Dispositivo y método de seguimiento solar para concentración fotovoltaica de alta eficacia.
Dispositivo de seguimiento solar fotovoltaico de concentración,
que comprende:
un panel solar para concentrar luz solar;
un sensor de seguimiento solar, que está formado por un fotodiodo de 4 cuadrantes para concentrar la luz solar irradiada al panel solar usando una lente de Fresnel para concentrar luz solar, en el que la lente de Fresnel está incluida en el sensor de seguimiento solar, y detectar un foco cuando se irradia el foco de la lente de Fresnel; al menos dos detectores de luz solar, que están incluidos en diferentes lados del panel solar y detectan la luz solar; y
medios de control, que incluyen:
una primera unidad de control para realizar un control de la órbita y la altitud del panel solar basándose en un grado de luminosidad en la luz solar detectada en el detector de luz solar, y
una segunda unidad de control para realizar un control de la órbita y la altitud del panel solar basándose en información de foco de la lente de Fresnel, que se forma sobre el fotodiodo de 4 cuadrantes detectado, caracterizado porque
los medios que evitan la pérdida de luz solar están formados por lentes, incluyendo el sensor de seguimiento solar: un primer sustrato de circuito impreso que tiene el fotodiodo de 4 cuadrantes para detectar el foco cuando se irradia la luz solar concentrada y se forma el foco de la lente de Fresnel; y
medios que evitan la pérdida de luz solar para soportar un intervalo entre la lente de Fresnel y el primer sustrato de circuito impreso y evitar la pérdida de la luz solar concentrada,
comprendiendo además el dispositivo:
un segundo sustrato de circuito impreso, que está conectado a una parte inferior del primer sustrato de circuito impreso y tiene la segunda unidad de control que recibe información de foco de la lente de Fresnel que se forma sobre el fotodiodo de 4 cuadrantes,
en el que el exterior del sensor de seguimiento solar está formado por placas de aislamiento térmico.
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09011606.
Solicitante: PARU CO., LTD.
Nacionalidad solicitante: República de Corea.
Dirección: 42-2 SEONPYEONG-RI SEO-MYEON SUNCHEON-SI, JEOLLAN REPUBLICA DE COREA.
Inventor/es: HONG,SEOKHOON, KANG,MUN-SIG, JANG,BYUNG-SEOK.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- G01S3/786 FISICA. › G01 METROLOGIA; ENSAYOS. › G01S LOCALIZACION DE LA DIRECCION POR RADIO; RADIONAVEGACION; DETERMINACION DE LA DISTANCIA O DE LA VELOCIDAD MEDIANTE EL USO DE ONDAS DE RADIO; LOCALIZACION O DETECCION DE PRESENCIA MEDIANTE EL USO DE LA REFLEXION O RERRADIACION DE ONDAS DE RADIO; DISPOSICIONES ANALOGAS QUE UTILIZAN OTRAS ONDAS. › G01S 3/00 Localizadores de dirección para la determinación de la dirección desde la que se reciben ondas infrasonoras, sonoras, ultrasonoras o electromagnéticas o emisiones de partículas, que no tienen contenido direccional significativo (establecimiento de la posición mediante la coordinación de una pluralidad de determinaciones de dirección o de líneas de posición G01S 5/00). › manteniéndose el estado deseado automáticamente.
PDF original: ES-2473640_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Dispositivo y método de seguimiento solar para concentración fotovoltaica de alta eficacia Referencia (s) cruzada (s) a solicitudes relacionadas La presente invención reivindica la prioridad de la solicitud de patente coreana nº 10-2008-0089036, presentada el 10 de septiembre de 2008.
Antecedentes de la invención
Campo de la invención La presente invención se refiere a un dispositivo y un método de seguimiento solar fotovoltaico de concentración de alta eficacia; y, más particularmente, a un dispositivo y un método de seguimiento solar fotovoltaico de concentración, que maximizan la eficacia de concentración concentrando luz solar usando una lente de Fresnel y moviendo un panel solar basándose en información de foco que se forma cuando se irradia la luz solar concentrada sobre un fotodiodo.
Descripción de la técnica relacionada Generalmente, la generación de luz solar es una tecnología para transformar luz solar en energía eléctrica. La tecnología adopta un método de generación que usa una célula solar para la generación fotovoltaica mediante el efecto fotoeléctrico cuando se irradia luz. Su sistema incluye generalmente un módulo que tiene una célula solar, un acumulador y un dispositivo de conversión de potencia. Además, la célula solar incluye una fotocélula de selenio que usa el contacto entre un metal y un semiconductor, una fotocélula de sulfito de cobre y una fotocélula de silicio que usa una unión p-n de semiconductor.
Por otro lado existen ventajas en cuanto a que la generación de luz solar es una generación de potencia eléctrica independiente de una fuente de energía transparente e ilimitada y que es sencillo mantener el sistema sin recursos humanos. Sin embargo, aunque no se considera que la eficacia de producción sea baja en comparación con un método de generación que usa combustible fósil tal como carbón y petróleo, existe una gran desviación en la producción de potencia eléctrica según la irradiancia solar.
Por consiguiente, como un método para solucionar el problema anterior, se introduce no una célula solar inmóvil, sino un dispositivo de generación de luz solar portátil, que mueve un panel solar según la variación de una órbita solar con el fin de maximizar la eficacia de concentración.
El documento US 4 367 403 A describe un dispositivo y un método según el preámbulo de las reivindicaciones independientes.
Sumario de la invención Una realización de la presente invención se refiere a proporcionar un dispositivo de seguimiento solar fotovoltaico de concentración, que realiza un seguimiento del sol llevando a cabo un control preciso en una órbita y una altitud de un panel solar usando una lente de Fresnel y un fotodiodo de 4 cuadrantes en un estado en el que se controla un panel solar de manera correspondiente a la luz solar detectando la luz solar.
Para conseguir un objetivo de la presente invención, la presente invención proporciona un dispositivo de seguimiento solar fotovoltaico de concentración, que incluye: un panel solar para concentrar luz solar; un sensor de seguimiento solar, que está formado por un fotodiodo de 4 cuadrantes para concentrar la luz solar irradiada al panel solar usando una lente de Fresnel, y detectar un foco cuando se irradia el foco de la lente de Fresnel; al menos dos detectores de luz solar, que están incluidos en diferentes lados del panel solar y detectan la luz solar; y medios de control, que incluyen: una primera unidad de control para realizar un control de la órbita y la altitud del panel solar basándose en un grado de luminosidad en la luz solar detectada en el detector de luz solar, y una segunda unidad de control para realizar un control de la órbita y la altitud del panel solar basándose en información de foco de la lente de Fresnel, que se forma sobre el fotodiodo de 4 cuadrantes detectado.
El sensor de seguimiento solar incluye: una lente de Fresnel para concentrar luz solar; un primer sustrato de circuito impreso que tiene el fotodiodo de 4 cuadrantes para detectar el foco cuando se irradia la luz solar concentrada y se forma el foco de la lente de Fresnel; y medios que evitan la pérdida de luz solar para soportar un intervalo entre la lente de Fresnel y el primer sustrato de circuito impreso y evitar la pérdida de la luz solar concentrada.
El dispositivo incluye además: un segundo sustrato de circuito impreso, que está conectado a una parte inferior del primer sustrato de circuito impreso y tiene la segunda unidad de control que recibe información de foco de la lente de Fresnel que se forma sobre el fotodiodo de 4 cuadrantes.
El exterior del sensor de seguimiento solar puede estar formado por placas de aislamiento térmico.
El fotodiodo de 4 cuadrantes puede estar dividido en una matriz de 2x2.
El dispositivo según la reivindicación 2, en el que los medios que evitan la pérdida de luz solar pueden estar formados por lentes.
Para conseguir otro objetivo de la presente invención, la presente invención proporciona un método de seguimiento solar fotovoltaico de concentración, que incluye: realizar un seguimiento de la luz solar a través de al menos dos detectores de luz solar para detectar luz solar estando formados en diferentes ejes de un panel solar para concentrar luz solar; realizar un control de la órbita y la altitud del panel solar basándose en un grado de luminosidad en la luz solar detectada; realizar un seguimiento de la luz solar a través de un sensor de seguimiento solar para concentrar la luz solar irradiada al panel solar usando una lente de Fresnel y que incluye un fotodiodo de 4 cuadrantes para detectar un foco de la lente de Fresnel cuando se irradia el foco; y realizar un control de la órbita y la altitud del panel solar basándose en información de foco de la lente de Fresnel que se forma sobre el fotodiodo de 4 cuadrantes detectado.
Dicha realización de un seguimiento secundario de la luz solar a través de un sensor de seguimiento solar incluye: concentrar la luz solar a través de la lente de Fresnel; formar un foco de la lente de Fresnel sobre el fotodiodo de 4 cuadrantes irradiando la luz solar concentrada; y detectar el foco de la lente de Fresnel a través del fotodiodo de 4 cuadrantes.
Breve descripción de los dibujos La figura 1 es una vista en perspectiva que muestra una imagen esquemática de un dispositivo de seguimiento solar fotovoltaico de concentración según una realización de la presente invención.
La figura 2A es una vista en sección transversal que muestra un sensor de seguimiento solar según una realización de la presente invención.
La figura 2B es una vista frontal que muestra el sensor de seguimiento solar según la realización de la presente invención.
La figura 3A es una vista frontal que muestra un detector de luz solar, que se aplica a la presente invención.
La figura 3B es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la dirección AA en la figura 3A.
La figura 4 es una vista lateral de la figura 1.
La figura 5 es un diagrama de bloques eléctrico que muestra el dispositivo de seguimiento solar fotovoltaico de concentración según una realización de la presente invención.
La figura 6 es un diagrama de flujo que describe un método de seguimiento del dispositivo de seguimiento solar fotovoltaico de concentración según una realización de la presente invención.
La figura 7 es un diagrama de flujo que describe una etapa de seguimiento solar que usa el sensor de seguimiento solar según una realización de la presente invención.
Descripción detallada de los elementos principales 100: dispositivo de seguimiento solar fotovoltaico de concentración 110: panel solar
120: soporte de panel solar
130: eje de rotación 140: dispositivo de accionamiento de eje de rotación 141: motor de seguimiento de órbita 150: barra de control de ángulo
160: dispositivo de accionamiento de barra de control de ángulo 161: motor de seguimiento de altitud
170: caja de soporte
180: barra de acoplamiento 200: sensor de seguimiento solar
210: lente de Fresnel
220: fotodiodo de 4 cuadrantes 230: primer sustrato de circuito impreso 240: medios que evitan la pérdida de luz solar
250: segundo sustrato de circuito impreso 260: placa de aislamiento térmico 300: detector de luz solar
310: caja 320: módulo sensor
330: cable
400: bloque de detección de luz solar
410: primera unidad de detección 420: segunda unidad de detección 421: sensor de seguimiento primario 425: sensor de seguimiento secundario 430: bloque de comunicación de datos 440: memoria de datos 450: bloque de accionamiento de motor
460:... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Dispositivo de seguimiento solar fotovoltaico de concentración, que comprende: un panel solar para concentrar luz solar; un sensor de seguimiento solar, que está formado por un fotodiodo de 4 cuadrantes para concentrar la luz solar
irradiada al panel solar usando una lente de Fresnel para concentrar luz solar, en el que la lente de Fresnel está incluida en el sensor de seguimiento solar, y detectar un foco cuando se irradia el foco de la lente de Fresnel; al menos dos detectores de luz solar, que están incluidos en diferentes lados del panel solar y detectan la luz solar; y
medios de control, que incluyen: una primera unidad de control para realizar un control de la órbita y la altitud del panel solar basándose en un grado de luminosidad en la luz solar detectada en el detector de luz solar, y
una segunda unidad de control para realizar un control de la órbita y la altitud del panel solar basándose en información de foco de la lente de Fresnel, que se forma sobre el fotodiodo de 4 cuadrantes detectado, caracterizado porque
los medios que evitan la pérdida de luz solar están formados por lentes, incluyendo el sensor de seguimiento solar: un primer sustrato de circuito impreso que tiene el fotodiodo de 4 cuadrantes para detectar el foco cuando se irradia la luz solar concentrada y se forma el foco de la lente de Fresnel; y
medios que evitan la pérdida de luz solar para soportar un intervalo entre la lente de Fresnel y el primer sustrato de circuito impreso y evitar la pérdida de la luz solar concentrada,
comprendiendo además el dispositivo: un segundo sustrato de circuito impreso, que está conectado a una parte inferior del primer sustrato de circuito impreso y tiene la segunda unidad de control que recibe información de foco de la lente de Fresnel que se forma sobre el fotodiodo de 4 cuadrantes,
en el que el exterior del sensor de seguimiento solar está formado por placas de aislamiento térmico.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que el fotodiodo de 4 cuadrantes está dividido en una matriz de 2x2.
3. Método de seguimiento solar fotovoltaico de concentración, que comprende:
realizar un seguimiento primario de la luz solar a través de al menos dos detectores de luz solar para detectar luz solar estando formados en diferentes ejes de un panel solar para concentrar luz solar;
realizar un control primario de la órbita y la altitud del panel solar basándose en un grado de luminosidad en la luz solar detectada;
realizar un seguimiento secundario de la luz solar a través de un sensor de seguimiento solar para concentrar la luz solar irradiada al panel solar usando una lente de Fresnel para concentrar luz solar, en el que la lente de Fresnel está incluida en el sensor de seguimiento solar, y que incluye un fotodiodo de 4 cuadrantes para detectar un foco de la lente de Fresnel cuando se irradia el foco; y
realizar un control secundario de la órbita y la altitud del panel solar basándose en información de foco de la lente de Fresnel que se forma sobre el fotodiodo de 4 cuadrantes detectado,
caracterizado porque el sensor de seguimiento solar incluye:
un primer sustrato de circuito impreso que tiene el fotodiodo de 4 cuadrantes para detectar el foco cuando se irradia la luz solar concentrada y se forma el foco de la lente de Fresnel; y medios que evitan la pérdida de luz solar para soportar un intervalo entre la lente de Fresnel y el primer sustrato de circuito impreso y evitar la pérdida de la luz solar concentrada, en el que los medios que evitan la pérdida de luz solar están formados por lentes, y
un segundo sustrato de circuito impreso, que está conectado a una parte inferior del primer sustrato de circuito impreso y tiene la unidad de control que recibe información de foco de la lente de Fresnel que se forma sobre el fotodiodo de 4 cuadrantes,
en el que el exterior del sensor de seguimiento solar está formado por placas de aislamiento térmico.
4. Método según la reivindicación 3, en el que el fotodiodo de 4 cuadrantes está dividido en una matriz de 2x2.
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