ES2325111B1 - SOLAR CONCENTRATION SYSTEM FOR PHOTOVOLTAIC PANELS. - Google Patents
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Abstract
Sistema de concentración solar para paneles fotovoltaicos, que utiliza placas fotovoltaicas (1) de forma cuadrada, disponiendo en relación con los lados de cada una de ellas cuatro respectivos espejos (2) rectangulares, los cuales son de una longitud igual al lado de la placa fotovoltaica (1), con una anchura del orden del 88,3% respecto de la longitud (L), colocándose dichos espejos (2) en posición inclinada con un ángulo (\beta) del orden de 57º respecto del plano de la placa fotovoltaica (1).Solar concentration system for panels photovoltaic, which uses photovoltaic panels (1) so square, disposing in relation to the sides of each of they four respective rectangular mirrors (2), which are of a length equal to the side of the photovoltaic plate (1), with a width of the order of 88.3% with respect to the length (L), being placed said mirrors (2) in an inclined position with an angle (?) of the order of 57º with respect to the plane of the photovoltaic plate (one).
Description
Sistema de concentración solar para paneles fotovoltaicos.Solar concentration system for panels photovoltaic
La presente invención está relacionada con la captación de la energía solar mediante placas fotovoltaicas para la transformación en energías de consumo, proponiendo un sistema que permite concentrar la energía solar de una manera ventajosa sobre las placas fotovoltaicas de transformación.The present invention is related to the solar energy collection by photovoltaic panels for transformation into consumer energies, proposing a system that allows you to concentrate solar energy in an advantageous way on photovoltaic transformation plates.
Para la captación de la energía solar y su transformación en energías de consumo, como electricidad o calor, se utilizan paneles formados por placas fotovoltaicas, las cuales se disponen componiendo un panel que se incorpora sobre una estructura soporte que puede ser fija u orientable en seguimiento respecto del sol.For the capture of solar energy and its transformation into energy consumption, such as electricity or heat, panels formed by photovoltaic panels are used, which are they have composing a panel that is incorporated on a support structure that can be fixed or orientable in follow-up Regarding the sun.
Dado el elevado costo de las placas fotovoltaicas de transformación de la energía solar, se han desarrollado soluciones de paneles solares formados por una combinación de placas fotovoltaicas y espejos, determinando un conjunto de gran superficie que capta la energía solar y la concentra sobre las placas fotovoltaicas transformadoras de dicha energía, con lo que se consigue reducir el costo de construcción, así como la dimensión del contorno de los paneles solares, para una capacidad de producción equivalente.Given the high cost of the plates photovoltaic of transformation of solar energy, have developed solar panel solutions formed by a combination of photovoltaic panels and mirrors, determining a large surface area that captures solar energy and concentrates on the transforming photovoltaic panels of said energy, thereby reducing the cost of construction, as well as the contour dimension of solar panels, to an equivalent production capacity.
Sin embargo, las soluciones existentes de concentración solar mediante espejos sobre placas fotovoltaicas, determinan distribuciones que no permiten el total aprovechamiento de la superficie de los paneles solares formados por múltiples placas fotovoltaicas con espejos de concentración sobre cada una de ellas, ya que entre las disposiciones de las distintas placas fotovoltaicas quedan zonas desaprovechadas o muertas, en las que no se recoge la energía solar que incide sobre ellas.However, the existing solutions of solar concentration through mirrors on photovoltaic panels, determine distributions that do not allow full use of the surface of solar panels formed by multiple photovoltaic panels with concentration mirrors on each of them, since between the provisions of the different plates photovoltaic areas remain wasted or dead areas, in which no solar energy that falls on them is collected.
Por otro lado, en dichas realizaciones conocidas de concentración solar mediante espejos sobre placas fotovoltaicas, la radiación solar que se recoge en cada placa fotovoltaica no es uniforme en toda la superficie de la misma, lo cual resulta perjudicial para las placas fotovoltaicas, acortando la vida útil de éstas.On the other hand, in said known embodiments of solar concentration by mirrors on plates photovoltaic, the solar radiation that is collected in each plate photovoltaic is not uniform over the entire surface of it, what which is harmful for photovoltaic panels, shortening The shelf life of these.
De acuerdo con la invención se propone un sistema de concentración solar mediante espejos, sobre placas fotovoltaicas, mediante el cual se determina una formación modular que puede ser acoplada repetitivamente en la composición de paneles solares con aprovechamiento total de la superficie de los mismos e incidencia uniforme de la radiación solar sobre la superficie de las placas fotovoltaicas.According to the invention, a solar concentration system using mirrors, on plates photovoltaic, by which a modular formation is determined which can be repeatedly coupled in the panel composition solar with total use of the surface of the same and uniform incidence of solar radiation on the surface of The photovoltaic panels.
Este sistema objeto de la invención consiste en la utilización de placas fotovoltaicas cuadradas, disponiendo en relación con cada uno de los lados de las mismas un espejo rectangular, de longitud igual a la del lado de la placa fotovoltaica y una anchura del orden del 88,3% respecto de la longitud, situándose dichos espejos en una posición inclinada en un ángulo del orden de 57º respecto del plano de la placa fotovoltaica.This system object of the invention consists of the use of square photovoltaic panels, available in relationship with each side of them a mirror rectangular, of length equal to that of the side of the plate photovoltaic and a width of the order of 88.3% with respect to the length, said mirrors being in an inclined position in a angle of the order of 57º with respect to the plate plane Photovoltaic
Se obtiene así una disposición en la que cada placa fotovoltaica junto con los cuatro espejos dispuestos en relación con sus lados, forman un conjunto modular que recoge la radiación solar, en parte de manera directa mediante la propia placa fotovoltaica, y en parte mediante reflexión por medio de los espejos, los cuales reflejan sobre la placa fotovoltaica la radiación solar que incide sobre ellos.A provision is thus obtained in which each photovoltaic plate together with the four mirrors arranged in relationship with their sides, they form a modular set that collects the solar radiation, partly directly through the own photovoltaic plate, and partly by reflection through the mirrors, which reflect on the photovoltaic plate the solar radiation that strikes them.
Cada conjunto modular formado por una placa fotovoltaica y los cuatro correspondientes espejos dispuestos respecto de los lados de la misma, determina una formación en cruz, de modo que dicho conjunto modular puede ser asociado con otros conjuntos modulares iguales, para componer un panel solar de la dimensión que se desee, combinándose la forma en cruz de los distintos conjuntos modulares de modo que con ellos se forma a modo de un mosaico, coincidiendo entre sí los bordes de los conjuntos modulares adyacentes, es decir que entre ellos no quedan huecos libres.Each modular set consisting of a plate photovoltaic and the four corresponding mirrors arranged on the sides of it, determines a cross formation, so that said modular assembly can be associated with others equal modular assemblies, to compose a solar panel of the desired dimension, combining the cross shape of the different modular assemblies so that with them it is formed by way of a mosaic, the edges of the sets coinciding with each other adjacent modular, that is to say that there are no gaps between them free.
Además, la dimensión y la disposición de los espejos con respecto a las placas fotovoltaicas, hace que la reflexión de la incidencia solar que proyectan dichos espejos sobre la placa fotovoltaica correspondiente se compagine de tal forma que la incidencia solar resulte completamente uniforme sobre toda la superficie de la placa fotovoltaica, optimizándose así las condiciones funcionales de la misma.In addition, the size and disposition of mirrors with respect to photovoltaic panels, makes the reflection of the solar incidence that these mirrors project on the corresponding photovoltaic plate is combined so that the solar incidence is completely uniform over the entire photovoltaic plate surface, thus optimizing the functional conditions of it.
Por todo ello, el sistema de la invención resulta de unas características ciertamente ventajosas, adquiriendo vida propia y carácter preferente para la composición de paneles solares a la que se halla destinado.Therefore, the system of the invention results of certain advantageous characteristics, acquiring own life and preferred character for the composition of panels solar to which it is intended.
La figura 1 muestra en vista frontal un ejemplo de concentración solar, mediante espejos, sobre una placa fotovoltaica, según un sistema convencional.Figure 1 shows an example in front view of solar concentration, by means of mirrors, on a plate Photovoltaic, according to a conventional system.
La figura 2 muestra en vista frontal una disposición de concentración solar, mediante espejos, sobre una placa fotovoltaica, según el sistema de la invención.Figure 2 shows in front view a arrangement of solar concentration, by means of mirrors, on a photovoltaic plate, according to the system of the invention.
La figura 3 es una vista lateral de la disposición de los espejos respecto de la placa fotovoltaica, según el sistema de la invención.Figure 3 is a side view of the arrangement of the mirrors with respect to the photovoltaic plate, according to The system of the invention.
La figura 4 es una vista frontal de la composición de un panel solar mediante conjuntos modulares formados según el sistema de la invención.Figure 4 is a front view of the composition of a solar panel using modular assemblies formed according to the system of the invention.
La figura 5 es una perspectiva de un seguidor solar de dos ejes con el panel de captación solar formado modularmente según el sistema de la invención.Figure 5 is a perspective of a follower two-axis solar with formed solar collection panel modularly according to the system of the invention.
El objeto de la invención se refiere a un sistema de concentración solar mediante espejos sobre placas fotovoltaicas, para la formación de paneles solares de captación y transformación de la energía solar, preferentemente de los que se disponen en estructuras de seguimiento de la posición del sol.The object of the invention relates to a solar concentration system using mirrors on plates photovoltaic, for the formation of solar panels for collection and transformation of solar energy, preferably those They have structures for tracking the position of the sun.
El sistema preconizado se basa en la utilización de placas fotovoltaicas (1) de forma cuadrada, que pueden estar integradas por una sola placa cuadrada o por una composición formada mediante dos ó más placas unidas formado un conjunto cuadrado, disponiéndose en relación con los lados de la placa fotovoltaica (1) cuadrada cuatro respectivos espejos (2), como se observa en la figura 2.The recommended system is based on the use of photovoltaic panels (1) of square shape, which may be composed of a single square plate or a composition formed by two or more joined plates formed a set square, arranged in relation to the sides of the plate photovoltaic (1) square four respective mirrors (2), as see in figure 2.
Los mencionados espejos (2) son de forma rectangular, con una longitud (L) igual al lado de la placa fotovoltaica (1) correspondiente, y con una anchura (H) del orden del 88,3% respecto de la longitud (L), disponiéndose dichos espejos (2) en una posición inclinada con un ángulo (R) del orden de 57º respecto del plano de la placa fotovoltaica (1), como se observa en la figura 3.The mentioned mirrors (2) are of form rectangular, with a length (L) equal to the side of the plate photovoltaic (1) corresponding, and with a width (H) of the order 88.3% with respect to the length (L), said mirrors being arranged (2) in an inclined position with an angle (R) of the order of 57º with respect to the plane of the photovoltaic plate (1), as observed in figure 3.
Entre la placa fotovoltaica (1) y los espejos respectivos (2) forman, de este modo, un conjunto modular con forma de cruz, en el cual las radiaciones solares que inciden sobre la placa fotovoltaica (1) son captadas directamente por ésta, mientras que las radiaciones solares que inciden sobre los espejos (2) son reflejadas por éstos hacia la placa fotovoltaica (1), de modo que estas radiaciones solares son captadas de una manera indirecta.Between the photovoltaic plate (1) and the mirrors respective (2) thus form a modular assembly with shape of cross, in which the solar radiations that affect the photovoltaic plate (1) are captured directly by it, while that the solar radiation that affects the mirrors (2) are reflected by these towards the photovoltaic plate (1), so that These solar radiations are captured indirectly.
Con esa disposición, las radiaciones solares que inciden en el espacio superficial del conjunto modular formado por la placa fotovoltaica (1) y los espejos (2), se proyectan, en parte de forma directa y en parte de forma indirecta, sobre la placa fotovoltaica (1), con una distribución uniforme en la misma, ya que, debido a la dimensión relativa de los espejos (2) y a la posición de los mismos, las radiaciones solares que reflejan los espejos (2) forman una distribución totalmente uniforme sobre la superficie de la placa fotovoltaica (1).With that arrangement, solar radiation that they affect the surface space of the modular assembly formed by the photovoltaic plate (1) and the mirrors (2), are projected, in part directly and partly indirectly, on the plate photovoltaic (1), with a uniform distribution in it, already that, due to the relative dimension of the mirrors (2) and the their position, the solar radiations that reflect the mirrors (2) form a completely uniform distribution on the photovoltaic plate surface (1).
De este modo se consiguen unas óptimas condiciones funcionales de la placa fotovoltaica (1), evitando los perjuicios que ocasiona una distribución no uniforme de la incidencia solar en las placas fotovoltaicas, como ocurre en las soluciones convencionales de concentración mediante espejos (2.1) dispuestos en relación con los lados y en las zonas de las esquinas, cubriendo todo el contorno de la placa fotovoltaica (1) correspondiente, como el ejemplo de la figura 1, cuya disposición no permite, además, disponer el conjunto modular en combinación con otros iguales de forma que cubran una superficie de captación solar con aprovechamiento total de la misma.In this way optimal ones are achieved functional conditions of the photovoltaic plate (1), avoiding the damages caused by a non-uniform distribution of the solar incidence on photovoltaic panels, as in the case of conventional concentration solutions using mirrors (2.1) arranged in relation to the sides and in the areas of the corners, covering the entire outline of the photovoltaic plate (1) corresponding, as the example in figure 1, whose arrangement it also does not allow the modular assembly to be arranged in combination with other equals so that they cover a solar collection surface with full use of it.
El conjunto modular de concentración solar formado por cada placa fotovoltaica (1) y los cuatro espejos (2) correspondientes, según el sistema de la invención, determina una configuración en cruz, con una geometría que permite compaginar el conjunto modular con otros iguales, para componer, a modo de un mosaico, paneles solares de cualquier dimensión, conjugando en la disposición los conjuntos modulares entre sí, de forma que entre ellos no quedan espacios libres, por lo que se consigue un aprovechamiento total de la superficie del panel solar formado, lográndose con este sistema, por lo tanto, una máxima eficacia de captación solar.The modular solar concentration assembly formed by each photovoltaic plate (1) and the four mirrors (2) corresponding, according to the system of the invention, determines a cross configuration, with a geometry that allows to combine the modular set with other equals, to compose, as a mosaic, solar panels of any dimension, combining in the arrangement the modular assemblies with each other, so that between there are no free spaces, so you get a total use of the surface of the solar panel formed, achieving with this system, therefore, a maximum efficiency of solar collection
Los conjuntos modulares de captación solar según el sistema de la invención, pueden ser de cualquier dimensión, siempre que la placa fotovoltaica (1) sea cuadrada y en relación con sus lados vayan dispuestos cuatro espejos (2) con las dimensiones relativas y en la posición inclinada que se han indicado anteriormente.Modular solar collection assemblies according to The system of the invention can be of any dimension, provided that the photovoltaic plate (1) is square and in relation to its sides are arranged four mirrors (2) with the dimensions relative and in the inclined position as indicated previously.
En la aplicación práctica dicho sistema de captación solar según la invención, puede utilizarse para formar paneles solares de cualquier aplicación de captación solar, pero preferentemente es aplicable para la utilización en paneles solares (3) que se disponen sobre estructuras (4) con movimientos en dos ejes para el seguimiento del sol, como el ejemplo de la figura 5, que no tiene carácter limitativo.In the practical application said system of solar collection according to the invention, can be used to form solar panels of any solar collection application, but preferably it is applicable for use in solar panels (3) that are arranged on structures (4) with movements in two axes for sun tracking, like the example in figure 5, That is not limiting.
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