ES1061048U - Dispositivo para la regulacion energetica en paneles solares. - Google Patents

Abstract

1. Dispositivo para la regulación energética en paneles solares destinado a ser empleado preferentemente en colectores solares de tubos de vacío por cuyo interior discurre fluido de trabajo, caracterizado esencialmente porque los tubos de vacío del colector solar están dotados de medios capaces de limitar temporalmente su exposición a la radiación solar en función de la temperatura medida en el fluido de trabajo.

Description

Dispositivo para la regulación energética en paneles solares.

El objeto de la presente invención tal y como se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva consiste en un Dispositivo para la regulación energética en paneles solares.

La tecnología solar térmica permite el aprovechamiento de la radiación solar para la producción de energía a través del calentamiento de un fluido sin residuos contaminantes.

Un colector solar consta de una placa captadora que, gracias a su geometría y a las características de su superficie, absorbe energía solar y la convierte en calor (conversión fototérmica). Esta energía es absorbida y transmitida a un fluido portador del calor o de trabajo que circula dentro del colector solar.

Fundamentalmente existen tres tipos de colectores solares: planos, de tubos de vacío y de concentración.

La presente invención es aplicable concretamente al segundo tipo de colectores solares, los de tubos de vacío.

Los tubos de vacío están proyectados para reducir las dispersiones de calor hacia el exterior. El calor captado por cada elemento (tubo de vacío) es transferido a la placa, generalmente de cobre, aluminio o vidrio, que está dentro del tubo. De esta manera, el fluido portador del calor se calienta y, gracias al vacío, se reduce al mínimo la dispersión de calor hacia el exterior.

En su interior la presión del aire es muy reducida, de forma que impide la cesión de calor por conducción. En la fase de montaje, el aire entre el absorbedor y el vidrio de la cubierta es aspirado y hay que asegurar una hermeticidad perfecta y perdurable en el tiempo.

Comúnmente estos colectores solares están dotados de un reflector dispuesto tras el tubo de vacío destinado a reflejar los rayos solares incidentes en la zona de entre tubos contra la parte inferior del tubo de vacío. De esta manera se consigue un aprovechamiento máximo de la energía radiada por el sol.

Los sistemas solares para la integración de la calefacción y ACS normalmente están diseñados para cubrir hasta el 40% anual de las necesidades energéticas de una casa. Sistemas que produzcan una cantidad de energía superior no resultan convenientes, ya que el 100% de la energía disponible sólo sería utilizada en los días más fríos, y habría un exceso de energía en los meses más calurosos del año, siendo este sobrante de energía de difícil eliminación.

Esto es así dado que uno de los principales problemas de este tipo de dispositivos es la posibilidad de sobrecalentamiento del fluido portador del calor. De hecho, en el caso de que el calor producido por el sistema solar no fuera utilizado en un período de tiempo bastante largo, esto tendría como resultado un sobrecalentamiento del fluido de trabajo. En caso de estancamiento del fluido, éste puede alcanzar temperaturas muy altas poniendo en peligro toda la instalación.

Esta limitación es consecuencia de la imposibilidad de regular de manera económica y simple la energía generada a través del colector solar, el cual, siendo dimensionado para cubrir el 100% de las necesidades energéticas de una instalación en pleno invierno, produciría un superávit energético en verano imposible de aprovechar.

La presente invención resuelve totalmente dicho problema posibilitando la realización de instalaciones que cubran el 100% de las necesidades energéticas en las condiciones menos favorables, autolimitándose en cualquier momento la temperatura adquirida por el fluido de trabajo.

Para ello, los tubos de vacío del colector solar están dotados de medios capaces de limitar temporalmente su exposición a la radiación solar en función de la temperatura del líquido refrigerante.

Concretamente, estos tubos de vacío están dotados de un reflector externo móvil, capaz de rotar sobre el tubo hasta colocarse en la zona superior de este pasando entonces a actuar como parasol e impidiendo que la radiación solar llegue al tubo de vacío.

El funcionamiento del dispositivo es muy sencillo, cuando un termostato detecta una temperatura del fluido de trabajo más alto que un valor de referencia superior, pone en marcha un mecanismo que mueve el reflector/parasol de su posición baja tras el tubo de vacío, a su posición alta sobre el tubo, actuando en ese momento como parasol. La aportación de energía solar al sistema cesa y la temperatura comienza a descender. Cuando esta temperatura llega a un valor de referencia inferior, el mecanismo de accionamiento de los reflectores/parasoles, que ahora actúan como parasoles, vuelve a colocarlos en la zona inferior del tubo reanudándose nuevamente la aportación energética solar al sistema.

De esta manera, el panel solar genera la energía requerida interrumpiendo la aportación cuando se sobrepasan los valores de referencia.

Descripción de los dibujos

Con el objeto de ilustrar cuanto hasta ahora hemos expuesto, se acompaña a la presente memoria descriptiva, formando parte integrante de la misma, un conjunto de dibujos explicativos aunque no limitativos, del novedoso Dispositivo para la regulación energética en paneles solares.

La fig. 1 representa a una vista en perspectiva de un captador solar con el dispositivo de regulación energética abierto.

La fig. 2 representa una vista en perspectiva del captador solar con el dispositivo regulador cerrado.

La fig. 3 representa una vista detallada del dispositivo regulador abierto.

La fig. 4 representa una vista detallada del dispositivo regulador cerrado.

Descripción de un caso práctico

El novedoso dispositivo para la regulación energética en paneles solares esta formado por un reflector/parasol (1) por cada tubo de vacío (2) al cual se asocia a través de varios cojinetes (3) que permiten la rotación alrededor del mismo.

Cada reflector/parasol presenta en uno de sus extremos una corona dentada o piñón (4) sobre la que se acopla una correa de transmisión o cadena (5) capaz de hacer rotar conjuntamente todos los reflectores sobre sus correspondientes tubos de vacío (2).

Este movimiento es generado por un moto-reductor eléctrico (6) que, a través de una segunda correa de transmisión (7) acoplada sobre una segunda corona dentada (8) prevista en uno de los tubos de vacío, transmite el movimiento al resto de reflectores/parasoles (1).

El motor eléctrico es gobernado por un termostato no ilustrado, que lo activa en función de la temperatura medida en el fluido de trabajo que discurre por los tubos de vacío.

La dinámica de funcionamiento del novedoso regulador es la siguiente:

Cuando el termostato (no ilustrado) detecta una temperatura del fluido de trabajo más alta a un valor de referencia superior, pone en marcha el motor-reductor eléctrico (6) el cual a través de las correas (5) y (7) y de las coronas dentadas (4) y (8) hace rotar 180º sobre los tubos de vacío (2) los reflectores/parasoles (1) de su posición baja tras el tubo de vacío (fig. 1 y 3), a su posición alta sobre el tubo (fig. 2 y 4), actuando en ese momento como parasol. La aportación de energía solar al sistema cesa y la temperatura comienza a descender.

Cuando el termostato (no ilustrado) detecta una temperatura menor a un valor de referencia inferior, el mecanismo de accionamiento de los reflectores/parasoles, que ahora actúan como parasoles, vuelve a colocarlos en la zona inferior del tubo (fig. 1 y 3) actuando entonces como reflectores y reanudándose nuevamente la aportación energética solar al sistema.

La sucesión o paso continuo de una posición a otra de los reflectores/parasoles, implica un equilibrio energético en el sistema que garantiza la estabilidad química del fluido de trabajo y un régimen de temperatura idóneo en el sistema.

Serán independientes del objeto de la presente invención los materiales que se empleen en la fabricación de los distintos elementos que la componen, así como las formas, dimensiones y accesorios que pueda presentar, pudiendo ser reemplazados por otros técnicamente equivalentes, siempre que no afecten a la esencialidad de la misma ni se aparten del ámbito definido en el apartado de reivindicaciones.

Establecido el concepto expresado, se redacta a continuación la nota de reivindicaciones, sintetizando así las novedades que se desean reivindicar:

Claims (5)

1. Dispositivo para la regulación energética en paneles solares destinado a ser empleado preferentemente en colectores solares de tubos de vacío por cuyo interior discurre fluido de trabajo, caracterizado esencialmente porque los tubos de vacío del colector solar están dotados de medios capaces de limitar temporalmente su exposición a la radiación solar en función de la temperatura medida en el fluido de trabajo.

2. Dispositivo para la regulación energética en paneles solares según reivindicación anterior, caracterizado porque los medios capaces de limitar temporalmente su exposición a la radiación solar consisten preferentemente en un reflector/parasol móvil por cada tubo de vacío, que situándose en posición de uso en la zona trasera de este y actuando entonces como reflector, es capaz de rotar sobre el tubo a través de medios mecánicos hasta colocarse en la zona superior pasando entonces a actuar como parasol e impidiendo que la radiación solar llegue al tubo de vacío y viceversa.

3. Dispositivo para la regulación energética en paneles solares según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios mecánicos para la rotación de los reflectores/parasoles sobre los tubos de vacío consisten preferiblemente en un conjunto de cojinetes distribuidos convenientemente a lo largo de cada tubo de vacío que actúan como elemento de unión de los reflectores/parasoles al tubo en combinación con una corona dentada o piñón dispuesta en un extremo de cada tubo, sobre la que se acopla una correa de transmisión o cadena capaz de hacer rotar conjuntamente todos los reflectores/parasoles sobre sus correspondientes tubos de vacío, la cual es movida por un moto reductor eléctrico gobernado por un termostato.

4. Dispositivo para la regulación energética en paneles solares según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el moto reductor eléctrico mueve la correa dentada o piñón de los reflectores/parasoles a través de una segunda correa de transmisión acoplada sobre una segunda corona dentada prevista en uno de los tubos de vacío.

5. Dispositivo para la regulación energética en paneles solares según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cuando el termostato activa el moto reductor eléctrico este hace rotar 180º sobre los tubos de vacío los reflectores/parasoles para pasarlos de su posición inferior en el tubo de vacío a su posición superior y viceversa.