l. Módulo fotovoltaico, como generador fotoeléctrico con recuperación de calor,

del tipo seguidor solar con células de silicio móviles, compacto, caracterizado por una estructura cerrada formada por la envolvente (4) y el chasis (2), que es base de montaje para un seguidor solar azimutal formado por modulo (3), ejes (35), sensor (31), piezas (36), y un bus (5) que tiene una zona plana pegada al chasis (2) y unas zonas móviles unidas a las células.2. Módulo fotovoltaico según reivindicación 1, caracterizado porque el conjunto de solo dos piezas, formado pegando la envolvente (4) al chasis(2), es a la vez estructura de resistencia, cuerpo herméticamente cerrado, base de montaje para los componentes internos, intercambiador de calor, la superficie transparente es mayoritaria.3. Módulo fotovoltaico, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el chasis (2) siendo un perfil de sección constante de tipo extrudido, es un buen conductor de calor e incluye un tubo (22).4. Módulo fotovoltaico, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque la envolvente (4) es un cuerpo vacio transparente a la radiación solar, cuya forma es obtenida trasladando una esfera a un eje, presenta en la parte inferior una apertura plana que corresponde a la cara superior del chasis.5. Módulo fotovoltaico, según reivindicación 1, caracterizado porque el bus (5), realiza el circuito eléctrico, el térmico y a la vez prohíbe la rotación horizontal de las células, siendo constituido de dos materiales distintos y su forma dividida en una zona plana pegada al chasis y unas zonas flexibles unidas a las células

Módulo fotovoltaico.

Sector

Energías renovables, Energía solar, Fotovoltaica.

Objeto

La presente invención es un generador fotovoltaico de tipo seguidor solar, que ofrece la posibilidad de recuperar el calor residual generado del mismo. Emplea células de silicio, móviles, que realizan el seguimiento solar.

Antecedentes

El "módulo plano", es la aplicación mas conocida de las células fotovoltaicas de silicio. Ese tipo de módulo inmoviliza unas células dentro de una estructura plana, que puede tener una o las ambas caras transparentes. Presenta un pésimo comportamiento al viento y al granizo, lo que determina el aumento de las estructuras. El peso total de un módulo plano suele ser decenas de veces mas alto que el peso de sus células. La precaria disipación del calor, aumenta la temperatura de las células mucho por encima a la del ambiente. Además disipa en su proximidad gran cantidad de calor a temperaturas que en ciertas condiciones sobrepasan lo previsto. Por ej., en las zonas calurosas, las instalaciones ubicadas en campo, que emplean módulos planos fijos, dañan seriamente el ecosistema debido al gran volumen de obras, materiales, contaminación térmica, falsa sombra, trabajos y productos de limpieza, etc.. Ese tipo de módulo es mas un radiador en infrarrojo que generador fotoeléctrico. Los beneficios que aporta al medio ambiente son discutibles.

Otra aplicación conocida es el "seguidor solar de módulos planos". Estas instalaciones suman las desventajas de los módulos planos, a sus propios problemas. Para mover y mantener grandes y pesadas superficies planas contra el viento, necesitan estructuras sobredimensionadas y lastradas. El peso total de un seguidor, es cientos de veces mas alto que el peso del material fotovoltaico activo. La desmesurada cantidad de componentes y tipos de materiales, expuestos a la intemperie, determina un gran volumen de obras y de mantenimiento. No aporta nada en mejorar el rendimiento fotovoltaico o el ecosistema. Su única ventaja, es el aumento de la producción de los módulos planos, gracia al seguimiento solar.

Otra aplicación conocida es el "módulo plano híbrido", que no presenta una solución razonable, complicando mas el tema.

Descripción

La solución adoptada para asegurar el seguimiento solar es mover las células, no el módulo. Las ventajas son que se reduce al mínimo el peso en movimiento y que no hay componente móviles expuestos a la intemperie.

La forma, influye favorablemente cada parámetro de eficiencia. Se a concebido una forma cuya evidente ventaja es el buen comportamiento al viento y al granizo, que además ofrece la posibilidad de recuperar sin dificultades el calor.

El peso. Tanto la forma, como el bajo peso de los componentes internos, contribuyen en reducir el peso total. También se reduce el peso de las estructuras necesarias para montar una instalación.

Visto como objeto susceptible de fabricación en serie, el módulo es un conjunto formado por un numero reducido de componentes, fácil de ensamblar y reciclar.

Es compacto y ligero, lo que reduce las obras y el tiempo de instalar.

Es herméticamente cerrado, prescinde de mantenimiento y su forma favorece la auto limpieza.

3. El régimen térmico de las células. El calor interno es evacuado por conducción mediante un bus térmico que une los bus eléctricos de las células con el disipador que es el mismo chasis del módulo. Las ventajas son múltiples.

4. Recuperación del calor residual. Extraer este calor se hace circulando un fluido portador de calor, por el interior del tubo practicado en el chasis. Las ventajas de ese sistema son: sencillez constructiva, alto rendimiento y fiabilidad. Además se puede dimensionar para trabajar con varios tipos de fluidos. Por tanto, se amplia la gama de aplicaciones.

Ventajas en general

Ningún dispositivo conocido no reúne las ventajas de este módulo, es decir: que sea seguidor solar, que se pueda instalar en multitud de lugares, que tenga un bajo peso, que recupere el calor, que tenga un buen rendimiento a altas temperaturas, que prescinda de mantenimiento, que tenga un buen comportamiento al viento, que sea sencillo de fabricar, instalar o reciclar, que no disipe calor en su proximidad, que produzca poca sombra, que sea compatible con ecosistemas sensibles, etc.

La presente invención es un modelo de utilidad que soluciona el conjunto de problemas mas antes expuestas.

Dispone de los medios necesarios para explotar con suma eficiencia las células fotovoltaicas de silicio, el espacio ocupado de su instalación y la energía solar incidente que le corresponde. El módulo está formado de una estructura fija, cerrada y transparente que alberga una serie de células, un seguidor solar que asegura el movimiento de las mismas y un bus que establece los circuitos eléctrico y térmico.

Sin perjuicio al principio de funcionamiento o a la forma física característica, se puede variar el tipo y la cantidad de células. Para completar la descripción y facilitar la comprensión del funcionamiento, se adjuntan los planes en cuya base se describe un modo de realización.

Descripción de los dibujos

Los dibujos son esquemáticos, en perspectiva y mantienen las proporciones. La referencia es una célula de silicio estándar. Para evitar la repetición, se enfoca solo el sector correspondiente de la célula que define el funcionamiento y las características del módulo Se ha notado:

* Célula (1); bus célula (11)

* Chasis (2); tubo (22);

* módulo seguidor (3); sensor (31); eje (35); pieza (36)

* Envolvente (4)

* Bus (5); material (51); material (52); zona (Z1); zona (Z2)

Figura 1 muestra una vista general de un módulo con cinco células.

Figura 2 la misma vista, sin envolvente y con las células movidas.

Figura 3 muestra una vista explosionada del cuerpo base

Figura 4 muestra el bus(5)

Figura 5 muestra el sector correspondiente a una célula

Figura 6 el mismo sector con la célula movida.

Descripción de una forma de realización

El módulo cuya vista general se presenta en Fig 1 y 2, se constituye de modo siguiente: El cuerpo del módulo, Fig 3, se realiza pegando la envolvente (4) al chasis (2). El conjunto es una estructura de resistencia de dos piezas, herméticamente cerrada, cuya forma es dominada de envolvente (4). Asegura el sitio de montaje de los componentes internos. Su forma favorece el "efecto invernadero".

La envolvente (4), es un cuerpo vacío y transparente a la radiación solar, cuya forma es generada trasladando una esfera a un eje. En la parte inferior presenta una apertura plana que sirve para acoplarse al chasis (2).

El chasis (2), es un perfil de sección uniforme. Asegura la estructura de resistencia, el cambio de calor y sujeta los componentes internos. Por tanto tiene buena resistencia mecánica y es un buen conductor de calor.

El bus (5), Fig 4, es una pieza constituida de dos materiales: uno, que es en buen conductor eléctrico y térmico(51), otro que es un aislante eléctrico, pero buen conductor térmico (52). Tiene una zona plana (Z1) pegada al chasis (2) y unas zonas flexibles (Z2) unidas a los bus (11) de las células. Sus funciones son: realiza el circuito eléctrico entre las células; transfiere el calor de las células al chasis (2); prohíbe el giro horizontal de las células.

El conjunto formado por el módulo (3), ejes (35), piezas (36) y sensor fotoeléctrico (31), constituye un seguidor solar que sujeta y mueve las células.

Funcionamiento

* Transferencia del calor. El bus(5) une el bus (11) de la célula con el chasis (2), formando un circuito por conducción. Por otro lado el chasis (2) tiene la cara superior dentro del módulo, y la cara inferior en exterior, formando un secundo circuito. El calor transferido al chasis(2) se extrae mediante el tubo (22) o bien, se puede disipar en el aire.

* Movimiento de las células. La inclinación del plano de la célula es fija. El punto (A) se puede mover solo arriba abajo, debido al bus (5). El eje (35) puede girar dentro de la...

1. Módulo fotovoltaico, como generador fotoeléctrico con recuperación de calor, del tipo seguidor solar con células de silicio móviles, compacto, caracterizado por una estructura cerrada formada por la envolvente (4) y el chasis (2), que es base de montaje para un seguidor solar azimutal formado por módulo (3), ejes (35), sensor (31), piezas (36), y un bus (5) que tiene una zona plana pegada al chasis (2) y unas zonas móviles unidas a las células.

2. Módulo fotovoltaico según reivindicación 1, caracterizado porque el conjunto de solo dos piezas, formado pegando la envolvente (4) al chasis (2), es a la vez estructura de resistencia, cuerpo herméticamente cerrado, base de montaje para los componentes internos, intercambiador de calor, la superficie transparente es mayoritaria.

3. Módulo fotovoltaico, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el chasis (2) siendo un perfil de sección constante de tipo extrudido, es un buen conductor de calor e incluye un tubo (22).

4. Módulo fotovoltaico, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque la envolvente(4) es un cuerpo vacío transparente a la radiación solar, cuya forma es obtenida trasladando una esfera a un eje, presenta en la parte inferior una apertura plana que corresponde a la cara superior del chasis.

5. Módulo fotovoltaico, según reivindicación 1, caracterizado porque el bus (5), realiza el circuito eléctrico, el térmico y a la vez prohíbe la rotación horizontal de las células, siendo constituido de dos materiales distintos y su forma dividida en una zona plana pegada al chasis y unas zonas flexibles unidas a las células.