Panel solar fotovoltaico refrigerado.Panel solar fotovoltaico (100) que comprende unos primeros medios de refrigeración,

en donde dichos medios comprenden una sonda (31) configurada para detectar el exceso de temperatura que sufren los paneles solares fotovoltaicos, y un termostato (32) configurado para accionar unos medios de riego (2, 3, 4) sobre el propio panel, de tal forma que la temperatura del panel se estabilice en su temperatura óptima de trabajo

Panel solar fotovoltaico refrigerado.

El objeto principal de la presente invención es un sistema de refrigeración de paneles solares fotovoltaicos, para su implementación en centrales de energía solar fotovoltaica, conocidas comúnmente como "huertos solares", con el cual se conseguirá un mejor rendimiento del "huerto solar" y una mayor longevidad en los paneles solares fotovoltaicos, parte vital y a su vez más cara dentro de la instalación.

Estado de la técnica

Existen en España multitud de centrales eléctricas fotovoltaicas llamadas comúnmente "huertos solares", que contienen miles de paneles fotovoltaicos y cuya energía producida vierten a la red eléctrica. Los paneles solares fotovoltaicos son dispositivos fabricados con materiales semiconductores (silicio, cadmio, teluro, etc.) que producen energía eléctrica cuando sobre él incide la radiación solar. En las especificaciones técnicas de estos paneles o módulos fotovoltaicos el fabricante especifica todas las características técnicas relevantes del producto, medidas, peso, características eléctricas, garantías, etc. Entre estas características, aparece una que expresa la perdida de rendimiento que sufre un panel fotovoltaico debido al exceso de temperatura. Se expresa en % de pérdida de potencia, voltaje o intensidad por cada grado Kelvin o Celsius que la célula rebasa la temperatura de laboratorio que es de 25ºC.

De lo anteriormente descrito, se deduce que un panel fotovoltaico estará a su máximo rendimiento, en cuanto a efectos térmicos se refiere, si conseguimos mantenerlo a una temperatura que no sobrepase los 35ºC. Como la célula fotovoltaica (principal componente del panel) suele estar entre 20ºC y 40ºC por encima de la temperatura ambiente, este aumento de rendimiento, o siendo más preciso anulación de perdidas, puede ser bastante significativo.

Es por tanto necesario un sistema eficaz que detecte el exceso de temperatura en el panel solar y lo enfríe hasta la temperatura de máxima eficiencia de dicho panel solar.

Para resolver el problema técnico anteriormente expuesto, existen distintos dispositivos en el mercado que tratan de conseguir el mismo beneficio que el modelo de utilidad aquí propuesto. A continuación pasamos a describir algunos de ellos:

Una primera solución está basada en el uso de aletas de aluminio sobre el dorso o espalda del panel fotovoltaico que actúen como un radiador, y tienen la función de liberar energía térmica excesiva de la placa o panel fotovoltaico. Por contacto (convección) del aluminio con el tediar del dorso del panel y debido a la gran superficie (aletas) del aluminio se consigue la radiación del exceso de energía térmica y por lo tanto el enfriamiento del panel.

No obstante, esta solución presenta una serie de inconvenientes, como son el alto costo, dado que se utiliza una gran cantidad de aluminio y su acople a cada panel es complicado y una baja eficiencia, ya que sólo cuando hay viento el intercambio de calor es realmente interesante.

Una segunda solución está basada en los llamados paneles híbridos que consisten en un panel fotovoltaico al que se le añade por la parte de atrás un serpentín de cobre por el que circula agua. Esta agua se calienta y roba energía térmica al panel consiguiendo generar ACS (Agua Caliente Sanitaria) y enfriar el panel fotovoltaico.

Los principales inconvenientes de esta solución están basados en su alto costo, su difícil implantación a posteriori, ya que si no es de fábrica implementar el sistema es prácticamente imposible por la fijación al dorso del panel fotovoltaico, su baja eficiencia, ya que estos paneles están pensados en un circuito cerrado y ceden su calor a un depósito que calientan muy rápidamente, y su alto coste de energía eléctrica para mover las bombas continuamente.

Descripción de la invención

Para evitar el problema técnico derivado del sobrecalentamiento de los paneles solares fotovoltaicos, se presenta el panel solar fotovoltaico refrigerado, en el cual, por medio de una sonda, se detecta el exceso de temperatura, y en donde un termostato acciona el sistema de riego que hace que la temperatura baje hasta el nivel deseado. En este nivel deseado las bombas se paran. El ciclo se repite tantas veces como haga falta para mantener la temperatura del panel fotovoltaico entre 25ºC y 35ºC evitando así el shock térmico del panel y protegiendo a la placa fotovoltaica de "sobre-temperaturas", y bruscos descensos y aumentos de la misma.

Breve descripción de las figuras

A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención, y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.

Fig. 1 muestra el esquema de una instalación tipo en un "huerto solar" fotovoltaico, con las zanjas, tubos de agua fría y de recogida.

Fig. 2 muestra la vista en planta de un panel solar fotovoltaico integrado con el sistema de refrigeración objeto de la presente memoria.

Descripción detallada de la invención

La presente invención, en su realización preferida, comprende medios de refrigeración en los paneles solares fotovoltaicos, en donde dichos medios comprenden una sonda 31 configurada para detectar el exceso de temperatura que sufren los paneles solares fotovoltaicos 100, y un termostato 32 configurado para accionar unos medios de riego 3 sobre el propio panel 100, de tal forma que la temperatura baje hasta el nivel deseado. Cuando se alcanza este nivel deseado las bombas de riego 6 se paran. El ciclo se repite tantas veces como haga falta para mantener la temperatura del panel fotovoltaico entre 25ºC y 35ºC evitando así el shock térmico del panel y protegiendo a la placa de "sobre-temperaturas" y bruscos descensos y aumentos de la misma.

Más concretamente, y como se observa en las figuras adjuntas, el panel solar fotovoltaico refrigerado 100 comprende, en su realización preferida:

Un depósito de agua descalcificada 1 para el abastecimiento de los paneles y la recogida de aguas, debidamente dimensionado. En algunos casos se puede utilizar un pozo de agua existente o nuevo (debidamente legalizado) o un embalse. La red de tuberías 2, (además de llaves de corte, derivaciones, medidores de caudal y presión, etc.) de suministro y recogida del agua de refrigeración sobre los paneles fotovoltaicos pueden ser de materiales plásticos o de cobre, tal y como se utilizan en todas las aplicaciones de riego y fontanería habituales.

Sobre cada panel solar 100 se presentan goteros-aspersores 3, de caudal adecuado y con difusión de la justa cantidad de agua, configurados para dispersar el agua con un ángulo de 180º. Dichos goteros-aspersores 3 quedan soportados en una perfilería de aluminio 4 o material plástico resistente y adecuado para un largo uso (25 años al menos) para la suportación de las tuberías 2 sobre los paneles fotovoltaicos 100. Estas tuberías contienen los goteros-aspersores 3 del punto anterior. Otros elementos, como grapas y sistemas de fijación de estas tuberías sobre los paneles son útiles para que el empleo de los goteros 3 no afecte en nada al normal funcionamiento del panel solar.

Del mismo modo, los paneles 100 comprenden una perfilería 5 para la recogida de las aguas que ya han refrigerado los paneles solares fotovoltaicos 100, en donde dicha perfilería 5 es de aluminio o material plástico resistente, adecuado para un largo uso (25 años al menos).

Las bombas hidráulicas 6 están debidamente dimensionadas para suministrar las presiones adecuadas en cada punto del circuito hidráulico del líquido refrigerante.

Opcionalmente, los paneles pueden comprender medios de control 10, que comprenden a su vez, medios de refrigeración del agua [normalmente no será necesario] mediante torre de refrigeración, bomba de calor geotérmica o de alta eficiencia para bajar la temperatura del agua de refrigeración si fuera necesario. Del mismo modo, los medios de control 10 comprenden medios de acción y paro de las bombas, medios de detección de niveles del depósito, medios de contabilización del agua vertida y recogida, y medios de monitorización del tiempo de funcionamiento de las bombas de su consumo eléctrico, de control de las temperaturas de los paneles, de la energía vertida a la red eléctrica, y también un sistema de seguridad mediante el cual se detecten fallos del sistema y se impide el shock térmico sobre...

1. Panel solar fotovoltaico (100) que comprende unos primeros medios de refrigeración caracterizado porque dichos medios comprenden una sonda (31) configurada para detectar el exceso de temperatura que sufren los paneles solares fotovoltaicos, y un termostato (32) configurado para accionar unos medios de riego (3) sobre el propio panel, de tal forma que la temperatura del panel se estabilice en su temperatura óptima de trabajo.

2. Panel de acuerdo con la reivindicación 1 en donde los medios de riego comprenden una pluralidad de goteros-aspersores (3) configurados para dispersar un caudal adecuado de agua con un ángulo de dispersión sobre el panel de 180º.

3. Panel de acuerdo con la reivindicación 1 y 2 en donde la temperatura óptima de trabajo está comprendida entre 25ºC y 35ºC.

4. Panel de acuerdo con las reivindicaciones anteriores en donde el agua del depósito (1) se distribuye mediante una red de tuberías (2) estándar.

5. Panel de acuerdo con las reivindicaciones anteriores en donde los goteros- aspersores (3) quedan soportados, junto con las tuberías (2) en una pluralidad de perfiles (4) configurados para no alterar el funcionamiento normal de los paneles.

6. Panel de acuerdo con las reivindicaciones anteriores en donde los paneles (100) comprenden una perfilería (5) para la recogida de las aguas que ya han refrigerado los paneles solares fotovoltaicos (100), en donde dicha perfilería (5).

7. Huerto solar caracterizado porque comprende un depósito de agua descalcificada (1) debidamente dimensionado, una red de tuberías (2), y una pluralidad de bombas (6) aplicados a una pluralidad de paneles (100) según reivindicaciones 1 a 6.

8. Huerto solar según reivindicación 7 en donde una pluralidad de bombas hidráulicas (6) están configuradas para suministrar las presiones adecuadas en cada punto del circuito hidráulico del líquido refrigerante.

9. Huerto solar de acuerdo con las reivindicaciones 7 y 8 en donde comprende unos medios de control (10) que a su vez comprenden medios de acción y paro de las bombas, medios de detección de niveles del depósito, medios de contabilización del agua vertida y recogida, y medios de monitorización del tiempo de funcionamiento de las bombas de su consumo eléctrico, de control de las temperaturas de los paneles, de la energía vertida a la red eléctrica, y también un sistema de seguridad mediante el cual se detecten fallos del sistema y se impide el shock térmico sobre los paneles.

10. Huerto solar de acuerdo con la reivindicación 9 en donde los medios de control (10) comprenden a su vez, medios de refrigeración del agua mediante torre de refrigeración, bomba de calor geotérmica o de alta eficiencia para bajar la temperatura del agua de refrigeración.