ES2301132T3

ES2301132T3 - Elemento de cubierta para invernaderos o similares.

Info

Publication number: ES2301132T3
Application number: ES06100752T
Authority: ES
Inventors: Giacomo Roccaforte
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-02-04
Filing date: 2006-01-24
Publication date: 2008-06-16
Anticipated expiration: 2026-01-24
Also published as: EP1688033A1; EP1688033B1; ITSV20050007A1; DE602006000828T2; ATE390838T1; DE602006000828D1

Abstract

Elemento de cubierta para invernaderos o similares, que incluye un primer elemento (3) a modo de panel transparente rígido que tiene un tamaño predeterminado, en el que dicho primer elemento tiene áreas (7) con un coeficiente de transmisión de luz alto, en particular áreas sustancialmente transparentes, alternadas con áreas (6) con un coeficiente de transmisión de luz bajo, en particular sustancialmente cero, es decir áreas opacas, caracterizado porque se proporcionan medios ópticos para desviar y concentrar la luz (11) sobre las áreas opacas cuando el sol (12) está en su posición más alta por encima del horizonte, y para desviar y concentrar progresivamente la luz (11) sobre las áreas transparentes cuando el sol (12) está en su posición más baja por encima del horizonte, de tal manera que se controla automáticamente la radiación (11) solar en el invernadero y se impide cualquier cambio de temperatura excesivo en el mismo.

Description

Elemento de cubierta para invernaderos o similares.

La invención se refiere a un elemento de cubierta para invernaderos o similares, que incluye un primer elemento (3) a modo de panel transparente rígido que tiene un tamaño predeterminado.

Se conoce que los tejados de los invernaderos tienen generalmente dos vertientes, formadas por la alineación de paneles transparentes, hechos generalmente de vidrio, soportados por una pluralidad de elementos horizontales y elementos transversales inclinados. Durante el verano, los invernaderos normalmente se cubren con tules especiales y/o se pintan para limitar la penetración de luz, impidiendo de ese modo el sobrecalentamiento. Esto conlleva un aumento de los costes de material y mano de obra.

Por ejemplo el documento DE U 8620528 describe un invernadero con un elemento a modo de panel transparente rígido que tiene áreas con un coeficiente de transmisión de luz alto, es decir áreas transparentes, alternadas con áreas con un coeficiente de transmisión de luz bajo, es decir áreas opacas.

El documento US 4345818 describe un dispositivo para la iluminación y el calentamiento del interior de un edificio que utiliza la radiación solar. El dispositivo comprende medios para captar energía solar a partir de un área de superficie grande y condensar dicha energía para incidir sobre el área pequeña sobre el extremo de entrada de los medios de guiado de luz mediante medios delgados especiales: medios de guiado de luz estrechos para transportar la energía a través de la superficie exterior del edificio y medios para dispersar dicha energía a ubicaciones útiles dentro de dicho edificio.

Por tanto, un objeto de esta invención es obviar el anterior inconveniente y proporcionar, utilizando medios sencillos y económicos, un elemento de cubierta tal como se ha descrito anteriormente en el presente documento, que permite el control de calor automático para invernaderos, en función de cambios de radiación solar, no sólo durante los diversos periodos del año, sino también en un mismo día. En otras palabras, se desea una temperatura sustancialmente constante en el invernadero, o en todo caso cambios de temperatura que los cultivos puedan aguantar, evitando el uso de diversas cubiertas actualmente en uso, partes móviles mecánicas y especialmente sin servicio de personal, por tanto con una reducción considerable de los costes totales de mantenimiento de invernaderos.

La invención cumple los objetivos anteriores proporcionando un elemento de cubierta tal como el descrito anteriormente en el presente documento, en el que el primer elemento a modo de panel transparente rígido tiene áreas con un coeficiente de transmisión de luz alto, en particular áreas sustancialmente transparentes, que se alternan con áreas con un coeficiente de transmisión de luz bajo, en particular sustancialmente cero, es decir áreas opacas. Puesto que esta primera disposición reduciría la radiación solar en el invernadero durante el verano pero también durante el invierno, los medios ópticos pueden proporcionarse para desviar y concentrar la luz sobre las áreas opacas cuando el sol está en su posición más alta por encima del horizonte, y para desviar y concentrar progresivamente la luz sobre las áreas transparentes cuando el sol está en su posición más baja por encima del horizonte, de tal manera que se controla automáticamente la radiación solar en el invernadero y se impide cualquier cambio de temperatura excesivo en el mismo. Tal como se ha mencionado anteriormente, un invernadero sobrecalentado requeriría una cubrición adecuada o incluso un sistema de refrigeración. Por otro lado, estos medios ópticos pueden tener tales características para compensar la presencia de áreas opacas durante el invierno y mantener la temperatura en el invernadero sustancialmente tan alta como sería si se utilizara un panel completamente transparente.

Tal como se conoce, el sol sale sustancialmente por el este y se pone sustancialmente por el oeste, y forma un arco cuya altura máxima desde el horizonte está en su mínimo durante el solsticio de invierno, aumenta progresivamente hasta el solsticio de verano y disminuye de nuevo hacia el solsticio de invierno.

Las áreas transparentes y las áreas opacas pueden alternarse entre sí con un patrón predeterminado regular o irregular. El patrón de áreas transparentes y opacas depende sustancialmente de la latitud del emplazamiento del tejado, de la vertiente del tejado orientada al sur y de la orientación de la vertiente con respecto al eje Este-Oeste. Tal como se mencionó anteriormente, pueden proporcionarse medios ópticos especiales, en cada par de áreas, que consisten en un área opaca y un área transparente adyacente, para desviar y concentrar la luz de manera alterna sobre el área opaca y el área transparente.

Ventajosamente, las áreas transparentes y las áreas opacas pueden disponerse con un patrón tal que al menos una línea de partición entre el área opaca y el área transparente de cada par de áreas que consiste en un área opaca y un área transparente adyacente, se oriente sustancialmente a lo largo del eje Este-Oeste. En otras palabras, el área transparente se coloca en la dirección Norte-Sur con respecto al área opaca adyacente. Como será más evidente más adelante en el presente documento, esta disposición es crítica para el funcionamiento adecuado del elemento de cubierta.

Tal como se ha mencionado anteriormente, el elemento de cubierta de esta invención puede instalarse sobre el tejado de un invernadero. En este caso, las áreas transparentes y las áreas opacas pueden disponerse con un patrón tal que al menos una línea de partición entre el área opaca y el área transparente de cada par de áreas que consisten en un área opaca y un área transparente adyacente, esté inclinada con respecto a la cumbrera del tejado hasta una amplitud que se corresponde sustancialmente con la desviación de dicha cumbrera del eje Este-Oeste. Por tanto, gracias a esta disposición, esta línea de partición está orientada sustancialmente a lo largo del eje Este-Oeste, tal como se desea.

Las áreas opacas y las áreas transparentes cubren o bien áreas iguales o diferentes y esto depende sustancialmente de la latitud del emplazamiento en el que está colocado el elemento de cubierta.

Los medios ópticos para desviar y concentrar la luz pueden ser una lente condensadora de luz. Puede utilizarse cualquier tipo de lentes condensadoras de luz, siempre que garanticen el efecto de desviación de luz necesario para el funcionamiento. La configuración de tales lentes incluye particularmente lentes planoconvexas, lentes dobles convexas e incluso lentes de Fresnel. La lente condensadora de luz se coloca a una distancia predeterminada de la cara exterior del primer panel rígido. La lente puede tener un tamaño que se corresponda sustancialmente con la suma de las áreas de un área opaca y el área transparente adyacente transversal al eje de rotación de la lente, que está orientada con dicho eje de rotación de la lente sustancialmente a lo largo del eje Este-Oeste.

La curvatura de la lente se calibra de tal manera que desvía y concentra la luz sobre el área opaca cuando el sol está en su posición más alta por encima del horizonte, es decir a mediodía y en el momento del año próximo al solsticio de verano, en el que la radiación solar tiene una mayor inclinación, y progresivamente desvía y concentra la luz sobre el área transparente cuando el sol está en su posición más baja por encima del horizonte, es decir por la mañana y por la tarde, y en el momento del año próximo al solsticio de invierno, maximizando de ese modo la penetración de luz en el invernadero.

Según una realización preferida de la invención, que se refiere a una posición ideal del elemento de cubierta o al tejado formado por dichos elementos de cubierta, y en la que la alineación se produce en el eje Este-Oeste (realización que se describirá con mayor detalle en la descripción de los dibujos), las áreas opacas y las áreas transparentes pueden disponerse también en bandas alternas, que se extienden sustancialmente a lo largo de todo el ancho del primer panel rígido y se orientan longitudinalmente sustancialmente a lo largo del eje Este-Oeste. En este caso puede proporcionarse una lente condensadora de luz, por ejemplo, sin limitación una lente cilíndrica planoconvexa, es decir que tenga la forma de un segmento cilíndrico, para cada par de bandas, formado por una banda opaca y una banda transparente adyacente.

Cada lente tiene una extensión longitudinal que es sustancialmente igual al ancho del primer panel, es decir sustancialmente igual a la extensión longitudinal de las bandas opacas y las bandas transparentes, y una extensión transversal a su eje que es sustancialmente igual a la suma de los anchos de una banda opaca y una banda transparente adyacente. El eje de la lente puede estar orientado paralelamente a la extensión longitudinal de las bandas subyacentes esto es, suponiendo una posición ideal del tejado o elemento de cubierta, sustancialmente a lo largo del eje Este-Oeste. La curvatura de la lente y su distancia del primer panel se determinará de tal manera que se optimice el efecto deseado de desviación alterna de la radiación solar sobre el área opaca y sobre el área transparente.

Según una mejora ventajosa, cada lente condensadora de luz puede sustituirse por una lente escalonada equivalente, conocida como lente condensadora de Fresnel. Tal como se conoce, esta lente particular es un condensador altamente compacto y ligero, cuyos círculos concéntricos, que están cortados de tal manera que cada uno es una sección de una superficie convexa, proporcionan el efecto de una lente condensadora de luz convencional, teniendo la última un espesor y peso muy superiores. Suponiendo rendimientos iguales, particularmente un rendimiento óptico igual, las lentes de Fresnel son más delgadas y tiene un peso inferior. Esto implica costes de fabricación inferiores, una cantidad inferior de material en uso, de ahí un peso total reducido del elemento de cubierta, y una cantidad inferior de luz absorbida por la lente.

Según otra mejora de construcción altamente ventajosa, las lentes pueden integrarse en un segundo panel sustancialmente rígido, que está formado con dichas lentes condensadoras de luz solidarias del mismo, y puede obtenerse, por ejemplo, moldeando material de plástico transparente. Este panel puede situarse a una distancia predeterminada de y paralelo a la cara exterior del primer panel y tener el mismo tamaño que el último, o un tamaño correspondiente a dos o más paneles adyacentes, o incluso a toda la vertiente del tejado.

Según otra característica, otro panel de pequeño espesor transparente plano externo puede proporcionarse posiblemente para proteger el panel con las lentes integradas y potenciar el drenaje del agua de lluvia.

El primer panel puede estar hecho de un material rígido, particularmente vidrio transparente o similar.

El elemento de cubierta puede integrarse directamente en el tejado de un invernadero. En este caso, el primer panel puede consistir ventajosamente en uno de los paneles de cubierta del tejado del invernadero, lo que permite ahorros considerables en los costes de fabricación del elemento de cubierta de esta invención. En particular, el elemento de cubierta novedoso puede formarse adaptando el tejado de un invernadero existente, es decir, aplicando las áreas opacas y los paneles con lentes integradas a los paneles de vidrio de cualquier tejado de un invernadero tradicional.

El patrón de áreas opacas y áreas transparentes puede diferir del descrito anteriormente. Por ejemplo, puede proporcionarse un patrón de damero. Por tanto, las lentes se dispondrán con un patrón correspondientemente escalonado, en una dirección perpendicular al eje de rotación de la lente. De otro modo, las áreas transparentes, las áreas opacas y las lentes condensadoras de luz pueden tener, por ejemplo, perfiles correspondientes, que estén curvados al menos en parte. Obviamente, tal como se ha mencionado anteriormente, el patrón de áreas opacas y áreas transparentes, así como su forma y orientación con referencia a la forma de cada panel y/o del tejado depende de la orientación del panel, de la latitud y de la inclinación del panel respecto a un plano horizontal.

Las áreas opacas pueden formarse de cualquier manera, por ejemplo, aplicando materiales tales como pintura, cinta adhesiva, bandas de material opaco, o similares, sobre la cara exterior y/o la cara interior del primer panel.

Las ventajas de la invención con las características descritas hasta ahora son evidentes a partir de la descripción anterior y consisten en un control completamente automático de la radiación solar en el invernadero, así como la prevención de cualquier cambio de temperatura excesivo en el mismo. También se evita la necesidad de utilizar cubiertas de verano con funciones de protección frente a la luz. Además, el elemento de cubierta de esta invención puede ser útil para proteger el tejado del invernadero, en particular contra malas condiciones atmosféricas, tales como granizo, o similares.

Sin embargo, esta invención se refiere a otras características, además de las del elemento de cubierta descrito hasta ahora, que permiten ventajas adicionales.

Según una mejora altamente ventajosa, las áreas opacas pueden formarse colocando módulos fotovoltaicos sobre la superficie exterior del primer panel, módulos que están preferiblemente dispuestos en grupos, formando bandas orientadas sustancialmente a lo largo del eje Este-Oeste y que se alternan con bandas transparentes.

En este caso, el elemento de cubierta de la invención está compuesto de un primer panel transparente, que soporta una pluralidad de módulos fotovoltaicos que forman las áreas o bandas que tienen un coeficiente de transmisión de luz bajo o cero, es decir las áreas opacas, un segundo panel transparente sustancialmente del mismo tamaño que el primer panel, que tiene la función de cubrir y proteger los módulos fotovoltaicos, y un tercer panel sustancialmente del mismo tamaño que los paneles primero y segundo, que puede estar soportado a una distancia predeterminada del segundo panel mediante brazos rígidos o similares, en el que están integradas las lentes condensadoras de luz. Una estructura de sellado, soporte y retención rígida puede proporcionarse además a lo largo de la totalidad de los bordes periféricos de los paneles primero y segundo.

Tal como se mencionó anteriormente, el primer panel transparente consiste ventajosamente en uno de los paneles de cubierta transparentes del tejado del invernadero, mientras que la estructura puede consistir al menos en parte en los elementos rígidos para soportar dichos paneles transparentes, tales como elementos metálicos longitudinales o transversales.

El elemento de cubierta de esta invención se ha dado a conocer con referencia a una cubierta de invernadero, pero también puede utilizarse ventajosamente para cubrir edificios o entornos de cualquier tipo o propósito, tales como galerías, claraboyas, instalaciones deportivas, o similares.

El elemento de cubierta de esta invención tiene un número de ventajas. Proporciona un control de calor automático dentro del invernadero, así como una generación de energía con un coste muy bajo. El coste del elemento de cubierta anterior es considerablemente inferior al de los sistemas fotovoltaicos con base en el terreno tradicionales equivalentes, tanto porque también se utilizan la estructura y cubiertas de vidrio de los invernaderos como porque, a diferencia de los sistemas fotovoltaicos con base en el terreno tradicionales, el terreno debajo de los paneles puede utilizarse para cultivo, lo que reduce el coste total del sistema fotovoltaico. Por tanto, no hay necesidad de comprar un terreno sólo para utilizarlo en la generación de energía, sino que pueden utilizarse los terrenos de cultivo existentes, realmente sin coste. Ninguna parte del invernadero debe sustituirse. Además, los elementos de cubierta del tejado también se utilizan para formar el elemento de cubierta. Asimismo, se obtienen un rendimiento y una producción aumentados a partir de cada módulo fotovoltaico, gracias al hecho de que la radiación de una superficie más amplia que la cubierta por el propio módulo se concentra sobre el mismo. De hecho, gracias al tamaño y a la función de concentración de radiación de las lentes, se obtiene un rendimiento más alto de los módulos fotovoltaicos. Por tanto, la luz se utiliza mejor, como es apropiado, para el calentamiento del invernadero o para la generación de energía. Los módulos siguen generando energía, aunque en menor medida, durante el invierno, y generalmente cuando el haz de luz dirigido por la lente incide en los mismos sólo parcialmente, gracias a la luz dispersa que alcanza el módulo incluso fuera del alcance de la lente. Esto se consigue automáticamente, sin usar partes móviles. Esto consigue una reducción de los costes de mantenimiento, una vida del sistema más larga y una reducción de los costes de funcionamiento, ya que no se requiere electricidad o combustible para las partes móviles. Puede obtenerse una reducción de costes considerable para el calentamiento de invernaderos, ya que la electricidad que se genera puede alimentarse a la red principal y utilizarse en el invierno para ayudar al calentamiento del invernadero, como alternativa al uso de combustibles, tales como fueloil o similares. Además, una cubierta doble se forma sobre el tejado del invernadero, lo que proporciona un mejor aislamiento térmico, y una consiguiente reducción de la energía necesaria para calentar. Finalmente, puede obtenerse una reducción drástica de emisiones nocivas de sistemas de calentamiento de invernaderos.

Otras ventajas y mejoras constituirán el tema de las reivindicaciones dependientes.

Las características de la invención y las ventajas que se derivan de la misma serán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de los dibujos adjuntos en los que:

La figura 1 es una vista frontal esquemática general de un invernadero tradicional, en el que una vertiente está cubierta con el elemento de cubierta de esta invención, que muestra el sol en las dos posiciones baja y alta por encima del horizonte.

La figura 2 es una vista en planta parcial de la vertiente del tejado del invernadero de la figura 1 cubierta con el elemento de cubierta de esta invención.

La figura 3 es una vista en sección tomada a lo largo de la línea III de la figura 2.

La figura 4 muestra el comportamiento del elemento de cubierta de esta invención, en una vista en sección tomada a lo largo de una línea transversal a la cumbrera del tejado del invernadero, cuando el sol está en una posición relativamente baja por encima del horizonte.

La figura 5 es una vista similar a la figura 4, con el sol en una posición relativamente alta por encima del horizonte.

Para mayor simplicidad, la realización que se muestra en las figuras anteriores se refiere a la orientación y posición ideal de un tejado de invernadero, por tanto de al menos un elemento de cubierta, es decir en el que el panel o la totalidad del tejado tiene una forma rectangular, con un lado orientado a lo largo del eje Este-Oeste (en particular el lado más corto) y un lado orientado a lo largo del eje Norte-Sur (en particular, el lado más largo). La latitud y la pendiente del tejado, por tanto la pendiente del (los) elemento(s) de cubierta respecto al plano horizontal se seleccionan de modo que las bandas opacas y transparentes tengan sustancialmente la misma extensión y estén dispuestas con un patrón regular. El patrón y la proporción de las áreas opacas respecto a las áreas transparentes puede cambiarse fácilmente ajustando la orientación del elemento de cubierta o el tejado y/o la pendiente del mismo respecto a un plano horizontal y manteniendo igual el patrón de áreas opacas y transparentes. Esto produce un desfase angular y de traslación entre el perfil de los elementos de cubierta del tejado y el perfil de las áreas opacas y transparentes, cuyas intersecciones definen el patrón para diferentes orientaciones y diferentes posiciones del tejado o los elementos de cubierta.

Con referencia a la figura 1, se muestra un invernadero tradicional, con un tejado a dos vertientes. Si lo permite el relieve del terreno, se obtienen normalmente ventajas orientando el invernadero con la cumbrera 1 del tejado sustancialmente a lo largo de la dirección Este-Oeste. Por tanto, una de las dos vertientes está orientada al sur, lo que es altamente ventajoso para el calentamiento de los invernaderos. No obstante, incluso desfases considerables de la orientación de la cumbrera con respecto a dicha dirección preferida no provocan pérdidas de rendimiento significativas en el funcionamiento del dispositivo de cubierta de esta invención. El invernadero tiene una pluralidad de postes 2 de soporte de tejado verticales, estando compuesta cada vertiente del tejado por una pluralidad de paneles 3, generalmente hechos de vidrio y generalmente de forma rectangular, dispuestos unos al lado de los otros a lo largo del lado más largo en una dirección paralela a la cumbrera 1 del tejado, que consiste generalmente en un elemento longitudinal metálico. Los lados más cortos de cada panel 3 hacen tope contra la cumbrera 1 del tejado y un elemento 4 longitudinal, generalmente hecho de metal, que se extiende paralelamente a la cumbrera 1 en la base de la vertiente del tejado. Vertientes más grandes pueden incluir obviamente uno o más elementos longitudinales intermedios y dos o más filas de paneles 3 alineadas paralelamente a la cumbrera 1 del tejado. Los lados más largos de cada panel 3 hacen tope contra dos elementos 5 transversales, generalmente hechos de metal, que están orientados transversalmente a la cumbrera 1 del tejado y están soportados en los extremos opuestos por la cumbrera 1 y el elemento 4 longitudinal. La figura 1 muestra el elemento de cubierta de esta invención montado en una de las dos vertientes del tejado, particularmente la que está orientada hacia el sur, que tiene el aislamiento más grande, pero también puede montarse, si se desea, en la vertiente que está orientada hacia el norte, o posiblemente en una o más de las paredes periféricas verticales del invernadero.

Se proporciona una pluralidad de módulos 106 fotovoltaicos, dispuestos en filas (6) que se extienden longitudinalmente en paralelo a la cumbrera 1 del tejado, sobre la superficie exterior de cada panel 3 de vidrio. Puede utilizarse cualquier tipo conocido de módulo 106 fotovoltaico, aunque se prefiere el uso de módulos hechos de silicio amorfo, que se ven poco afectados por la penumbra. Las filas (6) de módulos 106 fotovoltaicos se extienden a lo largo de una longitud que se corresponde sustancialmente con el ancho del panel 3, y están separadas hasta una amplitud predeterminada en una dirección transversal a la cumbrera 1 del tejado, de modo que la superficie del panel 3 está compuesta de una pluralidad de bandas sustancialmente opacas, formadas por las bandas (6) de módulos 106 fotovoltaicos, alternadas con bandas claras, que son sustancialmente transparentes. Los módulos 106 fotovoltaicos están conectados eléctricamente entre sí, por ejemplo por cables de entrada-salida, diodos de derivación, u otros, según una de las técnicas ampliamente conocidas para cualquier experto en la técnica, para la conexión rápida y sencilla de módulos 106 fotovoltaicos. La energía generada puede conducirse fuera del invernadero por uno o más hilos, que pueden estar fijados, por ejemplo, a los elementos 4 longitudinales o sujetos directamente en el mismo si tales elementos longitudinales tienen una forma tubular, como ocurre con frecuencia. Se proporciona además un panel 8 para cubrir los módulos 106 fotovoltaicos, que tiene sustancialmente el mismo tamaño y es posiblemente más delgado que el panel 3 subyacente, puesto que no tiene función de soporte. El panel 3 de soporte y el panel 8 de cubrición tienen una estructura 9 periférica de sellado, de soporte y de retención que se extiende a lo largo de sus bordes periféricos. Tal estructura 9, que puede estar hecha de cualquier material, por ejemplo, aluminio, tiene particularmente la función de impedir cualquier entrada de humedad entre el panel 3 y el panel 8 de cubrición, que afectaría en gran medida al funcionamiento adecuado de los módulos 106 fotovoltaicos. Con este fin, pueden conseguirse ventajas sellando los bordes, por ejemplo con silicona. La estructura 9 puede consistir al menos parcialmente en los elementos que soportan los paneles 3, es decir la cumbrera 1, el elemento 4 longitudinal y el elemento 5 transversal.

Una pluralidad de lentes 110 condensadoras de luz, particularmente en este caso lentes planoconvexas cilíndricas, se proporcionan a una distancia predeterminada de la cara exterior del panel 8 de cubrición, estando soportada cada una de tales lentes por brazos 13 que se extienden verticalmente al panel 8 de cubrición y hacen tope contra la estructura 9 de retención. El lado plano de la lente 110 está orientado hacia el panel 8 de cubrición y es paralelo al mismo, mientras que el lado convexo de la lente 110 está orientado hacia el exterior. El eje de cada lente 110 está orientado paralelamente a la cumbrera 1 del tejado, y cada lente 110 es sustancialmente igual de larga que las filas (6) de los módulos 106 fotovoltaicos, y sustancialmente igual de ancha que la suma de los anchos de una fila (6) de módulos 106 fotovoltaicos y una banda 7 transparente adyacente, particularmente la banda 7 inmediatamente hacia el norte de las mismas. Por tanto, cada fila (6) de módulos 106 fotovoltaicos y cada banda 7 transparente adyacente está cubierta mediante una lente 110 condensadora de luz que se extiende, transversalmente a su propio eje, sustancialmente desde el borde inferior de una fila (6) de módulos 106 fotovoltaicos hasta el borde superior de la banda 7 transparente directamente adyacente hacia la cumbrera 1 del tejado. Tal como se ha mencionado anteriormente, las lentes 110 condensadoras de luz pueden asimismo integrarse en un panel 10 único, que puede estar, por ejemplo, moldeado a partir de plástico transparente. Este panel 10 puede tener sustancialmente el mismo tamaño que los paneles 8 y 3 subyacentes, y de manera útil puede actuar como panel de protección frente a la intemperie.

Con referencia ahora a las figuras 1, 4 y 5, se muestra el funcionamiento del elemento de cubierta. Cuando el sol 12 está en una posición relativamente baja por encima del horizonte, las lentes 110 condensadoras de luz desvían y concentran el haz 11 de luz solar sobre las bandas 7 transparentes, compensando de ese modo la presencia de las bandas opacas formadas por las filas (6) de módulos fotovoltaicos y permitiendo que la luz penetre en el invernadero hasta una cantidad que se corresponde sustancialmente con o incluso superior a lo que se conseguiría utilizando una vertiente totalmente transparente. Sin embargo, cuando el sol 12 está en una posición relativamente alta por encima del horizonte, y la insolación puede ser excesiva en el invernadero, las lentes 110 condensadoras de luz desvían y concentran progresivamente el haz 11 de luz sobre las filas (6) de módulos 106 fotovoltaicos, impidiendo de ese modo el sobrecalentamiento en el invernadero y permitiendo la generación de electricidad para utilizarse para cualquier fin.

Obviamente, la invención no se limita a la realización descrita e ilustrada en el presente documento pero puede variarse en gran medida, especialmente con respecto a la construcción. Por ejemplo, pueden obtenerse ventajas de la utilización de las lentes de Fresnel en lugar de lentes planoconvexas cilíndricas, debido a su peso inferior con iguales características. La parte de luz desviada sobre los módulos o las bandas transparentes durante el año puede controlarse ajustando la distancia de las lentes de los módulos fotovoltaicos. Con este fin, los brazos de soporte del panel con las lentes colocadas sobre los mismos pueden ajustarse en longitud, por ejemplo con la ayuda de medios de rosca o similares. Como alternativa, la disposición de las filas de módulos fotovoltaicos puede diferir de la descrita anteriormente, por ejemplo pueden formar un patrón de damero o de arcos. De otro modo, como alternativa a o en combinación con lo anterior, pueden utilizarse dispositivos ópticos distintos de los descritos anteriormente, por ejemplo espejos cóncavos. Además, el elemento de cubierta de esta invención puede utilizarse también ventajosamente en combinación con entornos distintos de un invernadero, tales como galerías o similares. Lo anterior sin apartarse del principio de guía dado a conocer anteriormente y que se reivindica a continuación. Por tanto, la realización que se ha ilustrado con el fin de una mejor comprensión del principio inventivo debe pretenderse sin limitación de dicho principio, aunque se refiere a una condición particular que hace el efecto técnico alcanzado más evidente. Sin embargo, los expertos en la técnica podrán perfectamente determinar la forma, disposición y extensión de las áreas opacas y áreas transparentes, así como la forma de las lentes, para cualquier orientación del tejado y/o un elemento de cubierta, para cualquier latitud y para cualquier pendiente de dicho tejado o dicho elemento de cubierta respecto al plano horizontal.

Claims

1.Elemento de cubierta para invernaderos o similares, que incluye un primer elemento (3) a modo de panel transparente rígido que tiene un tamaño predeterminado, en el que dicho primer elemento tiene áreas (7) con un coeficiente de transmisión de luz alto, en particular áreas sustancialmente transparentes, alternadas con áreas (6) con un coeficiente de transmisión de luz bajo, en particular sustancialmente cero, es decir áreas opacas, caracterizado porque se proporcionan medios ópticos para desviar y concentrar la luz (11) sobre las áreas opacas cuando el sol (12) está en su posición más alta por encima del horizonte, y para desviar y concentrar progresivamente la luz (11) sobre las áreas transparentes cuando el sol (12) está en su posición más baja por encima del horizonte, de tal manera que se controla automáticamente la radiación (11) solar en el invernadero y se impide cualquier cambio de temperatura excesivo en el mismo.

2. Elemento de cubierta según la reivindicación 1, caracterizado porque las áreas (7) transparentes y el área (6) opaca están alternadas con un patrón regular predeterminado, mientras que se proporcionan medios ópticos especiales, en cada par de áreas, que consisten en un área (6) opaca y un área (7) transparente adyacente para desviar y concentrar la luz (11) de manera alterna sobre el área (6) opaca y el área (7) transparente.

3. Elemento de cubierta según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque las áreas (7) transparentes y las áreas (6) opacas están dispuestas con un patrón tal que al menos una línea de partición entre el área (6) opaca y el área (7) transparente de cada par de áreas que consiste en un área (6) opaca y un área (7) transparente adyacente está orientada sustancialmente a lo largo del eje Este-Oeste.

4. Elemento de cubierta según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está instalado sobre el tejado de un invernadero, y las áreas (7) transparentes y las áreas (6) opacas están dispuestas con un patrón tal que al menos una línea de partición entre el área (6) opaca y el área (7) transparente de cada par de áreas que consiste en un área (6) opaca y un área (7) transparente adyacente está inclinada con respecto a la cumbrera (1) del tejado hasta una amplitud que se corresponde sustancialmente con la desviación de dicha cumbrera (1) a partir del eje Este-Oeste.

5. Elemento de cubierta según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la proporción entre las extensiones de las áreas (6) opacas y las áreas (7) transparentes está en función de la latitud del emplazamiento en el que está colocado dicho elemento de cubierta.

6. Elemento de cubierta según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios ópticos especiales para desviar y concentrar la luz (11) consisten en una lente (110) condensadora de luz, que está colocada a una distancia predeterminada de la cara exterior del primer panel (3) rígido, teniendo la lente (110) un tamaño que se corresponde sustancialmente con la suma de las áreas de un área (6) opaca y el área (7) transparente adyacente transversal al eje de rotación de la lente (110), que está orientada con dicho eje de rotación sustancialmente a lo largo del eje Este-Oeste.

7. Elemento de cubierta según la reivindicación 6, caracterizado porque la lente (110) condensadora de luz es una lente planoconvexa, una lente doble convexa o una lente de Fresnel.

8. Elemento de cubierta según cualquiera de las reivindicaciones 6, 7 anteriores, caracterizado porque la curvatura de la lente (110) se calibra de tal manera que desvía y concentra la luz (11) sobre el área (6) opaca cuando el sol (12) está en su posición más alta por encima del horizonte, y progresivamente desvía y concentra la luz (11) sobre el área (7) transparente cuando el sol (12) está en su posición más baja por encima del horizonte.

9. Elemento de cubierta según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8 anteriores, caracterizado porque las áreas (6) opacas y las áreas (7) transparentes están dispuestas en bandas alternas, que se extienden sustancialmente a lo largo de todo el ancho del primer panel (3) rígido y están orientadas longitudinalmente sustancialmente a lo largo del eje Este-Oeste, proporcionándose una lente (110) condensadora de luz para cada par de bandas, formado por una banda (6) opaca y una banda (7) transparente adyacente.

10. Elemento de cubierta según una o más de las reivindicaciones 6 a 9 anteriores, caracterizado porque cada lente (110) tiene una extensión longitudinal que es sustancialmente igual al ancho del primer panel (3) es decir igual a la extensión longitudinal de las bandas (6) opacas y las bandas (7) transparentes y una extensión transversal a su eje que es sustancialmente igual a la suma de los anchos de una banda (6) opaca y una banda (7) transparente adyacente, estando orientado el eje de la lente (110) paralelamente a la extensión longitudinal de las bandas subyacentes, es decir sustancialmente a lo largo del eje Este-Oeste.

11. Elemento de cubierta según una o más de las reivindicaciones 6 a 10 anteriores, caracterizado porque cada lente (110) condensadora de luz es una lente condensadora de Fresnel equivalente.

12. Elemento de cubierta según una o más de las reivindicaciones 6 a 11 anteriores, caracterizado porque las lentes (110) condensadoras de luz están integradas en un segundo panel (10) sustancialmente rígido, que está formado con dichas lentes (110) condensadoras de luz solidarias del mismo, estando colocado dicho panel (10) a una distancia predeterminada de y paralelamente a la cara exterior del primer panel (3) y que tiene el mismo tamaño que el mismo.

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13. Elemento de cubierta según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el primer panel (3) está hecho de un material rígido, en particular vidrio transparente o similar, estando el segundo panel (10) hecho también de un material rígido, en particular plástico transparente o similar.

14. Elemento de cubierta según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está integrado en el tejado de un invernadero, consistiendo el primer panel (3) en uno de los paneles de cubierta del tejado del invernadero.

15. Elemento de cubierta según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las áreas (6) opacas y las áreas (7) transparentes están dispuestas con un patrón de damero, mientras que las lentes (110) están dispuestas con un patrón escalonado de manera correspondiente, en una dirección perpendicular al eje de rotación de la lente (110).

16. Elemento de cubierta según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las áreas (6) opacas pueden formarse aplicando materiales tales como pintura, cinta adhesiva, bandas de material opaco, o similares, sobre la cara exterior y/o la cara interior del primer panel (3).

17. Elemento de cubierta según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las áreas (6) opacas se forman colocando módulos (106) fotovoltaicos sobre la superficie exterior del primer panel (3), módulos que están preferiblemente dispuestos en grupos, formando bandas orientadas sustancialmente a lo largo del eje Este-Oeste y que se alternan con bandas (7) transparentes.

18. Elemento de cubierta según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está compuesto de un primer panel (3) transparente, que soporta una pluralidad de módulos (116) fotovoltaicos que forman las áreas o bandas (6) que tienen un coeficiente de transmisión de luz bajo o cero, es decir las áreas opacas, un segundo panel (8) transparente sustancialmente del mismo tamaño que el primer panel (3), que tiene la función de cubrir y proteger los módulos (116) fotovoltaicos, y un tercer panel (10) sustancialmente del mismo tamaño que los paneles primero (3) y segundo (8), que está soportado a una distancia predeterminada del segundo panel (8) mediante brazos (13) rígidos o similares, en el que las lentes (116) condensadoras de luz están integradas, una estructura (9) de sellado, soporte y reten-
ción rígida que se extiende a lo largo de la totalidad de los bordes periféricos de los paneles primero (3) y segundo (8).

19. Elemento de cubierta según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el primer panel (3) transparente consiste en uno de los paneles de cubierta transparentes del tejado del invernadero, mientras que la estructura (9) consiste al menos en parte en los elementos rígidos para soportar dichos paneles transparentes, tales como elementos (4) metálicos longitudinales o elementos (5) transversales.

20. Elemento de cubierta según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se utiliza para cubrir edificios o entornos de cualquier tipo o propósito, tales como galerías, claraboyas, instalaciones deportivas, o similares.

21. Tejado para invernaderos o similares, que tiene dos vertientes, estando orientada una de ellas sustancialmente hacia el sur, estando compuesta dicha vertiente orientada hacia el sur por una pluralidad de paneles transparentes rígidos que tienen un tamaño predeterminado, y dispuestos en posiciones adyacentes sustancialmente a lo largo del eje Este-Oeste y soportados por una pluralidad de elementos longitudinales y elementos transversales rígidos, caracterizado porque al menos algunos de dichos paneles son según una o más de las reivindicaciones 1 a 20.

22. Tejado según la reivindicación 21, caracterizado porque las áreas transparentes y las áreas opacas se alternan con un patrón regular predeterminado, patrón que es o bien regular o irregular y está en función de la latitud del emplazamiento del tejado, orientándose la vertiente del tejado hacia el sur y de la orientación de la vertiente con respecto al eje Este-Oeste.

23. Tejado para invernaderos, que tiene una única vertiente sustancialmente orientada hacia el sur, caracterizado porque dicha vertiente es según la reivindicación 21.

24. Invernadero, que tiene un tejado de dos vertientes, estando una de ellas sustancialmente orientada hacia el sur, caracterizado porque tiene un tejado según una o más de las reivindicaciones 21 a 23.

25. Invernadero, que tiene un tejado de una vertiente, sustancialmente orientada hacia el sur, caracterizado porque tiene un tejado según una o más de las reivindicaciones 21 a 23.

26. Elemento de cubierta para invernaderos según una o más de las reivindicaciones 1 a 20 anteriores, caracterizado porque se proporciona otro panel de pequeño espesor transparente plano externo para proteger el panel con las lentes integradas y potenciar el drenaje del agua de lluvia.

27. Tejado para invernaderos según una o más de las reivindicaciones 21 a 23 anteriores, caracterizado porque tiene un elemento de cubierta según la reivindicación 26.

28. Invernadero según las reivindicaciones 24 y 25, caracterizado porque tiene un tejado según la reivindicación 27.