ES1060755U - Placa solar fotovoltaica-termodinamica. - Google Patents
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Abstract
1. Placa solar fotovoltaica-termodinámica, caracterizado por estar compuesto de una placa de aluminio u otro material liso (2) que cierra herméticamente otra placa de aluminio u otro material troquelada (1) con un circuito ("C") por el que circula líquido y gas refrigerante, y que lleva unida físicamente por medio de unos separadores de tamaño variable (SE) otra placa (3), ésta del tipo fotovoltaica, que aprovecha la luz del sol para producir energía eléctrica según el principio fotovoltaico, formando todo ello el conjunto (4) objeto de esta invención.
Description
Placa solar
fotovoltaica-termodinámica.
La presente invención tiene como fin patentar una
placa captadora de energía solar tanto en su vertiente térmica como
fotovoltaica aprovechando así el máximo posible del espectro solar
como fuente de energía, estando englobada la presente invención
dentro del campo de las energías alternativas, y mas concretamente
en las referentes al aprovechamiento solar, si bien la placa motivo
de la presente invención, capta también la energía en forma de
temperatura contenida en el aire, siendo en días de viento cuando
mayor rendimiento presenta, extrayendo igualmente las calorías del
agua procedente de la lluvia que incida sobre la placa objeto de
esta patente.
Igualmente se puede emplear la presente placa
para refrigeración por medio de aire o líquido, en base a la
inversión de los circuitos de alta y baja presión del sistema,
método sobradamente conocido en el estado actual de la técnica, y
en el que se basan los modernos acondicionadores de aire con la
comúnmente denominada "bomba de calor".
Concretamente el presente modelo de utilidad
propone utilizar una placa de medidas variables según la
aplicación y potencia a emplear, compuesta de dos chapas de
aluminio, cobre u otro metal adecuado, que llevarán troqueladas en
una de ellas un circuito que hará las veces de tubería por la que
circulará un elemento refrigerante, como por ejemplo el conocido
134-A, que al entrar en la citada placa, que
previamente se habrá cerrado herméticamente por medio de la otra
chapa, producirá frío por la expansión y cambio de estado a gaseoso
de dicho liquido refrigerante, captando de esta forma toda la
temperatura que contengan los elementos aire y agua que estén en
contacto con la placa, además de absorber en forma de calorías toda
la radiación solar, incluso la reflejada, principalmente la
comprendida dentro del espectro del infrarrojo, que la superficie
de la placa, pueda captar, acoplándole a esta placa llamada
termodinámica otra placa que puede ser del mismo tamaño y forma, u
otro diferente, de las que aprovechan la luz del sol para producir
energía eléctrica, llamadas fotovoltaicas, y que como es conocido,
se basan en la capacidad de transmitir la energía de los fotones
recibidos del sol, a los electrones de valencia de los materiales
semiconductores de manera que estos electrones rompen sus enlaces,
que anteriormente los tenían ligados a un átomo para circular
dentro del semiconductor convirtiéndose en una corriente de
electrones que utilizaríamos como corriente eléctrica, bien para
almacenar, para mover la maquinaria de la placa termodinámica, o
para revertir en la red eléctrica, con la consiguiente ayuda al
medio ambiente en base a la cogeneración de energía alternativa
limpia procedente del sol, y la consiguiente disminución de gases
contaminantes procedentes de las energías convencionales,
beneficiándose en buena medida esta placa fotovoltaica en su
rendimiento por funcionar a baja temperatura. Como gran parte de esa
energía solar, la placa solar fotovoltaica la capta en forma de
calor, este calor es transmitido a la placa termodinámica que la
soporta al estar físicamente unida a la misma, bien haciendo
contacto en toda su superficie, o mediante unos separadores que
permitan una corriente de aire por convención entre ambas placas,
aunque la mantendremos eléctricamente aislada por razones de
seguridad además de las físicas-eléctricas
obvias.
Esta invención tiene su aplicación dentro de la
fabricación de productos para el aprovechamiento de la energía del
medio ambiente y solar y en general dentro del campo de las
energías alternativas.
Tanto los principios termodinámico como
fotovoltaico, que tomamos de base para la realización del presente
invento, son sobradamente conocidos en el estado actual de la
técnica, si bien la combinación de ambos principios, en un solo
elemento en la que nos basamos para la presente realización no se
han utilizado con anterioridad al menos con conocimiento del
inventor, resultando entonces, que básicamente tenemos un panel
hecho de dos láminas de aluminio, preferentemente lacado o
anodizado en color negro, si bien cualquier otro color de los
llamados cálidos puede servir con muy pocas perdidas de ganancia,
por las que circula gas de refrigeración del utilizado normalmente
en calefacción y refrigeración, de los llamados "ecológicos"
como el 134-A, a una temperatura comprendida entre
los -5° y -17°, o inferior, muy inferior a la normal de ambiente,
si el sistema se está empleando para calefacción, y entre 90° a
120° o superior si es para refrigeración al invertir el circuito,
las cuales han sido electro-soldadas entre si,
previo troquelado de una de ellas para conformarle un circuito
impreso de forma y tamaño calculado por el que circulará el gas o
líquido refrigerante que al expandirse enfriará tanto la placa
termodinámica así formada como a la placa fotovoltaica unida física
y térmicamente a la misma, capturando todas las calorías puestas en
contacto con estos elementos, y en el caso inverso, para producir
frío, circulará por dicha placa, el líquido condensado caliente
intercambiando las calorías con el ambiente que rodea a la placa,
principalmente por convención del aire existente entre la placa
termodinámica y la fotoeléctrica, y sirviendo a la placa
fotovoltaica además como soporte de exposición a la radiación
solar, ahorrando tanto el coste de este soporte, como el espacio
para instalarlo, disponiendo así de un sistema de captación solar y
ambiental térmico de alta ganancia, unido a un sistema fotovoltaico
que podremos utilizar tanto para producir la energía necesaria para
mover el equipo compresor, o de otro sistema como el conocido en el
estado actual de la técnica, de absorción, así como para alimentar
otros tipos de aparatos eléctricos, si lo dotamos de un adecuado
sistema de almacenamiento y conversión de energía eléctrica, y
también para conformar un equipo de cogeneración de energía
eléctrica con conexión y volcado a red.
La estética final de la placa solar fotovoltaica
y termodinámica, puede ser tan variada como diseños se quieran
hacer de la misma manteniendo siempre los requisitos técnicos
indispensables para su funcionamiento.
Para completar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor compresión de las
peculiaridades de la placa solar
fotovoltaica-termodinámica que proponemos, se
acompaña a la presente memoria descriptiva como parte integrante de
la misma los dibujos dispuestos en las páginas siguientes en las
cuales, con carácter explicativo y no limitativo en cualquier caso,
se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Muestra la chapa de aluminio u otro
material (1) a la que se le ha practicado por troquelación u otro
medio, el circuito por el que circulará el
liquido-gas refrigerante.
La figura 2.- Muestra la chapa de aluminio u otro
material lisa (2) que se acoplará por
electro-soldadura a la chapa (1) quedando así
conformado el circuito de circulación del refrigerante.
La figura 3.- Muestra la placa fotovoltaica (3)
con las conexiones eléctricas de la misma.
La figura 4.- Muestra el conjunto ensamblado (4)
con sus respectivas conexiones de entrada-salida
para el elemento refrigerante, los separadores (SE) y las conexiones
eléctricas de la placa fotovoltaica.
La descripción detallada de la realización
preferida del procedimiento de la presente invención y de los
elementos que lo componen, se realiza a la vista de las figuras
descritas. La figura 1 muestra la chapa de aluminio u otro material,
(1) con el serpentín para la circulación del gas refrigerante
troquelado ("C"), que al cerrarse con la chapa lisa (2) de la
figura 2, muestra el panel termodinámico con una entrada ("E")
y una salida ("S"), por donde circula el gas refrigerante
encargado del transporte de calorías al termo o intercambiador de
calor que se conecte, o bien extrayendo de este intercambiador las
calorías que transportará al exterior para producción de frío, en
base al principio termodinámico de captación y transporte de
calorías, mostrando en la figura 3 la placa fotovoltaica (3) con los
tres puntos de conexión eléctrica, ("P", "N" y "T")
correspondiendo el "P" y el "N" a los polos positivo y
negativo, y el "T" a la toma de tierra, que irá conjunta a la
del panel termodinámico, sobre el que irá soportada, y que se
encargará de alimentar de corriente eléctrica el bloque
termodinámico, otros aparatos conectados al sistema, o bien de
captar energía solar para revertir en la red eléctrica, y ya en la
figura 4, vemos el conjunto de la realización (4), con la conexión
de entrada para el gas refrigerante ("E"), salida para el mismo
gas ("S"), cables de conexión eléctrica ("P", "N" ) y
cable de tierra ("T"), acoplados el conjunto termodinámico con
el fotovoltaico por medio de los separadores ("se"),
funcionando la parte fotovoltaica del conjunto según el principio ya
conocido y descrito anteriormente basado en la capacidad de
transmitir la energía de los fotones recibidos del sol, a los
electrones de valencia de los materiales semiconductores de los que
están compuestos las placas fotovoltaicas, de manera que estos
electrones rompen sus enlaces, que anteriormente los tenían ligados
a un átomo para circular dentro del semiconductor convirtiéndose en
una corriente de electrones que utilizaríamos como corriente
eléctrica que circulará del polo negativo al positivo a través de la
carga correspondiente, y por otra parte, la parte termodinámica del
conjunto panel solar fotovoltaico-termodinámico
objeto de esta patente, que funciona trasladando por medio de la
parte de compresión del bloque termodinámico todas las calorías de
incidencia sobre la misma, o al revés si queremos producir frío,
trasladaremos el calor generado por el
moto-compresor del bloque termodinámico a la placa
solar fotovoltaica-termodinámica, comportándose la
parte termodinámica de la misma, como condensador del bloque
termodinámico acoplado al sistema.
Así, conseguimos mediante un solo panel, atrapar
la mayor parte de energía en forma de calor presente en el ambiente,
en forma de aire, viento, agua, calor solar o de otra tipo, además
de proporcionar un medio de refrigeración soportado por energía
solar, en base a la inversión del circuito, aprovechando como
condensador las mismas placas de la parte termodinámica del panel
solar fotovoltaico-termodinámico del sistema de la
presente invención, extrayendo calorías por medio del grupo
motocompresor, y demás elementos del bloque termodinámico, que
radiaran al ambiente, y al aire contenido en el espacio entre la
parte termodinámica y fotoeléctrica, circulando este aire por medio
del fenómeno de convención, aprovechando además la radiación solar
en su gama fotónica para la generación de energía eléctrica según
el fenómeno fotovoltaico, con un ahorro de costes y espacio muy
importantes y que harán mucho mas viables en términos económicos, el
aprovechamiento de este tipo de energías limpias llamadas
alternativas en base a este importante ahorro de costes, y
espacio.
Hecha la descripción a que se refiere la memoria
que antecede, señalamos que el panel solar
fotovoltaico-termodinámico que se muestra en los
dibujos como ejemplo, no es limitativo en cuanto a su forma, tamaño
o complejidad. En efecto, en la vigente Ley de Patentes se
establece como no patentables, los cambios de forma, dimensiones,
proporciones y materias de un objeto ya patentado, fijando así el
criterio del legislador en el sentido de que patentada una idea,
nadie podrá apoyarse en ella, para a pretexto de haber introducido
ligeras modificaciones, presentarla como nueva y propia. Existe
además innovación suficiente para entender que se aporta una pieza
nueva, como es un panel solar
fotovoltaico-termodinámico realizado con materiales
comunes en el sector de la refrigeración y energía solar, de fácil y
económica construcción y de gran aprovechamiento energético.
Entendemos por lo tanto, que la mejora con
elementos accesorios al mismo, como pudiera ser presostatos,
termostatos, distribuidores de liquido refrigerante o diferente
forma de ejecución tanto del componente termodinámico, como del
fotovoltaico, no son elementos que vengan a crear de éste invento
otro nuevo y distinto con sufriente novedad inventiva.
No se considera necesario hacer más extenso el
contenido de esta descripción para que un experto en la materia
pueda comprender su alcance y las ventajas derivadas de la
invención, así como desarrollar y llevar a la práctica a la
misma.
Claims (3)
1. Placa solar
fotovoltaica-termodinámica, caracterizado por
estar compuesto de una placa de aluminio u otro material liso (2)
que cierra herméticamente otra placa de aluminio u otro material
troquelada (1) con un circuito ("C") por el que circula líquido
y gas refrigerante, y que lleva unida físicamente por medio de unos
separadores de tamaño variable (SE) otra placa (3), esta del tipo
fotovoltaica, que aprovecha la luz del sol para producir energía
eléctrica según el principio fotovoltaico, formando todo ello el
conjunto (4) objeto de esta invención.
2. Placa solar
fotovoltaica-termodinámica igual a la reivindicación
1, pero en el que el panel termodinámico está compuesto por una
placa de aluminio u otro material, al que se le ha unido mecánica y
térmicamente un serpentín del mismo material u otro adecuado, por
el que circulara el liquido-gas refrigerante, opción
que aportaría el ahorro del troquel frente a la reivindicación
primera.
3. Placa solar
fotovoltaica-termodinámica igual a las
reivindicaciones 1 y 2 caracterizado por estar la placa solar
fotovoltaica unida a la termodinámica, tanto física como
térmicamente en toda su superficie para aumentar el rendimiento
térmico del bloque termodinámico en función de generación de
calor.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model granted | ||
| FD1K | Utility model lapsed |
Effective date: 20171113 |