Procedimiento para el seguimiento del sol por parte de un generador solar, mando para una instalación solar e instalación solar.

Procedimiento para el seguimiento del sol por parte de un generador solar (102) con una pluralidad demódulos solares (104),

con las siguientes etapas:

seguimiento del sol por parte de un seguidor (106); y

durante un movimiento o una parada del seguidor (106), adquisición (S102) de al menos una magnitudeléctrica de salida de al menos una parte de los módulos solares (104) del generador solar (102); y

en base a la comparación entre dos valores de la magnitud eléctrica de salida o en base a una variación de lamagnitud eléctrica de salida, determinar si se alcanzó una posición del seguidor (106) en la cual la magnitudeléctrica de salida se encuentra comprendida en un intervalo alrededor de un valor máximo, caracterizado porla siguiente etapa:

en caso de que se determine que no se alcanzó una posición del seguidor (106) en la que la magnitudeléctrica de salida se encuentra comprendida en un intervalo alrededor de un valor máximo, modificaruna señal de mando para el seguidor (106) para ralentizar un movimiento del seguidor (106) en casode que el seguidor (106) hubiera pasado por delante de la posición en la que la magnitud eléctrica desalida se encuentra comprendida en un intervalo alrededor de un valor máximo, y para acelerar unmovimiento del seguidor (106) en caso de que el seguidor (106) aún no hubiera alcanzado la posiciónen la que la magnitud eléctrica de salida se encuentra comprendida en un intervalo alrededor de unvalor máximo, de tal forma que el seguidor (106) no cambia de dirección de giro durante elseguimiento del sol.

Procedimiento para el seguimiento del sol por parte de un generador solar, mando para una instalación solar e instalación solar.

La presente invención se refiere a un procedimiento para el seguimiento del sol por parte de un generador solar, a un mando para una instalación solar así como a una instalación solar. La presente invención se refiere particularmente a un suplemento para el seguimiento del sol por parte de un generador solar con una pluralidad de módulos solares basados en una magnitud eléctrica de salida de al menos una parte de los módulos solares del generador solar.

En el estado de la técnica son conocidos dispositivos para el seguimiento de la posición actual del sol por parte de un generador solar, los denominados seguidores, en donde en el documento DE20204679U1 se describe un ejemplo. Además de ello se remite al documento DE102006058845B3, que muestra también un seguidor de este tipo. Los accionamientos de este tipo de dispositivos permiten que los generadores solares sigan al sol en dirección acimutal y/o de elevación de tal forma que sobre el generador solar impacte una máxima radiación solar posible. Para ello, los dispositivos conocidos de este tipo comprenden un sensor que genera una señal de intensidad en función de la luz que incide sobre el mismo, que se proporciona a un circuito integrado en la unidad de mando, que retransmite a su vez una señal de mando a un accionamiento del seguidor para efectuar una orientación correspondiente del generador solar al punto más claro del cielo.

De forma alternativa o adicional al sensor, el mando puede controlar al seguidor sobre la base del cálculo de efemérides solares, para realizar un seguimiento correspondiente del sol por parte del generador solar. En el documento ES2273576B1 se describe por ejemplo un sistema de este tipo.

Los sistemas de seguimiento conocidos de este tipo intentan de este modo optimizar la potencia de salida del generador solar haciendo que éstos sigan al sol a lo largo del cielo, para obtener una ganancia máxima de la luz solar. Típicamente mediante un seguimiento del generador solar se puede lograr un incremento de la ganancia desde, por ejemplo, +28% en Europa central hasta +54% en el norte de Europa. Del documento US4868379 se conoce un procedimiento de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Los suplementos conocidos anteriormente descritos para el seguimiento del sol por parte de un generador solar presentan sin embargo diferentes inconvenientes. La forma de realización que comprende un sensor para la detección de la luz solar resulta desventajosa, puesto que sólo es posible una determinación de la posición suficientemente precisa con el cielo claro y un mando correspondiente del sistema de seguimiento. Cuando está nublado, estos sensores son menos útiles. Además de ello, este tipo de sensores requieren un montaje preciso en el generador solar o respectivamente del generador solar, así como una calibración correspondiente. Además de ello, estos sensores de posición son caros y propensos a la suciedad, de tal forma que incluso con un cielo despejado tampoco se da una determinación de la posición lo suficientemente precisa ni el mando correspondiente del sistema de seguimiento.

El mando de la orientación del generador solar sobre la base del cálculo de efemérides solares también es desventajoso. Si bien se puede determinar la posición del sol en el cielo con buena precisión en base a las efemérides solares en conjunción con el lugar del seguidor y la hora, la precisión depende de la precisión de los sensores empleados para la determinación de la posición del generador solar y también de la precisión del montaje de los generadores solares y de su ajuste. Además, los sistemas de este tipo emplean (véase, por ejemplo, el documento ES2273576B1) un circuito de regulación abierto que requiere una calibración inicial, en base a, por ejemplo, un sensor o a la corriente de cortocircuito. Sin embargo, el mando real de la orientación del generador solar durante el día sólo se realiza en base a la posición solar calculada, esto es, sin una señal de posición devuelta.

Partiendo de este estado de la técnica, la presente invención tiene por objeto lograr un suplemento mejorado para el seguimiento del sol por parte de un generador solar, que evitando los inconvenientes anteriormente mencionados de los dispositivos conocidos en el estado de la técnica, garantice con un coste técnico de circuitos reducido que los módulos solares del generador solar estén orientados con respecto al sol de forma sustancialmente óptima.

Este objetivo se resuelve mediante un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, un mando de acuerdo con la reivindicación 24 y una instalación solar de acuerdo con la reivindicación 25.

La presente invención logra un procedimiento para el seguimiento del sol por parte de un generador solar con una pluralidad de módulos solares, con las siguientes etapas:

detección de al menos una magnitud eléctrica de salida de al menos una parte de los módulos solares del generador solar; y

control de un seguidor en el que está dispuesto el generador solar, de tal forma que la magnitud eléctrica de salida detectada presente un valor predeterminado.

La presente invención logra además un mando para una instalación solar con:

una entrada para recibir un valor de una magnitud eléctrica de salida de al menos una parte de los módulos solares de un generador solar de la instalación solar;

una salida para proporcionar una señal de mando para un seguidor de la instalación solar; y

una unidad de proceso, que trabaja según el procedimiento de acuerdo con la invención.

La presente invención logra además una instalación solar con:

un generador solar con una pluralidad de módulos solares;

un seguidor, en el que está dispuesto el generador solar;

un dispositivo de medida para detectar una magnitud eléctrica de salida de al menos una parte de los módulos solares del generador solar; y

un mando de acuerdo con la invención.

En contraposición al estado de la técnica conocido anteriormente mencionado, la presente invención enseña un suplemento ventajoso y novedoso para el seguimiento del sol por parte de un módulo solar, que evita los inconvenientes anteriormente descritos. De acuerdo con la invención, se puede renunciar a un sensor de posición solar para el seguimiento del sol por parte de un generador solar y de este modo a los problemas anteriormente mencionados en lo que respecta a la precisión. También se puede renunciar a efemérides solares para el seguimiento del generador solar, de tal forma que también se evitan los problemas asociados a ello.

De acuerdo con las doctrinas de la presente invención, el seguimiento se realiza en base a una señal eléctrica de salida o a una magnitud eléctrica de salida, como, por ejemplo, de la corriente, de la tensión y/o de la potencia, de una parte de los módulos solares del generador solar, preferentemente sobre la base de una magnitud eléctrica de salida que se obtiene de la totalidad de todos los módulos solares del generador solar. El seguidor de la instalación solar se manda preferentemente de tal forma que el valor predeterminado de la magnitud eléctrica de salida adopta un valor máximo, por ejemplo, una potencia máxima. El mando del seguidor provoca de este modo un seguimiento del seguidor de acuerdo con la posición el sol.

De acuerdo con un ejemplo preferido de realización de la presente invención, el seguidor se sitúa inicialmente en una posición inicial mediante un posicionamiento primario del sistema, en la que el seguidor mueve al generador solar en base a parámetros conocidos relativos a una posición del sol, por ejemplo, a efemérides solares. Durante un movimiento del seguidor durante el seguimiento, por ejemplo partiendo del posicionamiento primario, desde una primera posición a una segunda posición se detecta un valor de la magnitud eléctrica de salida durante una primera fase del movimiento y durante una segunda fase del movimiento, preferentemente durante una primera mitad del proceso de movimiento y durante una segunda mitad del proceso de movimiento. Los valores detectados para la magnitud eléctrica de salida durante las dos fases de movimiento se comparan entre sí, y en base a la comparación se determina que no se alcanzó aún una posición del seguidor, en la que está presente el valor predeterminado para la magnitud eléctrica de salida, cuando los dos valores son diferentes entre sí. En este caso, se continúa moviendo el seguidor en una dirección correspondiente. Alternativamente, en caso de que se determine que la comparación indica... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el seguimiento del sol por parte de un generador solar (102) con una pluralidad de módulos solares (104) , con las siguientes etapas:

seguimiento del sol por parte de un seguidor (106) ; y durante un movimiento o una parada del seguidor (106) , adquisición (S102) de al menos una magnitud eléctrica de salida de al menos una parte de los módulos solares (104) del generador solar (102) ; y en base a la comparación entre dos valores de la magnitud eléctrica de salida o en base a una variación de la magnitud eléctrica de salida, determinar si se alcanzó una posición del seguidor (106) en la cual la magnitud eléctrica de salida se encuentra comprendida en un intervalo alrededor de un valor máximo, caracterizado por la siguiente etapa:

en caso de que se determine que no se alcanzó una posición del seguidor (106) en la que la magnitud eléctrica de salida se encuentra comprendida en un intervalo alrededor de un valor máximo, modificar una señal de mando para el seguidor (106) para ralentizar un movimiento del seguidor (106) en caso de que el seguidor (106) hubiera pasado por delante de la posición en la que la magnitud eléctrica de salida se encuentra comprendida en un intervalo alrededor de un valor máximo, y para acelerar un movimiento del seguidor (106) en caso de que el seguidor (106) aún no hubiera alcanzado la posición en la que la magnitud eléctrica de salida se encuentra comprendida en un intervalo alrededor de un valor máximo, de tal forma que el seguidor (106) no cambia de dirección de giro durante el seguimiento del sol.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la adquisición de la magnitud eléctrica de salida comprende las siguientes etapas:

durante un movimiento del seguidor (106) desde una primera posición a una segunda posición, adquirir (S102) un primer valor de la magnitud eléctrica de salida en un primer tramo del movimiento, y determinar un segundo valor de la magnitud eléctrica de medida en un segundo tramo del movimiento; comparar (S104) el primer valor de la magnitud eléctrica de salida y el segundo valor de la magnitud eléctrica de salida entre sí; y

a partir de la comparación, en caso de que el primer y el segundo valor de la magnitud eléctrica de salida sean diferentes (S106 – S112) , determinar que no se alcanzó una posición del seguidor (106) en la que la magnitud eléctrica de salida se encuentra comprendida en un intervalo alrededor de un valor máximo, y en caso de que el primer y el segundo valor de la magnitud eléctrica de salida sean aproximadamente iguales (S114) , determinar que se alcanzó una posición del seguidor (106) en la que la magnitud eléctrica de salida se encuentra comprendida en un intervalo alrededor de un valor máximo.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en el que la señal de mando presenta una duración variable de impulso y una frecuencia fija, o en el que la señal de mando presenta una duración fija de impulso y una frecuencia variable, en donde la duración fija de impulso depende de una precisión de posición deseada del generador solar (102) y/o de una duración de búsqueda hasta que la magnitud eléctrica de salida se encuentre comprendida en un intervalo alrededor de un valor máximo.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, con la siguiente etapa:

comprobar en base a efemérides solares o mediante el uso de un sensor de posición del sol, si la posición relativa determinada del seguidor (106) con respecto al sol es correcta.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende la siguiente etapa de control para la comprobación de la posición determinada:

recorrer en instantes de tiempo predeterminados todo el intervalo de aceptancia angular del generador solar

(102) en el que se encuentra presente la magnitud eléctrica de salida, y determinar, en base a los valores determinados para la magnitud eléctrica de salida durante el recorrido, si se encuentra presente un máximo local o absoluto para la magnitud eléctrica de salida.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que se detectan los valores de la magnitud eléctrica de salida durante un primer y un segundo tramo del movimiento del seguidor, o en el que se detectan los valores de la magnitud eléctrica de salida durante el primer y el segundo tramo de reposo del seguidor, en donde los valores se detectan en posiciones simétricas.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que se emplea un valor medio, una suma, una integral, una derivada o cualquier otra función matemática de la magnitud eléctrica de salida.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que se interrumpe el procedimiento para el mando del seguidor (106) cuando el valor de la magnitud eléctrica de salida cae por debajo de un umbral predeterminado o cuando la magnitud eléctrica de salida entregada por el generador solar (102) es limitada por otros elementos en el flujo de potencia, en cuyo caso el mando del seguidor (106) se realiza según efemérides solares o según un sensor solar.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el seguidor (106) se mueve paso a paso o de forma continua, en donde en el caso de un movimiento paso a paso, los pasos se acortan o alargan o se proporcionan con menor o mayor frecuencia en función de la comparación, y en donde en el caso de un movimiento continuo se frena o acelera el seguidor (106) .

10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, con la siguiente etapa:

realización (S100) de un posicionamiento primario del seguidor (106) en base a parámetros en relación con una posición solar.

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, con las siguientes etapas:

provisión de un seguidor MPP, de tal forma que los módulos solares (104) trabajan a su potencia máxima, en donde el funcionamiento del seguidor MPP está desacoplado en el tiempo de la determinación de la magnitud eléctrica de salida y del mando del seguidor.

12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que la magnitud eléctrica de salida se determina en el generador solar (102) , en un oscilador (108) o a través de un equipo adicional de medida (116, 118) .

13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que se determina la magnitud eléctrica de salida de todos los módulos solares (104) .

14. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que los módulos solares (104) comprenden módulos solares de concentración.

15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que no se proporciona ningún sensor de posición solar adicional.

16. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en el que la magnitud eléctrica de salida comprende una tensión, una corriente, una potencia o una energía o un valor medio, una suma, una integral, una derivada o cualquier otra función matemática de las mismas.

17. Mando (120) para una instalación solar (100) con: una entrada (122) para la recepción de un valor de una magnitud eléctrica de salida de al menos una parte de módulos solares (104) de un generador solar (102) de la instalación solar (100) ; una salida (120) para proporcionar una señal de mando para un seguidor (106) de la instalación solar (100) ; y una unidad de proceso (124) , que trabaja de acuerdo con el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16.

18. Instalación solar (100) con: un generador solar (102) con una pluralidad de módulos solares; un seguidor (106) en el que está dispuesto el generador solar (102) ; un dispositivo de medida (116, 118) para determinar una magnitud eléctrica de salida de al menos una parte de los módulos solares (104) del generador solar (102) ; y

un mando de acuerdo con la reivindicación 17.