SENSOR FOTOVOLTAICO MULTICELULAR Y PROCEDIMIENTO DE ORIENTACIÓN.
Sensor fotovoltaico multicelular y procedimiento de orientación,
caracterizado por comprender diversas células solares fotovoltaicas calibradas, dispuestas en diferentes planos sobre un soporte cóncavo o convexo, para detectar la radiación solar en cada uno de dichos planos, permitiendo por un lado controlar en tiempo real la orientación óptima de sistemas de captación de energía solar orientables, tanto de uno como de dos ejes, y por otro lado realizar una adquisición de datos real de la radiación solar a lo largo de un periodo de tiempo en cada una de las orientaciones, para poder determinar de forma empírica, efectiva y sencilla cuál es la orientación ideal para los sistemas que se instalen posteriormente.
La invención que se presenta aporta la principal ventaja de que la utilización combinada de varios de estos sensores permite ampliar el ángulo total de cobertura, hasta 360º en cada orientación.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201001216.
Solicitante: UNIVERSIDAD DE LA RIOJA.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: BLANCO FERNANDEZ,JULIO, JIMENEZ MACIAS,EMILIO, PEREZ DE LA PARTE,MERCEDES, SAENZ-DIEZ MURO,JUAN CARLOS, BLANCO BARRERO,JUAN MANUEL.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- F24J2/38
- G01S3/784 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). › que utilizan un mosaico de detectores.
Fragmento de la descripción:
SENSOR FOTOVOLTAlCO MUL TICELULAR
Y PROCEDIMIENTO DE ORIENTACION
5 10 15 La presente memoria descriptiva se refiere, como su título indica, a un sensor fotovoltaico multicelular y procedimiento de orientación, caracterizado por comprender diversas células solares fotovoltaicas calibradas, dispuestas en diferentes planos sobre un soporte cóncavo o convexo, para detectar la radiación solar en cada uno de esos planos, permitiendo por un lado controlar en tiempo real la orientación óptima de sistemas de captación de energía solar orientables, tanto de uno como de dos ejes, y por otro lado realizar una adquisición de datos real de la radiación solar a lo largo de un periodo de tiempo en cada una de las orientaciones, para poder determinar de forma empírica, efectiva y sencilla cuál es la orientación ideal para los sistemas que se instalen posteriormente.
20 Para la captación de la energía solar y su transformación en energía de consumo, como electricidad o calor, se utilizan paneles formados por placas fotovoltaicas, las cuales se disponen componiendo un panel que se incorpora sobre una estructura soporte que puede ser fija u orientable en seguimiento respecto del sol.
25 3 o En la actualidad, son conocidos algunos dispositivos ideados para la orientación de los paneles fotovoltaicos, siendo los más comunes los que por medio de un eje de giro, bien longitudinal o bien transversal al panel o estructura de paneles, permiten su orientación mediante el correspondiente motor o motorreductor, como por ejemplo el descrito en el modelo de utilidad español U200001230, con el inconveniente que los paneles fotovoltaicos son totalmente planos, registrándose la radiación solar solamente en la zona central del panel.
También existen dispositivos de seguimiento en dos ejes de paneles solares fotovoltaicos que permiten optimizar la energía recibida del
sol mediante el ajuste constante de la orientación espacial del panel en
función de la variación en altura y azimut del sol a lo largo del día. Se trata
de mecanismos complejos, sobre los que se disponen un eje horizontal y
otro vertical, movidos por sendos motoreductores regulados por un
s dispositivo de control que almacena la trayectoria del sol a lo largo del día
para todos los días del año, como por ejemplo el descrito en el modelo de
utilidad español U200501987, con el inconveniente de que los paneles
fotovoltaicos son totalmente planos, registrándose la radiación solar
solamente en la zona central del panel.
10
Otra solución la podemos encontrar en la solicitud de patente
P200901385 donde se describe un sistema de concentración solar para
paneles fotovoltaicos, que utiliza placas fotovoltaicas de forma cuadrada,
disponiendo en relación con los lados de cada una de ellas cuatro
15 respectivos espejos rectangulares, los cuales son de una longitud igual al
lado de la placa fotovoltaica, con una anchura del orden del 88, 3% respecto
de la longitud, colocándose dichos espejos en posición inclinada con un
ángulo del orden de 570 respecto del plano de la placa fotovoltaica,
mejorando notablemente la concentración solar del panel, pero con el
20 inconveniente de que al ser un montaje minucioso, pueden incrementarse
los costos de fabricación.
Para mejorar la concentración solar de los paneles, se ha
ideado un sensor fotovoltaico multicelular y procedimiento de orientación,
25 objeto de la presente invención, caracterizado por comprender varias
células solares fotovoltaicas calibradas, dispuestas en diferentes planos
sobre un soporte cóncavo o convexo, las cuales se cablean a un multiplexor
adaptador de señal, de forma que mediante un autómata programable o
controlador lógico programable (PLC) o un PC, se pueda medir en tiempo
3 o real las lecturas de todas las células solares fotovoltaicas calibradas, con
dos aplicaciones fundamentales: medición para la caracterización solar y
regulación óptima del seguimiento solar.El soporte cóncavo consiste en una estructura angular de 900
de anchura equivalente a las dimensiones de las células solares
fotovoltaicas calibradas, disponiendo de una superficie radial cóncava para
la disposición de las mismas.
S
El soporte convexo consiste en una estructura angular de 900
de anchura equivalente a las dimensiones de las células solares
fotovoltaicas calibradas, disponiendo de una superficie radial convexa para
la disposición de las mismas.
10
El sensor fotovoltaico multicelular cóncavo y el sensor
fotovoltaico multicelular convexo, permiten la medición para la
caracterización solar, simultáneamente en diferentes planos inclinados en
función de la altura y acimut solar, así como en posición de funcionamiento
15 vertical u horizontal.
La medición para la caracterización solar en posición vertical
determina la altura correspondiente a la dirección de mayor radiación
recibida de entre las correspondientes a las células solares fotovoltaicas
20 calibradas que integran el sensor. Normalmente con una amplitud de
detección de 900 se cubre toda la altura solar, ya que sólo en casos
excepcionales, como situación en una elevación sobre el horizonte o en
regiones muy próximas al ecuador, pueden darse alturas menores que oo ó
mayores que 900 respectivamente, es decir, normalmente la altura solar
25 queda cubierta con 9ºo. Esta medición otorga la ventaja de poder realizar
mapas de radiación solar según la fecha y las condiciones propias
geográficas de zona y particularmente en espacio urbano.
La medición para la caracterización solar en posición horizontal
3 o determina el azimut correspondiente a la dirección de mayor radiación
recibida de entre las correspondientes a las células solares fotovoltaicas
calibradas que integran el sensor. Un solo sensor fotovoltaico multicelular
cóncavo o convexo en disposición horizontal abarcaría un azimut de 900,que podría estar orientado hacia el Oeste, hacia el Este, o en cualquier
posición intermedia, de acuerdo a posición y orientación del emplazamiento
y los obstáculos existentes, midiendo la radiación solar según el acimut
solar en los planos de -900 a o o.
5
Para la medición para la caracterización solar en posición
horizontal, para abarcar todas las orientaciones de interés, cubriendo de
Este a Oeste, se requieren 1800 de recorrido azimutal, para lo que se
disponen dos sensores fotovoltaicos multicelulares cóncavos o convexos
10 midiendo la radiación solar según el acimut solar en los planos de -90° a
90º; y para abarcar los 3600 de recorrido azimutal se reagrupan hasta
cuatro sensores fotovoltaicos multicelulares cóncavos o convexos, cubriendo
de Este a Oeste y de Oeste a Este, midiendo la radiación solar según el
acimut solar en los planos de -1800 a 1800, como podría ocurrir en las
15 regiones de gran latitud (cerca de los polos) , si bien no es habitual emplear
energía solar en esas latitudes y se trata más bien de un caso anecdótico.
El número de células solares fotovoltaicas calibradas
comprendidas en un sensor fotovoltaico multicelular cóncavo o convexo,
20 puede ser variable, así como el incremento de inclinación entre las células
solares fotovoltaicas calibradas, que será de 90/ (n-1) en grados. En
cualquier caso, cambiar el número de células solares fotovoltaicas
calibradas comprendidas en un sensor fotovoltaico multicelular no implica
ninguna dificultad ni novedad.
25
El rango de valores de los ángulos del incremento de
inclinación entre las células solares fotovoltaicas calibradas, no tiene por
qué ser entre oo y 900, sino que se podría eliminar la primera o la última de
las células solares fotovoltaicas calibradas, para así no tener células
3 o redundantes en posiciones horizontales acopladas.
En cualquier caso, esas redundancias tienen la ventaja de que
permiten calibrar los sensores fotovoltaicos multicelulares cóncavos oconvexos, cuando se emplea más de uno para corregir diferencias entre los
mismos, pudiéndose mejorar la precisión, sin necesidad de incrementar el
número de células por sensor, simplemente empleando sensores
fotovoltaicos multicelulares redundantes con diferentes inclinaciones de sus
5 bases.
La regulación óptima del seguimiento solar permite regular
varias células solares fotovoltaicas calibradas, en diferentes planos
inclinados y en diferentes planos orientados, tanto con seguimiento a un eje
1 o como a dos.
En una realización preferencial se define el sensor fotovoltaico
multicelular cóncavo o...
Reivindicaciones:
2. Sensor fotovoltaico multicelular, según la reivindicación 1, 15 caracterizado por su modularidad, permitiendo la combinación de dos, tres y cuatro sensores, para ampliar la cobertura de captación a 1800, 2700 y 3600 respectivamente.
3. Sensor fotovoltaico multicelular, descrito en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que mediante un cableado (6) se conectan las células solares fotovoltaicas calibradas (2) a un multiplexor adaptador de señal (7) , de forma que mediante un controlador lógico programable o un ordenador (8) , se puedan medir en 2 o tiempo real las lecturas de todas las células solares fotovoltaicas calibradas (2) .
4. Procedimiento de obtención de la altura solar, mediante el empleo del sensor fotovoltaico descrito en cualquiera de las reivindicaciones 25 anteriores caracterizado porque dispuesto en posición vertical y mediante la función de máximo implementada en un controlador lógico programable o un ordenador (8) , se seleccionará la célula solar calibrada, de entre todas las que dispone el sensor fotovoltaico multicelular, que dé la mayor lectura, siendo el ángulo de dicha célula el ángulo de la altura solar. 30 S -Procedimiento de obtención del azimut solar, mediante el empleo del sensor fotovoltaico descrito en cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque dispuesto en posición horizontal y 5 mediante la función de máximo implementada en un controlador lógico programable o un ordenador (8) , se seleccionará la célula solar calibrada, de entre todas las que dispone el sensor fotovoltaico multicelular, que dé la mayor lectura, siendo el ángulo de dicha célula el ángulo del azimut solar.
6. Procedimiento de orientación óptima, de un generador solar fotovoltaico cualquiera con seguimiento tanto a un eje como a dos, mediante el empleo del sensor fotovoltaico descrito en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque mediante la función de 10 máximo implementada en un controlador lógico programable o un ordenador (8) , se seleccionará la célula solar calibrada, de entre todas las que dispone el sensor fotovoltaico multicelular, que dé la mayor lectura, siendo el ángulo de dicha célula el ángulo que se indicará al generador solar fotovoltaico (sea a un eje o a dos) como el óptimo para captar la mayor 15 radiación solar disponible en ese momento.
Patentes similares o relacionadas:
SISTEMA Y MÉTODO DE ORIENTACIÓN DE PANELES SOLARES, del 22 de Junio de 2017, de VÁZQUEZ PALMA, Martín Gustavo: El presente invento describe un sistema y método para instalar paneles solares que consiste de una estructura soporte ajustable para el panel, […]
SISTEMA DE INCLINACION MULTIPOSICION PARA PANELES SOLARES, del 22 de Junio de 2017, de CISCOMANI DAVILA, Geovani Francesco: E! presente invento describe un Sistema De Inclinación Multiposición Para Paneles Solares que consiste de una estructura soporte con un eje externo que gira sobre un eje […]
DISPOSITIVO DE CALIBRACIÓN DE HELIÓSTATOS Y MÉTODO DE CALIBRACIÓN DE HELIÓSTATOS, del 19 de Junio de 2017, de Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd: Dispositivo de calibración de helióstatos y método de calibración de helióstatos. Se proporcionan un dispositivo de calibración de helióstatos […]
Seguidor de fuente luminosa, del 10 de Mayo de 2017, de MOSER, MARK K: Aparato para seguir una fuente luminosa (S), que comprende: una columna de soporte ; una plataforma montada de forma giratoria […]
MÉTODO DE CALIBRACIÓN PARA HELIOSTATOS, del 6 de Abril de 2017, de FUNDACION CENER-CIEMAT: Método de calibración para heliostatos que comprende llevar a cabo al menos una búsqueda para visualizar al menos una referencia por medio de un dispositivo de visión […]
Método de calibración para heliostatos, del 3 de Abril de 2017, de FUNDACION CENER-CIEMAT: Método de calibración para heliostatos que comprende llevar a cabo al menos una búsqueda para visualizar al menos una referencia por medio de un dispositivo […]
Estructura solar modular multifuncional, del 29 de Marzo de 2017, de Jerónimo Lopes, Amílcar Luís: Una estructura solar modular multifuncional que puede recoger la energía térmica o fotovoltaica del sol; con una función complementaria de […]
MÉTODO Y SISTEMA PARA LA CALIBRACIÓN DE UNA PLURALIDAD DE HELIOSTATOS EN UNA PLANTA TERMO SOLAR DE CONCENTRACIÓN, del 2 de Enero de 2017, de BCB INFORMATICA Y CONTROL SL: Sistema y método para la calibración de una pluralidad de heliostatos en una planta termosolar de concentración que comprende una pluralidad de heliostatos móviles en azimut […]