DISPOSITIVO CALENTADOR SOLAR FOTOVOLTAICO.

1. Dispositivo calentador solar fotovoltaico (1) que puede utilizarse como calentador de agua u otro fluido, que comprende al menos un depósito acumulador

(2) con sus respectivas conexiones de entrada (12) y salida (13) y una sonda de temperatura (8); un elemento resistivo (3) para calentar el fluido contenido en el citado depósito (2); unos medios de regulación; dispuesto para ser conectado a su vez a un conjunto de paneles fotovoltaicos (4) e inversor (5) o inversores y a la red eléctrica mediante un adaptador (9) y que se caracteriza porque el elemento resistivo (3) está comandado por unos medios de control compuestos por:

- un sensor (6) de intensidad de corriente eléctrica dispuesto a la salida del inversor (5) o en la línea de confluencia de los inversores en el caso de que la instalación disponga de más de uno

- una unidad de control (7) conectada al citado sensor (6) y a la sonda de temperatura (8), que alimenta al citado elemento resistivo (3) con una potencia eléctrica igual a la que circula por el conjunto de paneles solares fotovoltaicos (4) - inversor/es (5).

2. Dispositivo calentador solar fotovoltaico (1) según la reivindicación anterior que se caracteriza porque incorpora un sensor de tensión conectado a la red eléctrica, conectado a su vez a la unidad de control (7).

3. Dispositivo calentador solar fotovoltaico (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que se caracteriza porque la unidad de control (7) puede también alimentar al elemento resistivo (3) con energía eléctrica de la red.

4. Dispositivo calentador solar fotovoltaico (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que se caracteriza por formar parte de un sistema de bomba de calor donde la unidad de control (7) además comanda el funcionamiento del sistema de bomba de calor.

5. Dispositivo calentador solar fotovoltaico (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que se caracteriza porque en el interior del depósito (2) se acumula material de cambio de fase en lugar de agua y se calienta mediante el elemento resistivo (3).

6. Dispositivo calentador solar fotovoltaico (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que se caracteriza por incorporar en el interior del depósito (2) un serpentín para la circulación de un fluido en su interior.

7. Dispositivo calentador solar fotovoltaico (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque los medios de control en lugar del sensor de intensidad de corriente incluyen un sistema de medición de potencia conectado a la unidad de control (7).

8. Dispositivo calentador solar fotovoltaico (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque los medios de control además incluyen un sensor de intensidad de corriente eléctrica dispuesto en el punto de alimentación general de la vivienda, un interruptor dispuesto a la salida del inversor (5) o en la línea de confluencia de los inversores en el caso de que la instalación disponga de más de uno y ambos están conectados a la unidad de control (7).

Tipo: Modelo de Utilidad. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: U201530462.

Solicitante: ENERGY PANEL S.L..

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: MARIN MOSCOSO,ANTONIO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION > PRODUCCION O UTILIZACION DEL CALOR NO PREVISTOS EN... > F24J2/00 (Utilización del calor solar, p. ej. colectores de calor solar (destilación o evaporación del agua utilizando calor solar C02F 1/14; aspectos de la cubierta del tejado relativos a los dispositivos colectores de energía E04D 13/18; dispositivos que producen una potencia mecánica a partir de energía solar F03G 6/00; dispositivos semiconductores especialmente adaptados para convertir la energía solar en energía eléctrica H01L 31/00; células fotovoltaicas [FV] que incluyen medios directamente asociados con la célula FV para utilizar energía calorífica H01L 31/0525; módulos FV que incluyen medios asociados con el módulo FV para utilizar la energía calorífica H02S 40/44))
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DISPOSITIVO CALENTADOR SOLAR FOTOVOLTAICO.

Fragmento de la descripción:

Sector de la técnica La presente invención pertenece al sector de soluciones para el calentamiento 5 de fluidos a partir de energías renovables, en concreto con los sistemas de generación de energía térmica y eléctrica a partir de sistemas solares fotovoltaicos.

El objeto de la presente invención es un calentador con unos medios de control que permiten que la energía captada en los paneles solares fotovaltaieos se use para el calentamiento de un fluido o bien se pueda usar para el consumo de la vivienda.

Antecedentes de la invención En la actualidad se conocen distintos sistemas que transforman la energía del sol en energía térmica para el calentamiento del agua. Por ejemplo los paneles solares térmicos, donde un fluido caloportador circula forzada mente por el interior de unos colectores expuestos al sol captando la energía térmica de la radiación solar para luego transferirla a un depósito de acumulación. Estos sistemas presentan complicaciones a la hora de la instalación debido al manejo de fluidos con sistemas de bombeo, también presentan riesgo de congelación en invierno, de sobrepresiones en verano ..

Por otra parte, también son conocidos en el estado de la técnica actual los llamados paneles fotovoltaicos, que aprovechan la radiación solar para producir energía eléctrica, basándose en la capacidad de transmitir la energía de los fotones a los electrones de valencia de los materiales semiconductores, de manera que estos electrones rompen sus enlaces, que anteriormente tenían ligados a un átomo, para circular dentro del semiconductor, convirtiéndose en una corriente de electrones que se utiliza como corriente eléctrica. En el caso de las aplicaciones domésticas, generalmente la electricidad producida en estos paneles se transforma en energía útil para la vivienda mediante el uso de inversores o micro inversores que transforman la corriente continua en alterna, o bien la electricidad producida se almacena en baterías para su uso posterior. Las baterías como fuente de acumulación de electricidad

presentan numerosos inconvenientes como su limitada vida útil, alto precio, baja capacidad, limitaciones de espacio ..

La producción de agua caliente mediante energía eléctrica de origen solar se realiza en las viviendas mediante los acumuladores eléctricos, pero estos equipos no diferencian periodos donde se produzca electricidad de forma gratuita gracias a la radiación solar, por lo que pueden entrar en funcionamiento en periodos de ausencia de radiación solar, y por tanto consumir electricidad de la red.

Existen en el estado de la técnica otros dispositivos diseñados explícitamente para el calentamiento de agua mediante electricidad procedente de paneles solares fotovoltaicos consistentes en la alimentación con corriente continua directa desde los paneles a una resistencia eléctrica que calienta una masa de agua. Estos sistemas no resultan eficientes ya que cuando la radiación solar no es máxima no operan al punto de máxima potencia y además cuando el equipo ha llegado a su máxima temperatura la energía producida en los paneles fotovoltaicos es desperdiciada y no es posible su consumo por medio de otros aparatos conectados en la red eléctrica de la vivienda o su inyección a red.

Además estos equipos tienen la desventaja de que necesitan baterías eléctricas (en el caso de instalaciones aisladas) para garantizar la cobertura de la producción de agua caliente en periodos de ausencia de radiación solar. Otros dispositivos incorporan elementos calefactores auxiliares alimentados por corriente alterna de la vivienda, lo que aumenta el coste económico del dispositivo,

mantenimiento..

Pero en el estado de la técnica no se conoce un dispositivo como el que aquí se presenta, DISPOSITIVO CALENTADOR SOLAR FOTOVOLTAICO, que tiene por objeto el calentamiento de agua u otro fluido partir de corriente alterna procedente del conjunto de los paneles solares fotovoltaicos y el inversor/es, maximizando la eficiencia de la producción de energía térmica gracias a su unidad de control, capaz de calcular la generación de corriente eléctrica producida en el conjunto formado por los paneles solares fotovoltaicos -inversor/es, y modular la potencia eléctrica entregada al elemento resistivo (contenido en el depósito acumulador) de acuerdo a la potencia eléctrica producida en el conjunto formado por los paneles solares fotovoltaicos

inversor/es. De modo que el equipo actúa como un acumulador de energía solar fotovoltaica, y además cuando ha llegado a su máxima temperatura de consigna, permite inyectar la energía eléctrica sobrante en la red de la vivienda mediante su adaptador para conexión a red, de tal forma que esta energía eléctrica pueda ser aprovechada en el consumo de otros aparatos eléctricos o incluso sea posible su inyección a la red eléctrica general. Además la invención elimina los problemas derivados del manejo y bombeo de fluidos desde los paneles a los acumuladores, sustituyendo estas conexiones por cableado eléctrico, más económico, fácil y sin mantenimiento; y no necesita fuente de energía auxiliar, ya que el mismo elemento resistivo puede ser alimentado directamente con electricidad de la red cuando la intensidad de la radiación solar no es suficiente o es inexistente. Una importante mejora del estado de la técnica se basa en que para su construcción se emplea un solo elemento resistivo calefactor convencional, lo que reduce costes de fabricación comparado con otros sistemas presentes en el estado de la técnica que incluyen un conjunto de elementos resistivos individuales comandado por un conjunto de relés o un circuito que los conectan o desconectan para lograr el valor de potencia buscado, o aquellos que disponen de dos elementos resistivos calefactores, uno alimentado por corriente alterna y otro por corriente continua.

Por tanto, se trata de una solución renovable y eficiente, que además permite su combinación con otras fuentes de energía, ya que este acumulador en otra forma de realización puede ser parte de una bomba de calor o incluir serpentines inmersos que transporten energía procedente de otras fuentes de energía como calderas o paneles solares térmicos. Además, permite el calentamiento de materiales de acumulación de energía como los materiales de cambio de fase en lugar de agua, para lograr una mayor acumulación de energía con un menor volumen.

Descripción de la invención Concretamente, el objeto de la invención es un dispositivo calentador solar fotovoltaico para el calentamiento de agua u otro fluido y la producción de electricidad mediante su conexión a un conjunto de paneles solares fotovoltaicos-inversor/es y su conexión a la red eléctrica a través de un adaptador. El tipo y número de paneles así como de inversores de la instalación fotovoltaica no entra dentro del objeto de la invención y depende de las necesidades de cada instalación particular.

El sistema se compone de un depósito acumulador que preferiblemente contiene agua que es calentada mediante un elemento resistivo convencional encargado de la conversión de la energía eléctrica en energía térmica. El elemento resistivo puede ser una resistencia eléctrica convencional, por ejemplo de tipo inmersión o de tipo cerámico incluida en una vaina.

El funcionamiento del citado elemento resistivo está comandado por unos medios de control que se componen de:

-un sensor que mide ella intensidad de corriente a la salida del inversor o en la línea de confluencia de los inversores en el caso de que la instalación disponga de más de uno,

-una unidad de control que recibe la señal desde el citado sensor y a partir de esta información calcula mediante un algoritmo la potencia eléctrica que circula por el conjunto de...

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo calentador solar fotovoltaico (1) que puede utilizarse como calentador de agua u otro fluido, que comprende al menos un depósito acumulador (2) con sus respectivas conexiones de entrada (12) y salida (13) y una sonda de temperatura (8); un elemento resistivo (3) para calentar el fluido contenido en el citado depósito (2); unos medios de regulación; dispuesto para ser conectado a su vez a un conjunto de paneles fotovoltaicos (4) e inversor (5) o inversores y a la red eléctrica mediante un adaptador (9) y que se caracteriza porque el elemento resistivo (3) está comandado por unos medios de control compuestos por:

- un sensor (6) de intensidad de corriente eléctrica dispuesto a la salida del inversor (5) o en la línea de confluencia de los inversores en el caso de que la instalación disponga de más de uno

- una unidad de control (7) conectada al citado sensor (6) y a la sonda de temperatura (8), que alimenta al citado elemento resistivo (3) con una potencia eléctrica igual a la que circula por el conjunto de paneles solares fotovoltaicos (4) - inversor/es (5).

2. Dispositivo calentador solar fotovoltaico (1) según la reivindicación anterior que se caracteriza porque incorpora un sensor de tensión conectado a la red eléctrica, conectado a su vez a la unidad de control (7).

3. Dispositivo calentador solar fotovoltaico (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que se caracteriza porque la unidad de control (7) puede también alimentar al elemento resistivo (3) con energía eléctrica de la red.

4. Dispositivo calentador solar fotovoltaico (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que se caracteriza por formar parte de un sistema de bomba de calor donde la unidad de control (7) además comanda el funcionamiento del sistema de bomba de calor.

5. Dispositivo calentador solar fotovoltaico (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que se caracteriza porque en el interior del depósito (2) se acumula material de cambio de fase en lugar de agua y se calienta mediante el elemento resistivo (3).

6. Dispositivo calentador solar fotovoltaico (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que se caracteriza por incorporar en el interior del depósito (2) un serpentín para la circulación de un fluido en su interior.

7. Dispositivo calentador solar fotovoltaico (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque los medios de control en lugar del sensor de intensidad de corriente incluyen un sistema de medición de potencia conectado a la unidad de control (7).

8. Dispositivo calentador solar fotovoltaico (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque los medios de control además incluyen un sensor de intensidad de corriente eléctrica dispuesto en el punto de alimentación general de la vivienda, un interruptor dispuesto a la salida del inversor (5) o en la línea de confluencia de los inversores en el caso de que la instalación disponga de más de uno y ambos están conectados a la unidad de control (7).