ELEMENTO ÓPTICO DE PROTECCIÓN CONTRA LA LUZ.

Elemento óptico (1; 11; 21; 31; 41; 51; 61; 71; 81) en la forma de una cara al menos parcialmente transparente que comprende tantas zonas transparentes (2;

12, 13) como zonas esencialmente no transparentes (32; 42; 52 ), en donde: - las zonas transparentes (2; 12, 13) están dispuestas una suficientemente cerca de la otra para que las zonas individuales, intermedias y esencialmente no transparentes (32; 42; 52) sean esencialmente invisibles a simple vista, al menos cuando el elemento se mira desde una distancia dada que es, sin embargo, igual o inferior a las distancias en una instalación interior y - las zonas esencialmente no transparentes (32; 42; 52) están dispuestas una suficientemente cerca de la otra y presentan una extensión suficiente para formar ángulos rectos con la cara para las zonas transparentes intermedias (2; 12, 13) que presentan una relación de profundidad /anchura que hace al elemento óptico permitir, en un punto dado en la cara, el paso de la luz que tenga ángulos de incidencia dados, mientras que la luz que presente otros ángulos de incidencia sea incapaz de atravesar el elemento óptico en el punto en cuestión, caracterizado porque el elemento óptico está provisto como una estructura monolítica (67; 76; 82) que constituye al menos una parte de una célula solar

La invención se refiere a un elemento óptico en la forma de una cara al menos parcialmente transparente, que comprende zonas transparentes así como zonas esencialmente no transparentes.

Los edificios modernos se suelen construir con grandes fachadas de cristal. Esto se aplica, en particular, a los edificios de oficinas, en donde las oficinas individuales suelen tener ventanas desde el suelo al techo. Esto presenta numerosas ventajas, de una parte, se proporciona varios grados de libertad con respecto a la apariencia arquitectónica del edificio y, por otro lado, se proporcionan recintos muy luminosos con excelentes vistas. Sin embargo, la práctica ha demostrado que los grandes paneles de cristal están también asociados con inconvenientes. Así, a parte de los recintos luminosos, la gran cantidad de luz entrante significa también que los recintos se calientan en gran medida puesto que una parte considerable de la luz incidente será radiación solar con incidencia directa. En particular, en la época estival o en zonas con un promedio de frecuentes temperaturas elevadas, el calentamiento de los recintos puede ser tan intenso que sea necesario utilizar recursos energéticos considerables para enfriar los recintos en cuestión. Además, la radiación solar directamente incidente puede causar también inconveniencias en la forma de proteger a las personas que están en la proximidad de los paneles de cristal relacionados.

Varias soluciones se conocen, en la práctica anterior, cuyo objetivo es disminuir el calentamiento y/o las inconveniencias en la forma de protección contra la radiación solar directamente incidente. Una de las soluciones más conocida es la de cortinas que se pueden retirar en el interior de los paneles individuales. Sin embargo, estas soluciones están asociadas con el inconveniente de que eliminan también la vista desde el recinto pertinente, puesto que suelen ser más o menos no transparentes. Además, el hecho de que estén dispuestos en el interior significa que la radiación de calor, de la que se suponen protegen, sigue penetrando y permanecerá en el recinto y por consiguiente, su efecto está limitado a este respecto.

Las persianas o protecciones solares, que pueden bajarse, son también conocidas en la técnica anterior y están dispuestas en la parte exterior del edificio. Suelen consistir en una tejido de malla de fibra de vidrio con recubrimiento de materias plásticas. Puesto que están dispuestas en el exterior del edificio, son más eficientes que las persianas internas para reducir el calentamiento de los recintos, pero estas protecciones, además, restringen, en una magnitud considerable, la vista desde los recintos del edificio, puesto que son transparentes solamente en un grado limitado. Además, se suelen evitar por motivos arquitectónicos y, asimismo, suelen necesitar gran cantidad de mantenimiento para funcionar de forma satisfactoria. Las protecciones externas son también sensibles al viento y por ello, no se pueden utilizar en condiciones con fuertes vientos.

Ambas soluciones antes citadas presentan el inconveniente adicional de que reducen la luz, y por lo tanto el calor, en mayor o menor medida, con independencia del ángulo de incidencia de la luz en relación con el edificio. El sol suele producir el calentamiento más intenso cuando está elevado en el cielo, la luz desde puntos elevados en el cielo suele regularse, de forma más conveniente, que la luz desde puntos más bajos por lo que, al mediodía, la luz solar será regulada considerablemente, mientras que la vista sigue siendo más o menos como la usual, por ejemplo, en la dirección horizontal. En principio, esta situación se puede conseguir con toldos exteriores, pero influyen considerablemente sobre la apariencia arquitectónica del edificio y por este motivo suelen ser no deseables. Además son, lo mismo que las protecciones solares anteriormente citadas, sensibles al viento y suelen exigir un mantenimiento importante.

También las persianas venecianas, que suelen estar dispuestas en el interior o entre dos capas de vidrio, regulan la luz con distintos ángulos de incidencia de forma diferente. Además, el ángulo de las lamelas, en una persiana veneciana, se suele poder ajustar manualmente, lo que permite que, en cierta medida, sea posible elegir entre qué ángulos de incidencia de la luz sean permitidos para pasar y no pasar, respectivamente, a través de la persiana. Sin embargo, las persianas venecianas están asociadas con el inconveniente de que, debido al tamaño de sus lamelas, son muy visibles y por ello, obstruyen sustancialmente la vista general a través de una ventana provista de una persiana veneciana.

Otra forma de regular la luz solar incidente es por medio de paneles de vidrio tintado, por ejemplo, en la forma de una coloración del vidrio o la adherencia de filtros ópticos directamente en la superficie del vidrio. Estos paneles de ventana reducen, a la vez, la radiación solar directamente incidente y, en una magnitud proporcional, la radiación indirecta, sea cual fuere el ángulo de incidencia de la radiación. No existen elementos protectores visibles como tales y, por lo tanto, la vista no tiene una obstrucción directa, pero, no obstante, tendrá lugar una influencia indirecta sobre la vista a través de dichos elementos, puesto que la luz procedente desde todas las direcciones es, según fue indicado, regulada en la misma medida. Esto significa que si la protección contra radiación solar de incidencia directa ha de tener algún efecto en absoluto, los paneles de las ventanas aparecerán muy oscuros durante el día o en momentos en que no existe luz solar directa. Además, estos paneles de ventanas suelen presentar una coloración que es distinta a la que tienen los paneles de vidrio ordinarios y por ello, puede resultar perturbada la percepción del color de los objetos mirados a través de dichos paneles. La apariencia externa de un edificio resulta también afectada cuando se utilizan paneles coloreados, pero dicho efecto, sin embargo, no es necesariamente indeseable.

En el documento DE 100 34 197 se da a conocer una hoja transparente, que, en su lado hacia dentro está cubierta con un recubrimiento casi hermético a la luz. Dicha hoja se puede unir al lado interior de una ventana y el recubrimiento hermético a la luz puede estar provisto de pequeños orificios, de modo que sea posible mirar a través de la ventana al mismo tiempo que se produce una reducción de la luz incidente. El efecto corresponde a los panales de cristal coloreados anteriormente citados y también esta solución reduce la radiación solar directamente incidente y la radiación indirecta, de manera proporcional, sea cual fuere el ángulo de incidencia de la radiación.

El documento WO 02/35046 da a conocer una estructura celular dispuesta entre dos placas de vidrio. La estructura celular está constituida por piezas tubulares que permiten una vista, sin obstáculos, a través de la estructura en una sola dirección de la visión, p.e., paralela a su orientación, mientras que el acceso visual está bloqueado desde otras direcciones. Sin embargo, las piezas tubulares, que proporciona la estructura, no son lo bastante pequeñas para ser sustancialmente invisibles.

Además, la solicitud de patente danesa DK PA 1998 01040 da a conocer una célula solar, cuyo substrato está constituido por una placa de metal extendido que, cuando se monta verticalmente, es capaz de proteger contra la radiación solar sin proteger completamente contra la visión a través de la placa. Conviene señalar que si la placa se mira desde una distancia suficientemente alejada, parecerá que es invisible, pero la placa descrita no será invisible a las distancias que son pertinentes en un recinto con la placa montada en, por ejemplo, un panel de ventana.

Es un objetivo de la invención dar a conocer un elemento óptico de la clase anteriormente citada que sea, en mayor medida que las soluciones de la técnica anterior, capaz de atenuar el problema del calentamiento del interior de un edificio, que tiene lugar debido a la radiación solar incidente sin la radiación indirecta y por lo tanto, la visión a través del elemento queda reducida en un grado importante.

En el elemento óptico, las zonas transparentes están dispuestas suficientemente próximas entre sí para las zonas individuales, intermedias, esencialmente no transparentes, para ser sustancialmente invisible a simple vista, al menos cuando el elemento se mira a una distancia dada que corresponde, sin embargo, en su mayoría, a distancias en instalaciones interiores y las zonas esencialmente no transparentes están dispuestas suficientemente próximas... [Seguir leyendo]

1. Elemento óptico (1; 11; 21; 31; 41; 51; 61; 71; 81) en la forma de una cara al menos parcialmente transparente que comprende tantas zonas transparentes (2; 12, 13) como zonas esencialmente no transparentes (32; 42; 52 ), en donde:

- las zonas transparentes (2; 12, 13) están dispuestas una suficientemente cerca de la otra para que las zonas individuales, intermedias y esencialmente no transparentes (32; 42; 52) sean esencialmente invisibles a simple vista, al menos cuando el elemento se mira desde una distancia dada que es, sin embargo, igual o inferior a las distancias en una instalación interior y

- las zonas esencialmente no transparentes (32; 42; 52) están dispuestas una suficientemente cerca de la otra y presentan una extensión suficiente para formar ángulos rectos con la cara para las zonas transparentes intermedias (2; 12, 13) que presentan una relación de profundidad /anchura que hace al elemento óptico permitir, en un punto dado en la cara, el paso de la luz que tenga ángulos de incidencia dados, mientras que la luz que presente otros ángulos de incidencia sea incapaz de atravesar el elemento óptico en el punto en cuestión,

caracterizado porque el elemento óptico está provisto como una estructura monolítica (67; 76; 82) que constituye al menos una parte de una célula solar.

2. Un elemento óptico, según la reivindicación 1, caracterizado porque las zonas esencialmente no transparentes constituyen una cara continua, de modo que las zonas transparentes aparezcan como aberturas (2; 12, 13) en esta cara.

3. Un elemento óptico, según la reivindicación 2, caracterizado porque las aberturas (12, 13) son alargadas, de modo que presentan, en una dirección dada en el plano de la cara, una extensión que sobrepasa considerablemente la extensión en una dirección en ángulo recto con ella en el plano de la cara.

4. Un elemento óptico, según la reivindicación 1, caracterizado porque dichas áreas transparentes constituyen una cara continua, de modo que las zonas esencialmente no transparentes aparecen como islas (22) en esta cara.

5. Un elemento óptico, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las zonas transparentes y las zonas esencialmente no transparentes están dispuestas en una configuración mutuamente regular.

6. Un elemento óptico, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las zonas transparentes individuales presentan, al menos en una dirección en el plano de la cara, una extensión (A) que es, como máximo, 10 veces la extensión (D) de las zonas esencialmente no transparentes que forman ángulo recto con la cara.

7. Un elemento óptico, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque las zonas transparentes están dispuestas de modo que las zonas individuales, intermedias, esencialmente no transparentes, presenten una extensión (T) que es, al menos en una dirección en el plano de la cara, inferior a 10 mm.

8. Un elemento óptico, según la reivindicación 7, caracterizado porque las zonas transparentes están dispuestas de modo que las zonas individuales, intermedias, no transparentes, presenten una extensión (T) que es, al menos en una dirección en el plano de la cara, inferior a 1 mm.

9. Un elemento óptico, según la reivindicación 8, caracterizado porque las zonas transparentes están dispuestas de modo que las zonas individuales, intermedias, esencialmente no transparentes presenten una extensión (T) que, al menos en una dirección del plano de la cara, sea inferior a 100 µm.

10. Un elemento óptico, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque las zonas esencialmente no transparentes consisten en un material con una baja reflectividad, de modo que la luz sea, solamente en una magnitud limitada, reflejada desde las superficies de las zonas esencialmente no transparentes.

11. Un elemento óptico, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque está configurado como una película que se puede unir a la superficie de otro elemento óptico al menos parcialmente transparente.

12. Un elemento óptico, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque está configurado como una parte integrante de un vidrio.

13. Un elemento óptico, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque al menos una parte de las zonas esencialmente no transparentes están configuradas para funcionar como un electrodo (67;76) en una célula solar (61;71).

14. El elemento óptico, según la reivindicación 13, caracterizado porque la célula solar (61;71) es una célula solar fotoelectroquímica

15. El elemento óptico, según la reivindicación 14, caracterizado porque las zonas esencialmente no transparentes comprenden un semiconductor, en donde se adsorbe un colorante apropiado y están configuradas para funcionar como un foto-electrodo (67).

5 16. El elemento óptico, según la reivindicación 14, caracterizado porque las zonas esencialmente no transparentes comprenden un material de partículas eléctricamente conductor y están configuradas para funcionar como un contra-electrodo (76).

17. Un elemento óptico, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque las zonas esencialmente 10 no transparentes comprenden superficies (86) que están configuradas como células solares.

18. El elemento óptico, según la reivindicación 17, caracterizado porque las células solares (86) están configuradas como células solares de pélicula delgada.

19. Una célula solar que comprende un elemento óptico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, en donde el elemento óptico está adaptado para permitir el paso para la luz que atraviesa la célula solar y que presenta ángulos de incidencia dados, mientras que la luz que tenga otros ángulos de incidencia es incapaz de atravesar la célula solar