SISTEMA DE PANELES SOLARES MOVILES PARA LA EDIFICACION.

Sistema de paneles solares móviles para la edificación, que aprovecha las aristas de un edificio para disponer en ellas los ejes de giro (4) de los paneles solares de cubierta (3) (5) o fachada (10) (12) (13) (15),

ya sean estos fotovoltaicos, térmicos o híbridos, con el fin de poder orientarlos al sol en cada caso y con independencia de cuál sea la orientación que tenga el inmueble (1) y/o sus cubiertas, pudiendo dichos paneles ser de forma rectangular, triangular o poliédrica, con la opción de poder girar por uno o más ejes de forma alternativa, y con la posibilidad de unirse dos paneles contiguos por su eje (4), para poder girar balanceándose sobre dicho eje, y con la opción de poderse ventilar por su trasdós para lograr una mayor eficiencia del sistema de captación solar y la ventilación de los posibles huecos del inmueble.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200900067.

Solicitante: UNIVERSIDAD POLITECNICA DE MADRID.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: ADELL ARGILES,JOSEP MARIA, GARCIA SANTOS,ALFONSO, NEILA GONZALEZ,JAVIER, BEDOYA FRUTOS,CESAR, Vega Sánchez,Sergio, Klainsek Zizmond,Juan C.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F24J2/54 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F24 CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION.F24J PRODUCCION O UTILIZACION DEL CALOR NO PREVISTOS EN OTROS LUGARES (sustancias a este efecto C09K 5/00; motores u otros mecanismos para producir una potencia mecánica a partir del calor, véanse las clases apropiadas, p. ej. F03G para utilización del calor natural). › F24J 2/00 Utilización del calor solar, p. ej. colectores de calor solar (destilación o evaporación del agua utilizando calor solar C02F 1/14; aspectos de la cubierta del tejado relativos a los dispositivos colectores de energía E04D 13/18; dispositivos que producen una potencia mecánica a partir de energía solar F03G 6/00; dispositivos semiconductores especialmente adaptados para convertir la energía solar en energía eléctrica H01L 31/00; células fotovoltaicas [FV] que incluyen medios directamente asociados con la célula FV para utilizar energía calorífica H01L 31/0525; módulos FV que incluyen medios asociados con el módulo FV para utilizar la energía calorífica H02S 40/44). › especialmente adaptados para el movimiento rotativo.

Fragmento de la descripción:

Sistema de paneles solares móviles para la edificación.

Objeto de la invención

El objetivo de esta invención es llegar a aprovechar al máximo, los paños de fachada y de cubierta que ofrece una edificación frente al sol para la captación energética del mismo, ya sea con paneles solares fotovoltaicos, térmicos o híbridos.

Antecedentes de la invención

Tradicionalmente, los edificios tienen paredes verticales, para cerrar el espacio habitable y cubiertas inclinadas, para evacuar el agua, las cuales suelen tener varios faldones orientados a las correspondientes fachadas del edificio.

Los edificios construidos entre los trópicos terrestres, suelen tener cubiertas con pendientes entre 30 y 45º para evacuar el agua, lo que les diferencia de las cubiertas planas (0º) de los edificios de los países desérticos sobre el Ecuador (donde apenas llueve), así como de los países nórdicos con cubiertas a 60º para evitar la acumulación de agua en forma de nieve.

A partir de esta conformación geométrica genérica, propiciada para evacuar el agua de lluvia sobre las cubiertas, los edificios tienen faldones con una determinada pendiente, y distintas orientaciones.

A la hora de querer aprovechar el soleamiento que incide sobre una edificación para beneficiarse de la energía solar, es fundamental tener en cuenta la orientación de los paneles que en la edificación se dispongan, siendo habitual disponer paneles sobre una cubierta inclinada cuando está orientada al sur, este u oeste en el hemisferio norte (la orientación norte en el hemisferio norte, no recibe soleamiento), o bien al norte, oeste y este en el hemisferio sur (la orientación sur en el hemisferio sur, no recibe soleamiento).

Evidentemente en los trópicos, la cubierta horizontal es la que más soleamiento recibe y las paredes apenas quedan iluminadas.

Como es bien conocida que la manera de sacarle la mayor ventaja energética al sol, es disponiendo los paneles solares perpendiculares a los rayos de luz que irradia, lo que supone para un edificio cualquiera, que existan unos planos de cubierta o de fachada, mejor orientados que otros.

Al tratarse cualquier edificio de un inmueble "un edificio estático", las posiblidades de captación solar de las fachadas y cubiertas, están limitadas por su inmovilidad.

Si los planos de fachada y de cubierta pudieran moverse con relación al sol, la captación del edificio podría ser mucho más efectiva.

Así pues, tomando en consideración la cubierta de un inmueble, el faldón orientado al norte no llega a recibir radiación directa y apenas capta energía, mientras que aquellos dos faldones de un mismo edificio que miren al este y al oeste, llegan a captar entre los dos menos radiación que la obtenida por un único faldón mirando al sur, pero con la misma superficie.

Respecto a las fachadas del edificio, como normalmente son verticales, las posibilidades de captación solar son menores en las zonas tropicales que las cubiertas inclinadas antes comentadas. Sin embargo, aunque en ellas se aproveche poco el soleamiento, éste podría aumentarse sustancialmente si dichas fachadas fueran móviles.

Como habitualmente los paneles solares desarrollados hasta la actualidad, parten de geometrías rectangulares propiciadas por las "obleas" de silicio, que son cuadradas y constituyen la base para la conformación de los paneles, nos encontramos con la problemática de esta geometría cuadrada no es muy favorable para los faldones triangulares de las cubiertas (si queremos aprovechar al máximo su superficie), mientras que por el contrario sí lo es para rellenar las fachadas de geometría rectangular.

Tradicionalmente, los paneles solares son de medidas estándares y han de adaptarse a la geometría de la edificación, lo que constituye una dificultad inherente que hace que al final den como resultado, paneles como pegados encima de las cubiertas o en las fachadas del edificio, ante la imposibilidad de casar la modulación arquitectónica con la industrial de fabricación de los paneles.

Del análisis anterior se concluye que para las edificaciones construidas en zonas tropicales, el plano horizontal de la cubierta (0º) es totalmente aprovechable para la captación solar, que le incide normalmente durante la mayor parte del día, y el aprovechamiento de las fachadas a efectos solares puede ignorarse.

Por el contrario, en los países nórdicos o australes, la conformación de una cubierta con un solo plano de máximas proporciones y pendiente (60º) hacia el sur (o al norte en el hemisferio sur) es lo más beneficioso para captar la energía solar, al tiempo que el plano vertical de las fachadas es muy favorable frente a la captación del sol.

Entre los trópicos, con orientaciones intermedias (de 30º a 45º) donde existen los países más habitados, la variación de la orientación entre este, sur y oeste de los paneles solares en las cubiertas, tiene un mayor interés que en los dos casos antes citados, así como la posibilidad del aprovechamiento solar de las fachadas ofrece gran interés.

Descripción de la invención

La invención plantea la nueva teoría de que si el sol gira alrededor de un edificio que siempre tiene determinadas aristas (esquinas, cornisas, limatesas, cumbreras, etc.), sea la propia edificación la que a través de dichas aristas, se aproveche del efecto giratorio del sol para lograr la captación de su energía.

Si consideramos la geometría estándar de cualquier edificación nos encontramos que ésta puede ser de proporciones prismáticas, con fachadas cuadradas o rectangulares, así como de cubierta plana (cuadrada o rectangular), o bien de cubierta inclinada con uno o varios faldones con determinada pendiente.

Además ocurre que los faldones de la cubierta inclinada, diseñados para verter el agua a la calle, no siempre están orientados (o no todos, al menos) hacia el sur (en el hemisferio norte) o hacia el norte (en el hemisferio sur), para lograr la máxima captación solar en cada caso. Incluso es habitual que haya cubiertas a dos aguas que se orientan al este y al oeste, dejando un piñón o fachada triangular, hacia la orientación sur y norte, que serían las más favorables para la captación solar en edificaciones del hemisferio norte y sur respectivamente.

Siendo conscientes de los hechos anteriores, debemos pensar que no tenemos porque limitarnos en la actualidad al perímetro de una edificación cuando las circunstancias lo aconsejen y la normativa no lo impida.

Así pues, las cubiertas inclinadas a dos aguas, por ejemplo, pueden perfectamente tener paneles móviles sobre ellas que sin sobresalirse de su perímetro en planta, puedan sucesivamente, girar y orientarse de una fachada a la otra, según sea el recorrido del sol en cada momento, con el fin de aprovechar al máximo la captación solar.

La invención logra que una cubierta sobre una planta de forma cuadrada o rectangular, dispuesta horizontalmente, al girar por una de sus aristas horizontales hacia cualquiera de los lados, mantenga la huella que genera en planta y sin embargo pueda captar el doble de soleamiento, según sea la situación del sol en cada momento, tanto si las fachadas miran al este-oeste, o bien al norte-sur.

Si además los paños opuestos de dos faldones, se unen entre sí a través del eje de conexión y giro de los paneles solares dispuestos sobre ellos, nos encontraremos con la posibilidad de generar paneles inclinados capaces de balancear entre sí, manteniendo el centro de gravedad en el eje de giro, lo que economiza la energía necesaria para su movimiento.

Esta invención contrasta por tanto, con las tradicionales cubiertas solares, que al girar (en lugar de balancear) sobre determinados ejes, en su recorrido se salen de la superficie que inicialmente ocupan en planta, lo que no ocurre con la nueva invención. De forma equivalente podemos hacerlo en las fachadas, permitiendo el giro de dos planos de fachadas contiguos por su arista común vertical.

En el caso de las cubiertas inclinadas, el giro se hace algo más complejo por cuanto el eje de giro no es ni vertical ni horizontal, sino inclinado en la dirección de la limatesa, lo que no impide nuevamente, tener paños de cubierta triangulares que giren a través de un eje de giro dispuesto en una arista inclinada.

Igual que en los casos anteriores, si los planos contiguos entre una limatesa se unen entre sí a través de su arista...

 


Reivindicaciones:

1. Sistema de paneles solares móviles para la edificación, que se caracteriza porque los paneles solares (2) de la fachada y/o la cubierta de la edificación comprenden ejes de giro (4) en las aristas de la edificación que permiten orientar los paneles solares (2) en la dirección del sol para captar el máximo de radiación solar.

2. Sistema de paneles solares móviles para la edificación, según reivindicación 1, que se caracteriza porque los ejes de giro (4) de los paneles solares (2) se disponen en la vertical de las esquinas del edificio.

3. Sistema de paneles solares móviles para la edificación, según reivindicación 1, que se caracteriza porque los ejes de giro (4) de los paneles solares (2) se disponen en la horizontal de las cornisas o cumbreras del edificio.

4. Sistema de paneles solares móviles para la edificación, según reivindicación 1, que se caracteriza porque los ejes de giro (4) de los paneles solares (2) se disponen en posición inclinada respecto de la vertical y/u horizontal, que se corresponde con las limatesas de la cubierta inclinada.

5. Sistema de paneles solares móviles para la edificación, según reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque los paneles de fachada y/o de cubierta tienen formas rectangulares, triangulares o poliédricas, para adaptarse lo mejor posible al diseño de la fachada o cubierta del edificio.

6. Sistema de paneles solares móviles para la edificación, según reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque los paneles que giran pueden interrelacionarse entre sí mecánicamente, con sistemas de fijación que logran su balanceo conjunto y equilibrado a través del correspondiente eje de giro.

7. Sistema de paneles solares móviles para la edificación, según reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque al menos uno de los paneles giratorios, tienen más de un eje de giro alternativo, para aprovechar al máximo el giro de los paneles alrededor de las aristas del edificio.

8. Sistema de paneles solares móviles para la edificación, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los ejes dispuestos en las aristas de giro, dejan una separación suficiente con respecto a la fachada o cubierta real del edificio, para permitir la ventilación por su trasdós.

9. Sistema de paneles solares móviles para la edificación, según reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque los paneles solares son paneles fotovoltaicos, térmicos o híbridos.


 

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