ES2363354A1 - Dispositivo luminoso de doble aprovechamiento energético diurno y nocturno. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo luminoso de doble aprovechamiento energético diurno y nocturno.Aplicable tanto en interiores como exteriores, en lámparas de escritorio, farolas, focos de estadios de fútbol, etc., del tipo que comprende una carcasa (2) en cuyo interior se encuentra un elemento luminoso (3), ya sea una bombilla, LEDs o similares, estando dotado dicho dispositivo luminoso (1) de al menos una célula solar (4) fotovoltaica transparente o semitransparente mediante la cual se consigue obtener una conversión de energía solar en energía eléctrica durante las horas de luz solar, y una conversión de energía lumínica en energía eléctrica por la noche o en ausencia de luz solar, cuando dichos dispositivos luminosos (1) están encendidos. Además, se contempla la existencia de una batería (5) recargable adaptada para el almacenamiento de la energía eléctrica producida, y de unos medios de regulación (8) de la intensidad de luz emitida por el elemento luminoso (3) adaptados para mejorar la eficiencia de la célula solar (4).
Description
Dispositivo luminoso de doble aprovechamiento
energético diurno y nocturno.
La presente invención pertenece al campo de la
iluminación, y más concretamente a dispositivos semiconductores
sensibles a la luz adaptados como dispositivos de conversión.
El objeto principal de la presente invención es
un dispositivo luminoso que incorpora una célula solar fotovoltaica
mediante la cual es posible convertir energía solar en energía
eléctrica durante las horas de luz, y energía lumínica en energía
eléctrica por las noches, una vez encendidos dichos dispositivos
luminosos.
En la actualidad, las células solares
fotovoltaicas que convierten la luz solar en energía eléctrica han
atraído la atención de mucha gente, a la vista de la utilización
efectiva de materiales naturales y de la prevención de la
contaminación del medio ambiente. Sin embargo, la aplicación de
dichas células solares fotovoltaicas para la generación de
electricidad se encuentra principalmente limitada por el escaso
rendimiento de la conversión de energía de las células fotovoltaicas
actuales y por su coste.
Los dispositivos de iluminación exterior
alimentados eléctricamente se usan extensamente para iluminar
caminos, patios, parques y otras áreas similares. Generalmente,
dichos dispositivos están conectados a sistemas de empresas
eléctricas, o fuentes de energía eléctrica, y están controlados por
dispositivos de temporización prefijada para iluminar áreas deseadas
al anochecer y apagarse automáticamente a una hora predeterminada,
por ejemplo, antes del amanecer.
Muchos dispositivos de iluminación tradicionales
requieren cableado extenso, mecanismos de temporización adecuados,
etc. y de este modo son de instalación y mantenimiento relativamente
caros. Además, tales dispositivos de iluminación utilizan energía
eléctrica generada de una manera convencional tal como quemando
combustible, lo cual contribuye a la contaminación del medio
ambiente y al agotamiento de los recursos existentes de
combustible.
Más recientemente, se han usado dispositivos
autónomos de iluminación con fines de iluminación y/o decorativos,
los cuales están alimentados por energía solar empleando
dispositivos fotovoltaicos para cargar unas baterías que, a su vez,
activan una fuente luminosa en ausencia de luz solar. Tales
dispositivos autónomos tienen potencia limitada de batería y, de
este modo, utilizan típicamente bombillas de potencia pequeña,
particularmente bombillas incandescentes que no generan luz
suficiente para proporcionar iluminación clara en las áreas
deseadas.
El uso de bombillas incandescentes proporciona
un nivel reducido de luz y hace tales dispositivos autónomos de
iluminación poco prácticos para aplicaciones de seguridad o
similares. Alternativamente, si se proporciona iluminación
suficiente, la potencia de batería es insuficiente para mantener la
iluminación durante el tiempo deseado.
El problema técnico aquí planteado es la
necesidad de disponer de un dispositivo de iluminación, mediante el
cual se permita obtener un doble aprovechamiento energético, diurno
y nocturno, aprovechando la energía solar por el día, y la energía
lumínica sobrante no utilizada por la noche, para generar energía
eléctrica, optimizando así el rendimiento de las células solares
fotovoltaicas y reduciendo los elevados costes de energía
generados.
Mediante la presente invención se resuelve el
problema técnico anteriormente citado, proporcionando un dispositivo
luminoso, ya sea para interiores o exteriores, tales como lámparas,
farolas, focos de estadios de fútbol, etc., que está dotado de al
menos una célula solar fotovoltaica transparente o semitransparente
mediante la cual se consigue obtener una conversión de energía solar
en energía eléctrica durante las horas de luz solar, y una
conversión de energía lumínica en energía eléctrica por la noche o
en ausencia de luz solar cuando estos dispositivos están en
funcionamiento, aprovechando de esta manera toda aquella luz
eléctrica sobrante que no es utilizada, sin que ello reste
visibilidad alguna.
El dispositivo luminoso objeto de invención es
del tipo que comprende un soporte o carcasa en cuyo interior se
encuentra un elemento luminoso, que puede ser una bombilla, LEDs
luminosos o similares. En caso de que el elemento luminoso sea una
bombilla, ésta puede ser incandescente, halógena, o
fluorescente.
Por su parte, la célula solar fotovoltaica puede
ser de cualquier tipo existente actualmente en el mercado, siempre
que presente propiedades de transparencia o semitransparencia.
Algunas de estas células solares son la "DSSC" (Dye Sensitized
Solar Cell), células solares orgánicas, o células solares de silicio
semitransparentes.
Para la fijación de la célula solar fotovoltaica
sobre el dispositivo luminoso pueden emplearse unos medios de unión
cualesquiera, bisagras, tornillos, tuercas, adhesivos o pegamentos
de fuerte adherencia, etc.
De acuerdo con una realización preferente de la
invención la célula solar se encuentra instalada sobre el marco
exterior de la carcasa, cubriendo totalmente la cavidad, hueco o
superficie exterior del dispositivo luminoso por donde sale la luz,
pudiendo presentar no obstante una geometría y dimensión variables,
en función del tipo de aplicación a que se destine.
De acuerdo con otra realización preferente el
dispositivo luminoso está protegido por una pantalla exterior de
vidrio, plástico o material transparente cualquiera. En este caso,
la célula solar puede cubrir total o parcialmente la pantalla
exterior, estando instalada preferentemente en la cara interna de
dicha pantalla exterior, para obtener así una mayor protección y
seguridad de la célula solar.
Asimismo, de acuerdo con otra realización
preferente de la invención, la célula solar fotovoltaica está
ubicada de manera perpendicular a la pantalla exterior del
dispositivo luminoso, o inclinado un determinado ángulo de forma que
se maximice la cantidad de energía lumínica absorbida.
Además, se ha previsto que el dispositivo
luminoso objeto de invención disponga preferentemente de una batería
recargable, adaptada para el almacenamiento de la energía eléctrica
generada, de forma que es posible su uso posterior cuando se
requiera. Dicha batería recargable puede ser de litio, de níquel
cadmio, de níquel-hidruro metálico, o similar.
Finalmente, cabe mencionar que el dispositivo
luminoso aquí descrito, puede presentar adicionalmente unos medios
de regulación de la intensidad luminosa, los cuales están adaptados
para regular y modificar la intensidad de luz emitida por la
bombilla, LED o elemento luminoso de que se trate, con objeto de
obtener una mayor eficiencia de la célula solar. Preferentemente
dichos medios de regulación de la intensidad luminosa son un
piranómetro y un espectrómetro.
Por tanto, mediante el dispositivo luminoso de
la presente invención se consigue obtener un doble aprovechamiento
energético, por el día absorbiendo la luz solar incidente, y por la
noche o en ausencia de luz solar aprovechando la energía lumínica
sobrante para producir energía eléctrica. Todo esto contribuye a un
ahorro considerable de energía, reduciendo enormemente los costes
económicos y constituyendo una solución para el desarrollo
sostenible.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características de la invención, de acuerdo con un ejemplo
preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como
parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde
con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo
siguiente:
Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva de
un foco luminoso, al que se le ha instalado una célula solar
fotovoltaica semitransparente cubriendo totalmente su cavidad
exterior.
Figura 2.- Muestra una vista en perspectiva de
un dispositivo luminoso encendido que incorpora una célula solar
semitransparente en el centro de su pantalla exterior, mediante la
cual se aprovecha la energía lumínica para producir energía
eléctrica, permitiendo accionar el motor de un ventilador.
Figuras 3: Muestran una vista en perspectiva de
una lámpara de escritorio o "flexo" la cual incorpora una
célula solar fotovoltaica para el doble aprovechamiento
energético.
De acuerdo con una realización preferente de la
invención mostrada en la figura 1, el dispositivo luminoso (1) es un
foco para su uso en exteriores, del tipo de los que se encuentran
instalados en los grandes estadios de fútbol, el cual presenta una
carcasa (2) en cuyo interior se encuentra un elemento luminoso (3)
que este caso es una bombilla halógena de 500 W, y que dispone de
una célula solar (4) fotovoltaica semitransparente instalada sobre
el marco exterior de la carcasa (2), y que cubre totalmente su
cavidad o hueco exterior.
Por otro lado en la figura 2 se muestra un
dispositivo luminoso (1) encendido que presenta una pantalla (6)
exterior transparente, accionando un pequeño ventilador (7) cuyas
aspas están siendo movidas gracias a la energía eléctrica recibida
por parte de la célula solar (4), la cual convierte la energía
lumínica en energía eléctrica. Como se puede ver en esta misma
figura 2, la célula solar (4) está conectada a una batería (5)
recargable de litio situada en el interior de la carcasa (2), la
cual permite almacenar la energía eléctrica generada. Asimismo, se
muestran unos medios de regulación (8) de la intensidad de luz
emitida por el elemento luminoso (3), mediante los cuales se
optimiza la eficiencia de la célula solar (4).
Por último, en la figura 3 se observa una
lámpara de escritorio, de las empleadas para estudiar o trabajar,
que utiliza como elemento luminoso (3) una bombilla incandescente de
60 W, y que presenta exteriormente una célula solar (4)
semitransparente, de tal manera que a la vez que proporciona luz
suficiente para alumbrar y ver los documentos que hay sobre el
escritorio, se absorbe energía lumínica para producir energía
eléctrica.
Claims (4)
1. Dispositivo luminoso (1) de doble
aprovechamiento energético diurno y nocturno, ya sea para interiores
o exteriores, que comprende un soporte o carcasa (2) en cuyo
interior se encuentra un elemento luminoso (3), que puede ser una
bombilla, LEDs luminosos o similares, caracterizado porque
comprende adicionalmente al menos una célula solar (4) fotovoltaica
transparente o semitransparente mediante la cual se consigue obtener
por un lado, una conversión de energía solar en energía eléctrica
durante las horas de luz solar, y por otro, una conversión de
energía lumínica en energía eléctrica por la noche o en ausencia de
luz solar, cuando dicho dispositivo luminoso (1) está encendido.
2. Dispositivo luminoso (1) de doble
aprovechamiento energético diurno y nocturno de acuerdo con
reivindicación 1, caracterizado porque dispone adicionalmente
de una batería (5) recargable adaptada para el almacenamiento de la
energía eléctrica producida.
3. Dispositivo luminoso (1) de doble
aprovechamiento energético diurno y nocturno de acuerdo con
reivindicación 1, caracterizado porque comprende
adicionalmente unos medios de regulación (8) de la intensidad de luz
emitida por el elemento luminoso (3) mediante los cuales se mejora
la eficiencia de la célula solar (4).
4. Dispositivo luminoso (1) de doble
aprovechamiento energético diurno y nocturno de acuerdo con
reivindicación 1, caracterizado porque comprende
adicionalmente una pantalla exterior (6) en cuyo centro está
instalada la célula solar (4) cubriéndola total o parcialmente.
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