ES2281258B1 - Sistema modular de conexionado entre celulas solares fotovoltaicas. - Google Patents
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Abstract
Sistema modular de conexionado entre células solares fotovoltaicas. La presente invención se encuadra en el sector de la energía fotovoltaica, más concretamente en la producción de energía eléctrica mediante sistemas de captación solar y se basa en un sistema innovador y perfeccionado de conexionado entre células solares, que permite de una manera rápida y sencilla, ir conectando un número indeterminado de células solares hasta formar lo que equivale a un panel o una superficie solar. Como consecuencia de su gran versatilidad, puede ser utilizado para obtener diferentes tensiones de salida en función del número de elementos que se conecten, pudiendo hacer paneles o superficies con diferentes formas, adaptables a cualquier sitio por su pequeño tamaño mediante su conexionado.
Description
Sistema modular de conexionado entre células
solares fotovoltaicas.
Sistema modular de conexionado entre células
solares fotovoltaicas.
La presente invención se encuadra en el sector
de la energía fotovoltaica, más concretamente en la producción de
energía eléctrica mediante sistemas de captación solar y se basa en
un sistema innovador y perfeccionado de conexionado entre células
solares, con grandes ventajas respecto a la tecnología actual. El
objeto es permitir de una manera rápida y sencilla, ir conectando
un número indeterminado de células solares hasta formar lo que
equivale a un panel o una superficie solar. Como consecuencia de su
gran versatilidad, puede ser utilizado para obtener tensiones de
salida diferentes en función del número de elementos que se
conecten pudiendo hacer paneles con formas diferentes.
Actualmente el mercado de la energía solar
fotovoltaica está formado por paneles solares de diferentes tamaños
para múltiples aplicaciones, de los que se obtienen variedad de
tensiones e intensidades de salida. Los paneles solares están
formados por células fotovoltaicas, normalmente formando conjuntos
de 36 o 72 células para obtener tensiones de salida de 18 V y 36 V
respectivamente. El conjunto de células, conectadas convenientemente
en serie para dar los valores nominales de tensión y de corriente
del panel, se sitúa encerrado entre dos cubiertas, una superior y
otra inferior, que garantizan protección mecánica y contra agentes
externos. La cubierta superior es de un vidrio templado especial
con buena calidad óptica, y la cubierta inferior suele ser de
Tediar, vidrio o fibra de vidrio. Entre las dos cubiertas y
envolviendo las células y las conexiones eléctricas se encuentra el
material encapsulante, normalmente siliconas, polivinilo y, sobre
todo, EVA (etil-vinil-acetileno),
que ofrece actualmente las mejores características.
Otra tecnología existente son los paneles
laminados, normalmente de silicio amorfo que se extienden sobre el
panel formando pequeñas células que pueden llegar a ser flexibles.
Los paneles actuales se caracterizan por disponer de las conexiones
eléctricas en la parte posterior, cables, bornas o caja de
conexión. Cuando se hace una instalación con varios paneles, se
realizan las conexiones mediante una caja eléctrica o mediante
conexiones aéreas, realizando circuitos entre los paneles en serie o
en paralelo según necesidades de la instalación.
Sería por lo tanto deseable, un sistema de
conexionado rápido y fiable que permita conectar individualmente
las células solares. Este sistema se caracterizará por su
versatilidad para poder obtener diferentes tensiones de salida,
además de poder crear paneles con formas varias, adaptables a
cualquier sitio por su pequeño tamaño mediante su conexionado.
La presente invención se refiere a un nuevo
producto sustitutivo de los de paneles solares fotovoltaicos. Se
trata de celdas formadas por una o más células fotovoltaicas o
laminado amorfo, que permitan ir conectándose entre sí formando
conjuntos y formas diferentes.
Tal y como se puede ver en las figuras, el
conjunto está formado por un bastidor o marco que incorpora las
conexiones mecánicas y eléctricas en los laterales, para poder ir
conectando consecutivamente una célula tras otra. En el interior
del bastidor, se sitúa una o varias células solares o cualquier
otro elemento de captación solar con el circuito interior deseado.
En los laterales se dispondrá de conectores tipo pin o SIM o
cualquier otro elemento de conexión que se conecte con los
elementos de conexionado laterales del conjunto siguiente. En la
parte superior se pueden proteger las células, si se desea,
utilizando un vidrio u otro elemento de protección contra agentes
externos. Entre la protección superior y el bastidor, se puede
encapsular el sistema de captación solar en EVA, por ejemplo, que
actualmente es el encapsulado que ofrece mejores prestaciones.
Si el bastidor incorpora las conexiones
laterales, ha de tener dos caras con conexionado macho y otras dos
con conexionado hembra o también sería posible solamente una cara
con cada tipo de conexionado.
Figura 1.- Elementos a utilizar y forma de
montaje. Los elementos representados son:
- 1.-
- Bastidor
- 2.-
- Célula fotovoltaica
- 3.-
- Pines hembra
- 4.-
- Pines macho
- 5.-
- Circuito positivo
- 6.-
- Circuito negativo
- 7.-
- Cristal
- 8.-
- Anclajes macho
- 9.-
- Anclajes hembra
Figura 2.- Conexionado entre celdas. En este
caso se han representado celdas de conexionado directo (10, 13 y
14) y celdas de conexionado tipo "L" (11 y 12).
La presente invención se ilustra adicionalmente
mediante el siguiente ejemplo, el cuál no pretende ser limitativo
de su alcance.
El bastidor (1) tiene una estructura cuadrada
formada por un material plástico con unas dimensiones que vendrán
determinadas por el número de células que queramos introducir,
aunque en la figura 1 solamente se ha considerado una célula
fotovoltaica. en cada uno de los laterales de la base se sitúan los
anclajes mecánicos para conectar consecutivamente las celdas, dos
laterales se destinan a tener anclajes macho (8) mientras los otros
dos tienen anclajes hembra (9). Hay dos anclajes en cada uno de los
laterales, para mayor seguridad de conexionado. En el modelo
realizado, dentro de los anclajes se han realizado unos agujeros
donde se colocarán los pines macho (4) y los pines hembra (3). En la
parte inferior del bastidor (1) se colocará la célula fotovoltaica
(2), que conectará eléctricamente el circuito positivo (5) y el
circuito negativo (6) se conecte con los pines macho (4). Esta
conexión se realizará mediante soldadura, y una vez hecha, es
aconsejable poner una capa generosa de silicona hasta cubrir la
conexión. Si se desea proteger mejor la célula fotovoltaica (2), se
puede encapsular con una capa de film encapsulante como proteccíon
contra los agentes externos. Finalmente, se sitúa en la parte
superior un cristal (7), a ser posible de alta transparencia, para
proteger la célula fotovoltaica (2) y los circuitos internos (5 y
6). Este cristal (7) se puede fijar con silicona al bastidor (1) por
toda su periferia para asegurar la estanqueidad del conjunto.
Una vez montada la celda, la figura 2 muestra
como se conexiona una con otra hasta poder formar un panel solar.
Se dispone de tres tipos de celdas, unas con conexionado directo
(10, 13 y 14) con conexiones eléctricas en dos de sus caras, otras
con conexionado tipo "L" (11 y 12) con conexiones eléctricas
en tres de sus caras, y otras con conexionado tipo "X" con
conexionado eléctrico en las cuatro caras, representado en la figura
1. En las células de conexionado directo solamente se utilizan dos
pínes macho (4) y dos pines hembra (3) simplificando también el
circuito positivo (5) y el circuito negativo (6) a una conexión
directa a los pines. Este tipo de celdas tendrán conexionado
eléctrico en dos de sus laterales y se utilizarán para las que
estén situadas en el interior de una misma fila del panel. Si lo que
se desea es hacer una conexión en forma de "L" para continuar
en la siguiente fila, se utilizarán las celdas de conexionado tipo
"L" (11 y 12). Si lo que se necesita es conectar dos circuitos
en paralelo, se utilizarán conexiones cruzadas tipo "X". Este
tipo de circuito es el que se ha representado en la figura 1, aunque
se puede prescindir del circuito negativo (6) o circuito positivo
(5) y hacer una conexión directa para conseguir hacer una
conexión
tipo "L".
tipo "L".
Para montar correctamente las celdas, la figura
2 muestra un ejemplo de acoplamiento. Primero se situarían las
celdas 12 y 13, posteriormente se acoplaría la celda 10, y por
último la 11 y la 14. De esta forma se conseguiría ir formando
consecutivamente un panel solar del tamaño y forma deseada.
Claims (2)
1. Sistema modular de conexionado entre células
fotovoltaicas, caracterizado por la posibilidad de ir
conectando tantas celdas o módulos como se desee, adoptando
diferentes formas y consiguiendo diferentes tensiones en función de
las necesidades; dispone de un bastidor (1) en cuyos laterales
incorpora conexiones mecánicas (8 y 9) y eléctricas (3 y 4) para el
montaje consecutivo de otros módulos; introduciendo en el interior
una superficie de captación solar fotovoltaica (2), cuyas
conexiones eléctricas internas (5 y 6) se unen a las conexiones
laterales eléctricas (3 y 4) del bastidor (1), permitiendo el paso
de corriente entre células; estando cubierta la superficie de
captación solar fotovoltaica con un vidrio (7) u otro elemento
transparente de protección.
2. El sistema modular de conexionado entre
células fotovoltaicas según reivindicación 1 caracterizado
por tener las conexiones mecánicas y eléctricas en un mismo anclaje
(8 y 9).
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