Panel solar fotovoltaico de doble efecto: Se refiere a las modificaciones constructivas que se deben introducir en los paneles solares fotovoltaicos actuales,

gracias a las cuales se consigue mejorar sustancialmente y por triplicado su rendimiento eléctrico, al mismo tiempo que conseguimos que trabajen como si fuesen colectores solares, es decir, con nuestros paneles, generamos electricidad en mayor medida, y producimos simultáneamente agua caliente o/y líquido calo-portador para los fines industriales que sean oportunos. Ambas propuestas son totalmente novedosas en el mercado de los paneles solares

Panel solar fotovoltaico de doble efecto.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un panel solar fotovoltaico de doble efecto, cuyas características estructurales posibilitan que cumpla la doble función de producir energía eléctrica y a la vez, que actúe como colector solar para producir agua caliente sanitaria y/o incrementar la temperatura de cualquier líquido calo-portador, para iniciar, finalizar y/o aplicar a cualquier proceso productivo.

Asimismo, es objeto de la invención aumentar el rendimiento eléctrico de los paneles solares fotovoltaicos actuales, gracias a los implementos con que los vamos a dotar, mediante los cuales, conseguiremos mejorar sustancialmente su eficacia, según describiremos mas adelante.

Antecedentes de la invención

Actualmente se conocen y utilizan tanto el panel solar fotovoltaico para la generación de electricidad, como el llamado colector de agua para producción de agua caliente sanitaria (líquido calo-portador).

Tanto un elemento como el otro tienen el denominador común de utilizar la radiación solar para conseguir sus objetivos, aunque cada uno de ellos actúa como elemento independiente y totalmente ajeno al otro, es decir por separado.

Por otro lado, se tiene que el rendimiento de los paneles solares fotovoltaicos es proporcional a la radiación solar que perciben. Sin embargo, disminuyen su rendimiento progresivamente y hasta un 21% como consecuencia de la pérdida de eficacia que tiene lugar en las células fotovoltaicas, en la medida que su temperatura de trabajo se va incrementando por encima de los 25ºC.

En base a lo anterior, podemos afirmar que un panel solar fotovoltaico no trabaja al 100% de su rendimiento nominal casi nunca ya que para que dé un rendimiento cercano al óptimo, necesita trabajar con radiaciones superiores a los 1.000 W/m² y tal radiación produce un incremento de temperatura en los paneles de unos 30ºC respecto a la temperatura exterior ambiente, debido al efecto invernadero que tiene lugar en su interior, siendo ese valor, una radiación media para cualquier latitud, es ampliamente superada en muchos lugares y épocas del año de ahí nuestra afirmación.

También hay que tener en cuenta que además de las pérdidas referidas, acaecen otras en menor cuantía, debido al efecto de las sombras que se forman en su cubierta por efecto de la condensación.

Finalmente, decir que en los paneles solares el rendimiento es óptimo cuando las células solares trabajan con temperaturas cercanas a los 25ºC.

Estructuralmente, un panel fotovoltaico se compone de los siguientes elementos:

Descripción de la invención

El panel solar fotovoltaico de doble efecto objeto de la invención, basándose en las características estructurales referidas al final del apartado anterior, presenta unas particularidades mediante las que se resuelven los problemas expuestos, consiguiendo además nuevas prestaciones y ventajas respecto de los paneles fotovoltaicos convencionales.

Mas concretamente, el panel solar de la invención se caracteriza fundamentalmente por el hecho de que la cubierta exterior que facilita al máximo la transmisión luminosa, está determinada por un doble acristalamiento, con espacio intermedio entre cristales que conforman una cámara estanca de grosor variable, por la que se hará circular con flujo variable y en circuito abierto o cerrado, y según circunstancias predefinidas, un líquido calo-portador, normalmente agua, que provendrá de un deposito acumulador o fuente de alimentación directa, a fin de que realice el efecto intercambiador de calor para conseguir que la temperatura de trabajo de las células fotovoltaicas (panel) suba o baje a voluntad y se mantenga, en cualquier momento y condición, lo mas cercana posible a los 25ºC, que es la temperatura nominal de máximo rendimiento y a la cual obviamente no se producen condensaciones en la cubierta.

Esa cubierta exterior presenta su parte externa constituida por un cristal templado de alta transmisividad y de al menos 4 mm de grosor, pudiéndose considerar como convencional.

En cuanto a la parte interna o cristal inferior, que da cara a las células, estará constituida por un cristal de al menos 4 mm de grosor con un alto poder reflectante para propiciar el efecto de reflexión inducida que pretendemos crear para mejorar su rendimiento.

En cuanto a la cámara estanca de grosor variable determinada entre ambas partes o cristales, se cerrará mediante cualquier componente separador entre las capas de cristal para conseguir su estanqueidad, introduciendo en ese componente separador el número de conectores suficientes para instalar los componentes necesarios para que funcione la instalación adecuadamente, tales como: sondas de temperatura y presión, válvulas de purga, de sangrado y de desagüe, racores de interconexión rápida, tanto para acople con otros paneles como con colectores solares, ya sea en serie o en paralelo, así como válvulas de entrada y salida del líquido caloportador con sistema anti-retorno e incluso con muelle regulador de caudal a la entrada o salida de la mismas, además de incluir válvulas de seguridad para prevenir roturas por sobrepresión, y cuantos otros elementos sean necesarios para garantizar su funcionamiento.

Por consiguiente, en base a las características de novedad referidas, la cubierta exterior del panel fotovoltaico en cuestión, se usa como un intercambiador de calor que permite regular la temperatura interna del panel, al mismo tiempo que se hace que el líquido calo-portador que circula por ella sufra un incremento de temperatura a costa de disminuirla en las células, siendo ese incremento de temperatura en el líquido calo-portador proporcional a la insolación que reciba el panel y al tiempo de permanencia que se le permita estar dentro de la cámara creada.

Volviendo al cristal que constituye la parte interior de la cubierta exterior, éste estará tratado por una de sus caras con compuestos específicos, normalmente óxidos metálicos, precisamente por la cara de enfrentamiento a las células solares, al objeto de que tenga muy baja transmisividad lumínica en ese sentido, es decir, que tenga un alto poder reflectante, lo que producirá un efecto de reflexión inducida con el consiguiente incremento del rendimiento del panel por aumento de la radiación que percibe, novedad constructiva que también se reivindica en la presente invención.

Tanto la variación de temperatura que se consigue en el panel para hacer que las células trabajen con una temperatura lo mas cercana posible a los 25ºC, como el efecto de reflexión inducida que se provoca, así como la desaparición de las sombras de condensación al trabajar las células con temperaturas en las que este fenómeno no se presenta, se traducen en un incremento notable del rendimiento eléctrico del panel solar fotovoltaico de doble efecto objeto de la invención, respecto de los actuales, ventaja a la que se debe sumar la de la producción de agua caliente, en mayor o menor medida, a una temperatura que la mayoría de las veces estará como mínimo cercana a los 25ºC.

Todos esos efectos sumados suponen un beneficio importante que compensa sobradamente el incremento del coste constructivo y de instalación.

Cualquier instalación que incluya paneles solares fotovoltaicos de doble efecto realizados de acuerdo con el...

1. Panel solar fotovoltaico de doble efecto, que siendo del tipo de los que comprenden una cubierta exterior (1) bajo la cual quedan dispuestas células solares (4) encerradas, con la colaboración de una placa de protección interna (2), en un marco de aluminio (8), se caracteriza porque dicha cubierta exterior está constituida por un doble acristalamiento (9 y 10), determinando entre ambos cristales una cámara (11) de grosor variable a través de la cual se hace circular un liquido caloportador, normalmente agua para su calentamiento, permitiendo obtener agua caliente además de obtener electricidad a través del propio panel fotovoltaico (14) convencional.

2. Panel solar fotovoltaico de doble efecto, según reivindicación 1, caracterizado porque, de los cristales (9 y 10) que determinan la cubierta exterior (1) sean o no templados, el interno (10) incluye en su cara de enfrentamiento a las células solares correspondientes, el de haber sido tratado con compuestos específicos, normalmente a base de óxidos metálicos, a fin de proporcionarle a esa cara un alto poder reflectante que propicia el efecto de reflexión inducida en orden a incrementar el rendimiento del panel, por la mayor radiación que percibe.

3. Panel solar fotovoltaico de doble efecto, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cubierta exterior (1) constituye un intercambiador de calor que permite regular la temperatura interna del panel, en tanto que el líquido calo-portador que circula por la cámara (11) establecida entre el doble acristalamiento (9 y 10) sufre al mismo tiempo un incremento de temperatura proporcional a la insolación que recibe el panel y al tiempo de permanencia que dicho líquido esté en la cámara (11) según condiciones preestablecidas de diseño y específicas de cada instalación en particular.

4. Panel solar fotovoltaico de doble efecto, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se incluyen accesorios y dispositivos tales como sistema de captación (15), sistema hidráulico (16), sistema de acumulación (17), sistema de intercambio (18), sistema de control (19) y sistema de energía auxiliar (20), entre otras, para complementar el panel solar fotovoltaico de doble efecto aplicado a una instalación típica.