Marquesina-seguidor solar de un eje con pilares en Y.

Seguidor solar fotovoltaico de un eje integrado arquitectónicamente en una marquesina de aparcamiento,

capaz de realizar un giro del plano de la cubierta de la marquesina constituida por los paneles solares FV en el eje espacial norte-sur, obteniéndose el seguimiento completo orto-ocaso y manteniendo la máxima perpendicularidad entre las placas y la radiación solar.

El diseño de este seguidor le confiere confiabilidad y ligereza minorando su coste de fabricación y suponiendo un ahorro en la inversión en construcción de aparcamientos con marquesina, al ser este seguidor una marquesina en sí mismo; de manera que su uso hace posible la implementación de instalaciones solares FV con explotación en paridad tarifaria y elevadas rentabilidades para los promotores.

Esta marquesina FV, opcionalmente, alberga cargadores para vehículos eléctricos (VE). Puede ser explotada, aislada de red, alimentando equipos de frío industrial aislados de la red pública durante el tiempo en que no se demanda su electricidad para recarga de VE. De esta forma, la inversión de la marquesina se amortiza, en unos tres años, mediante suministro de electricidad a equipos de frío, haciendo independiente su rentabilidad del tránsito de VEs.

Esta manera de explotación, suministrando electricidad a instalaciones de consumo aisladas de la red, evita el pago de impuestos, tasas y el peaje de respaldo consagrado, en España, en la Ley del Sector Eléctrico de 27 de diciembre de 2013.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201400390.

Solicitante: GALIO TÉCNICAS ENERGÉTICAS, S.L.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: PACHECO ORTIZ,Francisco Félix.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • E04H1/12 SECCION E — CONSTRUCCIONES FIJAS.E04 EDIFICIOS.E04H EDIFICIOS O CONSTRUCCIONES SIMILARES PARA EMPLEOS PARTICULARES; PISCINAS PARA NADAR O PARA CHAPOTEAR; MASTILES; BARRERAS; TIENDAS O REFUGIOS PROVISIONALES, EN GENERAL (cimentaciones E02D). › E04H 1/00 Edificios o grupos de edificios de viviendas u oficinas; Distribución general, p. ej. coordinación modular, pisos en áticos (E04H 3/00 tiene prioridad; edificios con dos o más fines, edificios en los que se puede penetrar en vehículo E04H 14/00; estructura general de los edificios E04B 1/00). › Pequeños edificios o cualesquiera otras construcciones para ocupación limitada levantados al aire libre o acondicionados en el interior de los edificios, p. ej. kioscos, protecciones para paradas de autobús o para estaciones de distribución de gasolina, tejados para andenes de estación, garitas de guardia, cabinas de baños (biombos móviles considerados como de tipo doméstico A47G 5/00).
  • E04H6/02 E04H […] › E04H 6/00 Edificios para guardar vehículos, material rodante, aviones, barcos o cualesquiera otros vehículos, p. ej. garajes (tiendas que sirven para garajes E04H 15/00; soportes de bicicletas B62H; puesta en tierra de embarcaciones B63C 15/00; estructuras de las superficies portantes en el suelo E01C; marcado de las áreas de estacionamiento sobre el suelo E01F 9/00; construcción de edificios en general E04B 1/00). › Pequeños garajes, p. ej. para uno o dos vehículos (incorporados a los vehículos o soportados por él B62D; prefabricados y sin compartimentos E04B 1/343).
  • F24J2/54 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F24 CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION.F24J PRODUCCION O UTILIZACION DEL CALOR NO PREVISTOS EN OTROS LUGARES (sustancias a este efecto C09K 5/00; motores u otros mecanismos para producir una potencia mecánica a partir del calor, véanse las clases apropiadas, p. ej. F03G para utilización del calor natural). › F24J 2/00 Utilización del calor solar, p. ej. colectores de calor solar (destilación o evaporación del agua utilizando calor solar C02F 1/14; aspectos de la cubierta del tejado relativos a los dispositivos colectores de energía E04D 13/18; dispositivos que producen una potencia mecánica a partir de energía solar F03G 6/00; dispositivos semiconductores especialmente adaptados para convertir la energía solar en energía eléctrica H01L 31/00; células fotovoltaicas [FV] que incluyen medios directamente asociados con la célula FV para utilizar energía calorífica H01L 31/0525; módulos FV que incluyen medios asociados con el módulo FV para utilizar la energía calorífica H02S 40/44). › especialmente adaptados para el movimiento rotativo.
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Marquesina-seguidor solar de un eje con pilares en Y.

Descripción:

Marquesina-seguidor solar de un eje con pilares en Y.

Sector de la técnica 5

La invención se encuadra en el sector de energías renovables, más concretamente en la generación eléctrica, en régimen especial, mediante módulos fotovoltaicos soportados en marquesina de aparcamiento con plano de seguimiento, en un eje, del movimiento diario solar.

Estado de la técnica

A día de hoy, se instalan las placas solares sobre la superficie de las marquesinas de aparcamiento, con o sin inclinación añadida. No obstante, no existen marquesinas con seguimiento de un eje en explotación comercial en España, ni en ningún otro país. 15

Los sistemas actuales se basan en el simple acoplamiento de placas FV en las estructuras fijas del aparcamiento, rindiendo este sistema una producción muy baja de energía que no las hace rentables económicamente. Ese sistema no integra arquitectónicamente el panel solar, por lo que, la instalación fotovoltaica es un coste añadido al de construcción de las marquesinas de 20 aparcamiento y su explotación no arroja beneficios.

Problema técnico planteado

En España, el Código Técnico de la Edificación (CTE) obliga a las grandes superficies a 25 instalar parte de la potencia de la instalación con energías renovables.

Es usual que se disponga un campo fotovoltaico (FV) sobre las marquesinas empleadas para el aparcamiento, en superficie, de las grandes superficies.

Esta disposición, con inclinaciones de 5º a 10º y orientación definida por criterios puramente arquitectónicos, produce muy poca energía. Además, el actual peaje de respaldo para el autoconsumo, plasmado en la Ley del Sector Eléctrico 24/2013, de 27 de diciembre, hace totalmente irrentables estas instalaciones FV en España.

En estos momentos, no existen seguidores solares FV integrados arquitectónicamente en marquesinas de aparcamiento en el mercado, cuya mayor producción específica eléctrica permita hacer rentable su explotación.

Solución propuesta 40

Galio Técnicas Energéticas, S.L., ha inventado un sistema de seguimiento solar de un eje para marquesinas de aparcamiento con una fiabilidad y eficiencia incomparables. Empleamos la tecnología aeronáutica de mando de movimiento de superficies de control en aeronaves para el reenvío del movimiento de superficies activas FV. 45

Esta marquesina con seguimiento solar integra arquitectónicamente el panel FV. Su sistema de seguimiento mejora la producción eléctrica respecto de los sistemas fijos actuales.

La generación eléctrica que propicia el sistema de un eje se cifra en un incremento de, hasta, el 40% respecto a los convencionales sistemas fijos a 10º de inclinación y sin orientación al sur. 50

Por otro lado, la geometría de nuestro seguidor de un eje es, en sí mismo, la de una marquesina de aparcamiento. De esta manera, nuestro cliente elimina el coste de construcción de los aparcamientos y el de una instalación FV que no es rentable, sustituyéndolo por nuestro sistema FV, de alta rentabilidad y que, además, hace las funciones de aparcamiento. Todo esto permite que la instalación FV en aparcamientos deje de ser un doble coste para un proyecto y pase a ser una inversión de alta rentabilidad.

Este sistema está en consonancia con la estrategia de la Comisión Europea, aprobada en el 5 informe Laperrouze, en febrero de 2009, que postula como objetivos:

Garantizar el suministro energético.

Rebajar la factura energética. 10

Establecer objetivos de sostenibilidad para 2020.

El seguidor, en base a su diseño, emplea un motor trifásico con reductora compartido para el accionamiento de un número variable de paneles solares FV. Esta característica permite un 15 ahorro importantísimo en el sistema de accionamiento motor de la instalación, haciéndola más ligera, confiable y económica.

Este seguidor, incorpora, opcionalmente, puntos de recarga para vehículos eléctricos (VE) , con objeto de encajar en el objetivo del Horizonte 2020 de la UE, que persigue implementar 20 795.000 puntos de recarga para VE antes de 2020.

Descripción técnica del invento

La presente invención se basa en un dispositivo constituido por pilares sobre los que gira una 25 armadura rectangular que soporta los paneles fotovoltaicos. El giro del plano permite el seguimiento del movimiento del sol de este a oeste, al orientar el eje de giro en la dirección norte-sur.

Este movimiento persigue la salida del sol al este y su declinación hasta el ocaso en el oeste. 30

La invención de este sistema, permite el accionamiento de la marquesina con un motor eléctrico y su respectivo reductor. El motor convierte el giro en un movimiento lineal al transferirse mediante cable de acero arrollado en un tambor. Este tambor permite la transmisión del movimiento generado en el motor, transmitiéndose a una polea que permite la 35 desmultiplicación de par.

La geometría del sistema, con ejes de giro que son, a la vez, ejes de simetría, releva al mecanismo de la mayor parte de las solicitaciones dinámicas y estáticas que podría sufrir. Ello permite un considerable ahorro en material de fabricación y potencia de accionamiento. 40

Las marquesinas son montadas en serie, empleando pilares con sujeción doble para el giro de dos planos FV.

Breve descripción de planos

Figura 1: vista alzado lateral de la marquesina-seguidor con paneles FV.

Figura 2: vista isométrica de la marquesina-seguidor para ocho vehículos.

Figura 3: vista en planta marquesina-seguidor para ocho vehículos. 50

Figura 4: vista axonométrica de la mitad del sistema de accionamiento con tambor, polea de 180º, polea 360º de conducción y cables de acero.

Figura 5: vista isométrica de la fijación del sistema de accionamiento.

Figura 6: vista isométrica de la fijación del sistema de accionamiento con el pilar de sustentación y los brazos de sujeción.

Figura 7: vista axonométrica del sistema de accionamiento con tambor, dos poleas de 180º, dos poleas 360º de conducción y cables de acero.

Figura 8: vista isométrica de la marquesina-seguidor para 8 vehículos con 32 paneles FV en posición de seguimiento para medio día. 10

Figura 9: vista isométrica de la marquesina-seguidor para 8 vehículos con 32 paneles FV en posición de seguimiento para orto.

Figura 10: vista isométrica de la marquesina-seguidor para 8 vehículos con 32 paneles FV en 15 posición de seguimiento para ocaso.

Figura 11: vista en planta marquesina-seguidor para ocho vehículos con 32 paneles FV.

Descripción detallada de la invención 20

FIGURA 7: un motor trifásico industrial con reductor (3) transmite el giro a un tambor (7) mediante el sistema pull-pull de arrollamiento y des arrollamiento de un cable de acero (5) sobre un tambor (7) o cilindro. El sistema de tambor (7) permite transmitir el mismo movimiento de giro a la polea semicircular de 180º, que produce la multiplicación de par y genera el giro de 25 la estructura porta paneles FV o plano FV.

La polea semicircular (4) girará +-30º y cuenta con una polea de conducción de 360º (8) que permite el retomo del cable de acero (5) al tambor (7) que es solidario al eje de giro de la reductora industrial (3) . 30

Innovación en el sistema de transmisión de movimiento de tambor (pull-pull) , que proporciona el movimiento de giro en el eje x (norte-sur) del plano de soporte de placas solares, obteniéndose el seguimiento del cruce solar este oeste.

Los pilares de la marquesina pueden albergar cargadores para vehículos eléctricos.

Listado de partes:


 


Reivindicaciones:

1. Seguidor solar de un eje en geometría de marquesina de aparcamiento para instalaciones solares fotovoltaicas, capaz de realizar un giro de las cuatro estructuras porta paneles solares (5) , al unísono, en el eje espacial norte-sur, realizando el seguimiento completo orto-ocaso caracterizado porque cada estructura porta paneles solares (5) gira sobre un eje soportado 5 por dos, de los seis, brazos trapezoidales (2) que se montan sobre dos, de los tres, pilares trapezoidales (1) ; el movimiento se asiste empleando un cable de acero (6) en sistema pull-pull, de doble tensión, que transfiere el giro desde un motor reductor comercial (3) ; el cable (6) , arrollado en un tambor (7) solidario con el motor reductor (3) , transmite el giro hasta dos poleas semicirculares (4) que son solidarias, cada una de ellas, a dos de las cuatro estructuras porta 10 paneles rectangulares (5) ; el giro de las dos poleas semicirculares (4) permite hacer declinar las cuatro estructuras porta paneles solares (5) de este a oeste; el retorno del cable de acero (6) es conducido por dos poleas (8) que lo reenvían hasta el tambor de doble tensión (7) ; los paneles fotovoltaicos están apoyados y fijados a la estructura (5) , en rejilla, de perfiles metálicos comerciales; los pilares de la marquesina pueden albergar cargadores para vehículos 15 eléctricos.


 

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