Dispositivo De Seguimiento Solar Con Muelles.

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OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

F24J 2/38 (2006.01) F24J 2/52 (2006.01) F24J 2/54 (2006.01)

ESPAÑA

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11 Número de publicación: 2 328 431

21 Número de solicitud: 200601870

51 Int. Cl.:

SOLICITUD DE PATENTE

22 Fecha de presentación: 13.07.2006

71 Solicitante/s: Kun Shan University

nº 949 Da Wan Rd. Yung-Kang City Tainan Hsien 710, TW 30 Prioridad: 14.07.2005 TW 094212165

43 Fecha de publicación de la solicitud: 12.11.2009

72 Inventor/es: Jwo-Hwu, Yi y

Wen-Chwan, Hwang

43 Fecha de publicación del folleto de la solicitud:

74 Agente: Sanz-Bermell Martínez, Alejandro

12.11.2009

54 Título: Dispositivo de seguimiento solar con muelles.

57 Resumen:

ES 2 328 431 A1

Dispositivo de seguimiento solar con muelles. Se divulga un dispositivo de seguimiento solar. En concreto, se proporciona un dispositivo de seguimiento solar que supera las desventajas del sistema de energía solar convencional que utiliza motores y reduce el consumo de electricidad y baja los costes. El dispositivo incluye un módulo solar o colector solar apoyado por dos muelles debajo de ambos extremos y dos depósitos de agua en ambos extremos, en que el módulo solar o el colector solar, similar a un helióstato, está adaptado para girar lentamente como respuesta a los depósitos de agua en desequilibro, llenos de distintas cantidades de agua.

Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. Pº de la Castellana, 75 – 28071 Madrid

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ES 2 328 431 A1 DESCRIPCIÓN Dispositivo de seguimiento solar con muelles. 5

Antecedentes de la invención Sector de la invención

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La presente invención se relaciona con un dispositivo de seguimiento solar y, más concretamente, con un dispositivo de seguimiento solar que incorpora un modular solar o colector solar que se apoya en dos muelles situados en la parte inferior de ambos extremos, y dos depósitos de agua en ambos extremos, en el que el módulo solar o el colector solar, similar a un helióstato, se adapta para girar lentamente en respuesta al desequilibrio de los depósitos de agua que contienen distintas cantidades de agua. Sector de la técnica Se adapta un seguidor solar de helióstato de un sistema de energía solar para girar lentamente mediante el accionamiento de un motor. En un sistema de energía solar convencional capaz de generar 1 KW, el módulo solar tiene un peso de aproximadamente 10 Kg. El módulo solar y otros componentes auxiliares, como el apoyo, por ejemplo, pueden llegar a tener un peso total superior a 100 Kg. Además, un colector solar es bastante pesado. Por lo tanto, el accionamiento por motor para girar el sistema de energía solar puede acarrear la desventaja indeseada de consumir mucha potencia y aumentar los costes. Por este motivo es necesario mejorar el sistema. Resumen de la invención

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Constituye un objeto de la presente invención proporcionar un dispositivo de seguimiento solar para superar los inconvenientes del sistema de energía solar convencional accionado mediante motores y disminuir el consumo de electricidad de modo que se reduzcan los costes. 30

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Otro objeto de la presente invención se refiere a un dispositivo de seguimiento solar con muelles que consta de uno o varios módulos solares o colectores solares adaptados para concentrar la energía solar, el cual, o cada uno de los cuales, tiene unos extremos primero y segundo; uno o varios fulcros adaptados para permitir que los módulos solares o colectores solares giren hacia el este o el oeste; uno o más depósitos de agua primarios, cada uno de los cuales está montado en el primer extremo del o de los distintos módulos solares o colectores solares, que incorporan una primera entrada y una primera salida; uno o más depósitos de agua secundarios, cada uno de los cuales está montado en el segundo extremo del o de cada uno de los módulos solares o colectores solares y que incorporan una segunda entrada y una segunda salida; uno o más muelles, cada uno de los cuales está acoplado a y apoya la parte inferior del primer extremo del o de cada uno de los módulos solares o colectores solares; uno o más muelles secundarios, cada uno de los cuales está acoplado a y apoya la parte inferior del segundo extremo del o de cada uno de los módulos solares o colectores solares; uno o más elementos de medición de desplazamiento angular, cada uno de los cuales está montado en el o en cada uno de los fulcros para medir el ángulo de inclinación actual; y unos mecanismos de relojería; mediante el cual el hecho de llenar el primer depósito de agua y/o drenar agua del segundo depósito comprimirá el primer muelle y dilatará el segundo muelle, el hecho de llenar el segundo depósito de agua y/o drenar agua del segundo depósito de agua comprimirá el segundo muelle y dilatará el primer muelle, y la compresión de los muelles desplazará los módulos solares o los colectores solares de modo que se proporcione un dispositivo de seguimiento solar sin motores para un sistema de energía solar. Lo anterior, así como otros objetos, características y ventajas de la presente invención, quedarán evidentes de la descripción detallada que sigue, junto con las figures que se acompañan.

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Breve descripción de las figuras La Figura 1 muestra de forma esquemática una realización preferente de un dispositivo de seguimiento solar con muelles de acuerdo con la invención. 55

Descripción detallada de la invención

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En relación con la Figura 1, un dispositivo de seguimiento solar de acuerdo con una realización preferente de la invención consta de un módulo solar o colector solar 81, un muelle este 85, un muelle oeste 86, un depósito de agua este 83 y un depósito de agua oeste 84. El módulo solar o colector solar 81 dispone de un fulcro 82 y un elemento de medición de desplazamiento angular 87 montado en el fulcro 82. Los dos muelles este y oeste 85 y 86 están acoplados a la parte inferior de sendos extremos del módulo solar o colector solar 81 como apoyo elástico. Los dos depósitos de agua este y oeste 83 y 84 están montados en ambos extremos del módulo solar o colector solar 81, en el que el depósito de agua este 83 tiene una entrada superior 831 y una salida inferior 832, y el depósito de agua oeste 84 tiene una entrada superior 841 y una salida inferior 842. A condición de que no haya agua en el depósito de agua este 83 ni en el depósito de agua este 84, todas las entradas y salidas 831, 832, 841, y 842 están cerradas, y por tanto el muelle este 85 y el muelle oeste 86 están equilibrados y el 2

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módulo solar o colector solar 81 se encuentra en un estado nivelado. Por la noche, se abre la entrada 831 del depósito de agua este 83 para llenar el depósito a tope. Por tanto, el muelle este 85 se comprime completamente, (es decir, su elevación queda en su cota más baja y el muelle este 85 está completamente comprimido). Además, el módulo solar o colector solar 81 se orienta hacia el este. Ya que el sol se desplaza del este al oeste a aproximadamente 15º por hora, se puede incorporar un mecanismo de relojería (no mostrado) para controlar la cantidad y el periodo del caudal de agua de modo que el módulo solar o colector solar 81 gire alrededor del fulcro 82 a un ángulo de 15º por hora para seguir con precisión la posición del sol. El módulo solar o colector solar 81 se puede ajustar para girar alrededor del fulcro 82 a un ángulo de 7,5º cada media hora, un ángulo de 3,75º cada 15 minutos, o un ángulo de 2,5º cada 10 minutos, controlando la cantidad y el periodo del caudal de agua.

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A continuación se describirá de forma detallada una realización de un dispositivo de seguimiento solar de acuerdo con la invención en el que el módulo solar o colector solar 81 gira alrededor del fulcro 82 a un ángulo de 2,5º cada 10 minutos. Diez minutos después de la salida del sol, la salida 832 del depósito de agua este 83 se abre para descargar agua. En correspondencia, el muelle este 85 se dilata, elevándose ligeramente y además, el módulo solar o colector solar 81, inicialmente horizontal, se inclina ligeramente hacia el oeste girando sobre el fulcro 82. El agua dejará de salir por el cierre de la salida 832 cuando el elemento de medición de desplazamiento angular 87 mide que el ángulo de inclinación llega a 2.5º. Después de pasar otros diez minutos, la salida 832 del depósito de agua este 83 se abre de nuevo para dejar salir agua. En correspondencia, el muelle este 85 se dilata ligeramente hacia arriba de nuevo. También en correspondencia, el módulo solar o colector solar 81 gira un poco más hacia el oeste girando sobre el fulcro 82. El agua que sale se detendrá cerrando la salida 832 cuando el elemento de medición de desplazamiento angular 87 mide que el ángulo de inclinación pasa otros 2.5º.

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La fase descrita en el párrafo anterior continuará hasta que no quede agua en el depósito de agua este 83. En este estado, no hay agua en el depósito de agua este 83 ni en el depósito de agua oeste 84, todas las entradas y salidas 831, 832, 841, y 842 están cerradas, el muelle este 85 y el muelle oeste 86 están equilibrados de nuevo y por tanto el módulo solar o colector solar 81 se encuentra en una posición horizontal.

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A continuación, se abre la entrada 841 del depósito de agua oeste 84 para llenarlo de agua. En correspondencia, el muelle oeste 86 se comprime paulatinamente y el módulo solar o colector solar horizontal 81 empieza a inclinarse hacia el oeste ligeramente girando alrededor del fulcro 82. El depósito dejará de llenarse de agua, cerrando la entrada 841, cuando el elemento de medición de desplazamiento angular 87 mide que el ángulo de inclinación llegue a 2.5º.

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Transcurridos diez minutos, la entrada 841 del depósito de agua oeste 84 se abre para volver a llenar el mismo de agua. En correspondencia, el muelle oeste 86 se comprime adicionalmente, de forma paulatina, el módulo solar y colector solar 81 aumenta su inclinación hacia el oeste en un pequeño ángulo girando alrededor del fulcro 82. Dejará de llenarse de agua, cerrándose la entrada 841, cuando el elemento de medición de desplazamiento angular 87 mide que el ángulo de inclinación alcanza otros 2.5º.

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El paso comentado en el párrafo anterior continuará hasta que el depósito de agua oeste 84 esté lleno de agua. En esta fase, el muelle oeste 86 queda completamente comprimido (es decir, su elevación se encuentra en la cota más baja y el muelle oeste 86 está completamente comprimido). Además, el módulo solar o colector solar 81 se orienta hacia el oeste. 45

Por ultimo, se abre la salida 842 del depósito de agua oeste 84 para descargar agua después de la puesta del sol. De este modo se completa el ciclo de seguimiento solar. 50

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Hay que tomar nota de que todas las anteriores operaciones de apertura de entradas para el llenado de agua y las aperturas de salida para descargar agua, así como las operaciones de cierres correspondientes, son realizadas automáticamente mediante la actuación de un mecanismo de relojería. Sustituyendo los motores por muelles, las ventajas sobre las técnicas anteriores de los dispositivos descritos en el presente informe incluyen un coste relativamente menor y una importante reducción del consumo de electricidad con respecto a los dispositivos convencionales que utilizan motores. Además, para seguir la posición del sol con precisión, se requiere la activación frecuente de los motores de los dispositivos convencionales. De este modo se aumenta el consumo de electricidad. En la presente invención, los muelles 85 y 86 se comprimen gradualmente y por consiguiente el módulo solar o el colector solar 81 gira gradualmente a fin de seguir constantemente la posición del sol. Además, puesto que el ángulo de altitud solar varía durante el tiempo, el módulo solar o colector solar 81 se puede modificar para orientarse con su eje longitudinal en una dirección norte-sur para el seguimiento norte-sur de modo que el ángulo de inclinación del módulo solar o colector solar 81 varíe con el ángulo de altitud solar sin motores. Además, los módulos solares o los colectores solares respectivamente orientados con un eje longitudinal en una dirección este-oeste y una dirección norte-sur pueden ser proporcionados simultáneamente de modo que los ángulos de inclinación de los módulos solares o colectores solares 81 cambien sin motores con el ángulo de altitud solar y el ángulo de azimut solar. 3

ES 2 328 431 A1 Mientras la invención divulgada en la presente se ha descrito mediante realizaciones específicas, para los expertos en la técnica sería posible introducir en la misma numerosas modificaciones y variaciones sin abandonar el alcance y el espíritu de la invención tal y como se expone en las reivindicaciones. 5

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ES 2 328 431 A1 REIVINDICACIONES 1. Dispositivo de seguimiento solar con muelles, que consta de: 5

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uno o más módulos solares o colectores solares adaptados para concentrar la energía solar, estando dotado el o cada uno de dichos módulos solares o colectores solares de unos extremos primero y segundo; uno o más fulcros adaptados para permitir que los módulos solares o colectores solares giren hacia el este o el oeste; uno o más depósitos de agua primarios, cada uno de los cuales está montado en el primer extremo de cada uno del o de los módulos solares o colectores solares y que incorporan una primera entrada y una primera salida;

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uno o más depósitos de agua secundarios, cada uno de los cuales está montado en el segundo extremo del o de cada uno los módulos solares o colectores solares y que incorporan una segunda entrada y una segunda salida; uno o más muelles primarios, cada uno de los cuales está acoplado a, y apoya, la parte inferior del primer extremo del o de cada uno de los módulos solares o colectores solares;

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uno o más muelles secundarios, cada uno de los cuales está acoplado a, y apoya, la parte inferior del segundo extremo del o de cada uno de los módulos solares o colectores solares; uno o varios elementos de medición de desplazamiento angulares, cada uno de los cuales está montado en el o en cada uno de los fulcros para medir el ángulo de inclinación actual; y mecanismos de relojería;

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en el que la acción de llenar el primer depósito de agua y/o de drenar agua del segundo depósito comprime el primer muelle y dilata el segundo muelle, la acción de llenar el segundo depósito de agua y/o descargar agua del primer depósito de agua comprime el segundo muelle y dilata el primer muelle, y la compresión de los muelles desplaza los módulos solares o colectores solares de modo que se proporcione un dispositivo de seguimiento solar sin motores para un sistema de energía solar. 2. Dispositivo de seguimiento solar con muelles de acuerdo con la reivindicación 1, en el que al menos uno de los módulos solares o colectores solares se orienta con su eje longitudinal en una dirección este-oeste para el seguimiento este-oeste. 3. Dispositivo de seguimiento solar con muelles de acuerdo con la reivindicación 1, en el que al menos uno de los módulos solares o colectores solares se orienta con su eje longitudinal en una dirección norte-sur para el seguimiento norte-sur. 4. Dispositivo de seguimiento solar con muelles de acuerdo con la reivindicación 1, en el que al menos uno de los módulos solares o colectores solares se orienta con su eje longitudinal en una dirección este-oeste para el seguimiento este-oeste y al menos uno de los módulos solares o colectores solares se orienta con su eje longitudinal en una dirección norte-sur para el seguimiento norte-sur.

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21 Nº de solicitud: 200601870

22 Fecha de presentación de la solicitud: 13.07.2006

32 Fecha de prioridad: 14.07.2005

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

ESPAÑA

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TÉCNICA 51

Int. Cl.:

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DOCUMENTOS RELEVANTES Categoría

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Documentos citados

Reivindicaciones afectadas

X

DE 10121437 A1 (JURAN HELMUT) 21.11.2002, columna 1, líneas 5-11; párrafos [0012]-[0015],[0020],[0022]; columna 4, líneas 30-35; figuras 1b,3a-3b,5a-5c.

1-4

X

US 4132223 A (REDDELL) 02.01.1979, columna 1, líneas 60-68; columna 3, línea 61 - columna 4, línea 25; figuras 1-3.

A

US 2004112373 A1 (DJEU) 17.06.2004, párrafos [0002-0005],[0010]; figura 1.

1-4

A

US 4226502 A (GUNZLER) 07.10.1980, columna 7, líneas 31-35; columna 9, líneas 23-26; columna 10, líneas 14-19; figuras 5-6c,10.

1-2

A

WO 2005028968 A1 (JURAN HELMUT) 31.03.2005, resumen; figuras.

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A

US 4185615 A (BOTTUM) 29.01.1980, resumen; figuras.

1

A

US 4305380 A (ALLEN) 15.12.1981, columna 10, líneas 49-66; columna 11, figuras 57-68; figuras 13,16.

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Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica

O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud

El presente informe ha sido realizado

5 para todas las reivindicaciones 

 para las reivindicaciones nº:

Fecha de realización del informe

Examinador

Página

27.10.2009

A. Rodríguez Cogolludo

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INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

Nº de solicitud: 200601870

CLASIFICACIÓN DEL OBJETO DE LA SOLICITUD F24J 2/38 (2006.01) F24J 2/52 (2006.01) F24J 2/54 (2006.01)

Informe del Estado de la Técnica (hoja adicional)

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