Elemento de edificio, envoltura de edificio y edificio.

Elemento de edificio (4) de una envoltura de edificio (2) de un edificio (1),

que presenta o forma una piel exteriorde edificio (3), con un elemento base de edificio que se debe disponer debajo o detrás de la piel exterior de edificio(3) y con al menos un generador termoeléctrico (11) que está asignado al elemento base de edificio para transformarel calor, en particular la radiación térmica, en corriente, caracterizado por que el generador (11) está dispuesto enel lado exterior, dirigido hacia la piel exterior de edificio (3), del elemento base de edificio.

Elemento de edificio, envoltura de edificio y edificio La presente invención se refiere a un elemento de edificio de una envoltura de edificio de un edificio, que presenta o forma una piel exterior de edificio, con un elemento base de edificio que se debe disponer debajo o detrás de la piel exterior de edificio y con al menos un generador termoeléctrico que está asignado al elemento base de edificio para transformar el calor, en particular la radiación térmica, en corriente. La presente invención se refiere asimismo a un elemento de edificio de una piel exterior de edificio de una envoltura de un edificio, con un elemento de piel exterior. La invención se refiere además a una envoltura de edificio de un edificio con al menos un elemento de edificio del tipo mencionado antes, así como a un edificio con una envoltura de edificio mencionada antes.

Con el fin de establecer una diferenciación se debe indicar que los dos elementos de edificio mencionados antes se diferencian entre sí por el hecho de que el primer elemento de edificio mencionado representa un elemento que como parte de la envoltura de edificio está dispuesto detrás de la piel exterior de edificio. Por consiguiente, en el caso de este elemento de edificio se puede tratar, por ejemplo, de una estructura portante o una parte de la misma, una placa de edificio, una placa de aislamiento o una membrana base. En cambio, en el caso del segundo elemento de edificio mencionado se trata de un elemento constructivo de la piel exterior de edificio, por ejemplo, una placa de cubierta o una placa de fachada.

En el caso de la presente invención se trata básicamente del aprovechamiento de la energía solar en la zona de la envoltura de un edificio.

En los edificios es conocido aprovechar la energía solar térmica y la energía solar fotovoltaica para transformar la luz 25 visible en energía térmica o energía eléctrica.

Por energía solar térmica se entiende la transformación de la energía solar en energía térmica útil, lo que ocurre normalmente como resultado del aprovechamiento de la energía solar incidente mediante los llamados colectores solares.

Por energía solar fotovoltaica se entiende la transformación directa de la energía de radiación, principalmente la energía solar, en energía eléctrica. La energía se transforma en instalaciones fotovoltaicas con ayuda de células solares que se unen para formar los llamados módulos solares. La electricidad generada se puede usar in situ o se puede alimentar a redes eléctricas.

El uso de la energía solar térmica y de la energía solar fotovoltaica en los edificios tiene, sin embargo, distintas desventajas. Una desventaja esencial, tanto de las instalaciones de energía solar térmica como de las instalaciones de energía solar fotovoltaica, consiste en que normalmente es necesario realizar una disposición correspondiente sobre la piel exterior del edificio, con frecuencia sobre la cubierta o una fachada muy soleada. Esta disposición exterior sobre la cubierta o la fachada se considera a menudo una afectación visual y estética del edificio, de modo que ya por esta razón se prescinde en parte de estas instalaciones. A esto se añade que la técnica para instalar ambos sistemas es en parte relativamente trabajosa, lo que implica costes considerables, de manera que muchos usuarios evitan usar este tipo de instalaciones también por razones económicas. Otra desventaja esencial, que resulta de la necesidad de una disposición exterior de estas instalaciones, consiste en que las instalaciones en 45 cuestión están expuestas directamente a influencias ambientales. Precisamente las tormentas, las granizadas o los fenómenos similares pueden dañar las instalaciones o, al menos, partes de las mismas.

Del documento US2005/0279400A1 ya son conocidos elementos de techado, en particular en forma de tejas o elementos similares, que presentan una célula fotovoltaica o célula solar en el lado exterior. Los elementos de techado están provistos de conexiones laterales para unirlos eléctricamente a placas de techado contiguas. Las estructuras de este tipo son muy trabajosas y, en correspondencia, muy costosas.

El documento DE10002986A1 da a conocer elementos de techado planos que están fabricados de un material transparente con unidades fotovoltaicas dispuestas debajo. A este respecto, se disponen células solares 55 convencionales debajo de los elementos de techado transparentes con el fin de convertir la luz visible en corriente. En este caso es un problema que haya que usar elementos de techado transparentes especiales. Por lo demás, el grado de eficiencia es esencialmente menor respecto a las células solares usuales que están situadas sobre el lado exterior de los elementos de techado. En este sentido resulta problemático también que sobre los elementos de techado transparentes se depositen hojas o que estos elementos de techado se ensucien de alguna otra forma, lo que provoca finalmente una mayor reducción del grado de eficiencia.

Del documento WO03/105240A1 es conocido un sistema térmico combinado que está compuesto de un sistema fotovoltaico y un sistema termoeléctrico. El sistema térmico combinado puede estar previsto en una estructura portante de la piel exterior del edificio para crear aquí una envoltura de edificio térmica con el fin de elevar la 65 eficiencia energética de un edificio. Si la estructura portante se usa como elemento constructivo de un edificio, entonces el sistema fotovoltaico está situado en el lado exterior del edificio para captar la luz solar y generar energía eléctrica. La energía generada se entrega al sistema termoeléctrico combinado para que el sistema termoeléctrico combinado pueda generar calor y también frío. En el caso de la generación de calor, el calor generado se conduce a través de derivadores de calor a una capa de acumulación de calor. Esta estructura constructiva es trabajosa y, en correspondencia, costosa.

Del documento EP1818992A1 es conocido un elemento de cubierta para el aislamiento térmico, presentando el elemento de cubierta una pluralidad de elementos termoeléctricos para generar energía eléctrica a partir de la radiación térmica. Los elementos termoeléctricos forman mediante una placa de recubrimiento superior e inferior un elemento de cubierta para el aislamiento térmico con generación de corriente integrada directamente en una piel exterior del edificio.

Un colector solar termoeléctrico para cubierta es conocido del artículo de MANEEWAN S ET AL: “Experimental investigation on generated power of thermoelectric roof solar collector” THERMOELECTRICS, 2003 TWENTY-SECOND INTERNATIONAL CONFERENCE ON – ICT LA GRANDE MOTTE, FRANCIA, 17 al 21 de agosto de 2003, PISCATAWAY, NJ, USA, IEEE, 17 de agosto de 2003 (2003-08-17) , páginas 574-577 XP010697379 ISBN: 978-0-7803-8301-2. El sistema está compuesto de una capa acrílica transparente, una capa de aire, una placa de cobre que se debe calentar por radiación térmica, módulos termoeléctricos para generar corriente por radiación térmica y un derivador de calor. La corriente generada se puede usar para poner en funcionamiento un ventilador para enfriar un edificio, estando dispuesto el sistema en la cubierta de un edificio, en una piel exterior del edificio.

Del documento DE19946806A1 es conocido un procedimiento y un dispositivo para generar energía eléctrica a partir de energía térmica por el efecto Seebeck. Para la generación de energía térmica puede estar previsto un módulo de Seebeck a fin de usar las diferencias naturales de la temperatura, del viento y del clima en el medio ambiente y/o las pérdidas de calor de instalaciones técnicas para generar corriente. En particular, los módulos de Seebeck o módulos de energía pueden estar dispuestos en la piel exterior de un edificio o de una fachada o en tejas de cubierta para una cubierta de un edificio.

Del documento JP2004204546A es conocido disponer elementos termoeléctricos en una piel exterior de edificio, por ejemplo, en un elemento de cubierta. Una capa impermeable al agua y un material acumulador de calor pueden estar previstos aquí directamente por debajo de un recubrimiento exterior de la cubierta, de modo que directamente por debajo de la capa de material acumulador de calor están dispuestos elementos termoeléctricos para absorber calor con el fin de generar corriente.

Del documento JP2001132193A es conocido un módulo de Peltier en un elemento de edificio para el aislamiento 35 térmico. A este respecto, el módulo de Peltier genera calor o frío.

Un sistema activo de envoltura de edificio es conocido del artículo de KHIRE R A ET AL: “Design of thermoelectric heat pump unit for active Building envelope systems”, INTERNATIONAL JOURNAL... [Seguir leyendo]

1. Elemento de edificio (4) de una envoltura de edificio (2) de un edificio (1) , que presenta o forma una piel exterior de edificio (3) , con un elemento base de edificio que se debe disponer debajo o detrás de la piel exterior de edificio (3) y con al menos un generador termoeléctrico (11) que está asignado al elemento base de edificio para transformar el calor, en particular la radiación térmica, en corriente, caracterizado por que el generador (11) está dispuesto en el lado exterior, dirigido hacia la piel exterior de edificio (3) , del elemento base de edificio.

2. Elemento de edificio según la reivindicación 1, caracterizado por que el generador (11) está previsto en un elemento de estructura portante, una placa de edificio, una placa de aislamiento o una membrana base (9) como elemento base de edificio.

3. Elemento de edificio según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el generador (11) está unido fijamente,

en particular pegado, al elemento base de edificio o al elemento de piel exterior (14) o integrado en el mismo. 15

4. Elemento de edificio según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el generador (11) está configurado de modo flexible o en forma de película.

5. Elemento de edificio según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el generador (11) está

configurado y optimizado para transformar la radiación infrarroja, en particular con una longitud de onda en el intervalo de 2 a 20 !m, con preferencia de 7 a 13 !m y con especial preferencia de 8 a 10 !m.

6. Elemento de edificio según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que está previsto adicionalmente al menos un elemento fotovoltaico y/o un elemento de energía solar térmica. 25

7. Envoltura de edificio (2) de un edificio (1) con al menos un elemento de edificio (4, 5) según una de las reivindicaciones anteriores y una piel exterior de edificio (3) , presentando el elemento de edificio (4, 5) al menos un generador termoeléctrico (11) para transformar el calor, en particular la radiación térmica, en corriente.

8. Envoltura de edificio según la reivindicación 7, caracterizado por que al generador (11) está asignado un dispositivo de refrigeración en el lado interior.

9. Envoltura de edificio según la reivindicación 7 u 8, caracterizado por que el elemento de edificio (4, 5) está

previsto en zonas de la envoltura de edificio (2) mayormente soleadas, en particular en zonas de la envoltura de 35 edificio (2) orientadas al este, al sur y/o al oeste.

10. Envoltura de edificio según una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado por que la piel exterior de edificio (3) presenta al menos un elemento de piel exterior transparente (14) .

11. Envoltura de edificio según una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado por que la piel exterior de edificio (3) está prevista en el lado exterior, al menos por zonas, de un recubrimiento (16) para aumentar el calentamiento.

12. Edificio (1) con una envoltura de edificio (2) según una de las reivindicaciones 7 a 11.

13. Edificio según la reivindicación 12, caracterizado por que el generador (11) está acoplado al menos con un consumidor de energía en el edificio (1) .

14. Edificio según la reivindicación 12 o 13, caracterizado por que el generador (11) está acoplado con un inversor

y por que la corriente generada se alimenta con preferencia a la red eléctrica pública. 50

15. Edificio según una de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado por que el generador (11) está acoplado con un acumulador como almacenamiento de energía.

16. Uso de generadores termoeléctricos (11) para transformar el calor, en particular la radiación térmica, en corriente

en la zona de la envoltura de edificio (2) de un edificio (1) , disponiéndose los generadores (11) debajo o detrás de la piel exterior de edificio (3) de la envoltura de edificio (2) del edificio (1) y transformando en corriente el calor cedido y/o transmitido por la piel exterior de edificio (3) , en particular la radiación infrarroja, estando asignado al menos un generador termoeléctrico (11) a un elemento base de edificio, caracterizado por que el generador (11) está dispuesto en el lado exterior, dirigido hacia la piel exterior de edificio (3) , del elemento base de edificio.