ES1298756U - Equipo solar calentador de agua sanitaria con fotovoltaica e inyección a red - Google Patents

Abstract

Equipo solar calentador de agua sanitaria con fotovoltaica e inyección a red, caracterizado por configurarse por unas placas fotovoltaicas, un depósito, un inversor, un termostato, una resistencia, un cuadro eléctrico con conexión a red eléctrica de la vivienda y un cuadro de mecanismos; en el equipo, y por detrás de la placa, y de manera oculta, está el depósito, sustentándose la placas fotovoltaicas y el depósito sobre una estructura metálica, siendo que el depósito contiene una sonda para el termómetro/termostato digital y una resistencia para calentar el agua.

Description

DESCRIPCIÓN

Equipo solar calentador de agua sanitaria con fotovoltaica e inyección a red

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La invención, tal como expresa el enunciado de Ia presente memoria descriptiva, se refiere a un equipo solar que permite calentar agua sanitaria sólo con fotovoltaica y una resistencia y cuando el agua está caliente, en vez de desaprovechar la energía de los paneles fotovoltaicos (verano) esta energía se inyecta en la red de la vivienda, dando lugar al correspondiente ahorro en la factura de la luz.

El campo de aplicación de Ia presente invención se encuentra dentro de Ia industria de la generación de energía y el ahorro energético.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Hasta ahora los equipos solares de calentamiento de agua conocidos son de tipo termosifón. Éstos tienen unas placas solares pero térmicas y un circuito cerrado hidráulico.

El invento que presentamos tiene la ventaja respecto al termosifón en que no estamos trabajando con un circuito hidráulico cerrado y por tanto no estamos trabajando con agua, con lo cual no tenemos ningún accesorio del circuito cerrado hidráulico (vaso de expansión, purgador, desagüe, llenado automático, intercambiador de calor dentro del propio depósito, válvulas de corte, latiguillos, aislante, anticongelante, válvula de seguridad).

Por tanto, si no tiene circuito cerrado hidráulico, con el tiempo tampoco tiene pérdidas de agua, no tiene fugas de agua, no se puede congelar el circuito en invierno, ni sobrepresiones en verano, ni sobrecalentamientos, pesa menos y el depósito al no tener intercambiador de calor pesa menos y es más pequeño para un mismo volumen de referencia.

También hemos conocido un dispositivo que con fotovoltaica calienta el agua sanitaria, pero este dispositivo es a modo de termo eléctrico y no sabemos cuándo y cómo decide calentar el termo con fotovoltaica o con la red de la vivienda. Así, si el agua caliente se enfría por la noche, se ignora quién calentará el agua, para una nueva ducha. La respuesta es que la red eléctrica de la vivienda calentará el agua, con lo cual al día siguiente las placas fotovoltaicas no aportan energía, porque el agua ya la calentó la red eléctrica de la vivienda y por tanto el sistema se inutiliza.

La diferencia con el invento que proponemos es que, en el equipo propuesto, "equipo solar calentador de agua sanitaria con fotovoltaica e inyección a red” , el depósito sólo es calentado por las placas fotovoltaicas, de manera que si hay sol, calienta el agua, y sólo calentará el agua por el día en que haya sol. Para ello se necesita un sistema auxiliar aparte, que mantenga siempre caliente el agua de las duchas, pero éste será un termo eléctrico alimentado con la red eléctrica o un termo de butano, preparado para tal uso o una caldera de gasoil o similar, donde el agua calentada por nuestro equipo o semi-calentada ya supondrá un ahorro.

Si el agua llega semi-caliente al sistema auxiliar éste lo que tendrá que dar es un pequeño aporte de energía para las duchas. Este pequeño aporte de energía es el que pagamos.

Todo lo que haya calentado nuestro equipo nos lo ahorramos, y si viene caliente para las duchas, entonces no tenemos que gastar ninguna energía porque ya está caliente.

También hemos conocido estudios para calentar agua con placas fotovoltaicas pero alimentan una bomba de calor y ésta calienta el agua.

No hace falta decir que el rendimiento de la bomba de calor es muy superior al equipo que proponemos, pero el equipo propuesto es más simple, no tiene partes móviles, no tiene mantenimiento, es ligero, no tiene circuito hidráulico ni de gas refrigerante, es más barato y en verano en zonas soleadas de gran irradiancia, está desperdiciada la bomba de calor, prácticamente porque el consumo de agua caliente es muy reducido y la bomba de calor estaría todo el día parada (desaprovechando la instalación). En cambio en el equipo propuesto este excedente de energía se vierte a la red en forma de energía eléctrica generada por las placas fotovoltaicas, dando lugar a un importante ahorro en la factura de la luz.

El equipo solar que se propone, en suma, es un invento por el cual se calienta el agua con una resistencia y esta resistencia se alimenta sólo y exclusivamente con fotovoltaica, y en verano donde hay tantas horas de sol y mínimo consumo de agua caliente, el excedente de fotovoltaica a través de un inversor se inyecta en la red eléctrica de la vivienda, lo cual va a suponer un ahorro significativo en la factura de la luz.

EXPLICACION DE LA INVENCION

La invención "Equipo solar calentador de agua sanitaria con fotovoltaica e inyección a red”, consiste en una o varias placas fotovoltaicas, que alimentan un inversor del cual sale corriente alterna a 240 V y éste, cuando da paso el termostato, alimenta la resistencia del depósito y calienta el agua; y cuando el agua está caliente el termostato desvía la corriente del inversor hacia la vivienda, inyectando la corriente en red y dando lugar a un ahorro en la factura de la luz. Ahorro que con los equipos de termosifón actuales no se aprovecha.

La invención consta principalmente de una o varias placas fotovoltaicas, un depósito, un inversor, un termostato, una resistencia y un cuadro eléctrico con conexión a red eléctrica de la vivienda.

La invención de este equipo está destinada a reemplazar al tradicional equipo de energía solar tipo termosifón, ya que, en vez de placas térmicas, el presente equipo tiene placas fotovoltaicas y en vez de intercambiador de calor dentro del depósito, el equipo propuesto tiene resistencia, lo cual implica cambios físicos, arquitectónicos, de ingeniería, técnicos y energéticos que ello comporta.

El principio del funcionamiento es muy básico. Simplemente, las placas fotovoltaicas sujetas por una estructura metálica, orientadas al sur y preferentemente inclinadas sobre unos 40° sobre la horizontal (según latitud) están de cara al sol y, por tanto, dándoles el sol todo el día, de manera que van a generar una corriente eléctrica continua.

Se presentan distintas modalidades posibles: disposición para terraza que es la más común, disposición para tejado e instalación partida (las placas fotovoltaicas arriba y abajo en un recinto, el depósito y todos los elementos).

Esta corriente eléctrica continua que sale de la/las placa/s va directamente a un inversor, del cual sale una corriente eléctrica alterna a 240 V, similar a la red eléctrica que entrega la compañía eléctrica de suministro.

Esta salida del inversor va a un contactor conmutador el cual es gobernado por el termostato, y desde aquí o se alimenta la resistencia del depósito y se está calentando el depósito o si el depósito está caliente el contactor conmutador desvía la corriente a la red eléctrica de la vivienda.

Así, en la disposición de terraza, en una estructura están acoplados la placa o placas fotovoltaicas. Detrás en el suelo y de manera oculta está el depósito y también el inversor, el cual está a la sombra de las placas fotovoltaicas para que en verano no le dé el sol y se sobrecaliente.

En la disposición de tejado, es prácticamente la misma que para terraza, pero con una estructura acoplada y pegada al tejado. El inversor está en un receptáculo donde está a la sombra y refrigerado por una corriente convencional y natural de aire.

Para la disposición de instalación partida, las placas están en la terraza o el tejado y en un recinto cercano a las placas se disponen el depósito, el inversor, el termostato y el cuadro de protecciones que da paso a la red de la vivienda.

El funcionamiento es que la/las placa/s fotovoltaicas les da el sol y generan corriente continua. Esta corriente va al inversor el cual la transforma en 240 voltios y alterna.

Esta corriente alterna va a un contactor conmutador que está dentro de la vivienda.

Un termostato gobierna el contactor conmutador, de manera que si la temperatura del depósito del equipo solar calentador de agua sanitaria con fotovoltaica e inyección a red está por debajo de la temperatura de consigna, el termostato actúa sobre el contactor conmutador y la corriente de las placas transformada por el inversor alimenta la resistencia. Si se llega a la temperatura de consigna en el depósito, entonces el termostato actúa sobre el contactor conmutador y desvía la corriente que sale del inversor hacia la red eléctrica de la vivienda.

La salida del contactor conmutador hacia la vivienda pasa por un diferencial y un magnatotérmico que son protecciones obligadas por el reglamento de baja tensión.

En el cuadro de protecciones se puede desconectar tanto la alimentación a la resistencia del depósito como la alimentación a la vivienda.

Nunca la vivienda alimentará la resistencia del depósito del equipo solar calentador de agua sanitaria con fotovoltaica e inyección a red. Aunque el agua esté fría y no haya sol, nunca la vivienda alimentará la resistencia.

La resistencia se alimenta sólo y exclusivamente con las placas fotovoltaicas.

Entonces supongamos una mañana que sale el sol. Los paneles empezarán a generar corriente y esta corriente va directa a un inversor ubicado detrás de las placas y en sombra para evitar que se caliente en verano. La corriente continua de las placas se convierte en el inversor en corriente alterna y de 240 V, que es igual que la corriente de red.

La salida de corriente alterna del inversor va a un contactor conmutador el cual lo gobierna un termómetro/termostato.

Este termómetro/termostato ubicado en la vivienda nos dice si el agua está caliente o fría.

Si el agua del depósito está fría, el termostato ordena que la corriente de las placas fotovoltaicas alimente la resistencia ubicada en el depósito, con el fin de calentar el agua.

Mientras haya sol y el agua esté fría, la corriente generada por los paneles alimenta la resistencia y la resistencia sólo es alimentada por la corriente solar, nunca por la vivienda. Si el agua del depósito del equipo solar calentador de agua sanitaria con fotovoltaica e inyección a red está fría para su consumo, pues el agua la calentará el sistema auxiliar.

Habrá días que no haya sol y el agua permanecerá fría. Nunca este agua será calentada por la red eléctrica de la vivienda. Esto no hace las funciones de un termo eléctrico convencional de una vivienda.

Si el agua está fría, y no hay sol, el agua de consumo la calentará el sistema auxiliar, el cual es obligatorio instalar a la salida de agua del depósito del equipo solar calentador de agua sanitaria con fotovoltaica e inyección a red, precisamente para que en el caso de que no haya sol, si que haya agua caliente calentada por un sistema convencional para el consumo de agua caliente.

Puede ocurrir que el sol del día no haya sido suficiente y que le haya dado tiempo a las placas de templar el agua.

En este caso de nuevo, el sistema auxiliar será el encargado de subir la temperatura del agua, pero ésta ya viene templada con lo cual el sistema auxiliar ahorra energía, ya que no tiene que calentar el agua desde fría a caliente, sino de templada a caliente. Esto ya implica un ahorro de energía para la vivienda.

Otro caso que se puede dar es que el agua esté caliente para las duchas, pero no haya llegado a la temperatura de consigna el agua del depósito del equipo solar calentador de agua sanitaria con fotovoltaica e inyección a red, entonces el sistema auxiliar no arrancará y el agua caliente del equipo irá directa a consumo. Estamos hablando de temperaturas cercanas a los 42°C donde es una temperatura factible para las duchas. El sistema auxiliar no arrancará, sin embargo, la corriente del equipo solar calentador de agua sanitaria con fotovoltaica e inyección a red no volcará la energía en la red eléctrica de la vivienda por no haber llegado a la temperatura de consigna que puede estar entorno a los 60°C.

En este caso el ahorro en calentar el agua es total.

Sin embargo, las placas siguen calentando el agua porque aunque ésta está caliente, el termómetro/termostato no ha llegado a la temperatura de consigna.

Cuando hablamos de agua caliente suficiente para las duchas nos estamos refiriendo a una temperatura cercana a 42°C. Esto ya es agua caliente. Pero el termostato puede tener una consigna de 60°C, de forma que las placas si hay sol calentarán el agua desde fría hacia arriba. Si la calientan por debajo de 42°C el sistema auxiliar funciona (ahorro relativo). Si las placas la calientan por encima de 42°C el sistema auxiliar no necesita calentar el agua (ahorro total), porque para las duchas necesitamos una temperatura cercana a los 42°C, de manera que si el equipo solar calentador de agua sanitaria con fotovoltaica e inyección a red calienta el agua a unos 42°C esta agua lo desvía una válvula de 3 vías directo a las duchas y no pasa por el sistema auxiliar con lo cual el ahorro es total.

Y si ocurriera que las placas calientan el agua hasta la temperatura de consigna que pueden ser 60°C (esta temperatura de consigna es ajustable por el cliente en el termómetro/termostato el cual se encuentra en la vivienda) en tal caso se ha alcanzado la temperatura máxima de consigna, y entonces el termómetro/termostato da orden de haber alcanzado la temperatura establecida y deriva la corriente de las placas hacia la red de la vivienda. Es así como pasamos de ahorrar a generar y conseguimos un ahorro doble. Primero calentar el agua con energía solar y segundo, cuando el agua ha llegado a la temperatura de consigna entonces no sigue calentando, sino que se aprovecha esa energía para generar corriente para la vivienda.

Con esta corriente vamos a alimentar los aparatos que estén funcionando en la vivienda, con lo cual generamos parte de la corriente que necesitamos y tendremos un ahorro en la factura de la luz.

Ésta es una parte muy importante de la invención, ya que los equipos tradicionales tipo termosifón, normalmente en días de verano, alcanzan la temperatura caliente y después se siguen calentando, dando lugar a sobrepresiones y sobre-temperaturas lo cual daña el equipo. Aparte esta energía no es aprovechada y se desperdicia precisamente en dar lugar a funcionamientos incorrectos de estos equipos tipo termosifón.

El equipo que proponemos, cuando se alcanza la temperatura de consigna, no sigue calentando (mejora 1) y entonces no desaprovechamos la energía que genera sino que aprovechamos esta energía inyectándola en red (mejora 2), esto es energía que de otra forma malgastaríamos.

Esto ocurrirá todos los días del verano, ya que la irradiancia es máxima y el consumo de agua caliente mínimo.

Para maximizar este efecto, en el termómetro/termostato que se encuentra en la vivienda y es de tipo electrónico, se puede ver la temperatura del depósito y el usuario puede regular la temperatura de consigna, de manera que en invierno podemos subirla para el caso que haya sol, y éste sea suficiente para calentar suficiente agua para las duchas y que no tenga que entrar el apoyo. De la misma manera en verano se debe de bajar la temperatura de consigna al mínimo, (unos 30°C o incluso menos) para que el sol caliente rápidamente el agua hasta la temperatura de consigna y el termostato desvíe la corriente de las placas a la vivienda, con el consiguiente ahorro en la factura de la luz, una vez cubiertas ya las necesidades de agua caliente sanitaria. Hay que decir en apoyo de lo anterior, que el agua de red en verano es más caliente que en invierno. En algunos sitios puede ser 10°C más caliente el agua del grifo en verano que en invierno, con lo cual entrando más caliente el agua en el depósito y calentándola a una temperatura de consigna inferior que en invierno, pues en verano apetece la ducha entre templada y fría, nos lleva a que el equipo va a calentar rápidamente el agua y se va a desviar rápidamente la corriente hacia la vivienda.

Toda esta energía que se desvía a la vivienda para el caso del equipo tradicional tipo termosifón se desperdicia.

Se contempla también otra particularidad, y es la posibilidad de que se vaya la corriente de la casa y sea de día y haga sol. Entonces es posible alimentar con las placas la vivienda y dar puntualmente y parcialmente corriente a la vivienda.

La potencia suministrada por el inversor estaría en función de la potencia de éste y de la potencia instalada de las placas.

Por lo menos parcialmente podemos alimentar la vivienda, pero con una carga relativa al inversor que tenemos instalado.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Vista frontal en alzado. Se ve la cara que da al sol. Se observan los paneles fotovoltaicos y detrás oculto el depósito. Disposición para terraza.

Figura 2.- Vista en alzado por la parte de atrás, donde no da el sol. Disposición para terraza.

Figura 3.- Vista de perfil. Se observa como el depósito queda oculto por los paneles y colocado a la altura de la base. Disposición para terraza

Figura 4.- Vista de perfil. Disposición para terraza. Se observa el inversor en la parte de atrás, a la sombra de los paneles fotovoltaicos.

Figura 5.- Vista de perfil. Disposición para tejado. Se observa el inversor dentro de un recipiente chapado y a la sombra con ventilación natural, para evitar calentamientos en verano. Ubicación de elementos principales. Disposición para tejado.

Figura 6.- Disposición para terraza. Se observan los cables de conexión entre la terraza y la vivienda del "equipo solar calentador de agua sanitaria con fotovoltaica e inyección a red”.

Figura 7.- Instalación partida. Esquema circuito eléctrico

Figura 8.- Esquema eléctrico general.

Figura 9.- Circuito hidráulico. Conexión hidráulica del equipo solar calentador de agua sanitaria e inyección a red y el sistema auxiliar.

Figura 10.- Detalle del cuadro eléctrico conexión a red. Detalle de cómo quedaría instalado y cuáles serían sus componentes.

En las citadas figuras se pueden destacar los siguientes elementos constituyentes:

1. Placa/placas fotovoltaica/s

2. Depósito de agua caliente sanitaria.

3. Estructura metálica.

4. Resistencia eléctrica.

5. Sonda de temperatura.

6. Inversor.

7. Recinto que contiene al inversor con rejillas inferiores y superiores.

8. Circulación natural de aire para refrigerar el inversor.

9. Tejado. Cubierta de la vivienda.

10. Contactor conmutador. Desvía la corriente a la resistencia del depósito o a la red eléctrica de la vivienda.

11. Termómetro/Termostato digital.

12. Cuadro eléctrico conexión a red y protecciones.

13. Red eléctrica de la vivienda.

14. Alimentación eléctrica de la vivienda al termostato, pero sólo al termostato. 15. Contacto hacia la resistencia del depósito.

16. Contacto hacia el cuadro de mecanismos conexión con la red eléctrica de la vivienda.

17. Línea eléctrica que une la salida de las placas con la entrada del inversor.

18. Salida del inversor. Contacto común del contactor conmutador

19. Cable coaxial de la sonda eléctrica del depósito hacia el termómetro/termostato digital.

20. Entrada de agua de red fría de la vivienda al depósito del equipo solar calentador de agua sanitaria con placas fotovoltaicas e inyección a red.

21. Salida de agua caliente del depósito del equipo solar calentador de agua sanitaria con placas fotovoltaicas e inyección a red.

22. Válvula de 3 vías. Según la temperatura del agua la desvía al sistema de apoyo para calentarla o la desvía a consumo si está caliente.

23. Entrada del agua fría o templada en el sistema de apoyo para su calentamiento.

24. Agua caliente directa a consumo. Por estar caliente no tiene que pasar por el sistema de apoyo para calentarla.

25. Salida de agua caliente del sistema de apoyo. Directa a consumo.

26. Sistema de apoyo para calentamiento de agua. Puede ser eléctrico o de gasoil, gas o cualquier otro combustible.

27. Consumo. Puede ser duchas, aseos, cocina, etc.

28. Forjado de la terraza.

29. Magnetotérmico de salida del equipo solar calentador de agua sanitaria con placas fotovoltaicas e inyección a red. Este magnetotérmico conecta con la red de la vivienda y protege al equipo de sobreintensidades.

30. Diferencial de salida. Protege de derivaciones a los usuarios de la vivienda. 31. Magnetotérmico que corta y protege la alimentación de la resistencia. Anula la corriente a la resistencia en caso de avería.

32. Piloto rojo que informa de que está funcionando la resistencia.

33. Piloto verde que informa de que se está inyectando corriente en la vivienda.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

La invención (Fig.1) consta de una o varias placa/s fotovoltaica/s (1) por detrás de las cuales de manera oculta está el depósito de agua caliente sanitaria (2). Tanto el depósito como las placas se sustenta todo sobre una estructura metálica (3). Este depósito contiene una sonda de temperatura (5) (Fig.2) para el termómetro/termostato digital (11) (Fig. 6) y una resistencia eléctrica (4) (Fig. 2) para calentar el agua. Después está el inversor (6) (Fig. 5), el cual está ubicado en la parte de atrás donde no le del sol, a la sombra de las placas, para evitar calentamientos en verano.

En la disposición para el tejado (Fig. 5) el inversor (6) tiene una pantalla solar para protegerlo del sol y está recogido en un recinto que contiene al inversor con rejillas inferiores y superiores (7) el cual está refrescado por una circulación natural de aire para refrigerar el inversor (8) y la cual lo enfría.

Así pues, las disposiciones que se dan son, en terraza (Fig 3), en tejado (Fig. 5) e instalación partida (Fig. 7).

En la disposición para terraza hacer hincapié en que el depósito no se ve y queda oculto por las placas. El que se vea el depósito por encima de las placas es un detalle arquitectónico que no les gusta a los arquitectos, como ocurre en el equipo de termosifón. En el invento que aquí presentamos, el equipo solar calentador de agua sanitaria con fotovoltaica e inyección a red, el depósito está a ras de suelo y no se ve.

El depósito queda a ras de suelo sin tener que estar elevado como en los equipos de termosifón (con placas de agua). Según se muestra en las (Figuras 1,2,3, y 4), de manera que el depósito no se ve.

En la disposición para tejado, se puede aprovechar el tejado si está orientado al sur. Mediante estructura se acopla las placas, el depósito y el inversor del equipo solar calentador de agua sanitaria con fotovoltaica e inyección a red al tejado. (Fig. 5).

En la instalación partida (Fig. 7) la ubicación de los elementos es distinta. Se supone que hay un recinto en la vivienda cerca del tejado, puede ser un cobertizo o un sótano, etc., donde se puede instalar el depósito. También en este recinto se ubica el inversor, siempre y cuando no haya mucha distancia entre las placas y el recinto, ya que la salida de las placas va al inversor y esta corriente es continua y de menor tensión que la de red eléctrica de la vivienda.

Si la distancia es muy larga (unos 10 metros) la solución es colocar el inversor detrás de las placas en cubierta y el depósito en el recinto sin importar la distancia.

En la Fig. 6 se aprecian los cables que bajan y suben a la terraza. La salida del inversor de 240 V alterna va al contacto común (18) del contactor conmutador (10), el cual desviará la corriente del inversor hacia el contacto hacia la resistencia del depósito (15) si el agua del depósito está fría y entonces sale un cable que va hacia arriba a la terraza que alimentará la resistencia eléctrica (4) del depósito.

Todo esto es a 240V, con lo cual no importa la distancia que haya entre la terraza y la vivienda.

Después hay otro cable coaxial de la sonda eléctrica del depósito hacia el termómetro/termostato digital (19) que es el cable coaxial que baja de la sonda de temperatura (5) introducida en el depósito y que lleva la información al termómetro/termostato digital (11) para leer la temperatura del depósito.

En la Fig. 7 se contempla la instalación partida. Esto es que hay un recinto de la vivienda que está cerca de la cubierta de la vivienda, de manera que puede haber una distancia aproximada de 10 metros de distancia entre la cubierta y el recinto.

Esta distancia es importante porque las placas tienen una salida en continua y a una tensión inferior a la de 240 V, con lo cual la caída de tensión aumenta con la distancia hasta el recinto. Si nos fijamos, la/las placa/placas fotovoltaicas (1) tienen una salida que (17) es una línea eléctrica que une la salida de las placas con la entrada del inversor ( 6 ) y esta distancia del cable es el que determina si es viable la instalación partida o no. Aunque dimensionando este cable a 6 ó 10 mm2 de sección podemos alargar la distancia de la cubierta al recinto.

Esta disposición es muy interesante porque permite tener todos los elementos (inversor (6), depósito (2) termómetro/termostato digital (11) y demás elementos en el recinto sin tener que instalarlos en cubierta.

Una vez explicadas todas las disposiciones, decir que el termómetro/termostato digital (11) en todas las disposiciones se encuentra en la vivienda y nunca en el exterior.

Éste es un termómetro/termostato digital regulable que nos informa de la temperatura del agua en el depósito y también se puede regular la temperatura de consigna. En invierno subiremos la temperatura para hacer frente al frío. En verano bajaremos la temperatura de consigna cercana a los 30°C, que es una temperatura ideal para las duchas del verano, de manera que alcanzada rápidamente esta temperatura de consigna el termostato ordenará volcar toda la corriente de las placas hacia la vivienda, de manera que tendremos una generación que inyectará en la vivienda y paliará el consumo de red exterior.

De las placas fotovoltaicas la corriente va al inversor y según el termostato mande la corriente de salida va a la resistencia del depósito hasta alcanzar la temperatura de consigna ( nunca esta resistencia es alimentada por la corriente de la vivienda, nunca) y entonces una vez alcanzada la temperatura de consigna en el depósito el termostato desvía la corriente del inversor hacia la red de la vivienda, alimentando así a la vivienda y no consumiendo en parte de la red exterior, lo cual significa un ahorro.

La corriente de salida del inversor (6) va al contactor-conmutador (10). Desvía la corriente a la resistencia del depósito o a la red eléctrica de la vivienda, de manera que cuando conmuta con el punto (15) que es el contacto hacia la resistencia del depósito, entonces alimenta la resistencia, pudiéndose cortar esta corriente en caso de avería (Fig. 10) (31), que es el magnetotérmico que corta y protege la alimentación de la resistencia. Anula la corriente a la resistencia en caso de avería.

Cuando el depósito está caliente y ha llegado a la temperatura de consigna, el contactorconmutador (10) que desvía la corriente a la resistencia del depósito o a la red eléctrica de la vivienda, pues la desvía hacia el punto (16) que es el contacto hacia el cuadro de mecanismos conexión con la red eléctrica de la vivienda, donde bajo orden del termómetro/termostato digital(11), esta corriente va hacia el cuadro eléctrico conexión a red y protecciones (12) antes de inyectar la corriente proveniente del inversor en la red eléctrica de la vivienda (13). En los tradicionales equipos de termosifón, esta energía se desperdicia y no se aprovecha. Es con este invento, el equipo solar calentador de agua con fotovoltaica e inyección a red, donde logramos aprovechar esta energía de forma eléctrica y ahorrarnos esta energía en la factura de la luz.

El cable de alimentación eléctrica de la vivienda al termostato, pero sólo al termostato (14) (Fig.8) alimenta el termómetro/termostato digital (11) porque por la noche no hay sol y el termómetro quedaría apagado hasta el día siguiente y si quisiéramos saber la temperatura que tiene el depósito por la noche no podríamos conocerla. Así el termómetro/termostato digital es alimentado por la red de la vivienda que es un consumo mínimo, unos cuantos unidades de watios, pero eso si, sólo el termostato es alimentado por la red eléctrica, en ningún caso la resistencia eléctrica (4) del depósito que sólo es alimentada por las placas fotovoltaicas.

En cuanto al circuito hidráulico, el agua puede salir del equipo solar calentador de agua sanitaria con fotovoltaica e inyección a red con una temperatura fría, en tal caso, la válvula de 3 vías que según la temperatura del agua la desvía al sistema de apoyo para calentarla o la desvía a consumo si está caliente (22) (Fig. 9) desvía el agua fría hacia el sistema de apoyo para calentamiento de agua que puede ser eléctrico o de gasoil, gas o cualquier otro combustible (26) (Fig. 9) y éste calienta el agua poniéndola apta para consumo que puede ser duchas, aseos, cocina, etc..(27)

Si el agua sale templada del equipo solar calentador de agua sanitaria con fotovoltaica e inyección a red, entonces el sistema de apoyo sólo le dará el aporte calorífico necesario para su consumo, lo cual ya es un ahorro, y si el agua viene caliente (unos 40°C) la válvula de 3 vías que según la temperatura del agua la desvía al sistema de apoyo para calentarla o la desvía a consumo si está caliente (22) (Fig.9) pasará el agua directamente a consumo que puede ser duchas, aseos, cocina, etc. (27) sin pasar por el sistema auxiliar, siendo el ahorro total en calentar el agua.

En la (Fig.10), se desglosa el cuadro eléctrico conexión a red y protecciones (12), donde encontramos un diferencial de salida que protege de derivaciones a los usuarios de la vivienda (30) para proteger los posibles contactos indirectos, seguido eléctricamente de un magnetotérmico de salida del equipo solar calentador de agua sanitaria con placas fotovoltaicas e inyección a red. Este magnetotérmico conecta con la red de la vivienda y protege al equipo de sobreintensidades (29) de manera que limita la corriente máxima del inversor (6) y lo protege de los posibles cortocircuitos.

El piloto rojo que informa de que está funcionando la resistencia (32) se enciende cuando el termómetro/termostato digital (11) da paso para calentar el depósito de agua caliente sanitaria (2).

El piloto verde que informa de que se está inyectando corriente en la vivienda (33) informa que el depósito de agua caliente sanitaria (2) ya está caliente, ya ha llegado a la temperatura de consigna y la energía de la/las placa/placas fotovoltaicas (1) se está volcando en la red eléctrica de la vivienda (13).

No se considera necesario, hacer más extensa esta descripción para que cualquier experto en la materia comprenda el alcance de la invención y las ventajas que de la misma se derivan en sus diferentes aplicaciones. Los materiales empleados en la fabricación de las diferentes que lo integran incluidos los elementos de fijación, sus dimensiones, formas o diseños serán susceptibles de variación siempre y cuando ello no suponga una alteración en la esencialidad del invento. Los términos en los que se ha descrito la memoria han de entenderse en sentido amplio y no limitativo.

Claims (4)

REIVINDICACIONES

1. - Equipo solar calentador de agua sanitaria con fotovoltaica e inyección a red, caracterizado por configurarse por unas placas fotovoltaicas, un depósito, un inversor, un termostato, una resistencia, un cuadro eléctrico con conexión a red eléctrica de la vivienda y un cuadro de mecanismos; en el equipo, y por detrás de la placa, y de manera oculta, está el depósito, sustentándose la placas fotovoltaicas y el depósito sobre una estructura metálica, siendo que el depósito contiene una sonda para el termómetro/termostato digital y una resistencia para calentar el agua.

2. - Equipo solar calentador de agua sanitaria con fotovoltaica e inyección a red, según reivindicación 1, caracterizado porque el inversor está ubicado, de forma general, en la parte posterior del equipo, y, cuando se ubica el equipo en tejado, el inversor tiene una pantalla solar que se instala en un recinto, y porque, alternativamente, se prevé su ubicación en un recinto en el propio interior de la vivienda.

3. - Equipo solar calentador de agua sanitaria con fotovoltaica e inyección a red, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque del inversor sale el cable de 240V alterna que va al contacto común de un contactor conmutador para el desvío de la corriente del inversor hacia arriba a la terraza, para alimentación de la resistencia del depósito o hacia la inyección de la corriente a la red eléctrica de la vivienda y porque incorpora, además, un cable coaxial que baja de la sonda introducida en el depósito y que lleva la información al termómetro/termostato digital de lectura de temperatura del depósito

4. - Equipo solar calentador de agua sanitaria con fotovoltaica e inyección a red, según reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el cuadro de mecanismos incorpora un diferencial a la salida del contactor conmutador hacia la red eléctrica de la vivienda, seguido eléctricamente de un magnetotérmico; en el interior del cuadro de mecanismos se encuentra alojado el contactor conmutador para el desvío de la corriente del inversor hacia la resistencia del depósito o hacia la red de la vivienda, pasando por el diferencial y el magnetotérmico.