ES2346358T3 - Planta fotovoltaica. - Google Patents

Planta fotovoltaica. Download PDF

Info

Publication number
ES2346358T3
ES2346358T3 ES07110960T ES07110960T ES2346358T3 ES 2346358 T3 ES2346358 T3 ES 2346358T3 ES 07110960 T ES07110960 T ES 07110960T ES 07110960 T ES07110960 T ES 07110960T ES 2346358 T3 ES2346358 T3 ES 2346358T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
photovoltaic
photovoltaic plant
heat
energy
plant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES07110960T
Other languages
English (en)
Inventor
Stefano Buiani
Eros Miani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FOTOTHERM Srl
Original Assignee
FOTOTHERM Srl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=37745192&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=ES2346358(T3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by FOTOTHERM Srl filed Critical FOTOTHERM Srl
Application granted granted Critical
Publication of ES2346358T3 publication Critical patent/ES2346358T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40Thermal components
    • H02S40/44Means to utilise heat energy, e.g. hybrid systems producing warm water and electricity at the same time
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/70Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
    • F24S10/73Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits the tubular conduits being of plastic material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/70Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
    • F24S10/75Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits with enlarged surfaces, e.g. with protrusions or corrugations
    • F24S10/753Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits with enlarged surfaces, e.g. with protrusions or corrugations the conduits being parallel to each other
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/70Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
    • F24S2010/71Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits the conduits having a non-circular cross-section
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S25/00Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
    • F24S25/60Fixation means, e.g. fasteners, specially adapted for supporting solar heat collector modules
    • F24S2025/601Fixation means, e.g. fasteners, specially adapted for supporting solar heat collector modules by bonding, e.g. by using adhesives
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/40Casings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F2013/005Thermal joints
    • F28F2013/006Heat conductive materials
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20Solar thermal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/60Thermal-PV hybrids

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)
  • Ship Loading And Unloading (AREA)
  • Cultivation Of Seaweed (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

Planta fotovoltaica que comprende medios fotovoltaicos (11) que pueden exponerse a los rayos solares con el fin de recibir la energía de radiación solar relativa y convertir al menos una parte de dicha energía de radiación en energía eléctrica, y medios para recuperar la energía térmica (15) asociada con dicho medio fotovoltaico (11) con el fin de recuperar al menos una parte de dicha energía de radiación no convertida en energía eléctrica por dicho medio fotovoltaico (11), en el que el medio de interfaz está interpuesto entre dicho medio fotovoltaico (11) y dicho medio de recuperación de energía térmica (15) con el fin de optimizar la conducción de calor entre dicho medio fotovoltaico (11) y dicho medio de recuperación de energía térmica (15), y en el que dicho medio de interfaz comprende al menos una primera capa (19) del material conductor de calor que se caracteriza por tener una composición química con base acrílica.

Description

Planta fotovoltaica.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a una planta fotovoltaica proporcionada con al menos un panel fotovoltaico para convertir la energía de radiación solar en energía eléctrica y calorífica. En particular, la planta de acuerdo con la presente invención se aplica preferentemente, aunque no exclusivamente, a instalaciones en edificios residenciales o terciarios, o a instalaciones sobre el suelo, con el fin de suministrar energía eléctrica y, además, posiblemente, energía calorífica para la producción de agua caliente, procesar calor y/o para el acondicionamiento térmico de ambientes internos.
Antecedentes de la invención
Se conocen plantas fotovoltaicas, que constan, sustancialmente, de una pluralidad de paneles fotovoltaicos cristalinos (silicio policristalino y monocristalino) o amorfos (silicio amorfo en película fina), capaces de transformar la energía de la radiación solar en energía eléctrica.
Se conocen plantas solares de calentamiento, que constan sustancialmente de una superficie metálica oscura capaces de absorber radiación solar, capaces de transformar la energía de la radiación en energía calorífica transportada por un fluido termovector.
Las plantas fotovoltaicas conocidas proporcionan, por medio de aparatos específicos asociados con ellas, tales como calderas, convectores de calor u otros, para proporcionar energía eléctrica para producir agua caliente y/o integrar el acondicionamiento térmico de los edificios, así como para suministrar energía eléctrica a los diversos usuarios de electricidad en el edificio y las plantas.
Las plantas solares de calentamiento conocidas proporcionan, por medio de aparatos específicos asociados con ellas, tales como calderas, acumuladores, convectores térmicos u otros, para usar la energía térmica generada para la producción de agua caliente y/o integrar el calentamiento y acondicionamiento de los edificios.
Como primera desventaja de las plantas conocidas es que usan la energía solar incidente para la producción directa de únicamente la energía térmica, o sólo la energía eléctrica, sin satisfacer completamente todas las necesidades de energía de un usuario doméstico o terciario.
Los paneles fotovoltaicos conocidos tienen una eficiencia de conversión declarada que varía, hoy, de aproximadamente 5% a aproximadamente 25%, con respecto a la cantidad global de las radiaciones solares recibidas, en función de los materiales y tecnologías presentes en el panel. En realidad, los paneles fotovoltaicos comercialmente disponibles tratan de convertir en energía eléctrica no más del 18% de la energía solar que incide sobre ellos.
Esta eficiencia de los paneles normalmente se detecta en condiciones de transformación estándar (CTE) medida a una temperatura ideal de aproximadamente 25ºC.
No obstante, estos paneles fotovoltaicos en la práctica tiene desventajas debido a las pérdidas de eficiencia durante la transformación de la energía, puesto que, debido a la física de la conversión fotovoltaica, la parte de la radiación solar incidente no transformada en energía eléctrica, que es de aproximadamente 80-90%, produce un incremento de la temperatura en los propios paneles fotovoltaicos, que, de hecho, tienen que funcionar a temperaturas de trabajo reales que varían, de acuerdo con el periodo solar, de aproximadamente 40ºC a aproximadamente 120ºC.
No obstante, estas temperaturas de trabajo real conllevan pérdidas de potencia nominal, cuantificables en una disminución del rendimiento de entre aproximadamente el 0,30% y aproximadamente el 0,60% por cada grado de desviación con respecto a la temperatura ideal de 25ºC.
Los documentos DE 199 03 650 y US-A- 4186033 divulgan plantas fotovoltaicas que combinan partes solares fotovoltaicas y térmicas.
De hecho, se ha verificado que en el espacio de un año solar, la disminución de la energía producida con respecto a la cantidad máxima producible con referencia a las condiciones de transformación estándar CTE, es de aproximadamente 12-40%.
Un propósito de la presente invención es conseguir una planta fotovoltaica que es capaz de usar de forma eficaz la energía solar incidente sobre sus paneles con el fin de suministrar tanto energía eléctrica como también energía térmica para usos industriales y para acondicionamiento.
Otro propósito de la presente de la presente invención es conseguir una planta fotovoltaica que, en condiciones de trabajo reales, tiene un mejor rendimiento con respecto a las plantas conocidas.
Otro propósito de la presente invención es encontrar una solución tecnológica que es aplicable a todos los módulos fotovoltaicas comerciales, tanto cristalinos como también aquéllos con películas finas en las versiones con CdTe (telururo de cadmio) y CIS (diseleniuro de cobre indio).
Otro propósito de la presente invención es permitir mejorar los módulos fotovoltaicos ya existentes, en términos de rendimiento eléctrico, integrando la función de eliminación de calor o de recuperación de calor y ocupando el mismo espacio dedicados a una planta fotovoltaica tradicional.
El solicitante ha concebido, probado y plasmado la presente invención para superar los inconvenientes del estado de la técnica y obtener estos y otros propósitos y ventajas.
Sumario de la invención
La presente invención se expone y caracteriza en la reivindicación independiente, mientras que las reivindicaciones adjuntas describen otras características de la invención o variantes de la idea principal de la invención.
De acuerdo con el propósito anterior, una planta fotovoltaica de acuerdo con la presente invención comprende medios fotovoltaicos, tales como, por ejemplo, uno o más paneles con células fotovoltaicas, que tienen una superficie externa que puede exponerse a los rayos del sol con el fin de recibir la energía de la radiación solar relativa y de convertir al menos una parte de tal energía en energía eléctrica.
La planta de acuerdo con la presente invención también comprende un medio para recuperar la energía térmica, asociado con dicho medio fotovoltaico, que puede recuperar al menos una parte de la energía de radiación recibida y no convertida por los medios fotovoltaicos en energía eléctrica. Como se conoce, el medio fotovoltaico convierte en energía eléctrica sólo una parte relativamente baja (aproximadamente 10%-20%) de la energía de radiación recibida del sol sobre la superficie externa del panel, mientras que la parte restante conlleva la generación de una determinada cantidad de calor sobre la propia superficie, con un consiguiente sobrecalentamiento del medio fotovoltaico.
De acuerdo con un rasgo característico de la presente invención, se interpone un medio interfaz entre el medio fotovoltaico y el medio de recuperación de energía térmica, con el fin de optimizar la conducción de calor entre el medio fotovoltaico y el medio de recuperación de energía térmica. De forma ventajosa, el medio interfaz comprende al menos una primera capa de material conductor de calor.
El material conductor de calor tiene una composición química con base acrílica y, de forma ventajosa, está cargado con grafito TiO_{2}, SiC y Al_{2}O_{3} con el fin de presentar buenas características de conducción de calor.
De forma ventajosa, el material conductor de calor es biadhesivo, de forma que se puede adherir tanto al medio fotovoltaico como también al medio de recuperación de energía térmica.
El material conductor de calor debe funcionar como buen aislamiento eléctrico para que pueda ponerse en contacto el medio fotovoltaico con tensiones de trabajo altas e intercambiadores de calor localizados en tensión equipotencial (tierra).
Por tanto, con la presente invención es posible, por un lado, recuperar el calor que se desarrolla sobre la superficie del medio fotovoltaico para suministrar la energía térmica útil para calentar, acondicionar y el uso normal, y, por otro lado, para generar directamente la energía eléctrica transformada por el medio fotovoltaico con una eficiencia de conversión mejor en
0-40%.
De este modo, dada la misma superficie de la planta fotovoltaica, los inventores tienen el suministro simultáneo tanto de energía térmica como de energía eléctrica.
El solicitante ha encontrado que con la presente invención existe un incremento de la eficiencia en la transformación fotovoltaica de la energía incidente, con un incremento de hasta el 40% de la energía eléctrica producida anualmente, en función de las condiciones ambientales de la instalación y de la latitud, con respecto a una planta fotovoltaica de un tipo conocido.
Además, cuando también se tiene en cuenta la energía térmica absorbida por el medio de recuperación de energía térmica, la presente invención consigue una eficiencia de recepción combinada, con respecto a la energía eléctrica y térmica global, que es aproximadamente el 90-95% de la energía de radiación solar recibida por la superficie del medio fotovoltaico.
De este modo, mediante la adición de la energía térmica recuperada por la planta fotovoltaica de acuerdo con la presente invención, es posible satisfacer los requisitos anuales de energía de un edificio residencial tanto durante el invierno como también durante el verano.
Por tanto, aparte del doble y simultáneo suministro de energía térmica y eléctrica, la planta fotovoltaica de acuerdo con la presente invención también tiene un incremento de su rendimiento de transformación de energía, ya que el medio de recuperación de energía térmica, absorbiendo calor de la superficie del medio fotovoltaico, reduce la temperatura de trabajo real del último y la acerca lo más posible a la temperatura ideal de transformación (CTE) aprobada por los fabricantes en condiciones normalizadas de laboratorio.
De hecho, se ha observado que, con la presente invención, la eficiencia de transformación eléctrica del medio fotovoltaico se puede devolver al valor nominal medido en condiciones de CTE.
La solución de acuerdo con la presente invención es igual y ventajosamente útil tanto en el medio fotovoltaico ya instalado como también en el medio fotovoltaico que se va a instalar.
Además, habiendo resuelto los problemas técnicos presentes en el estado de la técnica, la presente invención permite usar elementos fotovoltaicos tanto del tipo tradicional como también los de nueva invención, y permite obtener los resultados siguientes, que no se habrían podido prever de antemano:
- garantiza la integridad del panel para una duración de 25 años con una disminución máxima en el rendimiento del 20%, de acuerdo con la garantía europea tal como actualmente proporcionan los fabricantes;
- garantiza la rigidez dieléctrica entre las células fotovoltaicas, que obviamente son parte de un circuito eléctrico y las masas del sistema (intercambiadores y líquidos circulantes) localizadas necesariamente sobre el suelo por motivos de seguridad eléctrica;
- permite la transferencia de calor entre el intercambiador de calor y las células fotovoltaicas, y también las dilataciones térmicas necesarias a las que la tendencia diaria y estacional de las temperaturas somete a los materiales sin sufrir desgates.
Breve descripción de las figuras
Estas y otras características de la presente invención se harán evidentes a partir de la siguiente descripción de algunas formas de realización preferenciales, proporcionadas como ejemplo no restrictivo, con referencia a las figuras adjuntas en la misma:
La Figura 1 es una vista frontal de un módulo fotovotaico de acuerdo con la presente invención;
La Figura 2 es una vista posterior del módulo fotovoltaico de la figura 1;
La Figura 3 muestra un aumento de tamaño de una sección de III a III de la figura 2, en una primera forma de realización;
La Figura 4 muestra un aumento de tamaño de una sección de III a III de la figura 2, en una segunda forma de realización;
La Figura 5 muestra un aumento de tamaño de una sección de III a III de la figura 2, en una tercera forma de realización;
La Figura 6 muestra un aumento de tamaño de una sección de III a III de la figura 2, en una cuarta forma de realización.
Descripción detallada de algunas formas de realización preferenciales
Con referencia a las figuras adjuntas, se puede instalar una planta fotovoltaica 10 de acuerdo con la presente invención sobre una superficie expuesta al sol, por ejemplo sobre el suelo, o en un tejado, una terraza u otra, de un edificio residencial, terciario o industrial, de modo que suministre al mismo tanto tiempo energía eléctrica como también energía térmica para calentar el agua, procesar calor y/o acondicionamiento de la temperatura dentro del edificio.
En particular, la planta fotovoltaica 10 de acuerdo con la invención comprende un panel 11 (fig. 1) que tiene una superficie externa determinada 12 expuesta al sol, de forma sustancialmente rectangular. Esencialmente, el panel 11 consta de un cristal solar 14 (fig. 3) y una pluralidad de células fotovoltaicas 13 (fig. 1 y 3), en la fig. 1 treinta y seis que puede recibir la energía de radiación emitida por el sol con el fin de transformarla, de acuerdo con los porcentajes de funcionamiento intrínsecos, o la eficiencia del panel 11, en energía eléctrica y energía térmica.
Entre el cristal solar 14 (fig. 3) y las células fotovoltaicas 13 se dispone una capa 25 de acetato de etil-vinilo (EVA). Además, sobre la superficie interna de las células fotovoltaicas 13 se dispone otra capa 26 de EVA. Sobre la capa 26 se dispone otra capa 27, fabricada con una película con base de fluoruro polivinílico, por ejemplo la conocida con el nombre comercial TEDLAR®.
Con referencia a la fig. 2, sobre la superficie inferior del panel 11 se proporciona una caja de conexión eléctrica 16, de un tipo sustancialmente conocido, que, por medio de conectores relativos 16a y 16b, permite alimentar una planta eléctrica del edificio/planta sobre el que se instala la planta fotovoltaica 10.
La planta fotovoltaica 10 también comprende un intercambiador de calor 15 (fig. 3) dispuesto debajo del panel 11 y que puede absorber el calor normalmente generado por el último, debido al efecto de la falta de transformación de la totalidad de la energía de radiación recibida.
El panel solar 11 puede transformar en energía eléctrica un porcentaje comprendido entre aproximadamente 10% y aproximadamente 18% de la energía de radiación incidente sobre las células fotovoltaicas 13, mientras que el porcentaje restante (aproximadamente 80%-90%) de la energía de radiación se disipa por el panel 11 en forma de calor.
El intercambiador de calor 15 (fig. 3) se extiende a lo largo de toda la superficie inferior del panel 11 y está separado de ella por medio de una capa 19 del material conductor de calor que funciona como una interfaz. El material interfaz es, de forma ventajosa, una película biadhesiva, que permite la fácil instalación y el posible deslizamiento debido a la dilatación por calor. El espesor de la película biadhesiva está comprendido entre aproximadamente 150 micrómetros y aproximadamente 300 micrómetros, es decir, como para compensar la falta de uniformidad en la co-planaridad de la superficie trasera de los paneles 11 y para mantener el contacto entre la capa 27 y el intercambiador de calor 15 debajo. La capa 19, o película biadhesiva, tiene una composición química con base acrílica, con el fin de garantizar la resistencia dieléctrica (aislamiento galvánico), y se carga de forma ventajosa con grafito de TiO_{2}, SiC y Al_{2}O_{3} con el fin de tener buenas características de conducción de calor.
De hecho, se ha probado que el uso de adhesivos conductores de calor de un tipo epoxi tiene la desventaja que produce la formación de microfracturas sobre la capa trasera 27 de los paneles 11, causadas por el tiempo por las dilataciones cíclicas del intercambiador 15. Dichas microfracturas afectan de forma negativa al aislamiento galvánico y, por tanto, a la garantía de eficiencia y duración en el tiempo.
Por tanto, el material de interfaz es particularmente importante tanto para garantizar temperaturas controladas sobre la cara interna del panel 11 (denominada cara del módulo fotovoltaico) como también para reducir el envejecimiento de las capas 25 y 26 de EVA usadas para proteger las células fotovoltaicas 13 en el proceso de producción del panel 11. De hecho, el EVA se somete a una fotooxidación acelerada en el caso de radiación solar combinada con temperaturas altas. Si dichas condiciones persisten, su transparencia a la radiación lumínica se reduce y el porcentaje de radiación absorbida en el espectro del ultravioleta aumenta, lo que hace que se deteriore el rendimiento eléctrico del panel 11, que, por tanto, queda privado de una parte porcentual de fotones.
De hecho, sin dicha capa 19, en condiciones del Ecuador y tropicales de uso de tecnología fotovoltaica, existe un envejecimiento prematuro de los módulos debido al fenómeno descrito en lo que antecede. Por el contrario, este comportamiento se cancela con dicho material interfaz de acuerdo con la presente invención.
De acuerdo con una primera forma de realización, de acuerdo con la presente invención, como se muestra en la fig. 3, el intercambiador de calor 15 comprende una pluralidad de tubos metálicos 30 con una sección transversal oval, es decir, diametralmente aplanda, en el que puede fluir un fluido termovector. Los tubos metálicos 30, en este caso, están fabricados con cobre, o acero inoxidable por ejemplo AISI304, AISI316 o AISI316L, y están fabricados para que se adhieran a una lamina de metal 41, fabricada de aluminio o de acero inoxidable, por ejemplo AISI304, AISI316 o AISI316L. A su vez, la lámina de metal 41 se fabrica de modo que se adhiera a la capa biadhesiva 19 por medio de una resina epoxi conductora de calor 31.
De acuerdo con una segunda forma de realización, de acuerdo con la presente invención, como se muestra en la fig. 4, el intercambiador de calor 15 está fabricado mediante acoplamiento de una pluralidad de tubos metálicos 35 con una sección transversal circular, es decir, diametralmente aplanada, en el que puede fluir el fluido termovector. Los tubos 35, como los tubos 30, están fabricados de, por ejemplo, cobre, o acero inoxidable, por ejemplo AIS1304, AISI316 o AISI316L, pero, al contrario que los tubos 30 se acomodan en una forma o estructura 36 fabricada mediante moldeo de una lámina de aluminio o de acero inoxidable. El último determina una conducción de calor con la superficie externa del tubo metálico correspondiente 35 a través de una resina epoxi conductora de calor, similar a la resina 31, localizada en los intersticios.
De acuerdo con una tercera forma de realización, de acuerdo con la presente invención, como se muestra en la fig. 5, el intercambiador de calor 15 está fabricado completamente con material polimérico moldeado, por ejemplo PVP, polipropileno o polietileno, pero se ha hecho conductor con, por ejemplo, grafito, fibras de carbono, óxido de titanio, Al_{2}O_{3} y SiC. En particular, se fabrican tuberías 40, en las que el fluido termovector puede fluir.
De acuerdo con una cuarta forma de realización, de acuerdo con la presente invención, como se muestra en la fig. 6, la parte inferior del intercambiador de calor 15 está fabricada por material polimérico moldeado, similar a la solución mostrada en la fig. 5 descrita en lo que antecede, es decir con tuberías 40 de, por ejemplo, PVC, polipropileno o polietileno, que se han hecho conductoras, en las que el fluido termovector puede fluir, y la parte superior está fabricada con la lámina de metal 41 pegada a la misma.
El fluido termovector se introduce en los tubos 30, 35 o en las tuberías 40 del intercambiador de calor 15 a través de una tubería de entrada 20 (fig. 1 y 2) a una primera temperatura, y sale del intercambiador de calor 15 a través de una tubería de salida 21 a una segunda temperatura, superior a la primera. La colocación de las tuberías 20 y 21 puede también ser lateral (fig. 1 y 2) o trasera (fig. 1).
El fluido termovector que sale de la tubería de salida 21 se introduce de forma ventajosa en un circuito termohidráulico del edificio terciario o industrial en el que se instala la planta fotovoltaica 10, para suministrar la energía necesaria para los requisitos domésticos, de proceso de calor y de acondicionamiento.
Es obvio que el intercambiador de calor 15 puede usarse igualmente sólo con el fin de enfriar el panel 11, sin necesariamente alimentar a un usuario de calor.
La planta fotovoltaica 10 puede comprender una capa de aislamiento 22 (fig. 2, 3, 4, 5 y 6), dispuesta alrededor del intercambiador de calor 15, para limitar a un mínimo de las dispersiones accidentales de calor que se pueden producir.
En este caso, la planta 10 comprende un marco 23 que mantiene el panel 11, la capa conductora de calor 19, el intercambiador de calor 15 y la posible capa de aislamiento 22 ensamblados entre sí. El marco 23 está dispuesto sobre el perímetro de los componentes que mantiene ensamblados y también puede permitir fijar la planta fotovoltaica 10 mediante, por ejemplo, tornillos que no se muestran en el presente documento, a la superficie relativa expuesta al sol.
Está claro que se pueden realizar modificaciones y/o adiciones de partes de la planta fotovoltaica 10, tal como se ha descrito en le presente documento en lo que antecede, sin desviarse del alcance de la presente invención.
También está claro que, aunque la presente invención se ha descrito con referencia a los ejemplos específicos, un experto en la técnica podrá, ciertamente, conseguir formas equivalentes de planta fotovoltaica, que tiene las características expuestas en las reivindicaciones y, por tanto, que entran todas dentro del campo de protección definido en ellas.

Claims (17)

1. Planta fotovoltaica que comprende medios fotovoltaicos (11) que pueden exponerse a los rayos solares con el fin de recibir la energía de radiación solar relativa y convertir al menos una parte de dicha energía de radiación en energía eléctrica, y medios para recuperar la energía térmica (15) asociada con dicho medio fotovoltaico (11) con el fin de recuperar al menos una parte de dicha energía de radiación no convertida en energía eléctrica por dicho medio fotovoltaico (11), en el que el medio de interfaz está interpuesto entre dicho medio fotovoltaico (11) y dicho medio de recuperación de energía térmica (15) con el fin de optimizar la conducción de calor entre dicho medio fotovoltaico (11) y dicho medio de recuperación de energía térmica (15), y en el que dicho medio de interfaz comprende al menos una primera capa (19) del material conductor de calor que se caracteriza por tener una composición química con base acrílica.
2. Planta fotovoltaica como en la reivindicación 1, caracterizada porque dicho material conductor de calor es biadhesivo.
3. Planta fotovoltaica como en la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque dicho material conductor de calor tiene un espesor comprendido entre aproximadamente 150 micrómetros y aproximadamente 300 micrómetros.
4. Planta fotovoltaica como en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque dicho material conductor térmico está cargado con TiO_{2}, grafito, SiC y Al_{2}O_{3}, con el fin de tener buenas características de conducción de calor.
5. Planta fotovoltaica como en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque dicho medio fotovoltaico comprende una pluralidad de células fotovoltaicas (13) ensambladas sobre un panel (11) que tiene una capa formada por cristal solar (14) con una superficie externa (12) que se puede exponer a los rayos solares.
6. Planta fotovoltaica como en la reivindicación 5, que se caracteriza porque entre dicho cristal solar (14) y dichas células fotovoltaicas (13) se dispone una segunda capa (25) de acetato de etil-vinilo (EVA) y porque sobre la superficie interna de dichas células fotovoltaicas (13) se dispone una tercera capa (26) de acetato de etil-vinilo (EVA).
7. Planta fotovoltaica como en la reivindicación 6, que se caracteriza porque una cuarta capa (27), formada por una película con base de fluoruro de polivinilo, se dispone sobre una tercera capa (26).
8. Planta fotovoltaica como en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque dicho medio de recuperación de energía térmica comprende un intercambiador de calor (15) dispuesto adyacente a dicho medio fotovoltaico (11).
9. Planta fotovoltaica como en la reivindicación 8, caracterizada porque dicho intercambiador de calor (15) comprende una pluralidad de tubos metálicos (30, 35) que se adhieren a la lámina de metal hecha de aluminio o de acero inoxidable (41) por medio de una resina epoxi conductora de calor (31) y en la que el fluido termovector puede fluir.
10. Planta fotovoltaica como en la reivindicación 9, caracterizada porque dichos tubos metálicos (30, 35) están fabricados de cobre o de acero inoxidable.
11. Planta fotovoltaica como en la reivindicación 9 ó 10, caracterizada porque dichos tubos metálicos (30) tienen una sección transversal oval.
12. Planta fotovoltaica como en la reivindicación 9, caracterizada porque dichos tubos metálicos (35) tienen una sección transversal circular y están acomodados en una estructura (36), fabricada con aluminio o acero inoxidable, que determina la conducción de calor con la superficie externa del tubo metálico correspondiente (35) a través de una resina epoxi conductora de calor localizada en los intersticios.
13. Planta fotovoltaica como en la reivindicación 8, caracterizada porque dicho intercambiador de calor (15) está fabricado completamente con material polimérico moldeado, hecho conductor, en el que se fabrican tuberías (40), en las que el fluido termovector puede fluir.
14. Planta fotovoltaica como en la reivindicación 8, caracterizada porque la parte inferior de dicho intercambiador de calor (15) está fabricada con material polimérico moldeado, hecho conductor, en el que se fabrican las tuberías (40), en las que el fluido fabricado puede fluir, y la parte superior está fabricada con una lámina metálica (41) pegada a dicha parte inferior.
15. Planta fotovoltaica como en la reivindicación 13 ó 14, caracterizada porque dicho material polimérico está fabricado de grafito, fibras de carbono, TiO_{2}, Al_{2}O_{3}, SiC.
16. Planta fotovoltaica como en la reivindicación 14, caracterizada porque dicha lámina metálica (41) está fabricada de aluminio o de acero inoxidable.
17. Planta fotovoltaica como en cualquiera de las reivindicaciones 8 a 16, caracterizada porque dicho intercambiador de calor (15) comprende una tubería de entrada (20) a través de la cual se introduce un fluido termovector, y una tubería de salida (21) a través de la cual dicho fluido termovector sale tras haber efectuado un intercambio de calor con dicho medio fotovoltaico (11).
ES07110960T 2006-06-26 2007-06-25 Planta fotovoltaica. Active ES2346358T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITUD06A0163 2006-06-26
IT000163A ITUD20060163A1 (it) 2006-06-26 2006-06-26 Impianto fotovoltaico

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2346358T3 true ES2346358T3 (es) 2010-10-14

Family

ID=37745192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES07110960T Active ES2346358T3 (es) 2006-06-26 2007-06-25 Planta fotovoltaica.

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP1873843B1 (es)
AT (1) ATE468614T1 (es)
DE (1) DE602007006590D1 (es)
ES (1) ES2346358T3 (es)
HR (1) HRP20100453T1 (es)
IT (1) ITUD20060163A1 (es)
PT (1) PT1873843E (es)
SI (1) SI1873843T1 (es)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7900407B2 (en) 2004-02-13 2011-03-08 Pvt Solar, Inc. Interconnected solar module design and system
US7856769B2 (en) 2004-02-13 2010-12-28 Pvt Solar, Inc. Rack assembly for mounting solar modules
US8344239B2 (en) 2004-02-13 2013-01-01 Pvt Solar, Inc. Mechanism for mounting solar modules
CA2656081C (en) * 2006-08-08 2015-11-24 Pvt Solar, Inc. Topologies, systems and methods for control of solar energy supply systems
WO2008028151A2 (en) 2006-08-31 2008-03-06 Pvt Solar, Inc. Technique for electrically bonding solar modules and mounting assemblies
US7721492B2 (en) 2006-09-06 2010-05-25 Pvt Solar, Inc. Strut runner member and assembly using same for mounting arrays on rooftops and other structures
US7857269B2 (en) 2006-11-29 2010-12-28 Pvt Solar, Inc. Mounting assembly for arrays and other surface-mounted equipment
DE202007010901U1 (de) * 2007-08-06 2007-12-27 Brabenec, Maike Hybridkollektor
DE102007053225A1 (de) * 2007-11-06 2009-05-07 Sgl Carbon Ag Temperierkörper für Photovoltaik-Module
DE202008004965U1 (de) * 2008-04-09 2008-07-24 Eurich, Torsten Kühl- bzw. Thermoelement insbesondere für Solarmodule
DE102009040653A1 (de) * 2008-09-09 2010-06-17 Sola-Term Gmbh Solar-Flachkollektor
EP2262004A1 (en) 2009-06-11 2010-12-15 Anaf Europe S.A. Photovoltaic plant for production of electric energy
EP2284910B1 (de) * 2009-08-12 2016-03-02 Roth Werke GmbH Solarabsorber
DE102009038400A1 (de) * 2009-08-24 2011-03-03 Peter Faust Solarmodul
CN101764167B (zh) * 2009-12-25 2011-08-24 赵耀华 太阳能光伏电池高效散热装置及热电联供系统
EP2362157A1 (de) * 2010-02-18 2011-08-31 go!nnovate AG Solarkollektor
AU2011256881B2 (en) * 2010-05-18 2015-11-26 Solimpeks Enerji Sanayi Ve Ticaret A.S. A method for producing a solar energy conversion module and a module produced by same
DE202010010714U1 (de) * 2010-07-27 2010-10-21 Pa-Id Automation & Vermarktung Gmbh Solarmodul
DE102010032908A1 (de) 2010-08-02 2012-02-02 Thorsten Eurich Thermoelement, Photovoltaikmodul und Photovoltaikanlage
EP2528107B1 (de) 2011-05-24 2015-08-12 Klaus Gehrmann Fassadenelement
CN102231399A (zh) * 2011-07-01 2011-11-02 常州依利奥斯太阳能科技有限公司 太阳能组件单元
FR2978299B1 (fr) * 2011-07-19 2014-05-09 Solaire 2G Amelioration de la longevite et de l’ergonomie des modules solaires hybrides
PL218687B1 (pl) * 2011-07-28 2015-01-30 Skorut Systemy Solarne Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Kolektor słoneczny
BE1021763B1 (nl) * 2013-01-25 2016-01-15 Building Energy Nv Hybride fotovoltaïsch-thermisch systeem
FR3004288A1 (fr) * 2013-04-04 2014-10-10 Bc Partners Panneau solaire auto refroidissant
JP6552893B2 (ja) * 2015-07-07 2019-07-31 日清紡メカトロニクス株式会社 ハイブリッド太陽電池モジュール
DE202017100275U1 (de) * 2017-01-09 2017-03-15 Imerys Tc Thermisch-Fotovoltaisches Solarsystem, Anlagen, die termisch-fotovoltaische Solarsystem umfassen, und deren Verwendung
US12003214B2 (en) 2018-04-11 2024-06-04 Hoole Enterprises Pty Ltd Heat exchange system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4186033A (en) * 1978-11-01 1980-01-29 Owens-Illinois, Inc. Structure for conversion of solar radiation to electricity and heat
US4839206A (en) 1987-09-15 1989-06-13 Norton Company Double sided adhesive tape
DE19902650A1 (de) * 1999-01-24 2000-07-27 Mueller Gerald Patrick Verfahren zur Gewinnung von Solarenergie durch kombinierte Umwandlung in elektrische und thermische Energie und deren Verwertung sowie Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens
GB2384113A (en) * 2002-01-14 2003-07-16 Integrated Technologies Hybrid photovoltaic module

Also Published As

Publication number Publication date
EP1873843B1 (en) 2010-05-19
EP1873843A2 (en) 2008-01-02
SI1873843T1 (sl) 2010-09-30
DE602007006590D1 (de) 2010-07-01
PT1873843E (pt) 2010-08-24
HRP20100453T1 (hr) 2010-09-30
ATE468614T1 (de) 2010-06-15
EP1873843A3 (en) 2008-03-12
ITUD20060163A1 (it) 2007-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2346358T3 (es) Planta fotovoltaica.
US20100300504A1 (en) Thermoelectric solar plate
US20090223550A1 (en) Roof tile or tiled solar thermal collector
KR101979659B1 (ko) 건물일체형 태양광·태양열 시스템
US20120060899A1 (en) Collector for the generation of electrical and thermal energy
US11431289B2 (en) Combination photovoltaic and thermal energy system
WO2011014120A2 (en) Multiple functional roof and wall system
JP2006317128A (ja) 太陽光発電装置および太陽熱温水装置
JPWO2006019091A1 (ja) 太陽電池ハイブリッドモジュール
TWM516232U (zh) 輕量化太陽能電池模組
KR101628668B1 (ko) 태양광패널의 온도관리장치
KR102107498B1 (ko) 방열형 bipv 창호 시스템
JP2006269608A (ja) 太陽電池モジュールの製造方法
US20220085757A1 (en) Hybrid solar panel for producing electrical energy and thermal energy
Sopian et al. Experimental studies on building integrated photovoltaic thermal collectors with different absorber design
Karthick et al. Modelling and Analysis of Solar Photovoltaic Thermal Collector
JP2015023216A (ja) 太陽電池およびその製造方法、太陽電池モジュールおよびその製造方法
ES2303456B1 (es) Panel solar hibrido fotovoltaico/termico con incremento de eficiencia en sistema fotovoltaico.
Akhatov et al. Study of thermal-technical parameters and experimental investigations on PV-Thermal collector
US20240063755A1 (en) Photovoltaic thermal system for coupling to solar panels
Tripanagnostopoulos et al. New CPV systems with static reflectors
RU150121U1 (ru) Фототермопреобразователь солнечной энергии
Prajapati et al. Recent Development in Solar Photovoltaics and Thermal Hybrid Technology
Teja et al. Experimental Investigation on Hybrid Photovoltaic and Thermal Solar Collector System
CN203574604U (zh) 筒形太阳能光伏光热一体化组件