, o de cualquier otro tipo que se le pueda ocurrir a un experto en la técnica, para efectuar los movimientos del soporte giratorio y del bastidor basculante. También se puede emplear uno cualquiera de los numerosos dispositivos de control conocidos u otro que se le pueda ocurrir a un experto en la técnica para controlar el funcionamiento de los primeros y segundos medios de accionamiento con el fin de orientar el dispositivo captador de energía solar en la dirección más favorable para captar la energía solar en función de la hora, la época del año y la latitud geográfica en la que el seguidor solar está instalado. Opcionalmente, el soporte giratorio está conectado al bastidor basculante en un punto de la región media ligeramente descentrado, o el bastidor basculante incluye unas pantallas aerodinámicas para favorecer una autoorientación del bastidor basculante bajo el efecto del viento y los medios de accionamiento tienen asociados dispositivos limitadores de par tarados para ceder cuando el par ejercido por la fuerza del viento sobre el bastidor pivotante o sobre el soporte giratorio supera un umbral predeterminado, permitiendo así que el bastidor pivotante con el dispositivo captador de energía solar se autooriente en la dirección que ofrece menos resistencia al viento. Se comprenderá que el término "región media" se usa aquí para designar no exclusivamente el centro geométrico sino una región más o menos amplia que incluye...

1. Estructura para seguidor solar, del tipo que comprende:

una columna (1) con un eje longitudinal, configurada para ser fijada al suelo;

un soporte giratorio (2) montado de manera giratoria en un extremo superior de dicha columna (1) y accionado por unos primeros medios de accionamiento para girar alrededor de un eje vertical (3); y

un bastidor basculante (4) montado de manera pivotante sobre dicho soporte giratorio (2) y accionado por unos segundos medios de accionamiento para pivotar alrededor de un eje horizontal (5) dispuesto en una región media de dicho bastidor basculante (4), estando el bastidor basculante (4) configurado para soportar un dispositivo captador de energía solar (6) que comprende una pluralidad de paneles (7) dispuestos en hileras paralelas a dicho eje horizontal (5), separadas a distintos niveles y a dos vertientes permitiendo el paso de aire entre las mismas, y porque el bastidor basculante (4) comprende una pluralidad de vigas de soporte (8) mutuamente paralelas, perpendiculares al eje horizontal (5) y que definen unas superficies escalonadas (9a, 9b, 9c) alineadas sobre las que están fijadas dichas hileras de paneles (7).

caracterizado porque cada una de dichas vigas de soporte (8) está formada por diferentes elementos de chapa (8a, 8b, 8c) en forma de canal parcialmente superpuestos y unidos, donde dichos elementos de chapa (8a, 8b, 8c) tienen diferentes anchuras y diferentes longitudes para definir dichas superficies escalonadas (9a, 9b, 9c), y donde unos tramos de la viga de soporte (8) correspondientes a las superficies escalonadas (9a, 9b, 9c) están compuestos por un número de elementos de chapa (8a, 8b, 8c) superpuestos y unidos, siendo dicho número mayor cuanto más próximos están los elementos de chapa (8a, 8b, 8c) a dicha región media del bastidor basculante (4) donde está dispuesto el eje horizontal (5).

2. Estructura, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque las superficies escalonadas (9a, 9b, 9c) alineadas de la pluralidad de vigas de soporte (8) llevan fijados al menos dos perfiles longitudinales (10) paralelos al eje horizontal (5) sobre los que van fijados los paneles (7) de una hilera.

3. Estructura, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque dicho eje horizontal (5) está dispuesto en el soporte giratorio (2) desplazado de dicho eje longitudinal de la columna (1) una distancia suficiente para permitir al bastidor basculante (4) pivotar al menos entre una posición substancialmente horizontal y una posición substancialmente vertical sin interferir con la columna (1).

4. Estructura, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque dicho eje vertical (3) está substancialmente alineado con el eje longitudinal de la columna (1) y el eje horizontal (5) está dispuesto en un extremo del soporte giratorio (2) desplazado del eje vertical (3).

5. Estructura, de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque el eje horizontal (5) está dispuesto en dicha región media del conjunto de bastidor basculante (4) y dispositivo captador de energía solar (6) respecto a las tres dimensiones correspondientes a la longitud, la altura y el grosor del mismo.

6. Estructura, de acuerdo con la reivindicación 3 ó 4, caracterizada porque el eje horizontal (5) está desplazado del eje vertical (3) una distancia suficiente para permitir al bastidor basculante (4) adoptar una posición inclinada más allá de dicha posición vertical, en la cual dicho dispositivo captador de energía solar (6) queda orientado hacia el suelo.

7. Estructura, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la columna (1) comprende una base (11a, 11b) que proporciona tres puntos de fijación al suelo separados unos de otros unas distancias suficientes para permitir el uso de unos anclajes fijados al suelo por micropilotaje.

8. Estructura, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la columna (1) tiene una base (11, 11a) configurada para ser fijada al suelo y la columna (1) está unida a dicha base (11, 11a) por una articulación (12) que permite, con la base (11, 11a) fijada al suelo, que dicha columna (10) y el resto de la estructura para seguidor solar descanse sobre el suelo en una posición tendida o sea alzada haciéndola pivotar respecto a la base (11, 11a) alrededor de dicha articulación (12).

9. Estructura, de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada porque la articulación (12) es amovible de manera que permite ser desmontada cuando la estructura para seguidor solar está alzada y la columna (10) fijada a la base (11, 11a) o al suelo, y vuelta a montar cuando la estructura para seguidor solar necesita ser abatida o desinstalada.

10. Procedimiento de instalación para instalar in situ una estructura provista de una columna (1), aplicable a la estructura para seguidor solar de acuerdo con la reivindicación 1, comprendiendo el procedimiento los pasos de:

fijar una base (11, 11a) al suelo;

disponer la columna (1) en una posición tendida y conectar un extremo inferior de la columna (1) a dicha base (11, 11a) mediante una articulación (12);

ensamblar el resto de la estructura a la columna (1) de manera que la estructura descanse sobre el suelo en una posición tendida;

alzar la columna (1) y el resto de la estructura haciéndola pivotar respecto a la base (11, 11a) alrededor de dicha articulación (12); y

fijar rígidamente el extremo inferior de la columna (1) a la base (11, 11a) o al suelo por unos medios de fijación.

11. Procedimiento, de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizada porque comprende usar un cable (14) jalado por un cabrestante instalado en un vehículo para alzar la columna (10) y el resto de la estructura.

12. Procedimiento, de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizada porque comprende usar un soporte (15) para proporcionar un punto de apoyo elevado para dicho cable (14).