BR202019004018U2 - TECHNICAL AND CONSTRUCTIVE ARRANGEMENT APPLIED IN PHOTO-THERMAL PANEL - Google Patents
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Abstract
disposição técnica e construtiva aplicada em painel foto-térmico. a presente patente de modelo de utilidade diz respeito a disposição técnica e construtiva aplicada em painel foto-térmico (1) foi desenvolvido para ser utilizado em sistemas de geração de energia solar e de energia térmica, para aquecimento de água, dito painel é constituído por estrutura em perfis de alumínio, (2), painel fotovoltaico (3) provido com placas de silício policristalino ou monocristalino e dispositivo coletor (4) em cobre fixado na parte traseira do painel fotovoltaico (2), sendo o mesmo caracterizado por se tratar de um painel fotovoltaico (3) composto por células fotovoltaicas , de vidro especial, filme encapsulante em eva, filme branco (5) na parte posterior do painel solar conhecido como backsheet, caixa de junção elétrica e caixa em alumínio como suporte estrutural, o lado traseiro do painel fotovoltaico (3) utiliza um conjunto de tubos de cobre soldados (6), chapa de transferência (7) que envolve os tubos de cobre captando o calor das células fotovoltaicas (3), trabalhando como um sistema de antena, e fixadas com pasta térmica (8) entre as chapas de alumínio e as células fotovoltaicas (3) para maior transferência de temperatura, manta térmica (5) para retenção de temperatura, e chapa de alumínio para fechamento e acabamento traseiro do painel, formando um único produto, o coletor solar (4) de aquecimento foi projetado especificamente para painel fotovoltaico (3) devido a suas dimensões, podendo possuir sistema de engate rápido nas conexões hidráulicas do painel foto-térmico (1), e plugues de engate rápido no sistema elétrico.technical and constructive arrangement applied to photo-thermal panel. the present utility model patent relates to the technical and constructive arrangement applied to a photo-thermal panel (1) was developed to be used in solar and thermal energy generation systems, for water heating, said panel consists of structure in aluminum profiles, (2), photovoltaic panel (3) provided with polycrystalline or monocrystalline silicon plates and collecting device (4) in copper fixed to the rear of the photovoltaic panel (2), the same being characterized by being a photovoltaic panel (3) composed of photovoltaic cells, made of special glass, eva encapsulating film, white film (5) on the back of the solar panel known as the backsheet, electrical junction box and aluminum box as a structural support, the rear side The photovoltaic panel (3) uses a set of welded copper tubes (6), transfer plate (7) that surrounds the copper tubes capturing the heat of the photovoltaic cells (3), working as an antenna system, and fixed with thermal paste (8) between the aluminum plates and the photovoltaic cells (3) for greater temperature transfer, thermal blanket (5) for temperature retention, and aluminum plate for closing and rear panel finish, forming a single product, the solar collector (4) for heating was specifically designed for photovoltaic panel (3) due to its dimensions, and may have a quick coupling system in the hydraulic connections of the photo-thermal panel (1), and quick-connect plugs in the electrical system.
Description
001 O presente relatório descritivo de Modelo de Utilidade diz respeito a Disposição Técnica e Construtiva Aplicada em Painel Foto-Térmico, de agora em diante denominado de Painel Foto-Térmico, o qual foi desenvolvido para ser utilizado em sistemas de geração de energia solar e de aquecimento de água visando o aumento da eficiência na geração da energia solar, aumento da potência da placa solar; aquecimento de água para consumo em chuveiros, torneiras e outros, bem como disponibilizar aumento da vida útil do Painel Foto-Térmico.001 This Utility Model descriptive report concerns the Technical and Constructive Arrangement Applied to a Photo-Thermal Panel, hereinafter referred to as a Photo-Thermal Panel, which was developed to be used in solar energy generation systems and water heating in order to increase efficiency in the generation of solar energy, increase the power of the solar plate; heating water for consumption in showers, taps and others, as well as providing an increase in the useful life of the Photo-Thermal Panel.
002 Para atender as finalidades previstas, o Painel Foto-Térmico é formado por quadro estrutural em perfis de alumínio; painel fotovoltaico com placas de silício policristalino ou monocristalino e dispositivo coletor em cobre fixado na parte traseira do painel fotovoltaico.002 To meet the intended purposes, the Photo-Thermal Panel is formed by a structural frame in aluminum profiles; photovoltaic panel with polycrystalline or monocrystalline silicon plates and copper collecting device fixed to the rear of the photovoltaic panel.
003 O campo de aplicação deste Painel Foto-Térmico, refere-se à área de geração de energia solar e térmica.003 The field of application of this Photo-Thermal Panel, refers to the area of generation of solar and thermal energy.
004 A finalidade deste equipamento, ao unir a geração de energia solar e energia térmica visa atender a sistemas elétricos na geração de energia solar e aquecimento de água.004 The purpose of this equipment, by combining the generation of solar energy and thermal energy, is to serve electrical systems in the generation of solar energy and water heating.
005 Conforme é de conhecimento geral entre técnicos da área, hoje em dia os equipamentos que captam energia solar são diversificados, ou seja, existem os equipamentos destinados a captar energia solar para aquecimento de água e existem os equipamentos que captam energia solar destinada a geração de energia elétrica.005 As is common knowledge among technicians in the area, nowadays the equipment that captures solar energy is diversified, that is, there is the equipment to capture solar energy for water heating and there are the equipment that capture solar energy for the generation of solar energy. electricity.
006 A solução apresentada pelo Painel Foto-Térmico ora em questão, permite captar energia solar para atender as duas finalidades, geração de energia elétrica e aquecimento de água, destacando-se o aumento de eficiência na geração de energia solar, o aumento da potência da placa solar, o aquecimento de água para consumo em chuveiros, torneiras e outros dispositivos de uso cotidiano.006 The solution presented by the Photo-Thermal Panel in question, allows the capture of solar energy to serve both purposes, electricity generation and water heating, highlighting the increase in efficiency in the generation of solar energy, the increase in power solar panel, heating water for consumption in showers, taps and other devices for everyday use.
007 Atualmente existem outros sistemas destinados a geração de energia, destacando-se os abaixo discriminados:007 Currently, there are other systems aimed at power generation, with emphasis on the following:
008 Trocador de calor em polipropileno flexível fixado na parte traseira do painel fotovoltaico, apresentando baixa absolvição de temperatura devido a não ter um contato eficiente entre trocador e células fotovoltaica, e por ser um material de baixa condutibilidade térmica e baixa resistência a pressão.008 Flexible polypropylene heat exchanger attached to the back of the photovoltaic panel, with low temperature absolution due to not having an efficient contact between the exchanger and photovoltaic cells, and because it is a material with low thermal conductivity and low pressure resistance.
009 Trocador de calor com tubos em cobre fixados na parte traseira do painel fotovoltaico, apresenta baixa eficiência devido a ter pouco contato direto com as células fotovoltaicas e não conter materiais térmicos que aumentem sua eficiência em absorção de temperatura.009 Heat exchanger with copper tubes fixed to the rear of the photovoltaic panel, it has low efficiency due to having little direct contact with the photovoltaic cells and not containing thermal materials that increase its efficiency in temperature absorption.
010 Gerador solar hibrido utiliza fluido dielétrico no interior do painel fotovoltaico, sendo difícil sua construção, custo de manutenção devido ao liquido dielétrico, sendo de baixa eficiência térmica, e custo de construção alto.010 Hybrid solar generator uses dielectric fluid inside the photovoltaic panel, its construction being difficult, maintenance cost due to the dielectric liquid, being of low thermal efficiency, and high construction cost.
011 Painel solar hibrido com tubo de cobre em formato de serpentina fixado na parte traseira do painel fotovoltaico, apresenta baixa eficiência térmica devido a ter pouco contato direto com as células fotovoltaica, e não conter materiais térmicos que aumentem sua eficiência em absorção de temperatura.011 Hybrid solar panel with copper tube in the shape of a serpentine attached to the rear of the photovoltaic panel, has low thermal efficiency due to having little direct contact with the photovoltaic cells, and does not contain thermal materials that increase its efficiency in temperature absorption.
012 Visando a colocação no mercado de um equipamento desenvolvido para uso em sistemas elétricos na geração de energia solar e aquecimento de água, pesquisas de anterioridades foram realizadas junto ao Banco de Dados do INPI e nela foram encontrados os seguintes processos:
- - BR 11 2018 06351-0 depositada inicialmente nos Estados Unidos e no Brasil em 15/02/2017 e publicada em 15/01/2019 sob o título de “CONJUNTO FOTOVOLTAICO MODULAR PARA CONVERSÃO DE LUZ SOLAR EM CORRENTE ELÉTRICA”, Painéis solares sobrepostos e paralelos de camada dupla tendo um sistema óptico compreendendo hastes cilíndricas e lentes convexas em ambas as extremidades das ditas hastes. As ditas hastes ópticas são centralmente inseridas de maneira longitudinal e transversal no painel superior através de fendas onde os raios da luz solar passam e difratam através das ditas hastes e se difundem amplamente em toda a superfície do painel solar inferior. Uma pluralidade de hastes ópticas pode ser usada, aumentando assim a transmissão de luz para o painel solar inferior. A presente invenção reduz significativamente a superfície necessária para instalar painéis solares convencionais residenciais bem como comerciais.
- - BR 11 2017 010550-0 depositada inicialmente nos Estados Unidos e no Brasil em 19/11/2015 e publicada em 19/06/2018 sob o título de “DISPOSITIVO FOTOVOLTAICO”, trata-se de dispositivos fotovoltaicos, como células solares, baterias híbridas de célula solar e outros tais dispositivos, que podem incluir uma camada ativa disposta entre dois eletrodos. A camada ativa pode ter material de perovskita e outro material, como material mesoporoso, camadas interfaciais, camadas interfaciais de revestimento fino e combinações dos mesmos. O material de perovskita pode ser fotoativo. O material de perovskita pode estar disposto entre dois ou mais outros materiais no dispositivo fotovoltaico. A inclusão desses materiais em várias disposições dentro de uma camada ativa de um dispositivo fotovoltaico pode melhorar o desempenho do dispositivo. Outros materiais podem ser incluídos para melhorar adicionalmente o desempenho do dispositivo, como, por exemplo: perovskitas adicionais e camadas interfaciais adicionais.
- - BR 11 2018 06351-0 initially deposited in the United States and Brazil on 02/15/2017 and published on 01/15/2019 under the title “MODULAR PHOTOVOLTAIC SET FOR SUNLIGHT CONVERSION IN ELECTRIC CURRENT”, Overlapping solar panels and double layer parallels having an optical system comprising cylindrical rods and convex lenses at both ends of said rods. Said optical rods are centrally inserted in a longitudinal and transversal way in the upper panel through slits where the rays of sunlight pass and diffract through the said rods and diffuse widely over the entire surface of the lower solar panel. A plurality of optical rods can be used, thereby increasing the transmission of light to the lower solar panel. The present invention significantly reduces the surface required to install conventional residential as well as commercial solar panels.
- - BR 11 2017 010550-0 initially deposited in the United States and Brazil on 11/19/2015 and published on 6/19/2018 under the title "PHOTOVOLTAIC DEVICE", these are photovoltaic devices, such as solar cells, batteries solar cell hybrids and other such devices, which may include an active layer disposed between two electrodes. The active layer may have perovskite material and other material, such as mesoporous material, interfacial layers, thin-coated interfacial layers and combinations thereof. Perovskite material can be photoactive. The perovskite material can be arranged between two or more other materials in the photovoltaic device. The inclusion of these materials in various arrangements within an active layer of a photovoltaic device can improve the performance of the device. Other materials can be included to further improve the performance of the device, for example: additional perovskites and additional interfacial layers.
013 Da análise comparativa entre os documentos encontrados e o Painel Foto-Térmico ora apresentado, constata-se que são dispositivo totalmente diferentes, motivo pelo qual consideramos que não há impedimentos de ordem técnica nem legal para a concessão do privilégio solicitado.013 From the comparative analysis between the documents found and the Photo-Thermal Panel presented here, it appears that they are totally different devices, which is why we consider that there are no technical or legal impediments to granting the requested privilege.
014 De acordo com seu projeto e desenvolvimento, o Painel Foto-Térmico possui características próprias de desenvolvimento e que configuram avanço tecnológico, dentre os quais destacam-se as seguintes:
- - Painel fotovoltaico com placas de silício policristalino ou monocristalino;
- - Sistema coletor em cobre fixado na parte traseira do painel fotovoltaico;
- - Aumento de potência em função do resfriamento, as células fotovoltaicas trabalham com maior eficiência;
- - Face a menor temperatura de trabalho, aumenta a vida útil do conjunto, bem como apresenta ótimo custo benefício;
- - Coletor fabricado com tubos de cobre e chapas de contato em alumínio , permitindo melhor condução da temperatura, pasta térmica, entre painel fotovoltaico e coletor térmico.
- - Permite ligar vários painéis fotovoltáicos, em série ou m paralelo.
- - Photovoltaic panel with polycrystalline or monocrystalline silicon plates;
- - Copper collector system attached to the rear of the photovoltaic panel;
- - Increased power due to cooling, photovoltaic cells work more efficiently;
- - In view of the lower working temperature, it increases the useful life of the set, as well as presenting excellent cost benefit;
- - Collector manufactured with copper tubes and aluminum contact plates, allowing better temperature conduction, thermal paste, between photovoltaic panel and thermal collector.
- - It allows to connect several photovoltaic panels, in series or parallel.
015 Para obter uma total e completa visualização de como é constituído o Painel Foto-Térmico ora em questão e objeto da presente Patente de Modelo de Utilidade, acompanham os desenhos ilustrativos anexos, aos quais se faz referências conforme segue:
Figura 1 A/B/C: Representa respectivamente vista posterior do painel, a vista lateral do mesmo e a vista inferior da chapa de transferência de temperatura
Figura 2:Corresponde a vista frontal do quadro de alumínio;
Figura 3:Mostra vista frontal das células fotovoltaicas
Figura 4: Ilustra vista posterior do coletor de calor fixado atrás das células fotovoltaicas
Figura 5: Representa vista lateral dos componentes do Painel Foto Térmico.015 To obtain a total and complete visualization of how the Photo-Thermal Panel is constituted in question and object of this Utility Model Patent, the accompanying illustrative drawings are attached, to which references are made as follows:
Figure 1 A / B / C: Represents the rear view of the panel, the side view of the panel and the bottom view of the temperature transfer plate, respectively.
Figure 2: Corresponds to the front view of the aluminum frame;
Figure 3: Shows front view of the photovoltaic cells
Figure 4: Illustrates a rear view of the heat collector fixed behind the photovoltaic cells
Figure 5: Represents side view of the components of the Thermal Photo Panel.
016 Conforme se infere dos desenhos que acompanham e fazem parte integrante deste relatório, o Painel Foto-Térmico (1) foi desenvolvido para ser utilizado em sistemas de geração de energia solar e de energia térmica, visando o aumento da eficiência na geração da energia solar, aumento da potência da placa solar; aquecimento de água para consumo em chuveiros, torneiras e outros, bem como disponibilizar aumento da vida útil do Painel Foto-Térmico.016 As can be inferred from the drawings that accompany and are an integral part of this report, the Photo-Thermal Panel (1) was developed to be used in solar and thermal energy generation systems, aiming at increasing efficiency in the generation of solar energy , increased solar panel power; heating water for consumption in showers, taps and others, as well as providing an increase in the useful life of the Photo-Thermal Panel.
017 Desta forma e para atender as finalidades previstas, o Painel Foto-Térmico, (1) é formado por estrutura em perfis de alumínio, (2), painel fotovoltaico (3) provido com placas de silício policristalino ou monocristalino e dispositivo coletor (4) em cobre fixado na parte traseira do painel fotovoltaico (3).017 In this way and to meet the intended purposes, the Photo-Thermal Panel, (1) is formed by a structure in aluminum profiles, (2), photovoltaic panel (3) provided with polycrystalline or monocrystalline silicon plates and a collecting device (4 ) in copper fixed to the rear of the photovoltaic panel (3).
018 A disposição técnica e construtiva do Painel Foto-Térmico, (1), oferece a união de dois tipos de energia, energia solar e energia térmica, com os seguintes benefícios;018 The technical and constructive layout of the Photo-Thermal Panel, (1), offers the union of two types of energy, solar energy and thermal energy, with the following benefits;
019 As células fotovoltaicas trabalham com uma maior eficiência e potência, devido estarem sendo resfriadas pelo dispositivo coletor/captação do aquecimento,,019 Photovoltaic cells work with greater efficiency and power, because they are being cooled by the heating collector / capture device ,,
020 Deve-se à menor temperatura de trabalho, devido ao sistema do coletor de calor (4)020 Due to the lower working temperature, due to the heat collector system (4)
021 Sistema de coletor (4) em tubos de cobre, com chapas de contato em alumínio e para melhor condução de temperatura pasta térmica entre painel fotovoltaico (3) e coletor térmico (4).021 Collector system (4) in copper tubes, with aluminum contact plates and for better temperature conduction thermal paste between photovoltaic panel (3) and thermal collector (4).
022 De acordo com a necessidade de cada projeto pode se ligar vários Painéis Foto- Térmicos (1) em serie ou paralelo, o que é mostrado no exemplo descritivo a seguir:022 Depending on the needs of each project, several Photo-Thermal Panels (1) can be connected in series or parallel, which is shown in the following descriptive example:
023 Para que se possa usufruir das duas formas de energia em uma casa, a mesma teria que dividir o espaço da instalação dos painéis fotovoltaicos e coletores solares, dessa forma diminuindo a quantidade total dos painéis sendo dez fotovoltaicos e dez coletores solares.023 In order to take advantage of the two forms of energy in a house, it would have to share the space for installing photovoltaic panels and solar collectors, thereby reducing the total number of panels, with ten photovoltaic and ten solar collectors.
024 Do exemplo citado acima com o Painel Foto-Térmico (1) pode utilizar vinte unidades totais, sem interferências, havendo aumento do aquecimento devido à quantidade de painéis e ao mesmo tempo maior quantidade de energia solar gerada.024 From the example mentioned above with the Photo-Thermal Panel (1) you can use twenty total units, without interference, with increased heating due to the number of panels and at the same time greater amount of solar energy generated.
025 O Painel fotovoltaico (3) é composto por células fotovoltaicas de vidro especial para painel fotovoltaico, filme encapsulante em EVA , filme branco (5) que vai na parte posterior do painel solar conhecido como backsheet, caixa de junção elétrica e caixa em alumínio (2) suporte estrutural.025 The photovoltaic panel (3) is composed of special glass photovoltaic cells for photovoltaic panel, EVA encapsulating film, white film (5) that goes on the back of the solar panel known as the backsheet, electrical junction box and aluminum box ( 2) structural support.
026 Utiliza conjunto de tubos de cobre (6) soldados, chapa de transferência (7) que envolve os tubos de cobre (6) captando o calor das células fotovoltaicas, ou seja, trabalhando como um sistema de antena, aumentando a captação de energia térmica das placas fotovoltaicas (3), e fixadas com pasta térmica (8) entre as chapas de alumínio (7) e as células fotovoltaicas (3) para maior transferência de temperatura é disposta uma manta térmica para retenção de temperatura (5), e chapa de alumínio para fechamento e acabamento traseiro do painel, para uma maior eficiência de aquecimento, sistema não retirável da placa, formando um único produto.026 Uses a set of welded copper tubes (6), transfer plate (7) that surrounds the copper tubes (6) capturing the heat of the photovoltaic cells, that is, working as an antenna system, increasing the capture of thermal energy of the photovoltaic plates (3), and fixed with thermal paste (8) between the aluminum plates (7) and the photovoltaic cells (3) for greater temperature transfer, a thermal blanket for temperature retention (5) is arranged, and plate aluminum for closing and rear finishing of the panel, for greater heating efficiency, non-removable plate system, forming a single product.
027 O coletor solar de aquecimento foi projetado especificamente para painel fotovoltaico devido a suas dimensões, pode se incluir sistema de engate rápido nas conexões hidráulicas do Painel Foto-Térmico (1), e plugues de engate rápido no sistema elétrico.027 The solar heating collector was specifically designed for photovoltaic panel due to its dimensions, it can include quick coupling system in the hydraulic connections of the Photo-Thermal Panel (1), and quick coupling plugs in the electrical system.
028 O Painel Foto-Térmico (1) pode ser utilizado em qualquer lugar, estruturas de garagens, hotéis, motéis, piscinas, ressortes, fazendas e outros, tendo em vista sempre o benefício de gerar energia solar e aquecimento da agua.028 The Photo-Thermal Panel (1) can be used anywhere, in structures of garages, hotels, motels, swimming pools, swimming pools, farms and others, always bearing in mind the benefit of generating solar energy and water heating.
029 O tamanho do Painel Foto-Térmico pode variar de tamanho e de potência, sendo de 150w e acima de 330w, tamanhos do coletor é projetado especificamente de acordo com a potência do painel.029 The size of the Photo-Thermal Panel can vary in size and power, being 150w and above 330w, collector sizes are designed specifically according to the power of the panel.
030 Painel Foto-Térmico (1) resistente em qualquer tipo de ambiente, maresia, baixas temperaturas, altas temperaturas, ambientes severos.030 Photo-Thermal Panel (1) resistant in any type of environment, salt air, low temperatures, high temperatures, harsh environments.
031 Verifica-se por tudo aquilo que foi descrito e ilustrado que trata-se de Disposição Técnica e Construtiva Aplicada em Painel Foto-Térmico, (1), o qual se enquadra perfeitamente dentro das normas que regem a Patente de Modelo de Utilidade, devendo preencher importante lacuna existente no mercado, merecendo como consequência a concessão do privilégio solicitado.031 It is verified by everything that has been described and illustrated that it is a Technical and Constructive Arrangement applied to a Photo-Thermal Panel, (1), which fits perfectly within the rules that govern the Utility Model Patent, and fill an important gap in the market, deserving as a consequence the granting of the requested privilege.
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2019
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