ES2200510T3 - Instalacion de laminas para dar sombra. - Google Patents

Abstract

Instalación para dar sombra, que comprende - una hilera de láminas para dar sombra (1a, 1b, 1c, 2a, 2b, 2c), las cuales están dispuestas en cada caso con posibilidad de movimiento de vaivén alrededor de un eje longitudinal (3 a 8) que discurre transversalmente respecto de la dirección de la hilera (R) y que constan de un grupo de láminas directas (1a, 1b, 1c) y un grupo de láminas opuestas (2a, 2b, 2c) dispuestas alternadamente, y - medios de movimiento de vaivén los cuales giran las láminas de cada grupo en el mismo sentido entre sí y en sentido contrario respecto de las del otro grupo, caracterizada porque - los medios de control del movimiento de vaivén están ajustados para controlar los movimientos de vaivén en sentido contrario de los dos grupos de láminas (1a, 1b, 1c; 2a, 2b, 2c) de tal manera, dependiendo de la altura del sol, que dentro de una zona de vaivén correspondiente, que comprende la posición cerrada de la hilera de láminas, las zonas opuestas entre sí de láminas contiguas queden aproximadamente sin sombrear en la posición de las láminas ajustada en cada caso dependiendo de la dirección de incidencia del sol en la proyección hacia la dirección de incidencia de la luz del sol.

Description

Instalación de láminas para dar sombra.

La invención se refiere a una instalación de láminas para dar sombra según el preámbulo de la reivindicación 1.

Las instalaciones para dar sombra con una hilera de láminas para dar sombra, las cuales están dispuestas en cada caso con posibilidad de movimiento de vaivén alrededor de un eje longitudinal que discurre transversalmente respecto de la dirección de la hilera, se utilizan, por ejemplo, para dar sombra a grandes superficies de fachada o de ventana en edificios, en especial en fachadas verticales y en superficies inclinadas de tragaluces. En la mayoría de las instalaciones para dar sombra conocidas de este tipo se giran, a diferencia del presente tipo de instalación genérico, todas las láminas en el mismo sentido. Se conocen además unas instalaciones de este tipo las cuales, además de su función de dar sombra, llevan a cabo una función adicional de conversión de energía solar, para lo cual la hilera de láminas está equipada con elementos fotovoltaicos. Mediante la designación de elementos fotovoltaicos se hace referencia aquí a elementos constructivos activos fotovoltaicos de un tipo convencional cualquiera. Unas instalaciones para dar sombra de este tipo son suministradas, por ejemplo, por la empresa Colt International Limited, Hampshire, Gran Bretaña y están descritas en el prospecto de dicha empresa del año 1994 y en la publicación de la solicitud de patente DE 43 02 883 A1. En estas instalaciones para dar sombra se pueden girar todas las láminas mediante un accionamiento del regulador alrededor de ejes longitudinales, que discurren en cada caso en dirección horizontal, preferentemente en dirección Este-Oeste, de forma síncrona y en el mismo sentido desde una posición cerrada, como una primera posición final, hasta una posición abierta al máximo, como una segunda posición final, y nuevamente de vuelta, para lo cual están acopladas mediante una barra de accionamiento común a un mecanismo de regulación electromotor o electrohidráulico. En la posición cerrada, las superficies de lámina se encuentran, dejando en todo caso una pequeña rendija, en un plano y están por consiguiente orientadas con toda su superficie hacia la luz solar incidente. Mediante giro continuo hasta la posición abierta máxima se deja pasar más luz diurna difusa y, simultáneamente, con ello resulta posible, en muchos casos de aplicación, en especial en el caso de ejes de lámina superpuestos, orientar las superficies de lámina al menos aproximadamente verticales respecto de la dirección de incidencia del sol. La incidencia perpendicular de la luz aumenta el rendimiento energético específico de los elementos fotovoltaicos. Sin embargo, aparece simultáneamente el problema de que las superficies de lámina se sombrean parcialmente de forma creciente respecto de la incidencia de la luz del sol cuanto más se abren. Por esta razón, en este tipo de instalación conocida queda desaprovechada una parte de los elementos fotovoltaicos aplicados sobre las superficies de lámina en las posiciones abiertas de la láminas, o los elementos fotovoltaicos están dispuestos únicamente en la parte de las superficies de lámina no sometidas a sombreado. Esto limita el rendimiento energético específico de la generación fotovoltaica de energía con esta instalación.

Por el documento FR 2 110 753 se conoce una instalación de láminas para dar sombra con una hilera de láminas de la misma dimensión, las cuales son giradas en cada caso alrededor de un eje longitudinal que discurre transversalmente respecto de la dirección de la hilera el mismo ángulo de giro de tal manera que los cantos exteriores opuestos entre sí de láminas en cada caso contiguas están situados, aproximadamente, sobre una línea de conexión paralela a la dirección de incidencia de la luz del sol. Esto tiene allí como consecuencia que la luz solar directa, sólo en el caso singular de que la dirección de incidencia de la luz del sol sea ortogonal al plano de los ejes de vaivén de las láminas, incide perpendicularmente sobre las superficies de lámina, mientras que para todas las demás direcciones de incidencia incide de forma inclinada sobre todas las superficies de lámina.

Alternativamente al giro en el mismo sentido de todas las láminas, se han propuesto también ya instalaciones para dar sombra del tipo genérico en las cuales las láminas son giradas alternadamente en sentidos contrarios. La publicación de la solicitud FR 2 691 744 describe una instalación de este tipo en la cual las láminas contiguas son giradas, mediante un mecanismo de cable de accionamiento especial, ángulos de giro iguales en sentidos contrarios.

La publicación de modelo de utilidad DE 1 734 532 da a conocer una tapa de persiana con láminas que se pueden girar en sentidos contrarios, que sirve para el ajuste de una sección transversal de paso libre deseada en un canal de aire o similar y presenta un mecanismo de palanca especial para el giro en sentidos contrarios de láminas contiguas ángulos de giro igual de grandes o de magnitud parecida.

La invención se plantea el problema técnico de proponer una instalación de láminas para dar sombra del tipo mencionado al principio, en la cual la función de dar sombra deseada se lleve a cabo opcionalmente y aparezca un sombreado mutuo lo más pequeño posible de las láminas, de tal manera que la instalación, en caso necesario, se pueda aprovechar bien para una función adicional de conversión de energía solar y/o de colección de luz.

El problema se resuelve, según la invención, mediante una instalación para dar sombra que presenta las características de la reivindicación 1. En esta instalación la hilera de láminas contiene dos grupos de láminas diferentes dispuestas de forma alterna, es decir, un grupo de láminas directas, las cuales están pensadas preferentemente para que sigan la altura del sol que varía, es decir, vayan siguiendo a ésta, y un grupo de láminas opuestas, las cuales están dispuestas en la hilera alternadamente con las láminas directas. Las láminas de cada grupo son giradas entre sí en el mismo sentido, si bien las de un grupo lo son en sentido contrario a las del otro. El giro tiene lugar al mismo tiempo de una forma espacial de tal manera que las zonas opuestas entre sí de láminas contiguas, dentro de una zona de vaivén que contiene la posición cerrada, en la proyección hacia la dirección de incidencia de la luz del sol, están situadas al menos aproximadamente unas junto a otras y por consiguiente no unas detrás de otras. Con otras palabras, visto en la dirección de incidencia de la luz del sol, no aparece un solapamiento significativo de las zonas opuestas entre sí de láminas contiguas y con ello ningún sombreado significativo mutuo de las láminas.

Mediante este movimiento de vaivén especial, en sentido opuesto respecto del movimiento de vaivén de las láminas directas, de las láminas opuestas dispuestas alternadamente, se puede evitar por completo el sombreado mutuo de las láminas entre sí dentro de una zona de vaivén, suficiente para la mayoría de los casos de aplicación, de por ejemplo aproximadamente \pm 60º respecto de la posición cerrada de la hilera de láminas y simultáneamente llevar a cabo una función de dar sombrea óptima, con la cual se puede evitar prácticamente por completo la irradiación directa de la luz.

En una instalación para dar sombra perfeccionada según la reivindicación 2, las láminas directas, es decir únicamente cada segunda lámina de la hilera de láminas, están dotadas con elementos conversores de energía solar y/o colectores de luz. Debido a la amplia ausencia de sombreado, las láminas directas pueden estar dotadas en toda su superficie con este tipo de elementos y ser orientadas respecto de la altura del sol dentro de la zona de vaivén mencionada de, típicamente, hasta 120º, sin que aparezca un sombreado significativo de este revestimiento de toda la superficie. Dado que por consiguiente la irradiación solar se puede aprovechar bien por parte de los elementos que aprovechan la luz del sol en toda la superficie y sin sombreado sensible a lo largo de todo el transcurso del día resulta, a pesar del revestimiento únicamente alterno de las láminas con estos elementos, un rendimiento de energía solar comparativamente grande para una superficie total de láminas dada.

En una instalación para dar sombra perfeccionada según la reivindicación 3, se controla de forma óptima el movimiento de vaivén de las láminas opuestas, en sentido contrario respecto del movimiento de vaivén de las láminas directas, de tal manera que, al menos dentro de una zona de vaivén que contiene la posición cerrada de la hilera de láminas, en cada posición de las láminas los cantos exteriores orientados unos hacia otros de láminas contiguas están situados sobre una línea de conexión que discurre, aproximadamente, paralela respecto de la dirección de incidencia de la luz del sol. Con ello se evita dentro de esta zona de vaivén cualquier sombreado de las láminas contiguas. En caso de igual anchura de las láminas de ambos grupos esta zona de vaivén completamente libre de sombreado vale, para las láminas directas, solo aproximadamente \pm 60º alrededor de la posición cerrada, lo que hace posible un seguimiento de la luz del sol a lo largo de una zona angular correspondientemente grande. Las láminas opuestas giran en este caso alrededor de aproximadamente la mitad del ángulo de giro de las láminas directas. Con la reducción de la anchura de las láminas opuestas respecto de la anchura de las láminas directas se reduce algo la zona de vaivén completamente libre de sombreado, si bien una cierta superación de esta zona de vaivén, que va acompañada de un sombreado parcial inicial de las láminas directas, puede no ser tolerable en ciertos casos.

En una instalación para dar sombra perfeccionada según la reivindicación 4, las láminas opuestas están concebidas de forma controladora de la conducción de la luz, es decir, dotadas con elementos de conducción de la luz correspondientes, como elementos reflectores de la luz, dispersores de la luz o que controlan la dirección de la luz transmitida. Con ello las láminas opuestas pueden llevar a cabo de manera selectiva una funcionalidad de dar sombra deseada. Pueden, p. ej., estar concebidas de tal manera que conduzcan la luz diurna, mediante refracción y/o reflexión, de manera selectiva a un espacio interior de un edificio. Mediante una realización de la lámina opuesta como superficie de reflexión de luz se puede además, en caso necesario, reflejar la luz incidente hacia una lámina directa contigua y ser aprovechada allí, p. ej. fotovoltaicamente, de forma adicional a la luz solar que incide directamente, en especial cuando las láminas están ladeadas apreciablemente respecto de la posición cerrada.

En una instalación para dar sombra perfeccionada según la reivindicación 5, la hilera de láminas está dispuesta con ejes longitudinales de lámina que discurren transversalmente respecto de la horizontal. Preferentemente los ejes de vaivén están aquí paralelos respecto de la vertical o inclinados respecto de ésta un ángulo agudo. Un rendimiento de luz solar óptimo se logra mediante una orientación Norte-Sur con una inclinación correspondiente respecto del eje polar. La disposición de los ejes de vaivén de las láminas transversalmente respecto de la horizontal tiene la gran ventaja de que las láminas directas pueden ser orientadas respecto de la trayectoria solar del Este al Oeste. Las investigaciones han demostrado que esta orientación, con condiciones por lo demás iguales, permite un rendimiento fotovoltaico mayor que una orientación respecto de la altura del sol en el caso de ejes de vaivén de las láminas dispuestos horizontalmente.

En una instalación para dar sombra perfeccionada según la reivindicación 6, está previsto un dispositivo orientador para el giro automático de las láminas directas dependiendo de la altura del sol. Con ello se puede realizar la orientación Este-Oeste óptima mencionada en el caso de ejes de vaivén de las láminas que discurran transversales respecto de la horizontal, dependiendo del caso de aplicación o también cualquier otra orientación según la altura del sol convencional como, p. ej. una que dependa de la altura del sol. El dispositivo orientador puede contener, de manera convencional, un accionamiento electromotor, electrohidráulico o termohidráulico del regulador para las láminas directas.

En una instalación para dar sombra perfeccionada según la reivindicación 7, está previsto un varillaje con el cual las láminas directas pueden ser giradas acopladas de manera síncrona. El varillaje es adecuado en especial en conexión con el dispositivo orientador según la reivindicación 5 para la orientación automática según la altura del sol de las láminas directas.

En una instalación para dar sombra perfeccionada según la reivindicación 8, las láminas opuestas están acopladas, mediante un mecanismo de acoplamiento mecánico, por ejemplo un brazo de palanca sencillo o un cuadrilátero articulado, en sentido contrario al movimiento de vaivén de las láminas directas. Esto ahorra un accionamiento autónomo para las láminas opuestas y garantiza un movimiento de vaivén en sentido contrario definido de las mismas respecto de las láminas directas.

En una instalación para dar sombra perfeccionada según la reivindicación 9, las láminas directas son movidas, dentro de la zona de vaivén libre de sombreado, que contiene la posición cerrada de la hilera de láminas, siempre de tal manera que la luz solar en la proyección hacia el plano incide, perpendicularmente respecto de los ejes de vaivén de las láminas, ortogonalmente sobre las superficies de lámina de estas láminas. Con ello se puede lograr un rendimiento óptimo para un aprovechamiento de la energía solar, cuando estas superficie de lámina directa están revestidas con elementos de aprovechamiento de la energía solar correspondientes.

En los dibujos están representadas formas de realización ventajosas de la invención que se explican a continuación. En los dibujos las figuras muestran:

la Fig. 1 una vista lateral en forma de sección, esquemática, de una instalación de láminas para dar sombra fotovoltaicamente activa con láminas directas y láminas opuestas en disposición alternada y un dispositivo orientador con varillaje de acoplamiento,

la Fig. 2 una vista según la Fig. 1, si bien para una instalación para dar sombra con el varillaje de acoplamiento modificado,

la Fig. 3 una vista lateral esquemática de un engranaje de palanca para los varillajes de acoplamiento de las Fig. 1 y 2, y

las Fig. 4 a 7 una vista lateral esquemática de dos láminas directas contiguas y una lámina opuesta intercalada de las instalaciones según las Fig. 1 y 2 en posiciones ladeadas sucesivamente cada vez más.

La instalación de láminas para dar sombra ilustrada en la Fig. 1 comprende una hilera de láminas con un grupo de láminas directas 1a, 1b, 1c y un grupo de láminas opuestas 2a, 2b, 2c dispuestas de manera alterna respecto de ellas, de tal manera que a lo largo de la dirección de la hilera R se suceden en cada caso una lámina directa y una lámina opuesta. Las láminas directas 1a, 1b, 1c están revestidas sobre su lado orientado hacia la luz solar en toda su superficie con elementos fotovoltaicos de algún tipo convencional como, p. ej. células solares de capa fina de silicio monocristalino, policristalino o amorfo, y se designan por ello, a partir de ahora, como láminas fotovoltaicas. Un resumen sobre células solares utilizables se encuentra en W. Wettling, Solarzellentechnologie - Stand der Technik und Trends, Tagungsband 12. Symp. Photovolt. Solarenergie, 1997, S. 35. Todas las láminas para dar sombra 1a, 1b, 1c; 2a, 2b, 2c están dispuestas con posibilidad de movimiento de vaivén alrededor de su eje longitudinal central 3, 4, 5, 6, 7, 8 correspondiente, donde las láminas fotovoltaicas 1a, 1b, 1c son giradas en el mismo sentido y de manera síncrona. Asimismo las láminas opuestas 2a, 2b, 2c son giradas de manera síncrona y en el mismo sentido entre sí, si bien en sentido contrario respecto de las láminas fotovoltaicas 1a, 1b, 1c. En el ejemplo mostrado las láminas fotovoltaicas 1a, 1b, 1c y las láminas opuestas 2a, 2b, 2c tienen la misma anchura la cual, por otra parte, corresponde aproximadamente a la distancia entre ejes de vaivén 3 a 8 contiguos, de tal manera que la hilera de láminas representa en la posición cerrada mostrada una superficie para dar sombra esencialmente cerrada. Los dos tipos de láminas 1a a 2c no son, por lo demás, completamente opacas para llevar a cabo la función de dar sombra, sino que están concebidas controladamente translúcidas, es decir, semitransparentes para luz visible, de tal manera que se logra, mediante la luz solar y diurna, una iluminación sin deslumbramiento del espacio sombreado.

El movimiento de vaivén de las láminas tiene lugar automáticamente mediante un dispositivo orientador, del cual se muestra únicamente un accionamiento del regulador correspondiente mientras que sus restantes componentes son de naturaleza convencional. El accionamiento del regulador contiene una unidad de accionamiento 9 hidráulica, alternativamente una unidad de accionamiento electromotora o termohidráulica, a la cual está acoplado un varillaje de acoplamiento. El varillaje de acoplamiento contiene una primera varilla de acoplamiento 10, la cual está acoplada, con posibilidad de movimiento longitudinal, por un extremo, a la unidad de accionamiento 9 y con la cual están articuladas todas las láminas fotovoltaicas 1a, 1b, 1c mediante brazos de articulación 11a, 11b, 11c de tal manera que son giradas en el mismo sentido de manera síncrona por el movimiento longitudinal, llevado a cabo por la unidad de accionamiento 9, de la primera varilla de acoplamiento 10. Para ello los brazos de articulación 11a, 11b, 11c están conectados, por un lado, con movimiento de giro a la primera varilla de acoplamiento 10 y, por el otro, con resistencia a la torsión con un árbol de giro de lámina correspondiente, que representa el eje de vaivén 3, 5, 7. Las láminas opuestas 2a, 2b, 2c están acopladas de forma conjunta, mediante brazos de articulación 13a, 13b, 13c análogos, a una segunda varilla de acoplamiento 12 para un giro síncrono común.

Un engranaje de palanca se encarga de que el giro de las láminas opuestas 2a, 2b, 2c tenga lugar en sentido contrario al de las láminas fotovoltaicas 1a, 1b, 1c con una multiplicación definida que, en este ejemplo, está elegida de tal manera que el ángulo de giro de las láminas opuestas 2a, 2b, 2c en media sea justo la mitad de grande que el ángulo de giro de las láminas fotovoltaicas 1a, 1b, 1c. El engranaje de palanca acopla la, en la dirección de la unidad de accionamiento 9, primera lámina opuesta 2a con la lámina fotovoltaica 1a contigua del lado final, de tal manera que su movimiento de giro, llevado a cabo activamente por la unidad de accionamiento 9, es multiplicado por el engranaje de palanca, aquí en especial reducido, es transmitido en sentido contrario sobre la primera lámina opuesta 2a y desde allí, a través de la segunda varilla de acoplamiento 12, de manera síncrona a las restantes láminas opuestas 2b, 2c. El engranaje de palanca presenta para ello un brazo de palanca 14 en el cual, por el lado final, está articulado en cada caso un brazo de acoplamiento 15, 16, los cuales están conectados con su otro extremo con resistencia a la torsión con el árbol de giro 3 de la primera lámina fotovoltaica 1a o el árbol de giro 4 de la primera lámina opuesta 2a.

Mientras que en el ejemplo de la Fig. 1 las dos varillas de acoplamiento 10, 12 están dispuestas, sobre lados opuestos del plano de la hilera, a lo largo de un lado de la hilera de láminas, la Fig. 2 muestra una variante en la cual las dos varillas de acoplamiento 10, 12 están dispuestas sobre el mismo lado del plano de la hilera. Por lo demás esta variante corresponde por completo al ejemplo de la Fig. 1, lo que está indicado gracias a que para elementos funcionalmente iguales se han utilizado los mismos signos de referencia, de tal manera que por lo demás se remite a las explicaciones correspondientes a la Fig. 1.

La Fig. 3 muestra de forma más detallada el principio de funcionamiento del engranaje de palanca en una estructuración concreta. Con ello está dada una zona de vaivén deseada de las láminas fotovoltaicas de \pm 60º alrededor de la posición cerrada mostrada en las Fig. 1 y 2, lo que corresponde a una zona de ángulo de giro \gamma igual de grande del brazo de acoplamiento 15 que reposa con resistencia a la torsión sobre el árbol de giro de las láminas fotovoltaicas 3. A través del brazo de palanca 14 esta zona de ángulo de giro \gamma es transformada de 120º en una zona de ángulo de giro \delta de 60º la mitad de grande para el brazo de acoplamiento 16 que reposa con resistencia a la torsión sobre el árbol de giro de las láminas opuestas 4. Para llevar a cabo un buen comportamiento de transmisión de fuerza los brazos de acoplamiento 15, 16 y el brazo de palanca 14 están ajustados de tal manera entre sí en cuanto a longitud y posicionamiento que las líneas de acción del brazo de palanca 14 coinciden aproximadamente en las posiciones finales, de las cuales se muestra una en la Fig. 3, y forman un ángulo recto con la bisectriz W de la zona de vaivén \gamma del brazo de acoplamiento de las láminas fotovoltaicas 15. A las posiciones angulares, indicadas con radios de trazos en pasos de 20º, desde +60º hasta –60º del brazo de acoplamiento de las láminas fotovoltaicas 15 le corresponden, en el caso del brazo de acoplamiento de las láminas opuestas 16, las posiciones angulares -27,1º, -20,1º, -11,1º, 0º, +12,4º, +22,9º y +32,9º, por este orden. El engranaje de palanca sencillo mostrado se puede realizar con poco complejidad y lleva a cabo, de forma aproximadamente simétrica respecto de la posición cerrada, aunque de manera no completamente exacta, una relación de ángulo de giro que garantiza la ausencia de sombreado. Un cumplimiento exacto de esta relación es posible, en caso necesario, mediante la utilización de un engranaje de correa o similar o de accionamientos separados para los dos grupos de láminas.

Las Fig. 4 a 7 muestran la manera de funcionar de la instalación para dar sombra según las Fig. 1 y 2 contemplando, a título de ejemplo, dos láminas fotovoltaicas 1b, 1c contiguas y una lámina opuesta 2b intercalada, de forma esquemática en diferentes posiciones de basculación. La hilera de láminas está, en este ejemplo, orientada espacialmente de tal manera que los ejes de vaivén de las láminas 5, 6, 7 están en el plano Norte-Sur, p. ej., verticales o con un ángulo de inclinación, que corresponde a la inclinación del eje de los polos, respecto de la vertical. Como aclaración se indican en estas figuras los puntos cardinales a título de ejemplo para el caso en que la instalación se encuentre en el hemisferio Norte. Los elementos fotovoltaicos de las láminas fotovoltaicas 1b, 1c se encuentran en correspondencia con esto sobre el lado de la lámina orientado hacia el Sur.

La Fig. 4 muestra tres láminas 1b, 1c, 2b en la posición cerrada, es decir, para un ángulo de giro de 0º. La posición cerrada mostrada es óptima para el mediodía, en el cual la luz solar incide con la mayor intensidad desde el Sur. Las láminas cerradas ofrecen su acción de sombreado completa y, simultáneamente, la luz solar incide para una posición dada de la instalación para dar sombra lo más vertical posible sobre los elementos fotovoltaicos, de tal manera que se alcanza un rendimiento fotovoltaico óptimo.

A lo largo del transcurso del día las láminas fotovoltaicas 1b, 1c son orientadas de tal manera por el dispositivo orientador en dirección Este-Oeste hacia la altura del sol, que varía mediante giro alrededor de sus ejes de vaivén 5, 7 dentro de una zona de vaivén \pm 60º alrededor de la posición cerrada, que la luz solar incide siempre lo más vertical posible sobre los elementos fotovoltaicos, es decir, de tal manera que en la vista en sección transversal de la instalación de láminas representada mediante las Fig. 4 a 7, la correspondiente proyección de la dirección de incidencia de la luz del sol es perpendicular respecto de las superficies de las láminas fotovoltaicas. Las Fig. 5 a 7 ilustran posiciones de láminas escogidas con ángulos de giro sucesivamente crecientes.

La Fig. 5 muestra una posición láminas fotovoltaicas 1b, 1c ladeadas un ángulo de giro \beta de 30º en dirección Este mientras que en sentido contrario respecto a esto la lámina opuesta 2b está ladeada un ángulo de giro á hacia el Oeste. El acoplamiento en sentidos contrarios de las láminas opuestas con las láminas fotovoltaicas se ha elegido en este ejemplo de ilustración de tal manera que el ángulo de giro á de las láminas opuestas vale en magnitud aproximadamente el 42% del ángulo de giro de las láminas fotovoltaicas. En la Fig. 5 se puede reconocer que, por un lado, la luz solar 20 que incide en este instante incide, en la proyección del plano de dibujo, perpendicularmente sobre las láminas fotovoltaicas 1b, 1c y, por el otro, las tangentes 21 en los cantos de las láminas fotovoltaicas 1b, 1c rozan justo los cantos de la lámina opuesta 2b contigua. Esto significa que las láminas continúan llevando a cabo su completa función de dar sombra, es decir, no pasa luz solar directa alguna a través de la hilera de láminas. Simultáneamente se abre cada vez más la hilera de láminas, con el aumento del giro desde la posición cerrada en dirección hacia la posición final correspondiente, para luz del cielo difusa que, de esta manera, sin efecto de deslumbramiento, aumenta el cociente de luz diurna del espacio sombreado. La porción de luz solar que incide sobre las láminas opuestas 2b no es aprovechada fotovoltaicamente, si bien puede aprovecharse de otra manera, por ejemplo para una iluminación con luz diurna selectiva deseada del espacio situado detrás. Para ello las láminas opuestas 2b pueden estar equipadas con elementos conductores de luz adecuados, p. ej. con elementos dispersores de luz y/o elementos que controlen la dirección e intensidad de la luz transmitida, como prismas, etc.

La Fig. 6 muestra una posición de láminas en la cual las láminas fotovoltaicas 1b, 1c están giradas un ángulo de giro \beta de 50º hacia el Este. De nuevo incide para la hora del día correspondiente la luz solar 20 en la proyección horizontal mostrada, perpendicularmente sobre las láminas fotovoltaicas 1b, 1c y también aquí tocan las tangentes 21 a los cantos de las láminas fotovoltaicas 1b, 1c justo los cantos de las láminas opuestas 2b, de tal manera que de nuevo ninguna luz solar directa puede pasar la hilera de láminas. Adicionalmente, la Fig. 6 muestra el caso de que la lámina opuesta 2b correspondiente esté concebida reflectante, estando fabricada por ejemplo con vidrio de espejo. Esto posibilita un aprovechamiento fotovoltaico adicional de la luz solar, representada en la Fig. 6 mediante una zona de rayas 20a correspondiente, que incide sobre la correspondiente lámina opuesta 2b haciendo que ésta sea reflejada por la lámina opuesta 2b hacia la lámina fotovoltaica 1c contigua hacia el Oeste y allí, junto con la luz solar directamente incidente, pueda ser transformada en energía eléctrica. Con ello se continua aumentado el rendimiento energético de la instalación para dar sombra. Se entiende que el aprovechamiento fotovoltaico adicional de la luz solar que incide sobre la lámina opuesta 2b correspondiente y reflejada hacia una lámina fotovoltaica 1c contigua no se logra únicamente en la posición de láminas mostrada en la Fig. 6 sino también para posiciones ángulos de giro aun mayores o algo menores en comparación con éstos.

La Fig. 7 muestra la disposición de las láminas en una de sus posiciones finales, en la cual las láminas fotovoltaicas 1b, 1c están giradas un ángulo de giro \beta de 60º lo más posible hacia el Este. De nuevo la posición se ha elegido dependiendo de la altura del sol de tal manera que la luz solar 20 incide, en la vista en sección transversal mostrada, perpendicularmente sobre la láminas fotovoltaicas 1b, 1c. Además en esta posición final coinciden las tangentes 21 en los cantos orientados unos hacia otros de láminas fotovoltaicas 1b, 1c contiguas y discurren en el plano de la lámina opuesta 2b intercalada. Consecuentemente se logra en esta posición final también un sombreado total respecto de la incidencia directa y ello únicamente mediante las láminas fotovoltaicas 1b, 1c. En caso de un giro aun más intenso aparecería cada vez más un sombreado de las láminas fotovoltaicas 1b, 1c por parte de la lámina opuesta 2b contigua en cada caso por el Este, mientras que manteniendo la zona de vaivén total descrita, desde la posición cerrada hasta el ángulo de giro de láminas fotovoltaicas de 60º hacia el Este, no aparece sombreado alguno de las láminas fotovoltaicas 1b, 1c. Más bien puede aprovecharse fotovoltaicamente siempre la totalidad de la superficie de las láminas fotovoltaicas 1b, 1c. Esto conduce, junto con la orientación Este-Oeste eficiente, a una ganancia de energía comparativamente alta de la instalación para dar sombra con una porción de superficie fotovoltaica relativamente pequeña.

Una observación más detallada da como resultado que la condición de que, en cada caso, la tangente a las láminas fotovoltaicas 21 roce, en cualquier posición de las láminas dentro del área de vaivén, el canto de las láminas opuestas contiguo orientado y por consiguiente forme una línea de conexión, que permanezca paralela a la dirección de incidencia de la luz del sol, entre los cantos orientados entre sí de láminas contiguas, se puede cumplir cuando el ángulo de giro á de las láminas opuestas 2b es ajustado, según una función analítica, dependiendo del ángulo de giro \beta de las láminas fotovoltaicas 1b, 1c. Esta función analítica se encuentra en la totalidad de la zona de vaivén relativamente justo por debajo de una recta que conecta los puntos finales cuya inclinación vale 0,5 en el caso de láminas de igual anchura descrito más arriba con mayor detalle. El error de desfase máximo aparece al mismo tiempo en una zona central entre la posición cerrada y la correspondiente posición final y vale aproximadamente sólo 2º. Por lo tanto, en una buena aproximación, se puede utilizar en la práctica esta relación lineal la cual se puede realizar en su caso de manera técnicamente más sencilla.

Gracias a la orientación automática según la altura del sol se giran por la mañana las láminas a la posición final según la Fig. 7 desde la cual son giradas sucesivamente de vuelta hasta que, hacia el mediodía, han alcanzado la posición cerrada de la Fig. 4. A continuación son giradas especularmente hacia el plano vertical Norte-Sur según la sucesión de las Fig. 5 a 7 hasta la otra posición final, es decir, las láminas fotovoltaicas 1b, 1c son giradas partiendo de la posición cerrada hasta una posición ladeada 60º hacia el Oeste. En cada posición evita de este modo la instalación para dar sombra toda incidencia directa de luz y en ningún instante las láminas fotovoltaicas están sombreadas, y en el transcurso del mediodía y de la tarde puede, en el caso de láminas opuestas concebidas reflectantes, la luz que incide sobre ellas ser reflejada hacia las láminas fotovoltaicas y ser aprovechada allí adicionalmente de manera fotovoltaica. Esto puede aumentar en hasta un 10% nuevamente el rendimiento fotovoltaico. Además de la luz reflejada directamente se puede, dependiendo de la concepción de la lámina opuesta 2b, transmitir radiación difusa desde ésta hacia la lámina fotovoltaica 1c contigua.

Se entiende que además de las descritas son posibles otras realizaciones de la instalación para dar sombra según la invención. De este modo las láminas opuestas pueden presentar una anchura diferente de las láminas fotovoltaicas. Además, la instalación para dar sombra puede estar dispuesta en cualquier otra orientación diferente a la orientación espacial mostrada en una fachada o en un tragaluz de un edificio o similar. Como elementos fotovoltaicos se pueden utilizar tanto células solares de tipos convencionales dotadas con una capa fina de absorbedor de luz como también las así llamadas células solares de antena de luz con una manoestructura metálica o células solares electroquímicas. En lugar de con elementos fotovoltaicos, las láminas directas pueden estar revestidas también con otros elementos conversores de energía solar tales como absorbedores planos o colectores de tubos de vacío para una transformación termosolar, o con elementos colectores de luz, como p. ej. con lentes o reflectores, a los cuales pueden estar conectados conductores de luz, para suministrar la luz recogida para un cierto aprovechamiento, por ejemplo, para una iluminación de espacios interiores uniforme y controlada. Las láminas opuestas están estructuradas preferentemente de tal manera que mediante difracción, refracción o reflexión de la radiación solar directa o difusa llevan a cabo la funcionalidad de luz diurna o sombreado deseada. Como efecto secundario positivo la radiación reflejada puede apoyar la función de desacoplamiento de energía.

Claims (9)

1. Instalación para dar sombra, que comprende

-

una hilera de láminas para dar sombra (1a, 1b, 1c, 2a, 2b, 2c), las cuales están dispuestas en cada caso con posibilidad de movimiento de vaivén alrededor de un eje longitudinal (3 a 8) que discurre transversalmente respecto de la dirección de la hilera (R) y que constan de un grupo de láminas directas (1a, 1b, 1c) y un grupo de láminas opuestas (2a, 2b, 2c) dispuestas alternadamente, y

-

medios de movimiento de vaivén los cuales giran las láminas de cada grupo en el mismo sentido entre sí y en sentido contrario respecto de las del otro grupo,

caracterizada porque

-

los medios de control del movimiento de vaivén están ajustados para controlar los movimientos de vaivén en sentido contrario de los dos grupos de láminas (1a, 1b, 1c; 2a, 2b, 2c) de tal manera, dependiendo de la altura del sol, que dentro de una zona de vaivén correspondiente, que comprende la posición cerrada de la hilera de láminas, las zonas opuestas entre sí de láminas contiguas queden aproximadamente sin sombrear en la posición de las láminas ajustada en cada caso dependiendo de la dirección de incidencia del sol en la proyección hacia la dirección de incidencia de la luz del sol.

2. Instalación para dar sombra según la reivindicación 1, caracterizada porque las láminas directas (1a, 1b, 1c) están revestidas con elementos conversores de energía solar y/o colectores de luz.

3. Instalación para dar sombra según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada además porque los medios de control del movimiento de vaivén están ajustados para girar las láminas de manera que los bordes exteriores opuestos de las láminas vecinas en una zona correspondiente que comprende la posición cerrada de la hilera de láminas se encuentran - en la posición ajustada de las láminas en función de la posición del sol - prácticamente sobre una línea de unión (21) paralela a los rayos del sol.

4. Instalación para dar sombra según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada además porque las láminas opuestas (2a, 2b, 2c) están concebidas de forma controladora de la conducción de la luz.

5. Instalación para dar sombra según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada además porque la hilera de láminas para dar sombra está dispuesta con ejes de vaivén de las láminas (3 a 8) que discurren transversalmente respecto de la horizontal.

6. Instalación para dar sombra según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada además por un dispositivo orientador para el giro automático de las láminas directas (1a, 1b, 1c) en función de la posición del sol.

7. Instalación para dar sombra según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada además por un varillaje de acoplamiento (10, 11a, 11b, 11c) para el giro acoplado síncrono de las láminas directas (1a, 1b, 1c).

8. Instalación para dar sombra según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada además porque las láminas opuestas (2a, 2b, 2c) están acopladas, mediante un mecanismo de acoplamiento mecánico (12 a 16), en sentido contrario al movimiento de vaivén de las láminas directas (1a, 1b, 1c).

9. Instalación para dar sombra según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada además porque los medios de control del movimiento de vaivén están ajustados para controlar de tal manera el movimiento de vaivén de las láminas directas (1a, 1b, 1c) que sus superficies de lámina son, dentro de la zona de vaivén correspondiente, que contiene la posición cerrada de la hilera de láminas, en la posición de lámina ajustada en cada caso dependiendo de la dirección de incidencia del sol, aproximadamente ortogonales respecto de la componente de incidencia de la luz del sol (20) proyectada sobre el plano perpendicular respecto de los ejes longitudinales de lámina.