Instalación con una estructura de alojamiento regulable en un eje alrededor de un eje horizontal para el alojamiento de uno o varios paneles solares o módulos fotovoltaicos o similares.

Instalación solar (1) con al menos una estructura de alojamiento (12) regulable en un eje alrededor de un eje principal horizontal (HA) para paneles solares o reflectores solares,

para alojarlos y/o soportarlos, así como para modificarlos alrededor de su ángulo de inclinación o ángulo de elevación (Ω), y con al menos un accionamiento giratorio para la regulación rotatoria activa de la estructura de alojamiento (12) alrededor del eje principal horizontal (HA), que está configurado como unidad de articulación (10) con dos elementos de conexión (19, 21) en forma de anillo, concéntricos entre sí, que están alojados adyacentes y están acoplados o se pueden acoplar para la regulación relativa mutua con al menos un motor (15), de manera que un primer elemento de conexión (19) sirve para la fijación estacionaria en un zócalo, soporte o similar y un segundo elemento de conexión (21) se acopla fijo contra giro con la estructura de alojamiento (12), en la que el segundo elemento de conexión (21) presenta dos superficies de conexión en lados frontales opuestos entre sí, que están realzados frente al primer elemento de conexión en la dirección axial respectiva, caracterizada por que el primer elemento de conexión (19) está amarrado por medio de una multitud de tornillos de fijación paralelos al eje principal (HA), dispuestos distribuidos en forma de corona alrededor del eje principal (HA), en un soporte de fijación (14) fijo estacionario y fijado inmóvil, en particular de una placa de soporte, en la que el ángulo central entre tornillos de fijación adyacentes es igual o menor que 60º, con preferencia igual o menor que 45º, en particular igual o menor que 30º.

Instalación con una estructura de alojamiento regulable en un eje alrededor de un eje horizontal para el alojamiento de uno o varios paneles solares o módulos fotovoltaicos o similares

La invención se refiere a una Instalación solar con al menos una estructura de alojamiento regulable en un eje alrededor de un eje principal horizontal para paneles solares o módulos fotovoltaicos, para alojarlos y/o soportarlos, así como para modificarlos alrededor de su ángulo de inclinación o ángulo de elevación, y con al menos un accionamiento giratorio para la regulación rotatoria activa de la estructura de alojamiento alrededor del eje principal horizontal, que está configurado como unidad de articulación con dos elementos de conexión en forma de anillo, concéntricos entre sí, que están alojados adyacentes y están acoplados o se pueden acoplar para la regulación relativa mutua con al menos un motor, de manera que un primer elemento de conexión sirve para la fijación estacionarla en un zócalo, soporte o similar y un segundo elemento de conexión se acopla fijo contra giro con la estructura de alojamiento.

Desde hace varias décadas, los técnicos e Ingenieros de todo el mundo se dedican a la construcción de sistemas, con los que se puede recoger la energía de los rayos del sol y se puede aprovechar técnicamente. Sin embargo, el aprovechamiento técnico de la energía solar solamente ha sido eficiente en los últimos tiempos, de tal manera que ésta es también técnicamente prometedora de ganancias, sobre todo también por que ahora están disponibles componentes correspondientemente eficientes (sobre todo en la fotovoltalca) para la recepción y conversión de la energía transmitida por las ondas electromagnéticas en forma de rayos luz o rayos solares.

Mientras que antes de más de 20 años, la tecnología para el aprovechamiento de la radiación solar para la conversión de calor en energía eléctrica consistía esencialmente en concentrar o bien enfocar los mejores reflectoras y aparatos de espejos o también disposiciones parabólicas de manera adecuada sobre ciertos puntos, para concentrar la energía allí, la mayoría de las veces en el foco de tales aparatos de espejo, y poder utilizarla concentrada, por ejemplo a través de calentamiento de contenedores de medios Instalados de forma centralizada con objeto de evaporación de acuerdo con el principio de la generación de fuerza a través de vapor callente y conversión generadora siguiente, sobre todo en los últimos 20 años aproximadamente se ha desplazado la tecnología para el aprovechamiento de la radiación solar en cuanto al centro de gravedad a utilizar los paneles solares cada vez más eficientes, en particular también en forma de colectores solares planos, llamados también módulos solares o módulos fotovoltaicos (abreviado: PV) o células solares. Por norma se utilizan actualmente módulos-PV cristalinos de mayor capacidad de rendimiento o también módulos de tecnología de capa fina-PV.

Un núcleo esencial de las ¡deas para el aprovechamiento de la radiación solar era siempre una alineación óptima de los aparatos de soporte para unidades de absorción de energía (como reflectores, aparatos de espejos, disposiciones parabólicas, paneles solares, células solares, módulos-PV, etc.) de acuerdo con la posición del sol y, en concreto, de tal forma que, a ser posible, incida un rendimiento máximo de rayos solares sobre la unidad que absorbe la energía. La unidad de absorbe o refleja la energía solar / energía del sol es retenida en este caso con frecuencia por un sistema de soporte y en aplicaciones desarrolladas sigue también la posición del sol. Los sistemas de seguimiento actualmente habituales y que se encuentran en uso para aplicaciones solares, que posibilitan alinear aparatos para la absorción de rayos electromagnéticos, en particular rayos del sol, de acuerdo con una trayectoria, están realizados la mayoría de las veces de dos ejes, es decir, que permiten un seguimiento alrededor de dos ejes diferentes, de manera que la superficie de los módulos respectivos está alineada siempre tangencialmente al sol y los rayos que proceden del sol inciden, por lo tanto, perpendicularmente sobre el módulo respectivo.

Por ejemplo, el documento DE 294 39 44 del año de publicación 1981 describe un dispositivo para la rotación independiente de un equipo alrededor de dos ejes que están perpendiculares entre sí, en particular para el seguimiento de colectores solares, de manera que el árbol de arrastre de una primera instalación de accionamiento fija estacionaria, que está constituida esencialmente por una carcasa, un motor eléctrico, un engranaje planetario de varias fases y una fase de rueda dentada recta, lleva en un extremo libre la carcasa de una segunda instalación de accionamiento giratoria, que está constituida esencialmente por la carcasa, un motor eléctrico, un engranaje planetario de varias fases y una fase de rueda dentada recta, cuyo árbol de arrastre dirigido perpendicularmente al árbol de arrastre de la primera instalación de accionamiento lleva en sus extremos libres los equipos giratorios.

Por lo tanto, mientras que en los sistemas de seguimiento de dos ejes, la disposición total puede ser seguida en cualquier momento también al mismo tiempo en dirección vertical y horizontal (es decir, en elevación y azimut), en cambio en los sistemas de seguimiento de uno eje solamente es posible siempre un seguimiento en una única dirección, por lo tanto opcionalmente o bien sólo en una dirección tal vez vertical, llamada también elevación o solamente horizontal, llamada también azimutal, por lo tanto según las definiciones en el estado actual de la técnica, un colector solar seguido uniaxial en dirección horizontal, es decir, alrededor de un eje vertical, con 0o azimut apunta directamente hacia el Sur, de manera que los rayos del sol que preceden del Sur inciden de una manera óptima sobre la unidad de absorción de energía, en el caso de -90° apunta directamente hacia el Éste, en el caso de -45° apunta directamente hacia el Sudeste, en el caso de +45° apunta directamente hacia el Sudoeste y en el caso de +90° apunta directamente hacia el Oeste, mientras que la inclinación con respecto a la vertical debe permanecer en

tales casos inalterada a falta de un segundo eje de giro o de articulación.

Por otra parte, un sistema de seguimiento uniaxial ofrece, frente a una instalación montada fijamente en dirección Sur, ya ventajas de rendimiento de hasta 30 %, mientras que con un seguimiento biaxial en el caso de una instalación diseñada óptimamente, se puede alcanzar un sobre rendimiento de hasta el 45 %. Los sistemas de seguimiento biaxial proporcionan, por lo tanto, mejores rendimientos, pero son también más complejos y, por lo tanto, más costosos y más propensos a averías. En consideración de estas relaciones, la presente invención favorece el principio de un seguimiento uniaxial.

Tal principio se publica en la patente EP 0 114 240 concedida en el año 2004, a saber, un sistema de seguimiento lineal uniaxial de una instalación de colectores solares con al menos un turbo de torsión orientado en dirección Norte-Sur, que lleva una serie de colectores solares rectangulares planos. Una barra de empuje horizontal puede desplazar varias series de colectores solares.

Como otro estado de la técnica se menciona el documento de patente de los Estados Unidos US 2011/0023940 A1, en el que se describe un sistema de colectores de seguimiento uniaxial para energía solar. En este caso, para el accionamiento giratorio se emplea, en efecto, una unidad de articulación, en la que dentro de una carcasa está dispuesta una pieza giratoria de forma pivotable. Puesto que la carcasa rodea la pieza giratoria en un lado frontal, no es posible en ese lado frontal ninguna fijación de una estructura de soporte, sino solamente unilateralmente en el lado frontal opuesto. Esto conduce a una construcción muy compleja y con menos capacidad de carga, de manera que además de una unidad de accionamiento giratorio son necesarias siempre varias unidades de cojinete adicionales.

El estado actual de la técnica presenta, de forma resumida breve, en general, los siguientes inconvenientes y propiedades:

1. Las soluciones de instalaciones sobre el tejado (en Inglés: building-integrated = integradas en el edificio) sobre cobertizos o sobre edificios no realizan seguimiento, de acuerdo con el estado actual de la técnica y la mayoría de las veces están montadas fijamente. Sin embargo, los sistemas que no realizan seguimiento ofrecen, sin embargo, Inconvenientes en el rendimiento.

2. Las soluciones de instalaciones en el tejado sobre edificios están unidas siempre con el edificio, según el estado actual de la técnica,... [Seguir leyendo]

1.- Instalación solar (1) con al menos una estructura de alojamiento (12) regulable en un eje alrededor de un eje principal horizontal (HA) para paneles solares o reflectores solares, para alojarlos y/o soportarlos, así como para modificarlos alrededor de su ángulo de Inclinación o ángulo de elevación (Q), y con al menos un accionamiento giratorio para la regulación rotatoria activa de la estructura de alojamiento (12) alrededor del eje principal horizontal (HA), que está configurado como unidad de articulación (10) con dos elementos de conexión (19, 21) en forma de anillo, concéntricos entre sí, que están alojados adyacentes y están acoplados o se pueden acoplar para la regulación relativa mutua con al menos un motor (15), de manera que un primer elemento de conexión (19) sirve para la fijación estacionaria en un zócalo, soporte o similar y un segundo elemento de conexión (21) se acopla fijo contra giro con la estructura de alojamiento (12), en la que el segundo elemento de conexión (21) presenta dos superficies de conexión en lados frontales opuestos entre sí, que están realzados frente al primer elemento de conexión en la dirección axial respectiva, caracterizada por que el primer elemento de conexión (19) está amarrado por medio de una multitud de tornillos de fijación paralelos al eje principal (HA), dispuestos distribuidos en forma de corona alrededor del eje principal (HA), en un soporte de fijación (14) fijo estacionarlo y fijado inmóvil, en particular de una placa de soporte, en la que el ángulo central entre tornillos de fijación adyacentes es igual o menor que 60°, con preferencia Igual o menor que 45°, en particular Igual o menor que 30°.

2.- Instalación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que los colectores solares o reflectores solares (2) están configurados como paneles solares, módulos fotovoltaicos, espejos o similares.

3.- Instalación de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque las superficies principales de todos los colectores solares o reflectores solares (2), montados sobre una estructura de alojamiento (12) común están configurados planos y se encuentran en un plano común regulable.

4.- Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que las superficies de conexión del segundo elemento de conexión (21) están conectadas, respectivamente, a través de un tubo (13) o varillaje con una o varias estructuras de alojamiento (12).

5.- Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que varias estructuras de soporte están acopladas entre sí con la finalidad del movimiento de articulación sincronizado común, con preferencia a través de un varillaje o a través del segundo elemento de conexión de la unidad de articulación (10).

6 - Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que uno de los dos elementos de conexión (19, 21) en forma de anillo presenta en una superficie envolvente un dentado circundante para el acoplamiento del accionamiento giratorio, en particular el elemento de conexión en forma de anillo, que presenta la superficies de conexión realzadas.

7.- Instalación de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada por que el accionamiento giratorio presenta al menos un motor (15), cuyo rotor está conectado fijo contra giro con un tornillo sin fin, que engrana con el dentado del elemento de conexión exterior.

8.- Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la dirección longitudinal del eje principal (HA) está fijada en alineación horizontal, en particular en dirección Este-Oeste.

9.- Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la placa de retención está alineada verticalmente y está atravesada perpendicularmente por el eje principal (HA) fijo estacionario.

10.- Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la placa de retención está conectada con al menos un elemento de fijación en el lado inferior para el montaje sobre un cimiento, chasis, bastidor, trípode, trébedes, pilón o una columna (6).

11.- Instalación de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizada por que el elemento de fijación presenta al menos un lado inferior horizontal plano, por ejemplo una placa de fijación o carril de fijación (32) horizontal.

12.- Instalación de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, caracterizada porque la placa de retención está conectada con al menos una placa o carril de fijación (32) por medio de uno o con preferencia dos o más elementos de conexión y/o de refuerzo, respectivamente, con al menos un canto que se extiende inclinado hacia abajo desde la placa de retención hacia la placa o carril de fijación (32).

13.- Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que una unidad de articulación (10), que soporta la estructura de soporte (13) y/o un alojamiento presentan una distancia (H) con respecto a la superficie que se encuentra debajo, que es igual o mayor que la mitad de la extensión de una estructura de soporte (13) transversalmente a su eje principal (HA), de manera que debajo permanece todavía espacio para un aprovechamiento de otro tipo, en particular como plaza de aparcamiento.