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1. WO2020141004 - DEPLOYABLE SOLAR PANEL SYSTEM WITH A POSITIONING MECHANISM FOR CAPTURING SUNLIGHT

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[ ES ]

SISTEMA DESPLEGABLE DE PANELES SOLARES CON MECANISMO

POSICIONADOR PARA CAPTAR LA LUZ SOLAR

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La invención se relaciona con la rama de la ingeniería mecánica y eléctrica correspondiente a una estructura que despliega un arreglo de paneles solares con los que se produce energía eléctrica.

EL ARTE PREVIO

En la técnica relacionada con estructuras para soportar paneles solares y guiarlos a la luz del sol, existen en el estado de la técnica gran variedad de diseños y aplicaciones.

En la gran mayoría de las aplicaciones los paneles solares, se utilizan estructuras fijas para soportan los paneles, debido a que se busca economía en las instalaciones. Sin embargo, se quiere dar mayor eficiencia al uso de la luz solar, por lo que se estudió el estado de la técnica en busca de estructuras que posicionen los paneles para que reciban diariamente la mayor cantidad de luz posible.

Por otra parte, se busca un sistema que permita recoger los paneles durante lías noches o cuando se esté ante un mal tiempo que atente contra los paneles. Este tipo de solución también permitirá dar mayor eficiencia al uso del espacio en donde se instalen los paneles.

Se consultó el documento de patente US2015365047 (A1 ) el cual revela un sistema con paneles, que tiene una estructura, la cual permite recoger y desplegar los paneles a criterio. Dicho sistema también tiene un seguido de la luz solar.

Estudiado el sistema revelado en el documento de patente US2015365047 (Af) y habiéndose analizado el manejo de cargas dinámicas, se encuentra que aunque es una buena solución técnica a lo que se busca logar, tiene toda sus cargas concentradas en un eje central vertical, lo que hace que la estabilidad de la estructura sea critica de manejar.

Por otra parte se encuentra que la forma y el sistema en que se despliegan los paneles dependen de un único sistema motriz, lo que hace que no se tenga opción de utilizar el sistema si llega a fallar este mecanismo.

Se observa que se requiere de un sistema que mejore en gran medida lo existente, en los siguientes aspectos: una distribución de cargas donde la estabilidad de la estructura que soporta los paneles sea totalmente equilibrada y balanceada, que distribuía su cargas en la base, un sistema de despliegue de paneles que no dependa de un único sistema motriz y que por otra parte el mantenimiento o reparación de daños en los paneles o en la estructura se facilite.

La presente invención revela un sistema, que estructuralmente mantiene su estabilidad distribuyendo en todo momento las cargas homogéneamente. Tiene varios motores eléctricos para desplegar y recoger los paneles, sin requerir de mecanismos hidráulicos ni elementos mecánicos adicionales como palancas o mecanismos para su funcionamiento, lo que hace que su mantenimiento y posibles reparaciones sea muy versátil. Debido a que no depende de un único motor o mecanismo central para su operación, en caso de fallar un motor, puede seguir operando al ser capaz de desplegar paneles con sus otros motores eléctricos que funcionan de forma independiente.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El sistema desplegable de paneles solares de la presente invención está compuesto principalmente por una base la cual recibe las cargas que se distribuyen para que mantenga su centro de gravedad en el centro geométrico de dicha base. Un sistema de despliegue de los paneles solares utiliza cuatro motores eléctricos que pueden operar independientemente o de forma programada, para que el despliegue de los paneles no desestabilice la estructura base del sistema y q,ue también tenga la posibilidad de programar formas alternas de desplegar los paneles.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Fig. 1. La figura 1 enseña una vista en elevación del sistema desplegable de paneles solares con mecanismo posicionador para captar la luz solar en estado de reposo.

Fig. 2. La figura 2 enseña una vista en elevación del sistema revelado, izando los arreglos de paneles solares sin ser desplegados.

Fig. 3. La figura 3 enseña una vista en elevación del sistema revelado, con los arreglos de paneles en posición horizontal sin haberlos desplegados aún.

Fig. 4. La figura 4 enseña una vista en elevación, detallando la base (2) sobre la cual está el soporte de posicionamiento (9).

Fig. 5. La figura 5 enseña una vista en elevación de los elementos principales que componen el sistema de posicionamiento y despliegue de los paneles.

Fig. 6. La figura 6 enseña una vista en elevación del soporte principal y los brazos del sistema de despliegue de los paneles.

Fig. 7. La figura 7 enseña una vista en planta de los brazos y de los cuatro motores eléctricos que hacen parte del sistema de izamiento y despliegue de paneles.

Fig. 8. La figura 8 enseña una vista en elevación detallando la posición en la quie se encuentran los motores del sistema de izamiento y posicionamiento de paneles.

Fig. 9. La figura 9 enseña una vista en planta detallando los brazos principales y los motores del sistema de despliegue de paneles.

Fig. 10. La figura 10 enseña una vista en elevación detallando los brazos principales y los motores del sistema de despliegue de paneles.

Fig. 11. La figura 1 1 enseña una vista en planta de los panales centrales ubicados sobre los brazos principales del sistema de despliegue de paneles.

Fig. 12. La figura 12 enseña una vista en planta de los paneles centrales.

Fig. 13. La figura 13 enseña una vista en planta de los paneles superiores e inferiores.

Fig. 14. La figura 14 enseña una vista en planta de los paneles intermedios derechos e izquierdos.

Fig. 15. La figura 15 enseña una vista en planta de los paneles superiores e inferiores ubicados sobre los ejes de los motores y sobre los brazos principales del sistema de despliegue de paneles.

Fig. 16. La figura 16 enseña una vista en planta de paneles intermedios derechos e izquierdos, ubicados sobre los ejes de los motores y sobre los brazos principales del sistema de despliegue de paneles.

Fig. 17. La figura 17 enseña una vista en planta de la forma en que se traslapa un panel superior con un panel intermedio.

Fig. 18. La figura 18 enseña una vista en planta de la forma en que se contactan los topes de arrastre de un panel superior con un panel intermedio.

Fig. 19. La figura 19 enseña una vista en planta de la forma en que se contactan los topes de arrastre de los paneles superiores con los paneles intermedios.

Fig. 20. La figura 20 enseña una vista en planta de todos los paneles desplegados en su posición final.

Fig. 21. La figura 21 enseña una vista en elevación de todos los paneles desplegados en su posición final.

Fig. 22. La figura 22 enseña una vista en planta de todos los paneles replegados totalmente.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

El sistema desplegable de paneles solares (1 ) de la presente invención, de acuerdo con la Fig. 1 , está compuesto principalmente por una base (2) que soporta en su parte superior un mecanismo de posicionamiento (3), un sistema de despliegue (4) y paneles solares (5).

En el interior de la base (2) está ubicado sobre un soporte (10) un motor eléctrico (6) que tiene su eje de rotación (8) en posición vertical.

Acoplado al eje de rotación (8) se encuentra el soporte de posicionamiento (9), el cual descansa sobre un sistema de rodamientos (7), como lo enseña la Fig. 2.

En el interior del soporte de posicionamiento (9)' está ubicado un segundo motor eléctrico (11 ) con su eje de rotación (12) en posición horizontal. Dicho motor (11 ) se encuentra anclado a un soporte principal (13) y el extremo de su eje de rotación (12) al soporte de posicionamiento (9). Opuesto axialmente, alineado sobre el mismo eje geométrico (15) está un eje rotacional de soporte (16). Un extremo de dicho eje (16) está unido de forma fija al soporte principal (13) y su otro extremo rota libre acoplado mediante un soporte con rodamiento (14) al soporte de posicionamiento (9) como lo revela la Fig. 3.

Como se puede observar en la Fig. 4, unidos a la parte superior del soporte principal (13) se hallan los soportes principales de izamiento (17), (18), (19), (20), en los cuales se alojan los ejes principales (21 ), (22) del sistema de despliegue (4). Sobre dichos ejes (21 ), (22) están acoplados tanto los brazos principales (23), (24) del mencionado sistema de despliegue (4), como los motores eléctricos de izamiento (25), (26), (27), (28), como lo enseñan las Figs. 5 y 6. Dichos motores eléctricos (25), (26), (27), (28) están unidos de forma fija al soporte principal (13).

Se puede observar en las Figs. 7 y 8, que los brazos principales (23), (24) del sistema de despliegue (4), tienen unos soportes de giro (29), (30), (31 ), (32), que están acoplados y fijos a los ejes principales (21 ), (22). Sobre dichos soportes (29), (30), (31 ), (32), descansan las placas principales (23), (24) compuestas cada una de una sección con geometría rectangular (33), (34) y una sección alargada (35), (36). En dichas secciones rectangulares (33), (34) se encuentran acoplados los motores eléctricos de despliegue de paneles superiores (37), (38) y los motores eléctricos de despliegue de paneles inferiores (39), (40), los cuales tienen sus ejes de rotación (41 ), (42), (43), (44) en posición vertical. Las secciones rectangulares (33), (34) de las placas principales tienen perforaciones circulares (45), (46), (47), (48), a través de las cuales pasan y sobresalen los ejes de rotación (41 ), (42), (43), (44) de ios motores de despliegue de paneles (37), (38), (39), (40).

Sobre las placas principales (23), (24), están unidos de forma fija los paneles solares centrales (49), (50). Dichos paneles tienen forma perimetral trapezoidal simétrica, donde la base mayor del trapecio tiene forma de arco circular (59), (60)

El sistema también cuenta con paneles solares superiores (51 ), (52), paneles solares inferiores (53), (54) y paneles solares intermedios derechos (55), (56) e izquierdos (57), (58). Cada uno de estos paneles tiene forma perimetral triangular, definida por dos lado que parten desde una perforación (61 ), (62), (63), (64), (65), (66), (67), (68), separándose dichos lados a medida que se proyectan hacia el tercer lado, el cual tiene forma de arco circular (69), (70), (71 ), (72), (73), (74), (75), (76), como se puede observar en las Figs. 12 y 13.

Los paneles solares superiores (51 ), (52) están unidos de forma fija a los ejes de rotación (43), (44) de los motores eléctricos de despliegue de paneles superiores y los paneles solares inferiores (53), (54) están unidos fijamente a los ejes de rotación (41 ), (42) de los motores eléctricos de despliegue de paneles inferiores.

Los paneles solares intermedios derechos (55), (56) e izquierdos (57), (58) eslán unidos de forma deslizante a los ejes (41 ), (42), (43), (44) de los motores eléctricos de despliegue de paneles (37), (38), (39), (40), al pasar dichos ejes a través de las perforaciones (65), (66), (67), (68) que contiene los paneles.

Tanto los paneles solares superiores (51 ), (52) como los inferiores (53), (54), contienen cerca a sus bordes unos topes de arrastre de abertura (77), (78), (79), (80) y de arrastre de cierre (81 ), (82), (83), (84).

Cerca al borde de uno de sus lados, los paneles solares intermedios derechos (55), (56) e izquierdos (57), (58) tienen unos contra topes de abertura y cierre (85), (86), (87), (88).

En la forma de operación de del sistema desplegable de paneles solares (1 ) de la presente invención, inicialmente se encuentra en posición de reposo con el arreglo de paneles solares (5) en posición vertical tal como se puede apreciar en la Fig. 1 , los cuales inician un movimiento de ascenso al ser activados los motores eléctricos de izamiento (25), (26), (27), (28) hasta lograr estar en posición horizontal como se observa en la Fig. 3.

Los paneles inicialmente se encuentran replegados y traslapados unos sobre los otros como se aprecia en la Fig. 22. Al activarse los motores eléctricos de despliegue de paneles superiores (37), (38) hacen que los paneles solares superiores (51 ), (52) roten 90° en sentido horario y anti horario cada uno. De forma semejante, al ser activados los motores eléctricos de despliegue de paneles inferiores (39), (40), y los paneles inferiores (53), (54) giran también 90° en sentido horario y anti horario cada uno, tomando los cuatro paneles (51 ), (52), (51 ), (52) una configuración como la representada en la Fig. 15.

Al mismo tiempo que los paneles superiores e inferiores rotan, jalan con ellos mediante los topes de arrastre de abertura (77), (78), (79), (80), los contra topes de abertura y cierre (85), (86), (87), (88). De esta forma los paneles solares intermedios derechos (55), (56) e izquierdos (57), (58) son desplegado hasta tomar una posición intermedia como se representa en la Fig. 20.

Los paneles centrales (49), (50) permanecen en la posición media por estar unidos de forma fija a las placas principales (23), (24).

Una vez desplegados todos los paneles, se activan los motores (6), (1 1 ) del mecanismo de posicionamiento (3) para ubicar los paneles en la mejor posición crin respecto a la luz del sol.