Módulo fotovoltaico.

Módulo fotovoltaico.

Consiste en una pluralidad de células fotovoltaicas definiendo una superficie fotovoltaica

(4), abovedada truncada superiormente con una abertura (8) y cúpula de cierre (5), cuya superficie comprende segmentos axiales (13), conectados cada uno con el siguiente. La superficie (4) está fabricada de silicio Cristalino, o de CIGS, u otros de capa fina y cubierta por una superficie exterior de material polimérico con fibras reforzadas o cristal. Comprende medios de almacenamiento de la energía fotovoltaica o batería (9) y/o medios de control (10) ambos conectados al módulo (3) y dispuestos sobre un soporte (11) interno. En la abertura inferior de la superficie (4) figura un cierre (6) con fuentes de luz (7). El módulo (3) es conectable con receptor/es de energía como: un elemento de iluminación, un sensor, un señalizador, una estación de recarga, y un elemento electrónico de la vía pública, comprendiendo además una lámina aislante interna sobre la superficie (4), y varias aberturas de ventilación. Dicha superficie (4) presenta los parámetros: Diámetro inferior (D2) / Altura (H) entre 1,3 y 1,6; Diámetro superior (D1) / Altura (H) entre 0,5 y 0,9; Ángulo inferior de curvatura de la generatriz (Alfa 1) entre 80º y 95º; Ángulo medio de curvatura de la generatriz (Alfa 2) entre 65º y 75º; y Ángulo superior de curvatura de la generatriz (Alfa 3) entre 35º y 46º.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201530144.

Solicitante: CAVIASCA, Alessandro.

Nacionalidad solicitante: Italia.

Inventor/es: CAVIASCA,Alessandro.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ILUMINACION > DISPOSITIVOS O SISTEMAS DE ILUMINACION NO PORTATILES... > Dispositivos de iluminación destinados a una instalación... > F21S8/08 (con una bancada)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ILUMINACION > DISPOSITIVOS O SISTEMAS DE ILUMINACION NO PORTATILES... > Dispositivos de iluminación con fuente de corriente... > F21S9/03 (recargables mediante su exposición a la luz)
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Módulo fotovoltaico.

Fragmento de la descripción:

Módulo fotovoltaico Objeto de la Invención:

La presente invención se refiere a un módulo fotovoltaico, del tipo de los que comprenden una pluralidad de células fotovoltaicas dispuestas definiendo, al menos parcialmente, una superficie fotovoltaica convexa.

Consiste en un módulo fotovoltaico configurado para la captación de la energía solar y el abastecimiento de dicha energía a un dispositivo receptor tal como un elemento de iluminación, un elemento de sensores de presencia, de tráfico, de contaminación, o Wi-Fi, un elemento de señalización de trafico de tipo intermitente, SOS en áreas de servicios, una estación de recarga de teléfonos móviles u otros dispositivos móviles como tabletas u ordenadores.

Dicho módulo fotovoltaico se puede incorporar por ejemplo en la parte superior de un báculo o poste para su anclaje o fijación en un punto fijo, tal como el suelo.

Campo de aplicación.

El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector de la industria de mobiliario urbano, centrándose particularmente en el ámbito de luminaria pública.

Antecedentes de la invención:

Existen en el mercado, y por lo tanto puede considerarse como el Estado de la Técnica de esta invención, distintos tipos de paneles fotovoltaicos planos, que implementan varias tecnologías tanto que hoy en día existe una gran variedad de dispositivos.

De una manera general, se pueden considerar tres principales categorías de módulos fotovoltaicos existentes en la actualidad que implementan distintas tecnologías:

- Módulos de Silicio Cristalino (compuestos principalmente por obleas de silicio cristalino). Pueden ser a su vez de Silicio Monocristalino en el que el material de partida es un único cristal de silicio o bien de Silicio Policristalino formado por múltiples granos, cada uno con una orientación cristalográfica diferente.

- Módulos de capa o lámina delgada, los cuales se realizan creciendo o depositando directamente el semiconductor sobre un substrato rígido o flexible que entrará a formar parte del módulo fotovoltaico. Se utilizan semiconductores con elevado coeficiente de absorción, de tal modo que es suficiente con unas pocas mieras de material. Se dividen en varias tipologías según el material semiconductor que se utiliza en el proceso de deposición en el substrato. Las tecnologías de lámina delgada se engloban principalmente en: las basadas en telururo de cadmio (CdTe), en silicio amorfo hidrogenado (a-Si:H), o en diseleniuro de cobre-indio-galio (CIGS).

- Variantes propietarias (eterojunción y silicio microesférico).

También son conocidos módulos fotovoltaicos que presentan una superficie curvada, realizados por medio de la unión de celdas fotovoltaicas planas así como elementos que integran los módulos fotovoltaicos en su propia estructura como paneles de recubrimiento de fachadas y techos de edificios, azulejos o cristales.

Además se conocen tipos de paneles fotovoltaicos de diferentes colores y formas que se utilizan para una mejor integración de esta tecnología en el espacio urbano.

Dichos sistemas de captación de la energía solar suelen tener notables problemas de pérdida de eficiencia y/o precios prohibitivos: ambas causas determinan una escasa aplicación de las últimas tecnologías citadas y, por lo tanto, una exigua presencia en el mercado de dichos módulos fotovoltaicos curvados.

La tecnología fotovoltaica se utiliza hoy en día para la producción de energía eléctrica para abastecer distintos tipos de dispositivos electrónicos urbanos (tales como farolas, estaciones de recarga de vehículos eléctricos, o estaciones de recarga de aparatos móviles), especialmente en contextos conocidos como "Smart Cities".

Son conocidas farolas dotadas de un sistema de captación de energía mediante células fotovoltaicas, las cuales pueden almacenar la energía captada por la radiación solar, en las que se regula la carga de batería, el encendido de las luminarias bien sea desde las mismas o bien a distancia, y en la que se utiliza tecnología fotovoltaica de capa delgada de silicio cristalino o silicio amorfo o CIGS/CIS flexible que incorporan sensores de presencia, y utilizan baterías de litio y, que también incorporan un sistema de lámparas LEDs, con posibilidad de abastecerse de la red eléctrica cuando se agota la energía eléctrica almacenada.

Dichos sistemas de iluminación con tecnología fotovoltaica se pueden agrupar en las siguientes principales categorías:

a. Farolas con un diseño formado por varios elementos y módulo fotovoltaico plano.

b. Farolas compactas con módulo fotovoltaico plano.

c. Farolas compactas en las cuales el módulo fotovoltaico se adhiere a la luminaria.

d. Farolas compactas en las cuales el módulo fotovoltaico está situado en el báculo.

Los anteriores grupos de farolas adolecen de los siguientes inconvenientes:

a. Se trata de sistemas en la mayoría de los casos no compactos, poco funcionales y en los cuales se presta, generalmente, una exigua atención al diseño.

b. Presenta el inconveniente de la necesidad de orientar adecuadamente el módulo fotovoltaico, hecho que puede representar una limitación en varias aplicaciones.

c. Se trata de un sistema escasamente eficaz y no completamente integrado, con una superficie de captación reducida.

d. El diseño está limitado a la forma cilindrica.

Por otra parte, es conocido un tipo de farola autosuficiente diseñada por el mismo titular, en su solicitud de patente Europea n° 2.522.900, cuyo objeto es una "Lámpara fotovoltaica solar de energía autosuficiente" y cuyo fin es proporcionar una solución simultánea a los anteriores problemas e inconvenientes por medio de un diseño compacto, integrado y eficiente.

Sin embargo, en ningún documento conocido hasta la fecha se muestra un módulo fotovoltaico con una configuración tal que permita captar, gestionar y abastecer a un dispositivo receptor (tal como un elemento de iluminación de tipo LED) con una eficiencia energética óptima y con una gran versatilidad en cuanto a su posible empleo en distintos tipos de sistemas receptores distintos a una luminaria.

La finalidad de la presente invención es concebir un diseño estructural y funcional de un módulo fotovoltaico abovedado, que permita albergar en su interior, en una de sus aplicaciones, todas las herramientas por su correcto funcionamiento, y que sea capaz de ser utilizado para abastecer de la energía captada con una eficiencia energética óptima a uno o varios elemento/s receptor/es, tal como: un elemento de iluminación de tipo LED en forma de luminaria, un elemento de sensores de cualquier tipo tales como de presencia, de tráfico, de contaminación, Wi-Fi, o similar, un elemento de señalización de trafico de tipo intermitente, SOS en áreas de servicios, etc., una estación de recarga de teléfonos móviles u otros dispositivos móviles como tabletas u ordenadores, u otros elementos de todo tipo utilizados en vía pública. Además este módulo fotovoltaico se puede utilizar en el sector náutico.

Otra finalidad de la presente invención es que dicho módulo fotovoltaico sea capaz de trabajar de modo autónomo, que sea capaz de trabajar conectado a la red eléctrica de distribución y que sea capaz de trabajar de modo combinado (autónomamente o bien en red), según convenga en cada caso.

Explicación de la Invención:

A tal finalidad, el objeto de la presente invención es un módulo fotovoltaico, definido según la parte caracterizadora de la reivindicación 1.

En las reivindicaciones 2 y sucesivas se describen modos de realización del módulo fotovoltaico de la presente invención.

El módulo fotovoltaico de...

 


Reivindicaciones:

1. "MÓDULO FOTOVOLTAICO", del tipo de los que comprenden una pluralidad de células fotovoltaicas conectadas entre sí dispuestas definiendo, al menos parcialmente, una superficie fotovoltaica (4), caracterizado porque dicha superficie (2) es de configuración convexa abovedada.

2. "MÓDULO FOTOVOLTAICO" según la reivindicación 1a, caracterizado porque la superficie fotovoltaica (4) comprende una pluralidad de porciones o segmentos axiales (13), estando conectado eléctricamente cada segmento (13) con el siguiente.

3. "MÓDULO FOTOVOLTAICO" según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la superficie fotovoltaica (4) está fabricada de silicio Cristalino, o de CIGS, u otras tecnologías de capa fina.

4. "MÓDULO FOTOVOLTAICO" según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la superficie fotovoltaica (4) está cubierta por una superficie exterior de encapsulado fabricado de un material protector contra agentes externos, tal como material polimérico con fibras reforzadas o bien cristal.

5. "MÓDULO FOTOVOLTAICO" cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha superficie fotovoltaica (4) de configuración abovedada está truncada superiormente definiendo una abertura superior (8).

6. "MÓDULO FOTOVOLTAICO" según la reivindicación 5a, caracterizado porque se prevé un elemento en forma de cúpula (5) que se dispone en la abertura superior (8) de la superficie fotovoltaica (4), de modo que cierra superiormente el volumen interior del módulo.

7. "MÓDULO FOTOVOLTAICO" según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende medios de almacenamiento de la energía fotovoltaica o batería (9) y/o medios de control o electrónica de control (10) dispuestos en el interior de dicha superficie fotovoltaica (4), estando ambos medios conectados eléctricamente a dicho módulo fotovoltaico.

8. "MÓDULO FOTOVOLTAICO" según la reivindicación 7a, caracterizado porque los medios de almacenamiento de la energía fotovoltaica o batería (9) y/o los medios o electrónica de control (10) se disponen en el interior del módulo fotovoltaico (3) sobre un elemento de soporte (11), que se dispone a una cierta altura respecto a un elemento inferior (6).

9. "MÓDULO FOTOVOLTAICO" según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la abertura inferior de la superficie fotovoltaica (4) se dispone el elemento inferior (6) que cierra inferiormente el volumen interior del módulo fotovoltaico (3).

10. "MÓDULO FOTOVOLTAICO" según la reivindicación 9a, caracterizado porque en el elemento inferior (6) se disponen una o más fuentes de luz (7).

11. "MÓDULO FOTOVOLTAICO" según la reivindicación 7a, caracterizado porque está adaptado para conectarse con uno o más dispositivo/s receptor/es de la energía captada, donde el/los dispositivo/s receptor/es de energía es/son seleccionado/s de uno o una combinación del grupo constituido por:

- un elemento de iluminación formado por LEDs o OLEDs;

- un elemento sensor de: presencia, de tráfico, de contaminación, o de Wi-Fi;

- un elemento de señalización de trafico de tipo intermitente, o SOS en áreas de servicios;

- una estación de recarga de teléfonos móviles u otro elementos móviles tal como tabletas u ordenadores;

- un elemento electrónico de los utilizados en vía pública.

12. "MÓDULO FOTOVOLTAICO" según la reivindicación 11a, caracterizado porque el/los citado/s dispositivo/s receptor/es forma/n parte del módulo fotovoltaico (3).

13.- "MÓDULO FOTOVOLTAICO" según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una lámina o superficie interior aislante térmicamente dispuesta en la parte interna de la totalidad o parte de la superficie fotovoltaica (4).

14. "MÓDULO FOTOVOLTAICO" según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una pluralidad de aberturas de ventilación dispuestas preferentemente en la parte inferior, adaptadas para crear una corriente de convención natural de aire que penetra por dichas aberturas inferiores y sale por otras aberturas previstas en la parte superior, en el contacto entre el módulo fotovoltaico y la cúpula.

15. MÓDULO FOTOVOLTAICO" según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la superficie fotovoltaica (4) presenta los siguientes parámetros:

- Diámetro inferior (D2) / Altura (H)= comprendido entre los valores 1,3 y 1,6.

- Diámetro superior (D1) / Altura (H)= comprendido entre los valores 0,5 y 0,9.

- Ángulo inferior de curvatura de la generatriz (Alfa 1) = comprendido entre los valores 80° y 95°.

- Ángulo medio de curvatura de la generatriz (Alfa 2) = comprendido entre los valores 65° y 75°.

- Ángulo superior de curvatura de la generatriz (Alfa 3) = comprendido entre los valores 35° y 46°.

16. "MÓDULO FOTOVOLTAICO" según la reivindicación 15a, caracterizado porque la superficie fotovoltaica (4) presenta los siguientes parámetros:

- Diámetro inferior (D2)= 800mm.

- Diámetro superior (D1)= 385mm.

- Altura (H)= 537mm.

- Altura (h) de cambio de curvatura= 268 mm.

- Ángulo inferior de curvatura de la generatriz (Alfa 1)= 87,5°

- Ángulo de cambio de curvatura de la generatriz (Alfa 2)= 71,2 0

- Ángulo superior de curvatura de la generatriz (Alfa 3)= 41,5°

- Distancia de cambio de curvatura= 41,5 mm.

- Distancia de inicio abertura superior= 204,7 mm.

17. "LUMINARIA" (12) que comprende el módulo fotovoltaico (3) definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores.