SISTEMA DE CAPTACIÓN DE RECURSOS NATURALES EN EDIFICIOS.

Sistema de captación y su transformación en energía eléctrica del calor emitido por los rayos solares cuando inciden sobre las placas solares y de las corrientes de aire procedentes del viento,

cuando inciden sobre la superficie del tejado del edificio y su posterior envío al aerogenerador, para su transformación en energía eléctrica. Esta energía es para el uso de las necesidades del propio edificio o su almacenamiento a través de acumuladores. Para un mejor aprovechamiento de la captación del calor de los rayos solares y de las corrientes del aire procedente del viento, es necesario realizar un estudio previo de orientación e inclinación que debe tener la estructura del tejado, y así obtener una incidencia mayor de los rayos solares sobre las placas y de la orientación de las corrientes de aire, para lograr que el sistema de captación sea lo más optimo posible.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200900291.

Solicitante: OSPINA VERA, YEINEZ ALBERTO.

Nacionalidad solicitante: Colombia.

Inventor/es: OSPINA VERA,YEINEZ ALBERTO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • E04D13/18 CONSTRUCCIONES FIJAS.E04 EDIFICIOS.E04D CUBIERTAS DE TEJADO; VENTANAS DE BUHARDILLA; CANALONES; HERRAMIENTAS PARA EL TRABAJO DE CUBIERTAS Y TEJADOS (revestimientos de muros exteriores con yeso u otras materias porosas E04F 13/00). › E04D 13/00 Arreglos o dispositivos particulares en relación con las cubiertas de tejado; Evacuación del agua (tejas de ventilación E04D 1/30; losas de ventilación E04D 3/40; conductos interiores E04F 17/00; elementos de cubierta a este efecto, ver los grupos correspondientes). › Aspectos de la cubierta de tejados relativos a los dispositivos colectores de energía, p. ej. conteniendo paneles solares (colectores termosolares integrados en la construcción del tejado F24S 20/67).
  • F03D9/00 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F03 MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO, DE RESORTES, O DE PESOS; PRODUCCION DE ENERGIA MECANICA O DE EMPUJE PROPULSIVO O POR REACCION, NO PREVISTA EN OTRO LUGAR.F03D MOTORES DE VIENTO.Adaptaciones de los motores de viento para usos especiales; Combinaciones de motores de viento con los aparatos que accionan; Motores de viento especialmente adaptados para su instalación en lugares particulares (sistemas híbridos de energía eólica-fotovoltaica para la generación de energía eléctrica H02S 10/12).
  • H01L31/042 ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01L DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS DE ESTADO SOLIDO NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR (utilización de dispositivos semiconductores para medida G01; resistencias en general H01C; imanes, inductancias, transformadores H01F; condensadores en general H01G; dispositivos electrolíticos H01G 9/00; pilas, acumuladores H01M; guías de ondas, resonadores o líneas del tipo guía de ondas H01P; conectadores de líneas, colectores de corriente H01R; dispositivos de emisión estimulada H01S; resonadores electromecánicos H03H; altavoces, micrófonos, cabezas de lectura para gramófonos o transductores acústicos electromecánicos análogos H04R; fuentes de luz eléctricas en general H05B; circuitos impresos, circuitos híbridos, envolturas o detalles de construcción de aparatos eléctricos, fabricación de conjuntos de componentes eléctricos H05K; empleo de dispositivos semiconductores en circuitos que tienen una aplicación particular, ver la subclase relativa a la aplicación). › H01L 31/00 Dispositivos semiconductores sensibles a la radiación infrarroja, a la luz, a la radiación electromagnética de ondas más cortas, o a la radiación corpuscular, y adaptados bien para la conversión de la energía de tales radiaciones en energía eléctrica, o bien para el control de la energía eléctrica por dicha radiación; Procesos o aparatos especialmente adaptados a la fabricación o el tratamiento de estos dispositivos o de sus partes constitutivas; Sus detalles (H01L 51/42 tiene prioridad; dispositivos consistentes en una pluralidad de componentes de estado sólido formados en o sobre un sustrato común, diferentes a las combinaciones de componentes sensibles a la radiación con una o varias fuentes de luz eléctrica H01L 27/00). › Módulos fotovoltaicos o conjuntos de células individuales fotovoltaicas (las estructuras de soporte de los módulos fotovoltaicos H02S 20/00).
SISTEMA DE CAPTACIÓN DE RECURSOS NATURALES EN EDIFICIOS.

Fragmento de la descripción:

nocturnas, que inciden sobre la superficie del tejado, Sistema de captación de recursos naturales en edificios. Objeto de la invención

El objeto de la presente invención se refiere, a un sistema de captación y su transformación en energía eléctrica, del calor emitido por los rayos solares, de las corrientes de aire procedentes del viento y su transformación en corriente eléctrica a través del aerogenerador, cuando inciden sobre la superficie del tejado del edificio.

Esta energía eléctrica se usa para el suministro de las necesidades del propio edificio, dirigidas principalmente al uso doméstico en general, o alimentar a equipos eléctricos dentro o fuera del edificio.

La captación de estas energías, referidas al calor emitido por los rayos solares y las corrientes de aire procedentes del viento, son energías renovables y limpias, que no aportan CO2 a la atmósfera.

Una consideración necesaria antes de la instalación del sistema de captación, es la realización de un estudio de la orientación e inclinación de la superficie del edificio. Para obtener la mayor incidencia de los rayos solares y de las corrientes de aire que inciden sobre su superficie y que el sistema de captación alcance su mayor aprovechamiento de estas energías. Antecedentes de la invención Dentro de los recursos naturales existentes, como pueden ser, el viento, la energía calorífica procedente del sol y el agua, son recogidos por unas series de sistemas y procedimientos para la captación de la energía que contienen estos recursos naturales y transformarla en energía eléctrica para usos industriales y domésticos.

Las instalaciones que se presentan actualmente son de grandes dimensiones para la captación de los recursos naturales, como puede ser, el agua, a través de las centrales hidráulicas, o las de carbón, por medio de las centrales térmicas, cuyo fin es generar un gran potencial de energía eléctrica.

Otro de los recursos naturales es el viento, que es aprovechado como energía renovable a través de los sistemas eólicos, que por medio de sus aerogeneradores obtienen energía eléctrica.

Dentro del campo de los recursos naturales renovables, está el sol como fuente potencial calorífica, utilizando para su captación placas solares o fotovoltaicas y su posterior transformación en energía eléctrica.

Todos estos procedimientos indicados, están sustentados a través de grandes instalaciones para la obtención de un gran potencial de energía eléctrica.

Para resolver y mejorar la independencia de los suministros eléctricos en edificios y su autonomía, se presenta en esta memoria una realización de un sistema novedoso para la captación del calor emitido por los rayos solares y las corrientes de aire procedentes del viento, cuando inciden sobre la superficie del edificio y su transformación en energía eléctrica. Esta energía eléctrica se utiliza para el suministro de las necesidades demandadas por el propio edificio. Orientadas a la iluminación, al calentamiento del agua, a equipos eléctricos del edificio y fuera de él, o su almacenamiento para su posterior consumo. Estas energías renovables y limpias tienen la gran ventaja de no aportar CO2 a la atmósfera.

Para un mejor aprovechamiento de la captación de se realiza, un estudio para conocer la orientación e in

clinación que debe tener la estructura del sistema de captación para optimizar su rendimiento. La primera operación a realizar una vez conocida la orientación e inclinación de la estructura del siste

ma, es recubrir toda la superficie del tejado por una capa de fibra de vidrio aislante para obtener una bue

na impermeabilización, como base para el posiciona

miento del sistema de captación. El sistema de captación en su conjunto esta confi

gurado por:

- Soportes guías. Donde se colocan las placas solares.

- Conjunto de soportes, superior e inferior, ensamblados. Donde se deslizan las ruedas del dispositivo de arrastre móvil, que permiten el despliegue y recogida de la lona principal.

- Soportes angulares. Posicionados sobre la base saliente frontal de la vertiente de la superficie del tejado. Con aberturas por el lado frontal para permitir la entrada de las corrientes inferiores de aire.

- Conjunto nivelador. Regula la altura de los soportes guías donde se posicionan las placas solares.

- Soportes de apoyo. Se colocan sobre los soportes guías para evitar el pandeo de la lona principal en su despliegue.

- Conjunto de encauzamiento de las corrientes inferiores de aire, que inciden sobre la parte inferior de la vertiente del tejado. Este conjunto forma en su configuración un embudo. Este embudo está formado en su parte superior, por la superficie inferior de las placas solares. En su parte inferior por la capa de fibra de vidrio sobre la superficie del tejado. Por los laterales por piezas de pvc, que se posicionan desde la parte frontal de los soportes angulares y van hacia la boca inferior de entrada del dispositivo central de recogida de las corrientes. Este dispositivo central esta colocado en la parte central superior de la unión de las vertientes del tejado.

- Conjunto de encauzamiento de las corrientes superiores de aire, que inciden sobre la parte superior de la vertiente del tejado. Este conjunto forma en su configuración un embudo. Este embudo está formado en su parte superior por la superficie de la lona principal, cuando esta desplegada. Por su parte inferior por la superficie de las placas solares. Por los laterales por piezas de lona flexible. Estas piezas de lona flexibles están colocadas debajo de la lona principal, de tal forma, que cuando la lona principal esta desplegada arrancan desde la varilla de la lona en su posición de mayor abertura, hasta la boca superior de entrada del dispositivo central de recogida de las corrientes de aire.

- Dispositivo central de captación de las corrientes de aire. Posicionado en la parte superior central interna del tejado. Este dispositivo tiene cuatro entradas de aire. Dos para los conjun

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tos de encauzamiento, superior e inferior del aire, posicionados una encima del otro. Dos para las entradas laterales del aire procedente de los aspiradores. El aire que recibe el dispositivo central es enviado a través de un conducto al aerogenerador para su transformación en energía eléctrica.

- Aspiradores. Posicionados en la parte superior, de cada uno de los lados del edificio La función de estos aspiradores es enviar el aire captado al dispositivo central de captación, a través de sus conductos.

- Dispositivo de arrastre móvil. Cuya función es el despliegue y recogida de la lona principal. Este dispositivo en su conjunto, dispone de ruedas que se deslizan sobre los soportes superior e inferior ensamblados. Estos soportes ensamblados se posicionan en un lateral de la vertiente del tejado. Este dispositivo dispone de unos pivotes o ganchos en su parte superior para fijar la lona principal y permitir su despliegue.

- Conjunto de tracción. Formado, por ruedas de engranaje, poleas de arrastre, cadenas y un motor de tracción„ con mando automático o manual. Este conjunto de tracción realiza el movimiento del dispositivo de arrastre móvil.

- Dispositivo de tensión flexible. Posicionado dentro del dispositivo de arrastre móvil, donde se encuentra el muelle de tensión. Este muelle de tensión, adopta la forma de gancho en uno de sus extremos, fijándose al eje superior del conjunto del dispositivo de arrastre móvil, y permitiendo el paso del alambre acerado que extiende la lona principal. El muelle de tensión en su desplazamiento y retroceso permite el despliegue y recogida de la lona.

- Placas solares. Posicionadas en toda la superficie del tejado. Estas placas solares en su configuración tienen células solares de distintas composiciones. Al ser una estructura fija, los rayos solares que inciden sobre ellas producen efectos distintos, según la posición del sol y su incidencia. Debido a este fenómeno las características de las células solares serán diferentes debido a su composición. Aquellas que reciban menos horas de luz solar, serán cubiertas con silicio amorfo, pudiendo aumentar su rendimiento utilizando varias capas de silicio. Las que reciban más radiación solar, serán cubiertas con silicio mono-cristalino o policristalino

o células multifunción con lentes de concentración para conseguir mayor rendimiento. En la placa solar como elemento individual y dentro de su estructura, se encuentra. El sistema de paso y control de la energía solar, con el silicio...

 


Reivindicaciones:

so de trabajo se desplaza hasta llegar a tope, creando 1. Sistema de captación y su transformación en energía eléctrica, del calor emitido por los rayos solares, y de las corrientes de aire procedentes del viento, cuando inciden sobre la superficie del tejado del edificio, caracterizado porque, el sistema de captación y su transformación en energía eléctrica esta configurado por:

- Una capa de fibra de vidrio, En toda la superficie del tejado para su aislamiento.

- Soportes guías. Donde se posicionan las placas solares.

- Conjunto de soportes, superior e inferior ensamblados. Por donde se desliza el dispositivo de arrastre móvil.

- Soportes angulares. Con abertura en uno de sus lados para el paso de las corrientes inferiores de aire que inciden sobre ellos.

- Conjunto nivelador. Con zapatas de apoyo superior e inferior, para la regulación en altura de los soportes guías.

- Soportes de apoyo que se sitúan sobre los soportes guía. Para evitar el pandeo de la lona principal cuando esta desplegada.

- Conjunto de encauzamiento de las corrientes de aire inferiores.

- Conjunto de encauzamiento de las corrientes de aire superiores.

- Aspiradores. Para captar las corrientes de aire que inciden lateralmente sobre la parte superior del edificio.

- Dispositivo central de captación de las corrientes de aire. Centralizando todas las corrientes dirigidas hacia este dispositivo y enviándolas al aerogenerador. Este dispositivo se posiciona en la parte central, superior interna, de unión de las vertientes del tejado.

- Dispositivo de arrastre móvil. Este dispositivo realiza el despliegue y recogida de la lona principal, posicionado en un lateral de la vertiente del tejado.

- Dispositivo de captación de las perturbaciones de las corrientes de aire, que chocan contra la pared superior del edificio. Estas corrientes son reconducidas al conjunto de encauzamiento de las corrientes de aire inferiores.

- Conjunto de piezas metálicas en forma de aleros. Colocadas en la parte lateral de las vertientes del tejado. Para encauzar las corrientes de aire que inciden sobre ellos y reconducirlas para su captación.

2. Sistema de captación y su transformación en energía eléctrica, del calor emitido por los rayos solares y las corrientes de aire procedentes del viento, según la reivindicación 1, caracterizado porque, el dispositivo de arrastre móvil, tiene un sistema de poleas, engranajes, cadenas, guías y cables, para su desplazamiento y realizar el despliegue y recogida de la lona principal. Todo este sistema está movido por un motor de tracción, con mando automático o manual.

3. Sistema de captación y su transformación en energía eléctrica, del calor emitido por los rayos solares y las corrientes de aire procedentes del viento, según las reivindicaciones1y2, caracterizado porque, el dispositivo de arrastre móvil tiene un muelle de tensión flexible, con un gancho en uno de sus extremos, donde se aloja el eje que está fijo a la varilla que forma el embudo de la lona principal, permitiendo el paso del alambre acerado, para el despliegue y recogida de la lona principal. Este muelle en su proca tensión,

4. Sistema de captación y su transformación en energía eléctrica, del calor emitido por los rayos solares y las corrientes de aire procedentes del viento, según las reivindicaciones 1, 2y3, caracterizado porque, el dispositivo de arrastre móvil, en su estructura tiene un conjunto de ruedas superiores e inferiores, que permite el deslizamiento del dispositivo, a través de los soportes superiores e inferiores ensamblados. En la parte superior de esta estructura se posicionan unos salientes para enganchar la lona principal y permitir su arrastre.

5. Sistema de captación y su transformación en energía eléctrica, del calor emitido por los rayos solares y las corrientes de aire procedentes del viento, según la reivindicación 1, caracterizado porque, el conjunto de encauzamiento de las corrientes de aire inferiores, configura un embudo, formado por unas piezas de pvc, colocadas en los laterales, que se sitúan desde los soportes angulares más extremos y la boca de entrada inferior del dispositivo central de captación de las corrientes de aire. Dicho embudo quedaría limitado en su parte inferior, por la superficie de la capa de fibra de vidrio. Dicho embudo quedaría limitado en su parte superior por la superficie inferior de las placas solares.

6. Sistema de captación y su transformación en energía eléctrica, del calor emitido por los rayos solares y las corrientes de aire procedentes del viento, según la reivindicación 1, caracterizado porque, el conjunto de encauzamiento de las corrientes de aire superiores, configura un embudo, formado por piezas de lona flexible, colocadas lateralmente y unidas a la lona principal por su parte inferior. Estas piezas están orientadas desde la parte de mayor abertura de la lona y dirigidas hacia la boca de entrada superior, del dispositivo central de captación de las corrientes de aire. Dicho embudo quedaría limitado en su parte inferior por la superficie de las placas solares. Dicho embudo quedaría limitado en la parte superior, por la lona principal cuando esta desplegada.

7. Sistema de captación y su transformación en energía eléctrica, del calor emitido por los rayos solares y las corrientes de aire procedentes del viento, según la reivindicación 1, caracterizado porque, en las placas solares se instalan células solares de distintas composiciones. Las instaladas con silicio amorfo, con varias capas de silicio, son para aumentar su rendimiento. Las instaladas con silicio mono-cristalino

o policristalino, se emplea cuando se recibe una mayor radiación de los rayos solares, complementándose con células multifunción y lentes de concentración en zonas estratégicas, para un mejor aprovechamiento y captación de la energía solar.

8. Sistema de captación y su transformación en energía eléctrica, del calor emitido por los rayos solares y las corrientes de aire procedente del viento, según la reivindicación 7, caracterizado porque, en la parte central de cada una de las placas solares, tiene instalado el paso y control de la energía solar, formado por silicio que se usa como semiconductor para la captura de fotones. Un dispositivo de sujeción del silicio como componente foto voltaico. Un pasador lateral macho-hembra, para el acoplamiento de las placas solares. Estas placas solares se pueden fabricar, de barro cocido, granito, mármol o de calizas, adaptándose a formas diferentes.

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9. Sistema de captación y su transformación en energía eléctrica, del calor emitido por los rayos solares y las corrientes de aire procedentes del viento, según la reivindicación 1, caracterizado porque, el dispositivo de captación de las perturbaciones de las corrientes de aire que se originan al chocar sobre la pared del edificio, está configurado por un conjunto de piezas metálicas unidas y articuladas. Una con aberturas frontales para el paso de las corrientes de aire que inciden sobre ella. Estas piezas están sujetas al soporte angular por su parte superior, formando en su conjunto la forma de una cuña invertida.


 

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