ESTRUCTURA DE SOPORTE PARA SEGUIDORES SOLARES

Campo de la técnica

La presente invención se refiere, como indica su enunciado, a una original y práctica estructura de soporte para seguidores solares, que debido a su especial construcción permite orientar a las placas solares que soporta, en una posición sustancialmente perpendicular a los rayos del sol, para un aprovechamiento al máximo de los rayos solares, con Ia particularidad de que dicha orientación alcanza, tanto a su posición respecto a un plano horizontal, modificando por ello su inclinación, como su pendiente, hacia cualquiera de los cuatro lados de las placas, siendo Ia orientación total desde el amanecer hasta el ocaso, es decir desde que sale hasta que se oculta el sol, en cualquier lugar geográfico.

Antecedentes de la invención

Son muy numerosos los dispositivos habidos hasta Ia fecha para orientar placas solares, pero los mismos han venido siendo o demasiado incómodos y caros o inexactos, sucediendo incluso que muchas de las estructuras están diseñadas, para soportar pequeñas placas solares, no siendo adecuadas para grandes dimensiones, tanto por el propio peso de las mismas, como por Ia fuerza de los vientos. Un gran número de invenciones proponen soluciones a los objetivos explicados pudiendo señalar como mas recientes las estructuras que se describen en Ia Patente Europea núm. EP1632786, o Ia PCT WO 2004/036124, aunque debe señalarse que no son más que una muestra de las numerosas patentes existentes al respecto, si bien ninguna de ellas divulga una estructura como Ia que es objeto de Ia presente invención, que aventaja a todas ellas en cuanto a su simplicidad y a Ia vez facilidad de montaje y construcción, y todo ello garantizando un perfecto funcionamiento del conjunto.

La fascinación del hombre por el sol, ha sido rastreada desde el principio de Ia historia, y Io ha llevado a algunos logros notables, particularmente durante los pasados 50 años, en el desarrollo de los dispositivos para capturar y utilizar Ia energía de esta fuente sin límites. Un reconocimiento gradual pero acelerado, especialmente dentro de Ia década de los 80, con una disminución en Ia década de los 90 y un resurgimiento reciente acerca del límite finito de los suministros de combustibles fósiles del mundo, y Ia falta de fuentes alternativas en existencia de energía, ha generado una sentido de urgencia sobre Ia necesidad de generalizar un uso amplio e inmediato de estos dispositivos.

En definitiva el colector solar propuesto debe ser montado y desplazado para que siga el movimiento del sol, puesto que Ia clave de una operación eficiente de cualquier colector solar, descansa en mantener a Ia superficie activa del colector o placa solar perpendicular a Ia radiación incidente, tanto tiempo como sea posible durante el tránsito diurno.

Breve descripción de Ia invención

Esta invención propone en esencia una estructura mejorada de soporte para seguidores solares, mediante Ia cual se aporta un mecanismo que rastrea automáticamente al sol en su movimiento, desde el amanecer hasta el ocaso, a través del cielo. Se relaciona mas en particular a un medio de rastreo de energía solar, para mover dispositivos tales como colectores solares, reflectores, o placas solares y sus similares, en respuesta al movimiento diurno del sol. Se encuentra constituida por una estructura portante en forma de bastidor (1), con medios para fijarse solidariamente sobre una base (2), confluyendo sus extremos superiores en una arista o eje basculante (3) al que van unidas por dos lados opuestos, unas estructuras, simétricas de brazos constituidas por dos triángulos

(4). En el vértice de dichos triángulos y como punto de giro (6-6'), se hallan dispuestos unos brazos (7-7') que tienen un punto de apoyo en (6-6 ^' ) y sobre el cual giran, y se encuentran fijados por su otro extremo (8) al bastidor plano (9), sobre el que se colocarán las placas solares (10).

Ha de señalarse que en lugar de dichas estructuras triangulares podrían emplearse otras estructuras formadas por una especie de tronco de cono con base en el eje

(3).

Dicha estructura portante proporciona los movimientos por sus ejes basculantes (3) y (6-6'), mediante unos mecanismos que se disponen: a) en el eje basculante (3), mediante una pieza puente (11) en forma de yugo disponiendo por ejemplo de dos pistones o cilindros hidráulicos (12-12 ^' ) que se apoyan en el bastidor (1) en unos puntos (13-13') y en los extremos de Ia pieza puente (11) en ios puntos (14-14 ^' ), pudiendo incluso disponerse de una barra (15) que une los brazos (5-5') como refuerzo, sobre los cuales también se apoyan tanto Ia pieza puente (11), como los pistones por los puntos (13-13 ^' ) para dar una mayor rigidez al conjunto mecánico; b) incluyendo los otros dispositivos como pistones hidráulicos (16-16 ^' ) se encuentran dispuestos entre cualquiera de los brazos (5-5') por el punto (17) próximo al eje (6) y por el punto (18) al bastidor (9) sobre el que se colocan las placas solares (10). Si como ha sido señalado que se utiliza una estructura formada por un brazo con forma cónica (4), sobre el mismo apoyará el dispositivo (12-12') en sus puntos (14- 14 ^' ).

Una barra (15) ¡lustrada en Ia Fig. 6, podría ser una alternativa o sustitución de Ia pieza puente (11) puesto que con el apoyo de los dispositivos de movimiento (12- 12 ^' ) y sus extremos en los brazos (5-5 ^' ) produciría el movimiento basculante del eje (3).

La estructura de soporte que se propone, orientada convenientemente, puede ir combinando los movimientos de sus dispositivos (12-12') y (16-16 ^' ) de modo que vayan estableciendo a su vez Ia orientación resultante convenida del plano (9) portador de las placas solares (10), para recibir los rayos solares de un modo perpendicular, toda vez que el eje basculante (3) formará siempre un eje imaginario (X) y los puntos de eje (6-6') entre ellos formarán un eje imaginario (Z), resultando

que ambos ejes (X-Z) se encuentran formando una cruz, todo Io cual permite que en sus movimientos combinados puedan cubrir todos los puntos espaciales de interés desde Ia posición naciente del sol hasta Ia poniente, es decir de este a oeste, pudiendo ajustar ambos ejes a las diferentes alturas del sol durante todo el año.

La estructura de soporte para seguidores solares, objeto de Ia presente invención, proporciona unas ventajas tanto para el montaje, como para el uso y mantenimiento, además de aportar unos dispositivos de movimiento muy fáciles de programar, atendiendo a Ia infinidad de programas existentes para este tipo de control de los dispositivos pistones o cilindros hidráulicos (12-12 ^' ) y (16-16'), resultando a su vez una estructura muy sólida, para soportar tanto el peso de los propios paneles solares, como Ia fuerza de los vientos, y el problema que ello supone, toda vez que dichos dispositivos de control de orientación , permiten controlarla, incluso para dejar inoperativa Ia orientación con respecto del sol, y pasado a una posición plana para soportar los vientos. Del mismo modo Ia estructura que se propone permite el retorno de posición, una vez producida Ia puesta de sol, esperando bien sea en reposo, sea plano o vertical, o en espera orientada hacia Ia salida del sol, todo ello, mediante los dispositivos de control que son sobradamente conocidos en el mercado y a los cuales esta estructura mejorada de soportes para seguidores solares está adaptada.

Además esta estructura de soporte, presenta una solidez en cuanto a los mecanismos o dispositivos de movimiento (12-12 ^' ) y (16-16') utilizados y los propios soportes tanto de base (1) por su eje basculante (3), como por los brazos (4) y el propio bastidor portador de las placas solares (9), proporcionando todo ello proporciona una unidad tanto para el movimiento, como para Ia resistencia e incluso el mantenimiento.

En cuanto al montaje de Ia estructura, Ia misma es del todo simple, ya que sus elementos, son estructuras sencillas, dispuestas según se describe en la presente memoria. Se toma en consideración además, según técnica conocida una orientación preestablecida, de Ia propia base, para enfrentarse de Este a Oeste de Ia salida a Ia puesta del sol, requisito que es sobradamente conocido y practicado

por todas las instalaciones solares, de este tipo, si bien con Ia estructura objeto de Ia presente invención, cabe contemplar que el eje (Z) entre los puntos (6-6') pivotara igual que el eje (3), es decir en los dos sentidos, con Io que es posible abarcar todo el recorrido, con el eje (Z), de Este a Oeste, y con el eje (X) de Norte a Sur, pudiendo poner el panel en cualquier posición y orientación preestablecida, aunque no se hubiese hecho ninguna orientación de Ia columna o base (1) de un modo previo, Io que supone una ventaja de Ia propia estructura.

Descripción de los dibujos

FIG. 1.- Es una vista general en planta, de toda Ia estructura objeto de Ia invención, que permite observar los ejes (X) - (Z) dispuestos en cruz, y donde se disponen los ejes basculantes (3) y (6-6 ^' ) actuados mediante los dispositivos (12), (16) (de éste último solamente ha sido representado un miembro) y pudiendo apreciar los brazos (4) en forma de triángulos constituidos por los lados (5-5 ^' ) y el lado (3) del eje basculante.

FIG. 2.- Una vista general de Ia estructura objeto de Ia invención, en perspectiva, en Ia que el bastidor superior (9) se encuentra en una posición alzada, con una pequeña inclinación, todo ello sobre el punto de giro (6) y se pueden observar los brazos (7) que por el punto (8) se unen al bastidor (9) y que se acciona mediante el dispositivo (16-16 ^' ) que a su vez se encuentra unido al bastidor (9) por el punto (18) y al brazo (5) por el punto (17). El otro eje basculante (3) se encuentra en equilibrio horizontal, apoyado sobre el bastidor (1), habiéndose representando los dispositivos (12-12 ^' ) que accionan el eje basculante (3).

FIG. 3.- Es una representación separada de Ia pieza puente (11) que en su punto central va unida al eje basculante (3) y en los extremos por el punto (1) se une al dispositivo (12) el cual a su vez va unido con el bastidor (1) por el punto (13).

FlG. 4.- Es una representación separada de las dos estructuras triangulares (4) formadas por los brazos (5-5') y el eje basculante (3), apreciando que en el vértice de unión de los brazos (5-5 ^' ) lleva el eje de giro (6) sobre el que apoya el brazo (7); del mismo modo se representa Ia pieza puente (11) que acciona el eje (3) por medio de los dispositivos (12).

FIG. 5.- Es Ia misma representación de Ia figura 4 en una vista frontal, en Ia que se ve con mas detalle el montaje de Ia pieza puente (11) junto con los dispositivos (12) y los brazos (5)

FlG. 6.- Es equivalente a Ia Fig. 4 en la cual se ha sustituido la pieza puente (11) por las barras (15) las cuales se encuentran unidas a los brazos (5-5') accionado del mismo modo el eje basculante (3)

Descripción de una realización preferente de Ia invención

En un ejemplo de realización preferido de Ia invención Ia estructura de soporte para seguidores solares que se propone comprende un bastidor (1) con una base, en cuya parte superior se halla dispuesto un eje basculante (3) del cual se prolongan por cada uno de sus lados (en partes opuestas) sendos brazos (5-5 ^' ) los cuales concurren a su vez en un vértice en unos puntos de giro (6-6 ^' ) dando lugar a los triángulos (4) formados por los señalados lados (5-5 ^' ) y el eje basculante (3). Sobre los puntos de giro (6) y (6 ^' ) se prolonga un brazo (7) y (7 ^' ), respectivamente, hacia arriba el cual se fija por el punto (8) de una forma estable al bastidor (9) sobre el que están colocadas las respectivas placas solares (10), dando lugar todo ello a Ia estructura de soporte para seguidores solares, objeto de Ia presente invención.

Dicha estructura a su vez integra unos dispositivos (12-12 ^' ) que sirven para accionar el movimiento basculante del eje (3) al llevar unido dicho eje (3) una pieza puente (11), y estando los dispositivos (12-12 ^' ) apoyados en el bastidor base (1) por un extremo por los puntos (13-13') y por el otro en Ia pieza puente (11) en los puntos (14-14')

Del mismo modo Ia estructura integra otros dispositivos (16-16') que sirven para accionar el movimiento de los brazos (7-7') que se apoyan en el punto de giro (6- 6'), estando unidos dichos dispositivos (16-16 ^' ) por uno de sus extremos a uno de los brazos (5-5') en un punto (17) próximo al punto de giro (6-6 ^' ) y por el otro extremo del dispositivo (16-16 ^' ) unido al bastidor (9) por el punto (18).

Se presenta a continuación una descripción detallada de los diferentes elementos que constituyen este ejemplo de realización de Ia estructura de soporte para seguidor solar, propuesta. Los componentes que se utilizan son los siguientes:

1 - Bastidor columna de soporte.

2 - Base de anclaje del bastidor (1).

3 - Eje basculante que hace de arista superior de dos de los lados del bastidor (1) que concurren en Ia parte superior del bastidor; este eje es además Ia base de los triángulos (4) que forman los brazos (5-5 ^' ) con dicho eje (3).

4 - Triángulo formado por los brazos 5-5' y el eje basculante (3).

5 — 5 ^' - Lados del triángulo que concurren en su vértice con los puntos de giro (6-6 ^' ) y por el otro lado con el eje basculante (3).

6 - 6' - Puntos de giro en los que concurren los brazos (5-5') y que se apoyan a su vez los brazos (7-7 ^' )

7-7 ^' - Brazos que teniendo su base en los puntos de giro (6-6 ^' ) se unen de forma estable por la zona (8) al bastidor (9) que llevará las placas solares (10)

8 - Zona del bastidor (9) en Ia que se fija de forma estable los brazos (7-7 ^' )

9 - Bastidor que soportará las placas solares (10) y que se encuentra apoyado por (8) a los brazos (7-7 ^' )

10 - Placas solares.

11 - Pieza puente en forma de yugo que se une en su punto medio con el eje basculante (3) y sus extremos por los puntos (14-14 ^' ) con los dispositivos de movimiento (12-12 ^' )

12-12 ^' - Dispositivos de movimiento (pistones o cilindros hidráulicos) que accionan el eje basculante (3) apoyándose por un extremo (13-13') con el bastidor (1) y por el otro extremo (14-14') en Ia pieza puente (11)

13-13 ^' - Puntos en donde se encuentran unidos el bastidor de base (1) con los dispositivos de movimiento (12-12 ^' )

14-14 ^' - Puntos en donde se encuentran unidos Ia pieza de puente (11) con los dispositivos de movimiento (12-12 ^' )

15 - Barra de refuerzo dispuesta entre los brazos (5-5 ^' ) y en Ia que se apoya el dispositivo de movimiento (12-12 ^' ) en sus puntos 14-14 ^' - en incluso los extremos de Ia pieza puente (11)

16-16 ^' - Dispositivos de movimiento (pistón o cilindro hidráulico que se encuentran unidos por un lado a los brazos (5) o (5 ^' ) y por el otro extremo al bastidor (9) de los paneles solares (10)

17 — Punto de unión del pistón hidráulico (16) con cualquiera de los brazos (5-5') 18 - Punto de unión del pistón hidráulico (15) con el bastidor (9) de los paneles solares. (10)