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Title:
TORQUE-TRANSMITTING MECHANISM FOR SOLAR TRACKER ACTIVATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/234591
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a torque-transmitting mechanism for activating and braking the rotary movement of solar energy collectors (6) for solar tracking systems, which comprises one or more connecting rods (1) for pushing and pulling which are connected at one end, by means of articulated joints (1.1), to an arm (2) that rotates together with the solar energy collectors (6) about a torsion shaft (4), and connected at the other end, by means of articulated joints (1.1), to a drive means (3).

Inventors:
ERREA ARGAIZ, Javier (Mendia 17, Lasarte, Vitoria-Gasteiz, 01194, ES)
Application Number:
ES2017/070449
Publication Date:
December 27, 2018
Filing Date:
June 20, 2017
Export Citation:
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Assignee:
ERREA ARGAIZ, Javier (Mendia 17, Lasarte, Vitoria-Gasteiz, 01194, ES)
International Classes:
F24S30/42; F24S30/428; H02S20/32
Foreign References:
US20110265784A12011-11-03
Other References:
DATABASE WPI Derwent World Patents Index; AN 2017-12182X
DATABASE WPI Derwent World Patents Index; AN 2011-N40233, RETRIEVED
DATABASE WPI Derwent World Patents Index; AN 2017-06156B, RETRIEVED
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Claims:
REIVINDICACIONES

1. - Mecanismo transmisor de par para accionamiento y freno de movimiento giratorio de captadores de energía solar (6) para sistemas de seguidor solar, que comprende: una o más bielas de empuje y tracción (1 ) conectadas por uno de sus extremos mediante uniones articuladas (1.1 ) a un brazo (2) que gira solidariamente con los captadores de energía solar (6) alrededor de un eje de torsión (4), y conectadas por su otro extremo mediante uniones articuladas (1 .1 ) a un medio motriz (3); caracterizado porque el eje de giro (3.1 ) del medio motriz (3) se encuentra a diferente cota y alineación que el eje de torsión (4) de los captadores de energía solar (6), y porque las uniones articuladas (1 .1 ) de los extremos de las bielas de empuje y tracción (1 ) junto con el eje de giro (3.1 ) del medio motriz (3) y el eje de torsión (4) de los captadores de energía solar (6) constituyen los vértices de uno o más paralelogramos (5) o trapecios (1 1 ) de transmisión de par mecánico.

2. - Mecanismo transmisor de par según la reivindicación 1 , caracterizado porque una o más bielas de empuje y tracción (1 ) están conectadas por uno de sus extremos mediante uniones articuladas (1 .1 ) a uno o más semibrazos (2.1 ) solidariamente unidos al medio motriz (3).

3. - Mecanismo transmisor de par según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el medio motriz (3) comprende un eje de giro (3.1 ), una rueda motriz y un motor conectado a la rueda motriz. 4.- Seguidor solar, que comprende: una serie de apoyos (9) sobre los que se configuran ejes de torsión (4) sobre los que se fijan los captadores de energía solar (6),

HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) unos medios de transmisión que comprenden brazos (7) y barras de empuje (8) articulados y, un mecanismo transmisor de par que acciona o frena el movimiento giratorio de uno o más ejes de torsión (4); caracterizado porque el mecanismo transmisor de par es según cualquiera de las reivindicaciones anteriores. 5.- Seguidor solar según la reivindicación 4 en el que los ejes de torsión

(4) son horizontales y paralelos a la superficie del terreno (10).

6.- Seguidor solar según la reivindicación 4 en el que los ejes de torsión (4) guardan un ángulo de inclinación mayor de 0 grados con respecto a la superficie del terreno (10).

HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26)

REIVINDICACIONES MODIFICADAS

recibidas por la oficina Internacional el 28 de septiembre de 2018 (28.09.2018)

1.- Seguidor solar, que comprende: una serie de apoyos (9) que sirven de soporte a unos ejes de torsión (4) sobre los que se fijan captadores de energía solar (6) formando hileras, unos medios de transmisión que conectan los ejes de torsión (4) que comprenden brazos (7) y barras de empuje (8) articulados, un mecanismo actuador para accionamiento o freno de movimiento giratorio de los captadores de energía solar (6) que comprende una o más bielas de empuje y tracción (1 ) conectadas por uno de sus extremos mediante uniones articuladas (1 .1 ) a un brazo (2) que gira solidariamente con los captadores de energía solar (6) alrededor de uno de los ejes de torsión (4), y conectadas en su otro extremo mediante uniones articuladas (1 .1 ) a un mecanismo de rotación (3) en el que eje de giro (3.1 ) del mecanismo de rotación (3) se encuentra a diferente cota que los ejes de torsión (4) de los medios de captación de energía solar (6), y en el que las uniones articuladas (1 .1 ) de los extremos de las bielas de empuje y tracción (1 ) junto con el eje de giro (3.1 ) del mecanismo de rotación (3) y el eje de torsión (4) de los captadores de energía solar (6) constituyen los vértices de uno o más paralelogramos (5) de transmisión de par mecánico, caracterizado porque un único mecanismo actuador es capaz de generar el movimiento giratorio de todos los ejes de torsión (4) simultáneamente.

2. - Seguidor solar según la reivindicación 1 , en el que el mecanismo actuador está caracterizado porque una o más bielas de empuje y tracción (1 ) están conectadas por uno de sus extremos mediante uniones articuladas (1 .1 ) a uno o más semibrazos (2.1 ) solidariamente unidos al mecanismo de rotación (3).

3. - Seguidor solar según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el mecanismo actuador está caracterizado porque el mecanismo de rotación (3) comprende un eje de giro (3.1 ), una rueda motriz y un motor conectado a la rueda motriz.

5. - Seguidor solar según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los ejes de torsión (4) son horizontales y paralelos a la superficie del terreno (10).

6. - Seguidor solar según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los ejes de torsión (4) guardan un ángulo de inclinación mayor de 0 grados con respecto a la superficie del terreno (10).

Description:
MECANISMO TRANSMISOR DE PAR PARA ACCIONAMIENTO DE

SEGUIDOR SOLAR

DESCRIPCIÓN

OBJETO DE LA INVENCIÓN

El objeto de la invención es un mecanismo transmisor de par para accionamiento de seguidor solar que produce o frena el giro de una o varias filas de captadores de energía solar alrededor de un eje de torsión. Es también objeto de la presente invención el seguidor solar que emplea dicho mecanismo transmisor de par.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Un seguidor solar está formado por un conjunto de captadores de energía solar ensamblados a una estructura soporte que rastrea el movimiento del sol y orienta los captadores de energía solar para que éstos permanezcan debidamente posicionados con respecto a los rayos solares.

Los seguidores solares de un único eje son aquellos en los que los captadores de energía se configuran para rotar alrededor de ejes de torsión generalmente orientados en la dirección norte-sur. Estos seguidores tradicionalmente comprenden filas de estructuras que constan de partes fijas y móviles, y mecanismos actuadores que accionan el movimiento de giro de los captadores de energía solar alrededor de los ejes de torsión.

Entre los mecanismos actuadores, los más comúnmente empleados son los actuadores lineales, en los que las diferentes filas del seguidor se conectan mediante barras transversales de transmisión lineal conectadas a un motor eléctrico o hidráulico. Estos actuadores tienen el inconveniente de poder presentar problemas mecánicos de diversa naturaleza, como por ejemplo, pandeo por extensión del conjunto del actuador lineal.

HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) La alternativa a los actuadores lineales la integran los actuadores rotativos. El estado de la técnica actual de los actuadores rotativos está limitado a actuadores en los cuales el eje de su medio de rotación está situado a la misma cota o alineación que el eje de torsión de los captadores de energía solar.

Un inconveniente asociado a la cota o alineación a la que necesariamente han de situarse dichos actuadores es que éstos quedan expuestos a la radiación directa del sol o en zonas próximas a los captadores de energía solar que alcanzan temperaturas operativas elevadas. Esto hace que los motores y otros componentes que forman parte de los actuadores rotativos a menudo requieran un mantenimiento añadido.

Otro inconveniente de los actuadores rotativos que forman parte del estado de la técnica actual es que éstos tienden a sobresalir por encima de la superficie formada por los captadores de energía solar, pudiendo causar sombras y disminuyendo el rendimiento de los captadores de energía solar.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención aquí presentada propone un mecanismo transmisor de par para accionamiento de seguidor solar que comprende unas bielas de empuje y tracción conectadas a un medio motriz ubicado a diferente cota que el eje de torsión de los captadores de energía solar. El mecanismo transmisor de par objeto de la presente invención está caracterizado porque el eje de giro de su medio motriz, el eje de torsión de los captadores de energía solar y las uniones articuladas de las bielas de empuje y tracción que conforman el sistema de transmisión de par, constituyen los vértices de uno o más paralelogramos o trapecios de transmisión mecánica.

La invención permite que los elementos mecánicos más sensibles que componen el mecanismo transmisor de par puedan ser ubicados en posiciones favorables, protegidos de la radiación directa del sol y alejados de las altas temperaturas operativas de los captadores de energía solar.

HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) El mecanismo transmisor de par objeto de esta invención puede ubicarse por debajo de los captadores de energía solar, sin sobresalir por encima de la superficie formada por los captadores de energía solar, y sin proyectar sombras que disminuyan el rendimiento de los captadores.

El mecanismo transmisor de par objeto de esta invención puede compartir soporte estructural con los apoyos del seguidor solar y disponer de buena accesibilidad para su inspección y mantenimiento.

La invención abarca el seguidor solar que comprende una serie de apoyos sobre los que se configuran ejes de torsión sobre los que se fijan los captadores de energía solar, unos medios de transmisión que comprenden brazos y barras de empuje articulados, y un mecanismo transmisor de par para el accionamiento del seguidor como el descrito anteriormente.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: Figura 1 : Vista esquemática transversal de un seguidor solar según un ejemplo de realización de la invención.

Figura 2: Vista esquemática transversal del mecanismo transmisor de par según un ejemplo de realización de la invención en el que el mecanismo transmisor de par comprende dos o más bielas directamente articuladas a un medio motriz. La figura muestra las posiciones de abanderamiento y giro de los captadores solares.

HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) Figura 3: Vista esquemática de los paralelogramos formados por las uniones articuladas de las bielas de empuje y tracción, el eje de giro del medio motriz y el eje de torsión de los captadores de energía solar para el ejemplo de realización de la figura 2.

Figura 4: Vista esquemática transversal del mecanismo transmisor de par según un ejemplo de realización de la invención en el que el mecanismo transmisor de par comprende una sola biela de empuje y tracción directamente articulada a un medio motriz. La figura muestra las posiciones de abanderamiento y giro de los captadores solares.

Figura 5: Vista esquemática del paralelogramo formado por las uniones articuladas de la biela de empuje y tracción, el eje de giro del medio motriz y el eje de torsión de los captadores de energía solar para el ejemplo de realización de la figura 4.

Figura 6: Vista esquemática transversal del mecanismo transmisor de par según un ejemplo de realización de la invención en el que el mecanismo transmisor de par comprende dos o más bielas articuladas a uno o más semibrazos que giran solidariamente a un medio motriz. La figura muestra las posiciones de abanderamiento y giro de los captadores solares.

Figura 7: Vista esquemática de los paralelogramos formados por las uniones articuladas de las bielas de empuje y tracción, el eje de giro del medio motriz y el eje de torsión de los captadores de energía solar para el ejemplo de realización de la figura 6.

Figura 8: Vista esquemática transversal del mecanismo transmisor de par según un ejemplo de realización de la invención en el que el mecanismo transmisor de par comprende una única biela articulada a un único semibrazo que gira solidariamente a un medio motriz. La figura muestra las posiciones de abanderamiento y giro de los captadores solares.

HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) Figura 9: Vista esquemática del paralelogramo formado por las uniones articuladas de la biela de empuje y tracción, el eje de giro del medio motriz y el eje de torsión de los captadores de energía solar para el ejemplo de realización de la figura 8.

Figura 10: Vista esquemática transversal del mecanismo transmisor de par según un ejemplo de realización de la invención en el que el mecanismo transmisor de par está configurado en forma de trapecio. La figura muestra las posiciones de abanderamiento y giro de los captadores solares.

Figura 1 1 : Vista esquemática de los trapecios formados por las uniones articuladas de la biela de empuje y tracción, el eje de giro del medio motriz y el eje de torsión de los captadores de energía solar para el ejemplo de realización de la figura 10.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

En los ejemplos de realización mostrados en los dibujos se observa el mecanismo transmisor de par objeto de la invención, que comprende una o más bielas articuladas de empuje y tracción (1 ) unidas a un medio motriz (3).

En cada ejemplo de realización se aprecia que el eje de giro (3.1 ) del medio motriz (3) se encuentra a diferente cota y alineación que el eje de torsión (4) de los captadores de energía solar (6).

En cada ejemplo de realización se aprecia que las uniones articuladas (1 .1 ) de los extremos de las bielas de empuje y tracción (1 ), el eje de giro (3.1 ) del medio motriz (3), y el eje de torsión (4) de los captadores de energía solar (6), forman los vértices de uno o más paralelogramos (5) o trapecios (1 1 ) de transmisión de par mecánico. Esta configuración característica se ¡lustra de forma esquemática en las figuras 3, 5, 7, 9 y 1 1 para diferentes vanantes de la invención.

HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) El medio motriz (3) en los ejemplos de realización de cada una de las diferentes vanantes de la invención ¡lustradas en los dibujos, está comprendido por un motor o servomotor eléctrico, electromecánico o hidráulico conectado a una a rueda motriz, que puede ser cualquier vahante sólida o aligerada de discos, engranajes, poleas o coronas dentadas con capacidad de rotación alrededor de un eje de giro (3.1 ).

Los captadores de energía solar (6) ¡lustrados en las figuras pueden comprender las diferentes vanantes y configuraciones de paneles fotovoltaicos, colectores termosolares, cilindros parabólicos o espejos reflectantes comúnmente empleados en sistemas de captación de radiación solar.

En la figura 1 se aprecia un ejemplo de realización del seguidor solar objeto de esta invención. El seguidor solar comprende un mecanismo transmisor de par como el descrito anteriormente y una o más filas de captadores de energía solar (6) que giran alrededor de ejes de torsión (4) soportados mediante una serie de apoyos (9) que transmiten sus cargas al terreno (10). Se aprecia que el mecanismo transmisor de par se puede sustentar en uno de los apoyos (9) que sirven como soporte para los captadores de energía solar (6).

Cuando el seguidor solar está compuesto por varias filas de captadores de energía solar (6) las diferentes filas se pueden conectar mediante brazos (7) y barras de empuje (8) articuladas para unificar y reducir así el número de mecanismos de transmisión de par presentes en el seguidor.

El mecanismo transmisor de par mostrado en la figura 1 se ¡lustra con más detalle en la figura 2. En esta figura se representa una vanante de la invención formada por dos o más bielas de empuje y tracción (1 ) conectadas mediante unas uniones articuladas (1 .1 ) a un medio motriz (3) y mediante otras uniones articuladas (1 .1 ) a un brazo (2) que gira solidariamente con un eje de torsión (4). Esta variante de la invención posee ventajas de compensación de los esfuerzos mecánicos de tracción y empuje asociados a la transmisión de pares de giro o freno de los captadores de energía solar (6) ya que éstos son repartidos entre las diferentes bielas de empuje y tracción (1 ).

HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) En la figura 4 se representa una vanante de la invención formada por una única biela de empuje y tracción (1 ) conectada mediante una unión articulada (1 .1 ) a un medio motriz (3) y mediante otra unión articulada (1 .1 ) a un brazo (2) que gira solidariamente con un eje de torsión (4).

En la figura 6 se representa una vanante de la invención formada por dos o más bielas de empuje y tracción (1 ) conectadas mediante uniones articuladas (1 .1 ) a uno o más semibrazos (2.1 ) que giran solidariamente con el medio motriz (3), y mediante otras uniones articuladas (1 .1 ) a un brazo (2) que gira solidariamente con un eje de torsión (4). Esta variante de la invención posee ventajas de reducción de los esfuerzos de tracción y compresión en las bielas de tracción y empuje (1 ) para la transmisión de pares equivalentes a los captadores de energía solar (6). Esta vanante de la invención también permite reducir las dimensiones del medio motriz (3) para transmisiones de par equivalentes.

En la figura 8 se representa una vanante de la invención formada por una única biela de empuje y tracción (1 ) conectada mediante una unión articulada (1 .1 ) a un semibrazo (2.1 ) que gira solidariamente con medio motriz (3), y mediante otra unión articulada a un brazo (2) que gira solidariamente con un eje de torsión (4).

En la figura 10 se representa una vahante de la invención similar a la de la figura 2, pero en la que las bielas de empuje y tracción (1 ) y sus respectivas articulaciones (1 .1 ) están configuradas de forma trapezoidal con respecto a el eje de giro (3.1 ) del medio motriz (3) y el eje de torsión (4).

Una vahante de la presente invención designada como seguidor solar polar sería aquella en la que los ejes de torsión (4) del seguidor solar mantienen un ángulo de inclinación con el terreno (10) de entre 0 y 30 grados.

HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26)