ES2352922A1 - Estructura y cierre de un módulo de concentración fotovoltaica. - Google Patents
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Abstract
Estructura y cierre de un módulo de concentración fotovoltaica que comprende una estructura envolvente de aluminio (1), un parquet de lentes primarias (2) y una pieza de cierre (3). La pieza de cierre (3) une de forma estanca y desmontable la estructura (1) con el parquet de lentes primarias (2) evitando así el uso de materiales químicos, tipo selladores o adhesivos, que degeneran con el tiempo e impiden el desmontaje del módulo.
Description
Estructura y cierre de un módulo de
concentración fotovoltaica.
La presente invención describe una estructura y
cierre para un módulo de concentración fotovoltaica que permite
mantener la estanqueidad en el interior del módulo sin que deje de
ser desmontable, así como el método de montaje de la misma.
La alta concentración fotovoltaica (HCPV, en sus
siglas en inglés) es una tecnología incipiente que está empezando a
posicionarse como una alternativa de bajo coste para la generación
de electricidad.
Al contrario que otras tecnologías ya probadas
en instalaciones durante muchos años, la HCPV no tiene aún plantas
operando durante un tiempo prolongado, por lo tanto, es fundamental
presentar productos que den garantías de fiabilidad a largo
plazo.
La mayor parte de los módulos concentradores
fotovoltaicos (CPV) en el mercado se basan en una matriz de pequeños
concentradores de foco puntual. Consisten en estructuras de tipo
cerrado que cuentan en su superficie externa frontal con una serie
de lentes. Estas lentes focalizan la luz solar sobre los elementos
activos o células.
Junto a las células se sitúan componentes de
adaptación electrónica: diodos de protección y cableado. El sistema
óptico puede completarse, en algunos casos, con un componente óptico
secundario que permite aumentar el ángulo de aceptancia del módulo.
El espacio situado entre estos componentes y las lentes está relleno
de aire.
El módulo formado por células fotovoltaicas de
alta eficiencia realizadas con uniones múltiples de elementos de los
grupos III-V permite operar a ratios de
concentración muy elevados (por encima de 400 soles). Mediante el
uso de los elementos anteriormente descritos es posible obtener
eficiencias por encima del 24%, lo que hace de esta tecnología un
importante candidato a acceder a nichos de mercado fotovoltaico de
alto volumen, por el hecho de permitir generar electricidad de forma
más económica que otras tecnologías. Además, el potencial de mejora
de esta tecnología es muy elevado, dado que se están desarrollando
opciones que pueden mejorar sustancialmente los rendimientos de
células y elementos ópticos.
Pero los elementos anteriormente citados son muy
sensibles a la humedad y el contacto con ella produce degradación
acelerada que puede limitar su tiempo de vida en condiciones
aceptables de funcionamiento. Aunque se incorporan sistemas de
encapsulado de estos elementos, es importantísimo que el recipiente
impida la entrada de humedad u otros elementos externos para evitar
estos efectos.
Los módulos existentes en el mercado no han
resuelto de forma satisfactoria la estanqueidad necesaria. El módulo
requiere una estructura que permita aislar de la intemperie los
componentes citados evitando la entrada de agua, polvo u otros
elementos a su interior que puedan degradar el funcionamiento del
mismo. Hay que tener en cuenta que las instalaciones fotovoltaicas
se garantizan por contrato por duraciones superiores a 20 años.
Hasta el momento se conocen cierres con pegado
de silicona, adhesivo o materiales químicos equivalentes que, una
vez montado el módulo y sellado el cierre, no permiten un
desmontaje posterior, además de no lograr una estanqueidad total a
lo largo del tiempo, pues acaban por degenerarse los materiales,
teniendo en cuenta las condiciones de intemperie y exposición solar
a las que están sometidos.
El hecho de utilizar ese tipo de materiales que
impiden o dificultan el desmontaje implica que tanto las labores de
mantenimiento y limpieza, así como el reemplazo de lentes u otros
elementos del módulo, sea prácticamente imposible.
Es por ello que la invención propone un sistema
que pueda solucionar todos estos problemas por tratarse de una
solución sencilla, funcional (permitiendo un IP65) y completamente
desmontable.
Para resolver estos problemas la invención
propone una estructura envolvente de aluminio realizada por
estampación (también podría realizarse por otros métodos como
extrusión o plegado) con cierre estanco realizado con material
polímero semirrígido o equivalente, que permite el cierre sobre la
estructura sin necesidad de emplear componentes químicos. Este
sistema permitirá que sea desmontable, habilitando el reemplazo de
la lente primaria o de cualquier otro elemento interior del módulo
cuando sea preciso.
El montaje del mismo es de gran sencillez lo que
facilita y disminuye los costes de fabricación.
Este montaje consiste, en primer lugar, en
introducir el parquet de lentes primarias (matriz de lentes de
fresnel individuales) en la pieza de cierre por presión o mediante
el uso de adhesivo de curado rápido.
Posteriormente, el conjunto de lentes y pieza de
cierre se insertan en la estructura mecánicamente, quedando cerrada
sobre la pieza en "v" invertida (ala exterior) o equivalente,
de la estructura de aluminio.
Este cierre se realiza en todo el perímetro
exterior de la estructura.
La propia sencillez de los componentes del
sistema, así como del método de montaje, suponen que el sistema de
cierre aporte una serie de ventajas entre las que se pueden
destacar las siguientes:
- \bullet
- Sistema económico.
- \bullet
- Muy sencillo de montar.
- \bullet
- No requiere productos químicos para el cierre de la estructura y la lente.
- \bullet
- Es desmontable, permitiendo reemplazo de lentes u otros elementos.
- \bullet
- Garantiza IP65 (estanqueidad).
Para completar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características de la invención, se acompaña como parte integrante
de dicha descripción, un juego de dibujos donde con carácter
ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1 Sección de la estructura y cierre de un
módulo de concentración fotovoltaica.
Figura 2 Detalle en sección de la pieza de
cierre.
Para lograr una mayor comprensión de la
invención a continuación se va a describir la estructura y el cierre
del módulo de concentración así como su método de montaje.
Tal y como se observa en la figura 1 la
invención consiste en una estructura envolvente de aluminio (1)
realizada por estampación (también podría realizarse por otros
métodos como extrusión o plegado) que tiene una forma plana
terminada en unas alas que quedan rematadas con un plegado tipo
pestaña en forma de "v" invertida o equivalente (4).
La estructura (1) se unirá de forma estanca y
desmontable al parquet de lentes primarias (2) gracias a la pieza
de cierre (3), configurando ese conjunto el módulo de concentración
fotovoltaica.
En la figura 2 se observa el detalle de una
sección de la pieza de cierre (3) utilizada para conseguir la
estanqueidad del módulo de concentración fotovoltaica. Esta pieza de
cierre (3) se fabrica en material polímero semirrígido o cualquier
material que tenga propiedades similares. Su sección es en forma de
"F" o equivalente. La ranura horizontal (5) es el lugar en el
que se introduce el parquet de lentes primarias (2) siendo la zona
superior (6) de la misma de mayor rigidez que la zona inferior (6'),
lo que facilita el montaje y desmontaje de la pieza de cierre (3).
La ranura (5) permite el cierre del módulo, es decir, el montaje de
las lentes sobre la estructura, evitando emplear componentes
químicos que vayan a estar en contacto con la atmósfera y se vayan
deteriorando.
Esta pieza de cierre (3) también tiene en su
parte inferior una ranura vertical (7) donde se introduce la pestaña
(4) en forma de "v" invertida o equivalente de la estructura de
aluminio (1).
Este sistema permitirá que pueda desmontarse el
módulo, habilitando el reemplazo de la lente primaria o de cualquier
otro elemento interior del mismo.
El montaje es de gran sencillez lo que facilita
la fabricación y el mantenimiento al mismo tiempo que disminuye los
costes de fabricación.
El método de montaje consiste en primer lugar,
en introducir el parquet de lentes primarias (2) (matriz de lentes
de fresnel individuales) en la ranura (5) de la pieza de cierre (3)
mediante presión o mediante el uso de un adhesivo de curado
rápido.
Posteriormente, la pieza de cierre (3) (que ya
está unida al parquet de lentes (2)) se une a la estructura de
aluminio (1) insertando la pestaña (4) en la ranura vertical (7) de
forma mecánica y valiéndose de la mayor flexibilidad de la zona
(6'). Se podrá utilizar para esta operación un útil apropiado. Este
cierre se realiza en todo el perímetro exterior de la
estructura.
De esta manera quedan unidas y cerradas las
lentes (2) a la estructura de aluminio (1), configurando todo ello
un módulo de concentración fotovoltaica estanco y desmontable y
evitando el uso de componentes químicos que se degraden con el
tiempo.
Claims (5)
1. Estructura y cierre del módulo de
concentración fotovoltaica caracterizado porque comprende una
estructura envolvente de aluminio (1), un parquet de lentes
primarias (2) y una pieza de cierre (3), donde la estructura (1)
tiene forma plana terminada en unas alas que quedan rematadas con
un plegado tipo pestaña en forma de "v" invertida (4). La pieza
de cierre (3) une de forma estanca y desmontable a la estructura
(1) con el parquet de lentes primarias
(2).
(2).
2. Estructura y cierre del módulo de
concentración fotovoltaica según reivindicación 1
caracterizado porque la pieza de cierre (3) se fabrica en
material polímero semirrígido o equivalente y tiene la sección en
forma de "F", siendo la ranura horizontal (5) el lugar en el
que se introduce el parquet de lentes primarias (2). La zona
superior de la ranura (6) es de mayor rigidez que la zona inferior
(6'). En su parte inferior tiene una ranura (7) vertical donde se
introduce la pestaña (4) en forma de "v" invertida de la
estructura de aluminio (1).
3. Estructura y cierre del módulo de
concentración fotovoltaica según reivindicación 1
caracterizado porque el plegado tipo pestaña en forma de
"v" invertida (4) puede ser sustituido por una forma
equivalente que consiga el mismo efecto.
4. Estructura y cierre del módulo de
concentración fotovoltaica según reivindicación 2
caracterizado porque la pieza de cierre (3) puede tener la
sección en forma de "F" o en cualquier forma equivalente que
consiga el mismo efecto.
5. Método de montaje de la estructura y cierre
del módulo de concentración fotovoltaica de las reivindicaciones
anteriores caracterizado porque en primer lugar se introduce
el parquet de lentes primarias (2) en la ranura horizontal (5) de la
pieza de cierre (3) fijándola mediante un adhesivo de curado rápido
y a continuación, se fijan la pestaña (4) en forma de "v"
invertida o equivalente de la estructura de aluminio (1) a la ranura
vertical (7) de la pieza de cierre (3), valiéndose para ello de la
flexibilidad de la parte inferior de la pieza de cierre (3). Este
cierre se realiza a lo largo de todo el perímetro pudiéndose usar un
útil apropiado para ello.
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| US20020121298A1 (en) * | 2001-01-15 | 2002-09-05 | Konold Annemarie Hvistendahl | Combined solar electric power and liquid heat transfer collector panel |
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2009
- 2009-06-03 ES ES200901350A patent/ES2352922B1/es not_active Expired - Fee Related
-
2010
- 2010-06-02 WO PCT/ES2010/000246 patent/WO2010139822A1/es active Application Filing
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