SEGUIDOR SOLAR PARA MÓDULOS SOLARES FOTOVOLTÁICOS DE ALTA CONCENTRACIÓN DE TIPO GIRATORIO PARA CUBIERTA Y HUERTOS SOLARES.

Seguidor solar para módulos solares fotovoltaicos de alta concentración de tipo giratorio para cubierta y huertos solares. Objeto de la invención La presente invención se puede incluir en el campo técnico de la producción de energía eléctrica por mediación de células solares fotovoltaicas. El objeto de la invención consiste en un seguidor para módulos solares de alta concentración de tipo giratorio para cubierta y huertos solares, que está dotado de un mecanismo de seguimiento solar según dos ejes y que presenta propiedades mecánicas ventajosas y gran versatilidad. Antecedentes de la invención Como es conocido, en los últimos tiempos, las energías renovables han tenido un gran auge y han experimentado un importante desarrollo. En lo que respecta a la energía solar, basada en el aprovechamiento de la radiación solar, entre los diferentes usos destaca la energía solar fotovoltaica, que emplea paneles fotovoltaicos y los denominados seguidores solares que orientan dichos paneles fotovoltaicos. Los elementos fotovoltaicos para la conversión de energía de radiación solar en energía eléctrica presentan un rendimiento relativamente limitado. El mayor rendimiento energético de los seguidores solares se consigue cuando el sol incide perpendicularmente a la superficie. Como quiera que la dirección de los rayos solares varía a lo largo del día, el grado de incidencia y la energía solar captada será igualmente variable. Generalmente el panel se montará con una inclinación dependiente de la latitud del lugar de instalación al objeto de aprovechar al máximo la radiación solar, los paneles normalmente se montarán sobre una estructura o marco receptor para una determinada inclinación. Para la consecución de un rendimiento máximo de energía es necesario alinear las superficies lo más perpendicularmente posible con respecto a la dirección de la radiación solar. Para poder adaptar los elementos voltaicos al estado variable del sol, se conocen soportes giratorios, los llamados seguidores, que están en condiciones de llevar las superficies de los colectores a la posición deseada. Esto se aplica también para módulos fotovoltaicos de concentración. Se conocen diferentes propuestas referentes a seguidores solares, también conocidos como dispositivos orientadores solares que, con el fin de conseguir el máximo aprovechamiento de la energía solar, constan de mecanismos y sistemas de control que permiten orientar a una serie de paneles solares a lo largo del día de manera que el sol incida sobre ellos de manera sustancialmente perpendicular. En el mercado son conocidos diferentes modelos de seguidores solares, entre los cuales podemos citar aquellos que se conforman por un poste o estructura de sustentación de las placas fotovoltaicas y un dispositivo motor para el accionamiento de las placas fotovoltaicas asociadas a ese soporte. En efecto, actualmente existen en el mercado diferentes tipos de seguidores solares para instalaciones de placas fotovoltaicas, cuya finalidad es variar la inclinación de las placas fotovoltaicas a lo largo del día con el fin de mantenerlas enfrentadas al sol y, consiguientemente, obtener una mayor captación y aprovechamiento de la energía solar. 2 ES 2 351 919 A1 2 En la actualidad se conocen algunas soluciones consistentes en adoptar una estructura que permite variar a voluntad su grado de inclinación y en consecuencia variará igualmente el ángulo de inclinación. Asimismo, es importante señalar que muchas son las firmas que comercializan seguidores solares y muchos los modelos con seguimiento tanto en uno como en dos ejes, dándose en todos ellos una serie de características negativas comunes que se mencionan seguidamente: - dudosa fiabilidad de funcionamiento cuando las instalaciones deben soportar el peso de elevadas áreas de captadores solares, como consecuencia de la cantidad de elementos mecánicos presentes, - dificultades en el montaje, desmontaje y mantenimiento, debido al escaso espacio de maniobra disponible, puesto que los seguidores solares se instalan en huertas solares donde, con objeto de obtener un óptimo rendimiento, se agrupan un gran número de seguidores solares en espacios reducidos, - los seguidores solares no están destinados a soportar el peso de elevadas áreas de captadores solares en cubiertas o techos, y no son capaces de superar sin problemas las situaciones atmosféricas adversas de tales áreas, y exigen altas las operaciones de mantenimiento, - refrigeración deficiente debido al aumento de temperatura provocado por la agrupación de paneles en el menor espacio posible mediante la formación de grandes superficies a un solo nivel, lo cual redunda en un descenso del rendimiento, - generación de esfuerzos debidos a los dilataciones provocadas por cambios de temperatura entre la noche y el día, ya que las estructuras de soporte son rígidas, - problemas de estabilidad, ya que al ser superficies esencialmente planas, los puntos de amarre y giro, se sitúan fuera del plano que pasa por su centro de gravedad, provocando cargas estáticas asimétricas que limitan su peso y dimensiones para no sobrecargar los puntos de giro, situación agravada por los esfuerzos de viento, que generan empujes y momentos de vuelco que reducen la estabilidad de las estructuras. Debido a todos los inconvenientes mencionados, los dispositivos de concentración fotovoltaica conocidos resultan ser de muy difícil instalación sobre tejados de edificios u otro tipo de aprovechamientos de superficies secundarias, estando limitado su uso a la producción centralizada sobre terrenos dedicados a ello. La solicitud de patente española ES2267382 (SOL3G, S.L.) describe una estructura doblemente giratoria en la que se disponen módulos compuestos de varias celdas solares fotovoltaicas. La estructura puede girar respecto de un eje azimutal y puede hacer girar los módulos respecto de un eje según la dirección longitudinal de los módulos. La estructura está compuesta de placas laterales y de una plataforma de apoyo sobre la que apoyan los módulos, formada por bases hexagonales. El documento describe asimismo módulos solares formados por un cuerpo laminar en U en el que se encajan una pluralidad de células solares fotovoltaicas. En los seguidores conocidos, el giro de los módulos respecto al eje según la dirección longitudinal de los módulos se lleva a cabo mediante un actuador que actúa sobre un punto cercano a un extremo de la es- 3 tructura del seguidor. La mencionada disposición del actuador provoca elevados esfuerzos y tensiones que obligan a un sobredimensionamiento de los elementos del seguidor. El problema técnico que se plantea consiste en definir un seguidor solar giratorio según dos ejes para módulos solares fotovoltaicos de alta concentración, que proporcione un giro según una dirección horizontal sin provocar una carga injustificadamente elevada a los elementos del seguidor. Descripción de la invención La presente invención resuelve los inconvenientes anteriormente mencionados por medio de un seguidor solar para módulos solares de alta concentración de tipo giratorio que presenta las siguientes ventajas con relación a los seguidores solares para el mismo propósito incluidos en el estado de la técnica. - empleo de un reducido número de elementos mecánicos, - capacidad para soportar el peso de elevadas áreas de captadores solares en cubiertas y techos, - capacidad para soportar situaciones climatológicas adversas, - transporte, montaje, desmontaje y mantenimiento simplificados, - rendimiento superior, - permite la dilatación de los paneles, - estabilidad, ausente de cargas estáticas, resistente al viento, robusto, flexible, duradero. - distribución equilibrada de cargas en la estructura, lo cual evita esfuerzos innecesarios o innecesariamente elevados de flexión y torsión, que redunda en un dimensionamiento más reducido de los elementos del seguidor. El seguidor de la invención está compuesto por un bastidor de seguimiento, que comprende a su vez una base y una estructura superior, y por un sistema de control. El bastidor permite un seguimiento activo de la trayectoria solar, mientras que el sistema de control confiere a la invención una gestión autónoma. La base es solidaria al terreno o cubierta en que está instalada y no requiere de anclajes. La base dispone de un sistema de actuación que permite el giro en el eje azimutal de la estructura superior respecto a la base, en la que el movimiento puede realizarse mediante correa dentada, correa o cadena. La estructura superior actúa de soporte para módulos de concentración, siendo la cantidad de los módulos soportados variable, con vistas a una optimización de costes, en función de la geometría y peso de los propios módulos y de la normativa de transporte, así como de la regulación eléctrica de la zona de implantación. Los módulos de concentración...

1. Seguidor solar para módulos (12) solares fotovoltaicos de alta concentración de tipo giratorio para cubierta y huertos solares, que comprende un sistema de control y un bastidor, donde el bastidor incluye - una estructura superior (4) que soporta unos módulos (12) compuestos de células solares fotovoltaicas; - una base (3) compuesta por perfiles ensamblados en forma poligonal, adaptada para instalarse en un terreno o cubierta; y - un mecanismo de seguimiento solar que produce el giro de la estructura superior (4) respecto a la base (3) según un eje azimutal, por medio del accionamiento de un vástago (14) vertical fijado al bastidor, sobre el que se monta la estructura superior (4), y según un eje horizontal, caracterizado porque la estructura superior (4) comprende: - perfiles laterales (5) en forma de Z, dispuestos en dirección longitudinal, uno a cada lado, - un perfil central superior (7) y un perfil central inferior (8) enfrentados, unidos entre sí a través de bielas (15), dispuestos longitudinalmente en paralelo con los perfiles laterales (5) entre dichos perfiles laterales (5); y - un actuador (11) dispuesto sobre la zona central del perfil central superior (7), que produce un movimiento relativo entre el perfil central superior (7) y el perfil central inferior (8) y, con dicho movimiento, el giro en dirección transversal de los módulos (12), que están articulados giratoriamente en su parte inferior a los perfiles laterales (5) y al perfil inferior (8), y en su parte superior al perfil central superior (7). ES 2 351 919 A1 8 2. Seguidor solar para módulos (12) solares fotovoltaicos de alta concentración de tipo giratorio para cubierta y huertos solares de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el giro del vástago (14) vertical está accionado por un medio de una correa dentada (13) accionada por un motor eléctrico. 3. Seguidor solar para módulos (12) solares fotovoltaicos de alta concentración de tipo giratorio para cubierta y huertos solares de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el giro del vástago (14) vertical está accionado por un medio de una correa accionada por un motor eléctrico. 4. Seguidor solar para módulos (12) solares fotovoltaicos de alta concentración de tipo giratorio para cubierta y huertos solares de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el giro del vástago (14) vertical está accionado por un medio de una cadena accionada por un motor eléctrico. 5. Seguidor solar para módulos (12) solares fotovoltaicos de alta concentración de tipo giratorio para cubierta y huertos solares de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la base (3) tiene forma triangular. 6. Seguidor solar para módulos (12) solares fotovoltaicos de alta concentración de tipo giratorio para cubierta y huertos solares de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la estructura superior (4) comprende adicionalmente travesaños (9) de rigidización ubicados en la parte inferior de los perfiles laterales (5) y de los perfiles centrales (7, 8) y unidos a dichos perfiles laterales (5) y perfiles centrales (7, 8) según una dirección transversal. 6 ES 2 351 919 A1 ES 2 351 919 A1 7 8 ES 2 351 919 A1 ES 2 351 919 A1 9 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA