Seguidor solar circular de doble eje, que comprende una estructura (1) compuesta por dos o más vigas circulares (2) unidas entre sí mediante perfiles radiales (3),

la cual presenta un movimiento de giro, gracias a un motor (5) y mediante el apoyo de su centro sobre un rodamiento (6), situado sobre un bloque de hormigón, y el de las vigas (2) sobre una pluralidad de ruedas (7) cuyos ejes están contenidos en pilares de hormigón o acero regulables en altura, constituyente del movimiento azimutal de los módulos fotovoltáicos (4) que soporta, los cuales módulos (4) está anclados, dispuestos en filas, sobre una pluralidad de tubos transversales (8), acoplados a la estructura, que les proporcionan el giro cenital, contando con un sistema automático que modifica la inclinación de los módulos (4), de manera que permite reducir la distancia de las sombras

Seguidor solar circular de doble eje.

Objeto de la invención

La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un seguidor solar circular de doble eje.

De forma más concreta, el objeto de la invención se centra en un seguidor solar, del tipo que cuenta con dos ejes para el doble movimiento azimutal y cenital, que presenta la particularidad de contar con una innovadora configuración estructural, formada por una estructura de círculos concéntricos, que gira sobre su eje central y un sistema "backtracking" que modifica automáticamente la inclinación de los módulos o paneles fotovoltaicos, gracias a la cual se consigue reducir la distancia de las sombras, aprovechando mejor el espacio ya que se reducen las distancias entre módulos, permitiendo ventajosamente obtener mayor potencia con un seguidor de menor tamaño, respecto a los seguidores actualmente conocidos en el mercado, con el consiguiente ahorro en instalaciones eléctricas.

Además, permite aumentar su tamaño todo lo que se quiera, únicamente limitado por la potencia de los motores a emplear pero nunca por su forma estructural, por lo que se pueden obtener grandes potencias de energía, y en consecuencia, un mayor rendimiento de la instalación.

Campo de aplicación de la invención

El campo de aplicación de la presente invención se encuentra dentro del sector de la industria dedicado a la fabricación de seguidores solares.

Antecedentes de la invención

Como es sabido, el mercado fotovoltaico mundial ha venido creciendo anualmente a un ritmo superior al 35% en los últimos años y se espera que continúe su crecimiento a ritmos altos en las próximas décadas. Concretamente, en los últimos años la fotovoltaica conectada a la red ha experimentado un crecimiento espectacular. Si en el año 2002 existía cierta paridad entre el segmento de conexión a red y el segmento de aislada, con un 66% y un 44% de cuota respectivamente, en 2007 un 91% del mercado total correspondió a la fotovoltaica conectada, habiendo incrementado su cuota de mercado un 25% en total. Aunque seguirá creciendo el segmento aislado de la red eléctrica, éste será cada vez más marginal.

La fotovoltaica es una tecnología sostenible y cuenta con el mayor potencial de todas las fuentes de energía, por lo que será un pilar muy importante en el futuro suministro de energía. Desafortunadamente, la fotovoltaica es hoy más costosa que las fuentes fósiles y que algunas de las otras renovables. La fotovoltaica explota un recurso gratuito (la luz solar), pero exige un fuerte desembolso de capital en el momento de construir la instalación; podríamos decir que la electricidad que va a producir durante los más de 40 años siguientes hay que pagarla al inicio, al contrario que la electricidad de origen fósil, cuyo coste es, sobre todo, combustible a pagar a medida que se consume. La buena noticia es que la fotovoltaica tiene una gran capacidad de reducción de costes y pronto será competitiva con las demás fuentes.

En la actualidad, y como referencia al estado de la técnica, generalmente los seguidores solares, se orientan sobre el eje "X" para posicionar la elevación, y sobre el eje "Y" para el barrido azimutal. El movimiento sobre el eje "Y", viene determinado en la mayor parte de los casos por uno o varios motorreductores, cuyo piñón de salida engrana con una corona que hace girar el portapaneles desde el orto hasta el ocaso. La presión y las ráfagas de viento sobre la estructura, hace que todo el esfuerzo mecánico se concentre en el piñón del motorreductor o cualquier sistema mecánico de transmisión, lo que con frecuencia ocasiona su rotura y la consiguiente inmovilización de la máquina.

A continuación repasamos una importante gama de seguidores solares actualmente implantados en el mercado, haciendo referencia a sus características principales. Los dividiremos en dos gamas de potencia; hasta 10 Kw, y a partir de 10 Kw.

Seguidores con potencia instalada < 10 Kw:

- SEGUIDOR ECERSA (Accionamiento azimutal por corona. Posición cenital fija).

- SEGUIDOR DEGER: (Accionamiento azimutal mediante corona. Accionamiento cenital mediante husillo).

- SEGUIDOR FEINA (Accionamiento azimutal y cenital por sinfín-corona).

- SEGUIDOR SOLTEC (Accionamiento azimutal mediante motorreductor y cadena de transmisión en la base del seguidor. Accionamiento cenital mediante sinfín-corona y barra de transmisión).

Seguidores con potencia instalada > 10 Kw:

- SEGUIDOR MECASOLAR con características.

- SEGUIDOR TORO. (Accionamiento azimutal mediante un motorreductor y rodadura sobre pista circular. Accionamiento cenital hidráulico).

- SEGUIDOR TITAN TRACKER (Similar al anterior).

- SEGUIDOR ADES (Accionamiento azimutal mediante corona. Accionamiento cenital Hidráulico).

Hay que destacar que en el mercado actual solo existe un seguidor (S-WHEEL) que tiene forma circular, pero no tiene círculos concéntricos por lo cual su dimensión esta limitada, además consta de un solo eje, es decir un solo movimiento. Por otra parte, dicho seguidor tiene una estructura redonda pero con voladizos, así que al girar barre un área más grande por lo cual la distancia entre seguidores es mayor.

En la actualidad y como referencia al estado de la técnica, pues, puede decirse que, aunque son conocidos múltiples tipos de seguidores solares, por parte del peticionario, se desconoce la existencia de ninguno que presente unas características técnicas, estructurales y de configuración semejantes, a las que presenta el que aquí se preconiza.

Explicación de la invención

Así, el seguidor solar circular de doble eje, que la presente invención propone, se configura como una destacable novedad dentro de su campo de aplicación, estando los detalles caracterizadores que lo distinguen y que lo hacen posible, adecuadamente recogidos en las reivindicaciones finales que acompañan a la presente memoria descriptiva.

De forma concreta, la invención preconizada consiste en un seguidor solar de doble eje, es decir, con movimiento azimutal y con movimiento cenital, que presenta la particularidad de contar con una estructura que está formada esencialmente por círculos concéntricos, tantos como se quiera, dependiendo de la potencia requerida.

Cada circulo va apoyado en unas ruedas las cuales le permiten el señalado giro azimutal. Cuanto mayor es el seguidor mas eficiencia se obtiene. Así que los aros concéntricos permiten que la estructura sea tan grande como se quiera, solo hace falta introducir más o menos círculos.

Siguiendo con la invención, sobre la citada estructura se incorporan una pluralidad de tubos transversales que son los que sujetan los módulos fotovoltaicos, y les otorgan movimiento de inclinación, presentando la ventajosa particularidad de contar con un sistema de control automático denominado "backtracking".

El "backtracking" es un sistema automático que modifica la inclinación de los módulos fotovoltaicos, de manera que permite reducir la distancia de las sombras, por lo tanto el aprovechamiento estructural y del terreno es mucho mayor.

Sin embargo todo esto conlleva una pequeña pérdida de energía incidente sobre el módulo, por lo que se tendrá en cuenta, a la hora de diseñar las dimensiones del seguidor. El punto óptimo entre las pérdidas por "backtracking" y el precio de la estructura, debido al peso.

Como es sabido, el movimiento azimutal es el movimiento este-oeste del sol, desde que sale hasta que desaparece y sus grados son de 0º a 240º como máximo en nuestra latitud. Este movimiento va a depender de la época del año, por lo que en verano será máximo y en invierno mínimo. También va a depender de la latitud en la que se encuentre. Por lo tanto el seguidor, tendrá un recorrido de 0 a 240 grados para una latitud de 42º.

Para la consecución de dicho movimiento azimutal, el seguidor preconizado se mueve mediante un giro sobre su eje central, con la fuerza de un motor eléctrico de corriente alterna y baja tensión, que es alimentado por la corriente eléctrica producida por el mismo seguidor.

Para dotar de este movimiento a la citada estructura circular, su centro se apoya en un rodamiento situado sobre un bloque de hormigón y apoya sus vigas circulares en unas ruedas...

1. Seguidor solar circular de doble eje, caracterizado por el hecho de comprender una estructura (1) compuesta por dos o más vigas circulares (2), unidas entre sí mediante perfiles radiales (3), la cual presenta un movimiento de giro sobre su eje central, constituyente del movimiento azimutal de los módulos fotovoltaicos (4) que soporta, los cuales módulos (4) están anclados, dispuestos en filas, sobre una pluralidad de tubos transversales (8), acoplados a la estructura, que les proporcionan el giro cenital, contando con un sistema automático que modifica la inclinación de los módulos (4), de manera que permite reducir la distancia de las sombras.

2. Seguidor solar circular de doble eje, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que, para la consecución de su movimiento de giro, la estructura (1) cuenta con un motor eléctrico (5), alimentado por la corriente eléctrica producida por el propio seguidor, habiéndose previsto el apoyo de su centro sobre un rodamiento (6), situado sobre un bloque de hormigón, y el apoyo de las vigas circulares (2) sobre una pluralidad de ruedas (7) cuyos ejes están contenidos en unos pilares de hormigón o acero, regulables en altura, previstos para tal fin bajo la estructura (1).

3. Seguidor solar circular de doble eje, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por el hecho de que el motor (5) se halla situado en la periferia de la estructura (1), para minimizar el movimiento resistivo, y que proporciona el movimiento a ésta a través de una correa acerada o cadena de eslabones (17) que abarca el perímetro necesario para el giro de 242º, anclada a la estructura por medio de una mordaza o unos tornillos.

4. Seguidor solar circular de doble eje, según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que el anclaje entre los módulos fotovoltaicos (4) y los tubos transversales (8) se determina a través de piezas de sujeción (9), las cuales los elevan ligeramente sobre la estructura (1), evitando su interposición con los perfiles radiales (3) previsto en ésta, y las cuales piezas de sujeción (9), están dispuestas distanciadas entre sí a la distancia mínima requerida por la dimensión de los módulos (4), tanto horizontal como longitudinalmente, para evitar las sombras.

5. Seguidor solar circular de doble eje, según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que las piezas de sujeción (9) están constituidas por dos partes una inferior (9a) y otra superior (9b), unidas entre sí mediante chapas metálicas (10) atornilladas a sus laterales; porque presentan un agujero pasante (11) por el cual atraviesa el tubo (8); y porque este agujero (11) tiene un diámetro ligeramente superior al del tubo (8) ya que aloja también un anillo rozante de polietileno o bien un rodamiento de agujas para minimizar rozamientos.

6. Seguidor solar circular de doble eje, según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que, para la consecución del giro de los tubos transversales (8) de manera uniforme en todos ellos, constituyente del movimiento cenital de los módulos (4), se contempla la incorporación de un motor de tensión alterna que trasmite el movimiento, mediante un reductor, a un sistema de biela-manivela acoplado a dichos tubos (8).

7. Seguidor solar circular de doble eje, según las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el hecho de que el sistema de transmisión biela-manivela comprende dos barras longitudinales de movimiento (12) que se deslizan longitudinalmente sobre dos guías ranuradas situadas en la parte superior de la estructura inferior (1), las cuales barras (12) tienen un extremo (13) dentado que está situado en contacto con el piñón del motor y unos orificios (14) a los que están ancladas, articuladamente, respectivos grupos de bielas, una por tubo modular, formadas cada una por dos barras articuladas a su vez entre sí, una barra motora (15) en contacto directo con la barra longitudinal de movimiento (12), y fijada con el giro en dirección norte-sur, y otra barra modular (16), cuyo extremo inferior esta anclado articuladamente con la barra motora (15), y su extremo superior está fijado solidariamente al tubo modular (8) mediante una brida de sujeción.

8. Seguidor solar circular de doble eje, según las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por el hecho de que el movimiento de la barra motora (15) tiene un recorrido total de 32.1 grados, partiendo de una posición inicial de 20 grados y llegando a una final de 52.11 grados, recorrido con el que el módulo (4) puede posicionarse desde su posición de defensa 0 grados a su posición máxima de funcionamiento de 55 grados; y porque el recorrido total de la barra modular (16) es de 55 grados, partiendo de una posición inicial de 0 grados y llegando a una final de 55 grados.

9. Seguidor solar circular de doble eje, según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que, en una variante alternativa de realización, el giro cenital de los módulos (4) se determina mediante un actuador móvil (18) que, acoplado a una barra de transmisión (19) a la que se fijan articuladamente respectivas palancas (20) unidas solidariamente en su extremo opuesto al tubo modular (8), hace girar dicho tubo (8) que a su vez mueve el módulo (4) siguiendo la inclinación del sol.