El apuntador solar de concentración comprende una columna de sustentación (1) de hormigón armado,

hueca de configuración tronco-cónica o tronco-piramidal, que soporta una estructura metálica (3) en la que se disponen los paneles solares (4), estando ésta estructura metálica (3) formada por un bastidor principal metálico construido mediante un tubo de gran diámetro y pequeño espesor y soldado helicoidalmente (5) y una serie de subestructuras (6), metálicas, en donde los paneles (4) se fijan mediante adhesivo de alto rendimiento o tornillos y con el complemento de un sistema de nivelación (9) que garantiza que el plano de los paneles (4) esté suficientemente orientado para conseguir la precisión necesaria. La estructura móvil (3) está montada sobre la columna de sustentación (1) con la interposición de un eje de giro de seguimiento azimutal (7) y un eje de giro de seguimiento cenital (8), para conseguir la orientación adecuada de la estructura y por lo tanto de los paneles (4) y queéstos se orienten en cada momento perpendicularmente a los rayos solares

Apuntador solar para módulos fotovoltaicos de concentración y procedimiento de pre-ensamblaje, transporte y ensamblaje final del mismo.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un apuntador solar apto para ser usado como soporte de módulos fotovoltaicos de concentración, cuya finalidad es la de seguir la trayectoria del sol y orientarse adecuadamente respecto de éste para captar de forma más óptima los propios rayos solares, siendo el apuntador capaz de transmitir el movimiento necesario a la estructura que acoge a los paneles solares fotovoltaicos de concentración, con el fin de que sigan el movimiento del sol, consiguiendo en todo momento que los rayos del sol incidan de manera perpendicular a la superficie de los paneles y permitir con ello la captación de radiación solar con la precisión necesaria para conseguir un funcionamiento que mantenga la energía generada por estos dispositivos por encima del valor umbral que los hace productivos.

El apuntador solar encuentra su campo de aplicación dentro de la industria dedicada a la fabricación e instalación de paneles y estructuras destinadas al aprovechamiento de la energía solar. Concretamente se ubica dentro de la producción de seguidores o apuntadores solares construidos mediante estructuras móviles sobre las que se sitúan los paneles y que se orientan en todo momento de cara a obtener la posición angular óptima.

Antecedentes de la invención

Los seguidores solares están básicamente constituidos por estructuras móviles sobre las que se montan paneles solares, estructuras que se orientan en todo momento para obtener la posición angular adecuada en la que los rayos solares inciden perpendicularmente sobre la superficie de los paneles.

En tal sentido, es conocido el hecho de que los seguidores solares pueden estructurarse con uno o dos ejes, uno para giro azimutal y otro para giro cenital, en cuyo segundo caso lo que se consigue es dar mayor o menor inclinación a los paneles.

En cuanto a la estructura de los seguidores solares, la misma está determinada por elementos que agrupan varios paneles con el fin de conseguir un mejor aprovechamiento del espacio disponible.

No obstante, la evolución en este campo se orienta hacia seguidores solares grandes y robustos, concebidos para permitir una duración de vida útil de un elevado número de años, pudiéndose alcanzar hasta veinticinco años durante los cuales el funcionamiento y rendimiento resultan satisfactorios, con el consiguiente ahorro económico de la inversión.

Con el desarrollo de la tecnología de los módulos fotovoltaicos de concentración, los seguidores solares convencionales no alcanzan la precisión y estabilidad requerida para conseguir la alineación necesaria con el sol. Esto es así porque esta tecnología de concentración consiste en disminuir la presencia de semiconductor en el módulo fotovoltaico, y añadir elementos ópticos que concentran la luz en la reducida área de semiconductor resultando un dispositivo menos costoso en su conjunto. Tal y como se describe en la patente española ES 2 232 299, la célula solar es de un tamaño en torno a 1 mm² y el sistema óptico, compuesto por un conjunto de lentes capta y concentra la luz incidente sobre dicha célula solar. El inconveniente de este tipo de estructuras es que la precisión (grado de exactitud del ángulo de apuntamiento al sol) es función del nivel de concentración. Al aumentar el nivel de concentración se requiere un menor error en el apuntamiento. Para el caso de módulos fotovoltaicos planos (que no son de concentración), errores del orden de 1 o 2 grados en el seguimiento, no tienen influencia significativa en la generación de energía eléctrica, lo cual permite una mayor simplicidad en el diseño del seguidor solar. Sin embargo, y a modo de ejemplo, en el caso de módulos de concentración de 1000 soles, es necesaria una precisión de apuntamiento por debajo de 1 grado.

Todo lo anterior justifica que para los apuntadores solares que incorporen este tipo de módulos fotovoltaicos de concentración, sea necesario realizar diseños estructurales que además de soportar los módulos garanticen la exactitud de apuntamiento requerida.

Descripción de la invención

El apuntador solar para módulos fotovoltaicos de concentración que se preconiza, basándose en lo expuesto al final del apartado anterior, presenta una serie de innovaciones de las que se derivan ventajas que se irán exponiendo a lo largo de la presente descripción.

Concretamente, la primera innovación es que la estructura móvil se constituye a partir de un gran bastidor metálico principal sobre el que se fijan o montan varias subestructuras metálicas, de manera que el bastidor está constituido con tubo metálico de acero de pequeño espesor y gran diámetro fabricado mediante soldadura helicoidal, lo que proporciona una gran ligereza estructural a la vez que una gran rigidez frente a las deformaciones, que es uno de los requisitos que posibilitan alcanzar la precisión y estabilidad necesaria al conjunto.

Cada subestructura consiste en otro bastidor formado por un marco y uno o más travesaños, todos ellos metálicos. Los paneles solares fotovoltaicos de concentración van fijados sobre esta subestructura mediante un procedimiento de pegado o atornillado. La fijación entre las sub-estructuras y el propio bastidor principal, se realiza mediante un sistema de nivelación que garantizará que el plano de los paneles está suficientemente orientado para conseguir la precisión necesaria, pudiéndose utilizar tornillos con un paso de rosca bien controlado o zapatas de nivelación que utilizan cuñas metálicas, en función de las necesidades del aparato. Este sistema de nivelación utilizado como novedad en el apuntador solar objeto de la invención, permite corregir las posibles desviaciones en la fabricación y montaje.

Adicionalmente, es necesario destacar el hecho de que el apuntador solar objeto de la invención permite utilizar piezas estándar de fácil obtención en el mercado para llevar a cabo el montaje y unión entre sí de los distintos componentes, lo que deriva en una reducción de costos y en una mayor rapidez de montaje, a lo que hay que unir la reducción notable de peso de la propia estructura frente a los sistemas tradicionales.

Cabe igualmente destacar el hecho de que en virtud de las subestructuras en que se basa el apuntador solar de la invención, se posibilita la realización un montaje y preajuste parcial de dichas subestructuras en la propia fábrica, lo cual resulta siempre más económico que realizar dicha operación en el lugar de la instalación. Igualmente, el montaje de los módulos fotovoltaicos sobre las subestructuras resultará mucho mas rápido que realizar el montaje individual de cada uno de los módulos fotovoltaicos. Todo esto es así sin perjuicio de que el sistema de ajuste descrito permita posteriormente, si fuera necesario, un ajuste final en el punto de instalación en obra.

Asimismo, siendo también objeto de esta invención, el apuntador solar, debido a su diseño, facilita y mejora el proceso de constructivo y de instalación del mismo, desde la fase en taller hasta su montaje en obra, así como su transporte fácil y sin necesidades especiales. Esta mejora consiste en que en virtud del despiece en varias partes, se dispone de un menor numero de objetos o elementos a manipular y a su mayor robustez, por estar unidos entre sí y que contienen varias de las comentadas subestructuras que pueden ser transportadas y montadas conjuntamente.

El procedimiento constructivo consiste en un pre-ensamblaje en el taller de fabricación de una serie de subestructuras metálicas sobre las que se montan los módulos solares de concentración realizando un ajuste de su plano. Estas subestructuras se fijan sobre el bastidor principal a través de los elementos de nivelación. El paso final de esta etapa de pre-ensamblaje consiste en una nivelación de las subestructuras para garantizar que el plano completo de todos los paneles solares esté suficientemente alineado.

Antes de realizar el transporte al punto de instalación, el conjunto de subestructuras resultantes y el bastidor principal se dividen en grandes partes. El tamaño de estas partes debe ser el óptimo que permita lograr dos objetivos en principio contrapuestos. Por un lado, resulta más eficaz disponer del menor número de elementos resultantes posible, ya que se simplifica el manejo y montaje. Pero, por otro lado, es imprescindible que el tamaño de dichos elementos permita su transporte hasta el lugar de instalación con...

1. Apuntador solar para módulos fotovoltaicos de concentración, constituido por una estructura metálica móvil (3) en la que van montados un pluralidad de paneles solares (4), sobre cuya superficie superior inciden los rayos solares perpendicularmente como consecuencia de la orientación que adquiere la propia estructura móvil (3) donde intervienen un eje de giro para seguimiento azimutal (7) y un eje de giro para seguimiento cenital (8), caracterizado porque el conjunto está montado sobre una columna de sustentación de hormigón armado (1), estando los paneles (4) fijados sobre la estructura móvil y metálica (3) mediante adhesivo de alto rendimiento o mediante tornillos, habiéndose previsto que dicha estructura metálica (3) de sustentación de los paneles solares (4) esté formada por unas subestructuras (6) que a su vez están montadas sobre un bastidor (5) formado por tubos metálicos.

2. Apuntador solar para módulos fotovoltaicos de concentración, según reivindicación 1ª, caracterizado porque los citados tubos metálicos que constituyen el bastidor (5) son de gran diámetro y pequeño espesor, obtenidos y mediante soldadura helicoidal.

3. Apuntador solar para módulos fotovoltaicos de concentración, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el apoyo y fijación de los paneles solares (4) sobre la estructura (3) formada por el bastidor (5) y las subestructuras (6), interviene un sistema de nivelación (9) que permite corregir la posibles desviaciones en la fabricación y montaje, estando dicho sistema de nivelación formado a base de tornillos o incluso con zapatas de nivelación que utilizan cuñas metálicas en función de las necesidades del apuntador solar.

4. Procedimiento de pre-ensamblaje, transporte y ensamblaje final del apuntador solar de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el proceso de pre-ensamblado se procede al pegado o atornillado entre sí de los paneles solares (4) formando agrupaciones de los mismos, tras lo cual se fijan mediante pegado o atornillado sobre las subestructuras (6) y se realiza un ajuste del plano de estos paneles solares mediante un el sistema de nivelación (9), todo ello realizado en la planta de fabricación, dándose por finalizada la fase de pre-ensamblado, tras lo que se procede a separar la estructura (3) en varias partes (10), y tras lo cual, se procede al transporte de cada una de las partes (10) que componen el apuntador solar hasta el lugar de instalación, donde se realiza el ensamblado final del apuntador solar, y opcionalmente un ajuste final mediante el sistema de nivelación (9).