ES1075421U - Dispositivo de aspersión para limpieza de módulos solares fotovoltáicos. - Google Patents

Abstract

1. Dispositivo de aspersión para limpieza de módulos solares fotovoltaicos caracterizado por constar de un sistema de agarre al modulo solar fotovoltaico (4) y (5) a limpiar compuesto por un tubo de una longitud igual al ancho del módulo (1) y unas agarraderas laterales extensibles en anchura (4) y altura (5) para la fijación del tubo al módulo de forma no invasiva sujetándose al marco metálico del módulo (3), con unas agarraderas de tipo pinza o de forma invasiva atornillado el sistema tubular al marco metálico del módulo, que en cualquier caso no afectará a las células fotovoltaicas ni al correcto funcionamiento del módulo. El tubo rociará un fluido de limpieza a través de unos orificios (2), cuyo número y ángulos de incidencia variará de forma que el fluido de limpieza abarque toda la superficie del cristal del módulo. El fluido de limpieza se rociará con un sistema hidráulico (6) que proporcionará una presión regulada, por un dispositivo controlador que regule los tiempos y periodos de encendido y apagado, dependiendo de la superficie en la que incida el fluido de limpieza y adaptable a las distintas superficies de las distintas medidas de paneles solares.

Description

Dispositivo de aspersión para limpieza de módulos solares fotovoltaicos.

Objeto de la invención

La presente invención consiste en un dispositivo o sistema de limpieza por aspersión de módulo (panel o placa) solar fotovoltaico para su uso sobre cualquier módulo (panel o placa) fotovoltaico. El dispositivo ha sido concebido para mejorar la eficiencia energética y el rendimiento a la hora de obtener energía eléctrica a partir de la energía solar. Caracteriza la presente invención el uso de un tubo con agujeros con una presión de salida del fluido regulada a través de un sistema hidráulico que podrá estar instalado para uno o varios paneles. La salida de este fluido ha de limpiar el cristal del módulo solar fotovoltaico de polvo y suciedad.

El mecanismo de aspersión hace uso de dos puntos de anclaje que servirán de agarre fijo del mismo a la estructura o marco metálico del módulo y que permitirá absorber las solicitaciones del viento y diversos movimientos de la misma placa solar sin que el sistema perciba variaciones en la posición.

Antecedentes de la invención

Los módulos solares fotovoltaicos o colectores solares fotovoltaicos (llamados a veces placas o paneles solares fotovoltaicos) están formados por un conjunto de celdas, células fotovoltaicas conectadas entre sí, que producen electricidad a partir de la luz que incide sobre ellas. El parámetro estandarizado para clasificar su potencia se denomina potencia pico, y se corresponde con la potencia máxima que el módulo puede entregar bajo unas condiciones estandarizadas, que están recogidas en la norma EN61215.

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Irradiancia: 1000 W/m^{2} (1 KW/m^{2}).

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Distribución espectral de la radiación incidente: AM1.5 (masa de aire).

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Incidencia normal.

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Temperatura de la célula: 25ºC.

La irradiancia se define como la densidad superficial de potencia de la radiación solar. Es decir, a la relación entre la potencia y la superficie, y se mide en W/m^{2}. La distribución espectral de la radiación solar incidente se caracteriza mediante un parámetro conocido como "masa de aire", que indica el espesor relativo de la atmósfera que debe atravesar para llegar a la superficie de la Tierra.

Los Valores de Tensión y Corriente del módulo dependerán del número total de células fotovoltaicas (de material semiconductor) que lo componen, de sus características y de las conexión de las mismas (serie y/o en paralelo). Un módulo solar fotovoltaico transforma la energía solar (energía en forma de radiación) en una determinada cantidad de corriente continua, también denominada DC (acrónimo del inglés Direct Current) y que corresponde a un tipo de corriente eléctrica que se describe como un movimiento de cargas en una dirección y un sólo sentido, a través de un circuito. Considerando que los paneles fotovoltaicos actuales tienen una eficiencia típica entre el 15% y el 20%, recibiendo 1000 W/m^{2} de irradiación solar, para un módulo de un 1 m^{2} de superficie tendríamos una potencia de salida en DC de 150-200 w
eléctricos.

El mayor inconveniente de estos los paneles solares reside en la poca eficiencia de los mismos que además puede verse mermada hasta en un 25% debido a la suciedad y polvo ubicada sobre el cristal que impedirán que los fotones de los rayos de luz incidan sobre la superficie de silicio.

El cristal es transparente y de una composición especial, es decir, contiene un bajo porcentaje de partículas de hierro en su composición y tiene muy baja reflexión para no perder radiación incidente. Sin embargo, la suciedad depositada en el mismo con el paso del tiempo reduce considerablemente el rendimiento del módulo y como consecuencia la energía anual producida por el conjunto de la instalación solar.

Actualmente en las instalaciones solares fotovoltaicas existentes se suele realizar la limpieza de los módulos fotovoltaicos mediante la utilización de una manguera por la cual sale agua a presión o mezcla de aire y agua a presión. Este es un ejercicio que realiza el personal de mantenimiento de la instalación de manera totalmente manual, subiéndose a una escalera mecánica o utilizando algún tipo de grúa o aparato elevador. No existen comercialmente sistemas integrados en los módulos que permitan de manera automatizada la limpieza de los mismos.

La presente invención tiene como objeto la mejora del rendimiento de utilización y de la eficiencia energética de los módulos o paneles solares fotovoltaicos, con la limpieza regular de los mismos mediante un sistema acoplado al módulo y como consecuencia de ello una mayor generación de electricidad y un retorno anticipado de la inversión, es decir, mayor producción de energía anual.

Descripción de la invención

La presente invención consiste en un sistema de aspersión especialmente concebido para la aplicación sobre módulos (paneles) solares fotovoltaicos.

La estructura principal de este sistema está constituida por un tubo, con forma circular o de prisma, y con dos agarres laterales, dispuestos en la parte superior del modulo solar quedando éste solidario con el marco metálico (marquesina) del panel solar. No es estrictamente necesario que sea un sistema tubular aunque se considera la opción más lógica para la mejor conducción del fluido de limpieza, aunque podría ser de tipo cuadrada para un mejor apoyo del conducto sobre la marquesina del panel.

El dispositivo de limpieza consta de un tubo o prisma metálico de aluminio o acero inoxidable, de una longitud y de un diámetro interior y exterior que dependerá de la presión necesaria a conseguir, que a su vez dependerá del tamaño de la placa solar a limpiar. Su longitud dependerá del ancho del modulo fotovoltaico a integrar y no será superior al ancho total del modulo en cuestión, medido en milímetros.

Dicho tubo estará cerrado por sus extremos y debe tener el número idóneo de orificios, que podría estar entre 2 y 300 orificios todos ellos alineados en el tubo y distribuidos de forma equidistante, no estando los orificios laterales (el primer orificio lateral de cada extremo) a menos de 1 centímetro del extremo del tubo, o extremo del marco metálico, de modo que se obtenga una irrigación de la totalidad de la superficie del cristal del módulo o panel fotovoltaico y como consecuencia una limpieza total de la misma.

Este sistema tendrá un enganche lateral regulable según el grosor del modulo y se ajustará de forma fija a éste. El tubo estará alimentado del fluido de limpieza por un tubo conectado en su zona media, y éste a su vez estará conectado a un sistema hidráulico con el que se podrá regular la presión de salida del fluido según la superficie a limpiar del módulo y/o del conjunto total de módulos de la instalación.

El sistema aporta las siguientes ventajas:

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Mejora de la eficiencia y rendimiento energético de los módulos (paneles o placas) solares fotovoltaicos, al limpiar la superficie del cristal y por tanto dejar pasar más radiación solar a las células solares fotovoltaicas que forman el módulo.

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La limpieza del módulo fotovoltaico es autónoma y automática.

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La limpieza se puede programar con algún dispositivo de control o reloj astronómico.

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Limpieza de zonas de difícil acceso en instalaciones grandes como son los huertos solares por estar algunas filas de módulos instaladas a considerable altura e inclinación. O en instalaciones de paneles con integración arquitectónica de los mismos en fachadas o superficies construidas de difícil acceso.

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Adaptabilidad del sistema de limpieza a las distintas medidas de distintos módulos fotovoltaicos tanto en anchura como en la altura.

Breve descripción de los dibujos

Se complementa la presente memoria descriptiva, con un juego de planos, ilustrativos del ejemplo preferente y nunca limitativo de la invención.

Figura 1.- Muestra la vista en alzado del dispositivo tubular extensible en longitud con un número determinado de agujeros (a modo de ejemplo, ya que podrían ser hasta 300) y con las referencias numéricas de cada una de las partes y sub-partes del conjunto. Esta vista no puede incluir el tubo de alimentación del fluido, que si se muestra en las figuras 2 y 3.

Figura 2.- Muestra la vista en planta del dispositivo tubular con las referencias numéricas de cada una de las partes y sub-partes del conjunto, mostrando el sistema de enganche o agarre.

Figura 3.- Muestra una perspectiva en isométrica, de un módulo (placa o panel) solar fotovoltaico con un modelo de aspersión cuadrado (podría ser circular), con el sistema de agarre lateral cogido al marco metálico de dicho módulo, y el tubo de alimentación que vendría del sistema hidráulico el cual proporcionaría el fluido a una determinada presión.

Descripción de una forma de realización preferida

Las figuras utilizadas muestran un ejemplo de realización de la invención sobre la que se va a llevar a cabo la descripción del sistema.

El sistema aspersor está constituido por un tubo o prisma (1) (figuras 1, 2 y 3) sobre el que se realizarán una serie de orificios (2) (figura 1) en una configuración longitudinal con una orientación de los orificios tal que dirijan el chorro del fluido hacia el cristal del módulo fotovoltaico. Este tubo o prisma irá enganchado o agarrado (fijado) a la parte superior del marco metálico (3) del módulo (placa o panel) solar fotovoltaico mediante un par de agarraderas o enganches de extensión ajustable en altura y anchura (4) que estarán situadas en cada extremo del tubo o prisma aspersor. Dejando totalmente fijo el tubo aspersor a la estructura metálica del módulo fotovoltaico. Las agarraderas extensibles en anchura y altura (4) (Figura 1, 2 y 3) permitirán el ajuste exacto y el correcto agarre del tubo o prisma aspersor al módulo solar fotovoltaico por los laterales del mismo a la altura donde se encuentra la marquesina o marco metálico del módulo solar fotovoltaico (3) (figura 3). Las caras interiores de las agarraderas que vayan en contacto con el marco metálico del módulo irán recubiertas de una superficie de caucho (5) (Figura 1) o compuesto similar para evitar roces y asegurar la ausencia de deslizamiento relativo y conseguir un mejor agarre. El sistema de sujeción podrá ser también de tipo invasivo del marco metálico de la placa, por ejemplo atornillado, etc.. de forma que modifique de algún modo el estado inicial del módulo pero sin afectar a su correcto funcionamiento. El tubo o prisma estará alimentado por un tubo (6) de silicona, caucho o compuesto similar. Este tubo tendrá un tamaño referido a diámetro interior y exterior adecuado para permitir la llegada de la cantidad de fluido adecuada, es decir la cantidad calculada o prevista de diseño, al tubo aspersor para la correcta limpieza del módulo. Irá ubicado preferiblemente en la zona central o media de la parte trasera del tubo o prisma aspersor e irá conectado a un sistema hidráulico que proporcionará la fuerza necesaria para la salida a elevada presión del fluido a través de los orificios de dicho tubo (figura 2 y 3).

Claims (1)

1. Dispositivo de aspersión para limpieza de módulos solares foto voltaicos caracterizado por constar de un sistema de agarre al modulo solar fotovoltaico (4) y (5) a limpiar compuesto por un tubo de una longitud igual al ancho del módulo (1) y unas agarraderas laterales extensibles en anchura (4) y altura (5) para la fijación del tubo al módulo de forma no invasiva sujetándose al marco metálico del módulo (3), con unas agarraderas de tipo pinza o de forma invasiva atornillado el sistema tubular al marco metálico del módulo, que en cualquier caso no afectará a las células fotovoltaicas ni al correcto funcionamiento del módulo. El tubo rociará un fluido de limpieza a través de unos orificios (2), cuyo número y ángulos de incidencia variará de forma que el fluido de limpieza abarque toda la superficie del cristal del módulo. El fluido de limpieza se rociará con un sistema hidráulico (6) que proporcionará una presión regulada, por un dispositivo controlador que regule los tiempos y periodos de encendido y apagado, dependiendo de la superficie en la que incida el fluido de limpieza y adaptable a las distintas superficies de las distintas medidas de paneles solares.