Captador de energía solar térmica y fotovoltaica concentrada cuyo objeto es la captura simultánea de energía solar térmica y fotovoltaica contenida en el espectro solar,

por medio de un conjunto compuesto por dos módulos, en donde el primero consiste en un intercambiador térmico que captura la energía térmica del espectro solar, y el segundo en un módulo fotovoltaico que captura la energía luminosa contenida en el espectro solar. El módulo captador de la energía térmica es transparente a la luz y por tanto permite el paso de la energía del espectro solar perteneciente a la banda visible, con lo que la energía fotovoltaica contenida en la banda visible del espectro es capturada por el módulo fotovoltaico después de atravesar el módulo de captación térmica

Captador de energía solar térmica y fotovoltaica concentrada.

Objeto de la invención

El objeto del "Captador de energía solar térmica y fotovoltaica concentrada" es la captura simultánea de energía solar térmica y fotovoltaica contenida en el espectro solar, por medio de un conjunto compuesto por dos módulos, en donde el primero se caracteriza por capturar la energía térmica del espectro solar, mientras que el segundo se caracteriza por capturar la energía luminosa contenida en el espectro solar susceptible de producir energía fotovoltaica. El módulo captador de la energía térmica es transparente a la luz y por tanto permite el paso de la energía del espectro solar perteneciente a la banda visible, con lo que la energía fotovoltaica contenida en la banda visible del espectro es capturada después de atravesar el módulo de captación térmica.

La energía térmica queda retenida en el primer módulo atravesado por el haz de rayos solares concentrados, mientras que la energía luminosa queda retenida en el módulo foto voltaico adyacente al primero. La energía térmica no alcanza el módulo foto voltaico porque ha sido capturada por un fluido transparente gaseoso o líquido que circula por el módulo transparente destinado a la captación de energía térmica. Con la innovación propuesta se incrementa la eficiencia del proceso de captura de la energía solar.

Antecedentes de la invención

Como resultado de un minucioso rastreo sobre el estado de la tecnología relacionada con los diferentes tipos de captura de energía solar concentrada, se distinguen dos grupos:

(a) Concentradores destinados exclusivamente a la captura de energía solar térmica.

(b) Concentradores de captura exclusiva de energía solar fotovoltaica.

Entre los concentradores de energía térmica se halla una familia de modelos que se distinguen por la intensidad de concentración y las aplicaciones de la energía térmica, operando con temperaturas que superan los mil grados Celsius.

Entre los concentradores de energía fotovoltaica solar se hallan las aplicaciones de uso individual y aquellas constituidas por baterías de módulos a gran escala, alcanzando en la actualidad índices de concentración de unos 250 soles.

Entre los modelos patentados más destacables del estado de la tecnología relacionada con la captación y el aprovechamiento de la energía solar, se hallan los siguientes:

Concentrador solar cilíndrico-parabólico con superficie reflectora pretensada.

ES2116911, IPC: F24J2/14

Concentrador solar parabólico formado por lentes segmentadas.

ES2161646, IPC: F24J2/10; F24J2/12 (+1)

Módulo orientable concentrador de radiación solar sobre receptor estático.

ES2155403, IPC: F24J2/54

Plataforma para el aprovechamiento de la energía solar.

OEPM:e91908601

Concentrador solar parabólico formado por lentes segmentadas.

OEPM: p200001207

Módulo de energía solar.

ES 2 229 950 A1

Películas fotovoltaicas heterolaminares.

ES 2 238 170 A1

Sistemas de captación de energía solar.

ES 2 277 806 T1

Procedimiento de depósito de una capa de óxido sobre sustrato y célula fotovoltaica usando dicho sustrato.

ES 2 274 069 T3

En el estado actual de la tecnología no se conocen concentradores mixtos de energía solar, es decir concentradores en los que se capture la energía térmica y fotovoltaica simultáneamente.

Descripción de las figuras

Para iniciar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integral de la misma, un juego de figuras en el que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se representa lo siguiente:

Figura 1. Aspecto del concentrador parabólico y los módulos de captura simultánea de energía térmica y fotovoltaica.

Figura 2. Módulo captador de energía solar térmica y fotovoltaica concentrada de pocos pasos para líquido (agua)

Figura 3. Módulo captador de energía solar térmica y fotovoltaica concentrada de muchos pasos para gas (aire)

Figura 4. Aspecto tridimensional del módulo captador de energía solar térmica y fotovoltaica concentrada

Figura 5. Módulo captador de energía solar térmica y fotovoltaica concentrada con una etapa de intercambio térmico gas/líquido

Descripción de la invención

El captador de energía solar térmica y fotovoltaica concentrada recibe un haz de energía solar reflejado sobre una superficie parabólica y lo convierte en energía térmica y fotovoltaica simultáneamente, siendo aprovechada de modo independiente en forma de energía térmica y eléctrica.

El "Captador de energía solar térmica y fotovoltaica concentrada" está constituido por un conjunto compuesto por dos módulos mostrados en la figura 1 ubicados en el foco de la parábola del concentrador parabólico de energía solar (3):

(a) Módulo de captación de energía solar térmica concentrada (4)

(b) Módulo de captación de energía solar fotovoltaica concentrada (5)

El módulo de captación de energía solar térmica concentrada (4) según se muestra en las figuras 2 y 3, consiste en un calentador de material transparente para fluidos (líquidos o gaseosos, como aire o un gas inerte) en forma de paralelepípedo, por el que circula el fluido a calentar en varios pasos en zig-zag sobre planos paralelos y transversales o normales a la dirección de incidencia del haz reflejado de energía solar. Las superficies (10) de las...

1. Captador de energía solar térmica y fotovoltaica concentrada, caracterizado por estar constituido por dos módulos ubicados en el foco de la parábola del concentrador:

(a) Módulo de captación de energía solar térmica concentrada (4) que consiste en un calentador de material transparente para fluidos (líquidos o gaseosos, como aire o un gas inerte) en forma de paralelepípedo, por el que circula el fluido a calentar en varios pasos en zig-zag sobre planos paralelos normales a la dirección de incidencia del haz de energía solar reflejado.

(b) Módulo de captación de energía solar fotovoltaica concentrada (5) construido de forma rectangular por células fotovoltaicas de alta eficiencia (silicio policristalino) u otras tecnologías fotovoltaicas capaces de operar con alto rendimiento en niveles de concentración superiores a 250 soles, responsable de capturar la energía concentrada del espectro solar visible que atraviesa el módulo transparente (4).

2. Captador de energía solar térmica y fotovoltaica concentrada, según reivindicación 1ª, caracterizado porque el haz concentrado de energía solar es interceptado por el módulo de captación de energía térmica concentrada y posteriormente por el módulo de energía solar fotovoltaica concentrada.