ES2584335T3

ES2584335T3 - Módulo para aplicaciones solares fotovoltaicas de alta concentración

Info

Publication number: ES2584335T3
Application number: ES10755239.0T
Authority: ES
Inventors: Marc Busquets; Fabrizio Ricci; Vincenzo Boffa; Albert Forgas; Javier Marcipar; Martin Solina; Pere Calopa; José Martìn LARA
Original assignee: Pirelli and C SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 2010-08-06
Filing date: 2010-08-06
Publication date: 2016-09-27
Anticipated expiration: 2030-08-06
Also published as: CN103081125B; CN103081125A; EP2601689B1; EP2601689A1; WO2012017274A1

Abstract

Módulo (1) para aplicaciones solares fotovoltaicas de alta concentración que incluye una carcasa (2) que tiene una parte inferior (3), una o más paredes laterales (4, 5, 6, 7) conectadas a la pared inferior, y al menos una abertura (8) situada enfrente de la pared inferior, y una pluralidad de unidades fotovoltaicas (9) alojadas en la carcasa, comprendiendo cada una de dichas unidades fotovoltaicas un sistema óptico de concentración (10) que tiene un factor de concentración geométrica mayor o igual que aproximadamente 100 y un receptor fotovoltaico (11) que tiene una célula fotovoltaica (12), en el que la pluralidad de receptores fotovoltaicos está dispuestos a lo largo de una pluralidad de filas paralelas (13), comprendiendo además el módulo un sistema de disipación de calor (14) que comprende una serie de elementos disipadores lineales (15) para disipar calor de los receptores fotovoltaicos, estando los elementos disipadores lineales montados sobre un lado exterior (16) de la pared inferior, en el que la pared inferior tiene una pluralidad de agujeros pasantes (24) que corresponden en número y en posición a, respectivamente, el número y la posición de los receptores fotovoltaicos y en el que los receptores fotovoltaicos dispuestos a lo largo de cada una de dichas filas están montados sobre uno correspondiente de dichos elementos disipadores lineales para formar un puente térmico entre cada receptor fotovoltaico y el correspondiente elemento disipador lineal.

Description

DESCRIPCION

Modulo para aplicaciones solares fotovoltaicas de alta concentracion 5 Campo de la invencion

[0001] La presente invencion se refiere a un modulo para aplicaciones solares fotovoltaicas de alta concentracion, en particular para aplicaciones solares fotovoltaicas refractivas de alta concentracion.

10 Antecedentes de la invencion

[0002] La expresion energfa solar fotovoltaica de concentracion (o CPV, por sus siglas en ingles) hace referencia a la concentracion de luz solar en materiales fotovoltaicos con la finalidad de producir energfa electrica. Los concentradores solares con los que se logra esto normalmente estan montados sobre un seguidor solar, el cual

15 es una estructura mecanica de soporte capaz de mantener el foco sobre los materiales fotovoltaicos a medida que el sol atraviesa el cielo. En comparacion con la energfa solar fotovoltaica convencional sin concentracion, la CPV resulta ventajosa porque utiliza menos cantidades de material semiconductor fotovoltaico.

[0003] La expresion energfa solar fotovoltaica de alta concentracion (o HCPV, por sus siglas en ingles) se 20 refiere a un sistema optico que tiene un factor de concentracion geometrica igual o mayor que aproximadamente 100

y normalmente menor o igual que aproximadamente 1000. El factor de concentracion geometrica se define como la relacion entre la zona optica activa del sistema optico, que capta la radiacion solar, y la zona del punto sobre que el sistema optico se concentra en el material fotovoltaico.

25 [0004] La expresion energfa solar refractiva de concentracion hace referencia a la concentracion de luz solar mediante un sistema optico refractivo, basado normalmente en lentes de Fresnel, en comparacion con los sistemas opticos reflexivos que utilizan uno o mas espejos. Normalmente, la necesaria longitud a lo largo la direccion de enfoque de los concentradores solares con sistemas opticos refractivos es mayor que la de los sistemas opticos reflexivos.

30

[0005] A modo de ejemplo, la solicitud de patente estadounidense US2010018570 se refiere a un modulo fotovoltaico concentrador.

[0006] El documento US 6483093 B1 se refiere a un sistema generador solar que incluye una celula solar 35 para convertir fotoelectricamente la luz solar, una lente multifoco para condensar y convertir la luz solar que llega a la

celula solar y un condensador de luz secundario.

Resumen de la invencion

40 [0007] El solicitante se ha percatado de que los modulos conocidos con aplicaciones solares fotovoltaicas de alta concentracion adolecen de varias desventajas. En particular, los sistemas de disipacion de calor conocidos no se consideran satisfactorios en terminos de simplicidad de produccion y/o montaje, especialmente con vistas a la produccion en serie y/o al consumo de materiales. La disipacion de calor es un factor clave en la energfa solar fotovoltaica de concentracion puesto que el rendimiento de la celula solar disminuye a medida que aumenta su 45 temperatura.

[0008] En particular, en los sistemas de disipacion de calor conocidos, cada elemento disipador esta dedicado singularmente a un solo receptor fotovoltaico (p. ej. este esta montado singularmente sobre el elemento disipador). Un elemento disipador dedicado a cada receptor fotovoltaico individual debe disenarse para alcanzar un rendimiento 50 disipativo muy elevado. Sin embargo, el solicitante se ha dado cuenta de que esto puede hacer que el elemento disipador tenga una estructura compleja (p. ej. con un gran numero de aletas, faldones, clavijas, pliegues, etc.) y/o que el elemento disipador sea muy voluminoso (p. ej. gran espesor, muy pesado, etc.). Ademas, la dedicacion de un elemento disipador a cada receptor fotovoltaico individual requiere dejar un hueco entre elementos disipadores adyacente a fin de permitir el montaje de los elementos disipadores sobre el modulo de concentracion y/o permitir la 55 dilatacion termica de los elementos disipadores. A su vez, esto limita el espacio que hay disponible para cada elemento disipador individual. Un elemento disipador con un espacio limitado puede acabar teniendo un rendimiento disipativo insuficiente o una estructura muy compleja y/o voluminosa. Ademas, la dedicacion a cada receptor fotovoltaico de un elemento disipador respectivo requiere un gran numero de puntos de fijacion entre los elementos disipadores y la carcasa del modulo de concentracion, lo que a su vez aumenta la complejidad del montaje, p. ej. en

terminos de carga de trabajo, y por ultimo los gastos de montaje.

[0009] El solicitante ha descubierto que montar elementos disipadores lineales sobre un lado exterior de la pared inferior de un modulo de concentracion y montar filas de receptores fotovoltaicos sobre tales elementos

5 disipadores lineales permite alcanzar un gran rendimiento de disipacion de calor y limitar al mismo tiempo la complejidad geometrica y/o la voluminosidad de los elementos disipadores lineales. Tambien se ha descubierto que las partes intermedias del elemento disipador lineal comprendidos entre dos receptores fotovoltaicos adyacentes contribuyen eficazmente a disipar el calor de los receptores, de manera que no realmente no es necesario dotar a los elementos disipadores lineales de una compleja configuracion de superficies disipadoras y/o de una gran 10 voluminosidad. Ademas, los elementos disipadores lineales puede contribuir en gran modo a la estabilizacion mecanica de la carcasa del modulo concentrador.

[0010] La presente invencion se refiere a un modulo para aplicaciones solares fotovoltaicas de alta concentracion que incluye una carcasa que tiene una pared inferior, una o mas paredes laterales conectadas a la

15 pared inferior y al menos una abertura situada enfrente de la pared inferior. En la carcasa se encuentra alojada una pluralidad de unidades fotovoltaicas. Cada una de dichas unidades fotovoltaicas comprende un sistema optico concentrador que tiene un factor de concentracion geometrica que es mayor o igual que 100 y un receptor fotovoltaico que cuenta con una celula fotovoltaica. La pluralidad de receptores fotovoltaicos esta dispuesta en la pared inferior y a lo largo de una pluralidad de filas paralelas. Ademas, el modulo comprende un sistema de 20 disipacion de calor que comprende una serie de elementos disipadores lineales para disipar el calor de los receptores fotovoltaicos, estando los elementos disipadores lineales montados sobre una pared exterior de la pared inferior. En un aspecto, la serie de elementos disipadores lineales es igual al numero de dichas filas. Todos los receptores fotovoltaicos que estan dispuestos a lo largo de dichas filas pueden montarse sobre uno correspondiente de dichos elementos disipadores lineales para formar un puente termico entre cada receptor fotovoltaico y el 25 correspondiente elemento disipador lineal.

[0011] En un aspecto, la carcasa es sustancialmente de acero, que contiene preferiblemente no mas un aproximadamente un 10% (mas preferiblemente, no mas de aproximadamente un 5%) de cromo y/o no mas de aproximadamente un 0,2% de carbono. Preferiblemente, la carcasa se ha revestido de cinc, mas preferiblemente,

30 por ambos lados, por ejemplo, mediante cincado electrolttico (p. ej. galvanizacion en caliente o electrogalvanizacion) y/o barnizado (lo cual puede incluir una cataforesis previa de la carcasa de acero). Preferiblemente, los dos lados de la carcasa se tratan de manera distinta, por ejemplo, revistiendo unicamente el lado interior de cinc y, preferiblemente, barnizando el lado exterior, ademas de revestirlo de cinc. En un aspecto, los elementos disipadores lineales estan hechos de un material que incluye el aluminio, preferiblemente, que contiene al menos un 75% (mas 35 preferiblemente, al menos un 90%) de aluminio. Preferiblemente, el material contiene al menos un 2% de magnesio (preferiblemente, menos de un 5%) y/u otros elementos tales como el hierro, el silicio, el manganeso, etc. en una pequena proporcion (p. ej. inferior a un 1%). Segun el solicitante, la anterior eleccion de materiales, que tienen coeficientes de dilatacion termica comparables (o al menos no demasiado dispares) (tales como aproximadamente de 2,4 x 10-5 °C-1 para compuestos basados en el aluminio y de aproximadamente 1,2 x 10-5 °C-1 para el acero), 40 permite dedicar un solo elemento disipador lineal a una serie de receptores fotovoltaicos dispuestos a lo largo de una fila que tiene la longitud deseada sin incurrir en, o limitar, la aparicion de esfuerzos sobre las distintas partes del modulo (p. ej. la carcasa y/o el elemento disipador) debido a dilataciones termicas diferentes. Estos esfuerzos pueden producir deformaciones geometricas de las distintas partes del modulo, lo cual es particularmente perjudicial a vista de la poca tolerancia que existe para el modulo HCPV en el posicionamiento del foco optico sobre la celula 45 fotovoltaica.

[0012] Cabe indicarse que algunos materiales conocidos para la carcasa y los elementos disipadores (tal como, por ejemplo, algun tipo de plastico para la carcasa y de aleacion basada en el aluminio para los elementos disipadores) tienen coeficientes de dilatacion termica muy diferentes, lo cual da lugar a la necesidad de tener un

50 elemento disipador individual para cada receptor fotovoltaico con el fin de evitar la aparicion de esfuerzos de dilatacion termica no deseados.

[0013] Normalmente, la carcasa tiene una direccion de desarrollo principal o prevalente (que se denominara «direccion longitudinal») y una direccion ortogonal (que se denominara «direccion transversal») que pertenecen la

55 planos paralelos a la pared inferior. Una direccion de profundidad es ortogonal tanto a la direccion longitudinal como a la transversal. Normalmente, la carcasa tiene cuatro paredes laterales. Las dos paredes laterales mutuamente opuestas que se extienden paralelas a la direccion longitudinal se denominaran paredes laterales longitudinales, mientras que las dos paredes laterales mutuamente opuestas que se extienden paralelas a la direccion transversal se denominaran paredes laterales transversales. Las paredes laterales longitudinales tienen una longitud que es

mayor que la longitud de las paredes laterales transversales. Normalmente, la pared inferior y las paredes laterales de la carcasa definen un espacio interior que se extiende desde la pared inferior hacia arriba hasta, e incluyendo, la abertura anteriormente mencionada.

5 [0014] En un aspecto, la carcasa es una carcasa monopieza. Preferiblemente, la carcasa esta formada por una sola plancha de acero (preferiblemente, por embuticion profunda de la plancha individual) que tiene un espesor preferido mayor o igual que 0,65 mm, mas preferiblemente, mayor o igual que 0,75 mm y/o menor o igual que 1,1 mm, y lo mas preferiblemente, menor o igual que 1,0 mm.

10 [0015] En un aspecto, la profundidad de la carcasa es mayor o igual que 15 cm, preferiblemente que 18 cm. En un aspecto, la profundidad de la carcasa es menor o igual que 25 cm, preferiblemente que 22 cm.

[0016] En un aspecto, el espesor maximo de la carcasa (considerando tambien las posibles capas de cinc que se hayan formado durante la galvanizacion, que normalmente tienen un espesor de aproximadamente 0,1 mm por

15 lado y/o formado durante el barnizado, que normalmente tienen un espesor de aproximadamente 0,25 mm por lado) es mayor o igual que 0,7 mm, mas preferiblemente, mayor o igual que 0,8 mm. Preferiblemente, el espesor maximo de la carcasa es menor o igual que 1,5 mm, mas preferiblemente, menor o igual que 1,2 mm. El solicitante cree que la anterior eleccion de rangos de espesor, en caso de que la carcasa sea de acero, arroja un compromiso optimo entre la viabilidad y la simplicidad del proceso de estampado por embuticion profunda y la rigidez y el peso de la

20 carcasa.

[0017] Preferiblemente, la carcasa incluye integralmente una primera pluralidad de nervaduras paralelas y continuas que se extienden a lo largo de la pared inferior y las dos paredes laterales transversales y una segunda pluralidad de nervaduras paralelas y continuas que se extienden a lo largo de la pared inferior y de las dos paredes

25 laterales longitudinales, cruzandose las nervaduras de la segunda pluralidad en la pared inferior perpendicularmente con cada nervadura de la primera pluralidad. Preferiblemente, cada nervadura esta formada por un saliente con respecto a la pared respectiva, teniendo el saliente una altura comprendida entre aproximadamente 0,5% y 5% de la profundidad de la carcasa (p. ej. comprendida entre aproximadamente 1 mm y 10 mm, cuando la profundidad de la carcasa esta dentro de los rangos anteriores). Preferiblemente, el saliente se extiende hacia el espacio interior de la

30 carcasa. Preferiblemente, la anchura de las nervadura esta comprendida entre aproximadamente 2% y 20% de la dimension de la carcasa a lo largo de la direccion transversal (p. ej. comprendida entre aproximadamente 10 mm y 100 mm, preferiblemente entre aproximadamente 20 mm y 80 mm). Preferiblemente, las nervaduras de la primera pluralidad se extienden a lo largo la pared inferior paralelas a la direccion longitudinal de la carcasa. Preferiblemente hay dos nervaduras en la primera pluralidad. Preferiblemente, las nervaduras de la segunda pluralidad se extienden

35 a lo largo la pared inferior perpendiculares a la direccion longitudinal de la carcasa. Preferiblemente, las nervaduras de la segunda pluralidad son entre tres y siete, por ejemplo, cinco. Segun el solicitante, una o mas de las soluciones anteriores para las nervaduras ayudan a mantener el paralelismos y la planitud de zonas deseadas de la carcasa en las que estan colocados elementos esenciales, tales como, por ejemplo, el borde libre de las paredes laterales y la cara interior de la pared inferior en los que, respectivamente, estan colocados y sujetos unos parques de lente optica

40 primarios y unos receptores fotovoltaicos.

[0018] Preferiblemente, los bordes formados entre la pared inferior y las paredes laterales, y los vertices de la carcasa, son redondeados. Preferiblemente, una parte del borde libre de cada pared lateral esta doblada hacia fuera con respecto al espacio interior de la carcasa, en una longitud comprendida entre 5 mm y 40 mm. Preferiblemente, la

45 parte doblada define una superficie de apoyo (p. ej. que tiene una anchura entre aproximadamente 5 mm y 20 mm) que se encuentra colocada de manera sustancialmente perpendicular a la respectiva pared lateral. Segun el solicitante, el redondeo de los bordes y/o de los vertices y/o la anterior parte doblada mejoran la rigidez de la carcasa.

50 [0019] En un aspecto, los receptores fotovoltaicos estan dispuestos de manera regular segun un esquema de matriz, i.e. estan alineados no solo a lo largo de la anterior pluralidad de filas paralelas, sino ademas a lo largo de una pluralidad de filas adicionales que son oblicuas (preferiblemente, ortogonales) a las filas paralelas anteriormente mencionadas.

55 [0020] La pared inferior cuenta con una pluralidad de agujeros pasantes que corresponden en numero y posicion a, respectivamente, el numero y la posicion de los receptores fotovoltaicos. Preferiblemente, los receptores fotovoltaicos que estan dispuestos a lo largo de cada una dichas filas estan montados directamente sobre el correspondiente de dichos elementos disipadores lineales. De esta manera, ventajosamente, gracias a la presencia de los agujeros, se forma el anteriormente mencionado puente termico sin la interposicion de la pared inferior entre

el elemento disipador y los receptores, aumentandose as^ la disipacion termica. Preferiblemente, los agujeros tienen forma rectangular, estando la longitud del lado comprendida entre 15 mm y 40 mm.

[0021] En un aspecto, los elementos disipadores lineales estan alineados a lo largo de la direccion transversal 5 de la carcasa. De este modo, puede mejorarse, ventajosamente, la conveccion de aire a lo largo del elemento

disipador lineal, ya que el modulo en funcionamiento (i.e. montado sobre el seguidor solar) normalmente esta colocado con su direccion longitudinal en un plano horizontal, y normalmente rota alrededor de la direccion longitudinal, de forma que la direccion de alineamiento de los elementos disipadores lineales tiene una componente vertical. El aire calentado cerca del elemento disipador puede circular de esta manera a lo largo de la direccion de 10 alineamiento de los elementos disipadores lineales que estan cerca del propio elemento disipador.

[0022] Preferiblemente, el modulo comprende un numero de filas transversales de receptores fotovoltaicos mayor o igual que dos, preferiblemente, mayor o igual que seis. Preferiblemente, el modulo comprende veinte o menos, mas preferiblemente, dieciseis o menos, filas transversales de receptores fotovoltaicos.

15

[0023] En un aspecto, el numero de receptores fotovoltaicos dispuestos a lo largo de cada una de dichas filas y montados sobre uno correspondiente de dichos elementos disipadores lineales es mayor o igual que dos, preferiblemente, mayor o igual que tres. Preferiblemente, el numero de receptores fotovoltaicos dispuestos a lo largo de cada una de dichas filas y montados sobre uno correspondiente de dichos elementos disipadores lineales es

20 menor o igual que diez, preferiblemente, menor o igual que ocho.

[0024] En un aspecto, el elemento disipador lineal es un elemento con forma de placa que tiene una extension longitudinal (con respecto al propio elemento disipador) principal y una parte longitudinal central que se encuentra dispuesta sustancialmente en un plano horizontal y que tiene dos bordes mutuamente opuestos que se extienden

25 longitudinalmente con respecto al elemento disipador. Desde los anteriores bordes opuestos de la parte longitudinal central se extienden un par de aletas opuestas en el mismo semiespacio con respecto al plano horizontal y de manera oblicua al plano horizontal, preferiblemente, de manera sustancialmente ortogonal al plano horizontal. Preferiblemente, las aletas son aletas especulares con respecto a un plano de simetna que es perpendicular al plano horizontal y que interseca centralmente la parte longitudinal central que es paralela a la extension longitudinal 30 principal del elemento disipador lineal. El solicitante cree que con esta forma se obtiene el mejor compromiso entre la sencillez de fabricacion y el rendimiento de disipacion.

[0025] Preferiblemente, se han practicado unos recortes en el borde libre de cada aleta. Tales recortes pueden extenderse hasta aproximadamente la mitad de la altura de la aleta. Los recortes pueden colocarse a mitad

35 de camino entre las posiciones de dos receptores fotovoltaicos adyacentes. Preferiblemente, los recortes tienen una forma aproximadamente circular. Segun las simulaciones realizadas por el solicitante para comparar los rendimientos termicos de los elementos disipadores lineales con y sin los recortes, se ha visto que el perfil termico apenas cambia. Por lo tanto, puede obtenerse la ventaja de una reduccion de material y de peso sin que aparezca ningun inconveniente apreciable.

40

[0026] En un aspecto, cada elemento disipador lineal comprende integralmente un numero, igual al numero de receptores fotovoltaicos montados sobre el elemento disipador lineal, de partes de montaje que sobresalen de la parte longitudinal central del elemento disipador lineal. Cada parte de montaje puede tener una superficie superior plana y una forma que es complementaria a la forma del anteriormente mencionado agujero de la pared inferior

45 (preferiblemente, de forma rectangular) de la carcasa, y se inserta en este.

[0027] Cada receptor fotovoltaico esta (preferiblemente, de manera directa) montado sobre una respectiva parte de montaje del elemento disipador lineal. Preferiblemente, la altura de las partes de montaje con respecto a la cara de la parte longitudinal central restante de la cual sobresalen es mayor que el espesor de la pared inferior. De

50 este modo y de manera ventajosa, el receptor fotovoltaico permanecena protegido del agua en caso de que se condense humedad dentro de la carcasa.

[0028] En un aspecto, el espesor del elemento disipador lineal es mayor o igual que 1,5 mm, mas preferiblemente, mayor o igual que 1,8 mm. Preferiblemente, el espesor del elemento disipador lineal es menor o

55 igual que 2,5mm, mas preferiblemente, menor o igual que 2,2mm.

[0029] En un aspecto, el elemento disipador lineal se elabora mediante un proceso de estampacion que comprende una embuticion profunda de una plancha plana que tenga una forma adecuada.

[0030] En un aspecto, los elementos disipadores lineales estan montados sobre la pared inferior por remachado. Preferiblemente, el numero de remaches para cada elemento disipador lineal es menor que cuatro veces el numero de receptores fotovoltaicos que estan montados sobre el respectivo elemento disipador lineal, mas preferiblemente, menor que este ultimo numero. Preferiblemente, el numero de remaches para elemento disipador 5 lineal es igual a tres. Preferiblemente, los remaches se insertan a lo largo la direccion desde la pared inferior al elemento disipador, y no atraviesan el elemento disipador. De este modo, son ventajosamente hermeticos e impermeables. Alternativamente, los remaches pueden atravesar tanto el elemento disipador como la carcasa, y se utiliza un material sellador para obtener un cierre hermetico e impermeable.

10 [0031] En un aspecto, los sistemas opticos de concentracion tienen un factor de concentracion geometrica mayor o igual que 200, preferiblemente, que 300, mas preferiblemente, que 400 y/o menor o igual que 1000, preferiblemente, que 800, mas preferiblemente, que 700. Preferiblemente, cada sistema optico de concentracion comprende un elemento optico primario (EOP) para captar la radiacion solar directa procedente del exterior de la carcasa y un elemento optico secundario (EOS) para enfocar la radiacion captada procedente del EOP sobre la

15 celula fotovoltaica. Preferiblemente, los sistemas opticos de concentracion son sistemas opticos refractivos. Preferiblemente, el sistema optico es un sistema de tipo concentrador de Fresnel-Kohler (con, a modo de ejemplo, una longitud focal de aproximadamente 20 cm), en el que el EOP comprende una lente de Fresnel axialmente simetrica que esta dividida en 4 sectores fuera del eje y el EOS comprende una lente secundaria refractiva que tambien esta dividida en cuatro sectores. Cada sector de Fresnel trabaja en pareja con un sector homologo sobre la

20 lente del EOS para realizar la integracion de la luz y conseguir una excelente uniformidad de irradiancia sobre la celula solar.

[0032] En un aspecto, el modulo comprende al menos un parque (preferiblemente, una pluralidad, p. ej. tres) que comprende una disposicion (preferiblemente, de 4x4 cada una) de lentes de EOP que se han fabricado juntas

25 como una sola pieza. Normalmente, el/los parque/s se colocan sobre la abertura de la carcasa para taparla. Preferiblemente, al menos dos bordes opuestos (preferiblemente, los cuatro bordes del parque individual o, en el caso de una pluralidad de parques, tres bordes de dos parques extremos y/o dos bordes opuestos de cualquier posible parque central) del/de los parque/s se apoyan contra la superficie de apoyo anteriormente mencionada de la parte doblada de las paredes laterales.

30

[0033] En un aspecto, el modulo comprende al menos una viga que abarca transversalmente la abertura de la carcasa y que tiene sus extremos longitudinales (con respecto a la propia viga) opuestos respectivamente sujetos al borde libre de las paredes laterales longitudinales. Preferiblemente, el modulo comprende dos o mas (siendo el numero preferiblemente igual al numero de los anteriores parques menos uno) vigas que en el caso anterior,

35 colocadas para dividir la abertura en partes iguales. La/las viga/vigas pueden ayudar a darles rigidez a las paredes laterales longitudinales, que de otro modo no podnan ser sometidas a flexion y/o torsion, ya que no pueden rigidizarse longitudinalmente durante el estampado (por ejemplo, no se pueden formar por estampado nervaduras que se extiendan longitudinalmente o transversalmente a lo largo de una pared lateral, i.e. perpendicularmente a la direccion de estampado). Preferiblemente, al menos un borde de cada uno de la anterior pluralidad de parques (p.

40 ej. dos bordes opuestos de cualquier posible parque central) se apoya contra una de las anteriores vigas.

[0034] En un aspecto, el modulo incluye, para cada parque, un pilar que tiene una base sujeta a la pared inferior y una punta opuesta a la base sujeta al centro geometrico del respectivo parque para mantener el centro del parque espacialmente fijo tanto en la direccion de profundidad de la carcasa como en cualquier direccion ortogonal

45 de la misma. De este modo es posible reducir la concentracion de la dilatacion del parque en un solo lado del parque y conseguir que las deformaciones del parque sean sustancialmente simetricas con respecto al punto central.

[0035] En un aspecto, la celula fotovoltaica es una celula multiunion que esta basada, preferiblemente, en un compuesto formado por elementos pertenecientes a los grupos III-V, tal como el InGaP, el InGaAs y el Ge.

50 Preferiblemente, el lado de celula mide menos de 10 mm.

[0036] En otro aspecto, la presente invencion se refiere a un procedimiento de fabricacion del modulo segun la presente invencion, que comprende el paso de formar la carcasa monopieza por embuticion profunda de una sola plancha de acero y, preferiblemente, de galvanizar de la carcasa a posteriori.

55

[0037] Otras caractensticas y ventajas seran mas evidente a partir de la descripcion detallada de algunas realizaciones ejemplares, aunque no exclusivas, entre las que tambien se encuentra una realizacion preferida, de un modulo segun la presente invencion. La descripcion se hara mas adelante con referencia a los dibujos adjuntos, que se han facilitado con una finalidad meramente indicativa y, por tanto, no limitativa, en los que:

- La figura 1 es una vista esquematica en perspectiva de un modulo para aplicaciones solares fotovoltaicas de alta concentracion segun la presente invencion;

- La figura 1a es una vista ampliada de un detalle de la figura 1;

5 - La figura 2 es otra vista en perspectiva del modulo de la figura 1;

- La figura 2a es una vista ampliada de un detalle de la figura 2;

- La figura 3 es una vista en perspectiva de la carcasa del modulo de la figura 1;

- La figura 3a es una vista ampliada de un detalle de la figura 3;

- La figura 4 es una vista en perspectiva del modulo de la figura 1 en la que se han eliminado algunas partes para 10 mostrar mejor el interior de la carcasa;

- La figura 5 es una vista parcial en perspectiva, en despiece parcial, del modulo de la figura 1 en la que se han eliminado la carcasa y algunos otros elementos;

- La figura 5a es una vista ampliada de un detalle de la figura 5;

- La figura 6 es una vista ampliada y en despiece de una parte de la figura 5;

15 - La figura 7 es una vista en perspectiva del elemento disipador lineal del modulo de la figura 1;

- La figura 8 es una vista esquematica en perspectiva de una unidad fotovoltaica que esta alojada en el modulo de la figura 1; y

- La figura 9 es una vista en perspectiva de una viga del modulo de la figura 4;

20 [0038] Con referencia a las figuras adjuntas, un modulo para aplicaciones solares fotovoltaicas de alta concentracion de acuerdo con la presente invencion viene indicado de manera general por medio del numero de referencia 1.

[0039] El modulo 1 incluye una carcasa 2 que tiene una pared inferior 3, cuatro paredes laterales 4, 5, 6 y 7 25 (dos paredes laterales longitudinales 5 y 6 y dos paredes laterales transversales 4 y 7) conectadas a la pared inferior

y al menos una abertura 8 situada enfrente de la pared inferior.

[0040] Preferiblemente, la carcasa es una carcasa monopieza. Preferiblemente, la carcasa es sustancialmente de acero (p. ej. acero DC06 que contenga no mas de aproximadamente un 0,12% de carbono) y esta formada

30 mediante la embuticion profunda de una sola plancha de acero con un espesor de aproximadamente 0,8 mm. Preferiblemente, la carcasa se ha electrogalvanizado y barnizado por ambos lados.

[0041] A modo de ejemplo, las dimensiones de la carcasa a lo largo las direcciones longitudinal, transversal y de profundidad son de 155 cm, 51 cm y 20 cm, respectivamente, y el espesor es igual a aproximadamente 1,45 mm

35 (0,8 mm de acero mas 0,08 mm de cinc galvanizado mas 0,25 mm de barniz por cada lado). Cabe mencionarse que, para una profundidad de la carcasa comprendida entre 15 cm y 25 cm, tal como en una realizacion preferida de la presente invencion, la estampacion de una carcasa monopieza comparable hecha sustancialmente de aluminio requerina un complejo, caro e impreciso proceso de estampacion (normalmente, con varios pasos de estampacion).

40 [0042] Preferiblemente, la carcasa incluye integralmente una primera pluralidad (dos, a modo de ejemplo) de nervaduras 19 pantallas y continuas que se extienden a lo largo de la pared inferior (paralela a la direccion longitudinal) y a lo largo de las dos paredes laterales transversales (paralelas a la direccion de profundidad) y una segunda pluralidad (cinco, a modo de ejemplo) de nervaduras 20 paralelas y continuas que se extienden a lo largo de la pared inferior (paralela a la direccion transversal) y a lo largo de dos paredes laterales longitudinales (paralelas 45 a la direccion de profundidad), cruzandose las nervaduras de la segunda pluralidad en la pared inferior perpendicularmente con cada nervadura de la primera pluralidad. Preferiblemente, cada nervadura esta formada como un saliente con respecto a la pared respectiva, teniendo el saliente, a modo de ejemplo, una altura de aproximadamente 5 mm y una anchura de aproximadamente 60 mm. Preferiblemente, el saliente se extiende hacia el espacio interior de la carcasa.

50

[0043] Preferiblemente, los bordes 21 formados entre la pared inferior y las paredes laterales, y los vertices 22 de la carcasa, son redondeados. Preferiblemente, una parte 23 del borde libre de cada pared lateral esta doblada hacia fuera con respecto al espacio interior de la carcasa, en una longitud de, a modo de ejemplo, 24 mm. Preferiblemente, la parte doblada define una superficie de apoyo 43 (que tiene, por ejemplo, una anchura de 10 mm)

55 que se extiende de manera sustancialmente perpendicular a la pared lateral respectiva (o paralela a la pared inferior). Preferiblemente, tal y como se muestra a modo de ejemplo en la figura 3a, las nervaduras 19 o 20 terminan en la parte 23, al comienzo de la superficie de apoyo 43.

[0044] Preferiblemente, la pared inferior cuenta con una pluralidad de agujeros pasantes 24 que estan

dispuestos de manera regular a lo largo de filas paralelas. Preferiblemente, los agujeros estan dispuestos a lo largo de filas paralelas a la direccion transversal de la carcasa. Mas preferiblemente, los agujeros estan tambien dispuestos a lo largo de filas paralelas a la direccion longitudinal de la carcasa, segun una disposicion de tipo matriz. A modo de ejemplo, hay doce filas, conteniendo cada una cuatro agujeros, habiendo un total correspondiente de 48 5 agujeros. Preferiblemente, los agujeros tienen forma rectangular, con un tamano, a modo de ejemplo, de 30x34,5 mm.

[0045] El modulo comprende una pluralidad de unidades fotovoltaicas 9 alojadas en la carcasa (p. ej. colocadas completamente dentro del espacio interior 18, incluyendo tambien la abertura), comprendiendo cada una

10 de dichas unidades fotovoltaicas un sistema optico de concentracion 10 que tiene un factor de concentracion geometrica mayor o igual que aproximadamente 100 y un receptor fotovoltaico 11 que tiene una celula fotovoltaica 12.

[0046] Preferiblemente, el receptor fotovoltaico 11 comprende un sustrato dielectrico y termicamente

15 conductor 54, almohadillas 55 sobre una capa superior del sustrato, la celula fotovoltaica (FV) 12 con unos

electrodos superior e inferior pegados o soldados a las almohadillas y (normalmente) un diodo de derivacion 56 colocado en paralelo a la celula 12 (que permite cortocircuitar la celula en caso de fallo). Normalmente, el receptor 11 comprende unos conectores 59 que permiten hacer disponible, por medio de un conexionado adecuado, la energfa electrica generada por la celula FV 12.

20

[0047] Preferiblemente, la celula fotovoltaica 12 es una celula multiunion basada, preferiblemente, en un compuesto formado por elementos pertenecientes a los grupos III-V, tal como el InGaP, el InGaAs y el Ge, sobre un sustrato de Ge, tal como el receptor fotovoltaico disponible comercialmente "Triple-Junction High Efficiency Heritage InGaP/In- GaAs/Ge Solar Cell with n-on-p Polarity on Germanium Substrate", fabricado y comercializado por la

25 Emcore Corporation. Preferiblemente, el tamano ffsico de la celula es de 5,5x6,7 mm y el tamano de la zona activa de la celula es de 5,5x5,5 mm.

[0048] Normalmente, cada sistema optico de concentracion 10 comprende un elemento optico primario (EOP) 50 para captar la radiacion solar direccion procedente del exterior de la carcasa y una elemento optico secundario

30 (EOS) 51 para enfocar la radiacion captada por el EOP sobre la celula fotovoltaica. Preferiblemente, el sistema optico de concentracion es un sistema optico refractivo de tipo Fresnel-Kohler, en el que el EOP comprende una lente de Fresnel plana y axialmente simetrica (que tiene, a modo de ejemplo, un tamano total de aproximadamente 120x120 mm2 y una longitud focal de aproximadamente 20 cm), mas preferiblemente dividida en cuatro sectores fuera del eje 50a, 50b, 50c y 50d. El EOS 51 es una lente refractiva que tambien esta dividida en cuatro sectores.

35 Ventajosamente, cada sector fuera del eje del EOP refracta la luz hacia un sector correspondiente del EOS, que luego dirige la luz sobre el punto completo en la celula solar, realizandose de este modo la integracion de la luz y consiguiendose una excelente uniformidad de irradiancia de la celula solar. Preferiblemente, el EOS 51 es una lente masiva tridimensional de un vidrio de categona optica (p. ej. borosilicato B270 o similar) con superficies lisas y compatible con las tecnicas convencionales de moldeo de vidrio. La superficie superior del EOS tiene,

40 principalmente, una funcionalidad optica y comprende cuatro picos lisos que corresponden a los cuatro sectores. A modo de ejemplo, el factor de concentracion geometrica es igual a 576 como consecuencia de una zona optica activa del EOP de 120x120 mm2 y una concentracion de la radiacion solar encima de la celula fotovoltaica con un punto de 5x5 mm .

45 [0049] Preferiblemente, la parte inferior del EOS 51 cuenta con una superficie plana que tiene cuatro clavijas 57 sobresalientes para apoyarse contra la superficie superior del receptor fotovoltaico, normalmente contra las almohadillas del mismo. Preferiblemente, la altura de las clavijas se ha disenado para obtener una distancia entre la superficie plana de la parte inferior del EOS y la superficie superior de la celula 12 que este en un rango de aproximadamente 0,20 a 0,30 mm (a modo de ejemplo, 0,26 mm). Preferiblemente, se aplica un pegamento optico

50 (no mostrado), preferiblemente un pegamento transparente basado en la silicona (tal como el Sylgard 183 de Dow Corning Inc.) a la superficie plana en la parte inferior del EOS a fin de que haya una correspondencia optica entre el EOS y la celula FV y una union permanente entre el EOS y el receptor. Segun el solicitante, el anterior rango para la anterior distancia permite, por un lado, evitar que se produzca cualquier carga mecanica sobre la union en hilo/cinta y sobre la superficie de la celula y, por el otro, que solo sea necesaria una cantidad muy pequena de pegamento

55 optico, lo que reduce la posibilidad de que queden atrapadas burbujas de aire u otras posibles fuentes de dispersion.

[0050] Preferiblemente, la superficie lateral externa del EOS esta dotada de una collar sobresaliente 58 que se extiende perimetralmente a la superficie lateral (a modo de ejemplo, el collar es un anillo circular que tiene una sesion transversal escalonada). Preferiblemente, el modulo 1 comprende, para cada EOS, un reborde 60 que tiene

un agujero pasante 61 que tiene una forma que es complementaria al penmetro externo de la superficie lateral del EOS y que tiene una dimension interior mas pequena que la dimension exterior del collar sobresaliente 58. Preferiblemente, el reborde 60 esta sujeto a (la cara interior de) la pared inferior, por ejemplo, por pegado o remachado o utilizando cinta adhesiva (no mostrado), y se apoya contra la superficie superior del collar 5 sobresaliente, estando la parte superior del EOS insertada en el agujero 61 del reborde. Puede utilizarse ventajosamente (por medio del collar 61) para lograr una sujecion mecanica (adicional) del EOS al sustrato del receptor y del conjunto EOS-receptor a la parte inferior de la carcasa, puesto que, como ha indicado el solicitante, la superficie lateral del EOS no tiene ninguna funcionalidad optica. Esta solucion de apriete puede reducir el esfuerzo mecanico que experimenta el pegamento colocado entre el EOS y la celula FV (con la consiguiente y posible 10 separacion del pegamento de la superficie del EOS o de la celula fotovoltaica) y/o puede aumentar la resistencia del conjunto a las vibraciones y/o a potenciales esfuerzos mecanicos externos. Ventajosamente, el reborde 60 tambien ayuda a proteger las partes de plastico de los componentes (diodos, hilos, conectores, etc.) contra puntos calientes solares no deseados que se formen durante una posible desviacion del modulo con respecto al alineamiento perfecto con el haz solar incidente directo y normal. A modo de ejemplo, el reborde 60, que, preferiblemente, es de 15 forma rectangular, tiene unas lenguetas 62 para sujetarse a la pared inferior y tres o cuatro clavijas inclinadas 63 en las esquinas. El reborde puede elaborarse, a modo de ejemplo, a partir de una plancha (que tenga, a modo de ejemplo, un espesor de entre aproximadamente 0,5 y 0,8 mm) de metal (p. ej. acero) conformada y doblada con un agujero 61 apropiado. Cabe mencionarse que el reborde 60a que esta asociado a los receptores fotovoltaicos mas proximos a las paredes transversales de la carcasa tiene una forma peculiar, con una aleta que sobresale hacia la 20 respectiva pared transversal con el fin de filtrar la radiacion solar no deseada (p. ej. para proteger los hilos electricos subyacentes). En otra realizacion (no mostrada), los rebordes 60 tienen aletas adicionales que se extienden desde bordes opuestos del reborde en una extension suficiente como para proteger los componentes subyacentes (p. ej. hilos electricos) frente a la radiacion solar no deseada. Preferiblemente, estos rebordes con aletas que estan asociados a una pluralidad de receptores a lo largo de una lmea (p. ej. una lmea longitudinal) se realizan como una 25 sola pieza.

[0051] Preferiblemente, el modulo 1 comprende una pantalla 70 asociada a uno o mas receptores fotovoltaicos 11 que esta configurada para proteger el/los respectivo/s receptor/es fotovoltaico/s, la pared inferior y cualquier otro posible componente del modulo (tal como hilos, conectores, etc.) frente a radiacion solar no deseada

30 que incida fuera del/de los punto/s de enfoque deseados en el EOS. La pantalla, que esta, preferiblemente, sujeta a la pared inferior, por ejemplo, por pegado (no mostrado), comprende normalmente un agujero pasante 72 (a modo de ejemplo, de forma rectangular) y esta colocada encima del respectivo reborde 60 del respectivo receptor, estando la parte superior del EOS insertada en el agujero de la pantalla. Cabe mencionarse que las pantallas asociadas a los receptores mas proximos a las paredes transversales no estan dotadas del agujero y que se extiende unicamente 35 por un lado del respectivo receptor fotovoltaico, puesto que la aleta del reborde 60a ya filtra la radiacion solar no deseada por el otro lado. Preferiblemente, un elemento monopieza de filtrado 71 plasma una pluralidad (seis, a modo de ejemplo) de las anteriores pantallas 70 que son adecuados para una lmea de receptores. A modo de ejemplo, los elementos de filtrado 71 estan orientados de manera paralela a la direccion longitudinal (a modo de ejemplo, dos por cada fila longitudinal de doce receptores, para un total de ocho elementos de filtrado). El elemento 40 de filtrado 71 puede elaborarse, a modo de ejemplo, a partir de una plancha de metal (p. ej. acero) conformada y doblada que tenga, a modo de ejemplo, un espesor de entre 0,3 y 0,8 mm. Preferiblemente, los elementos de filtrado 71 estan dotados de aletas 73 para mejorar la conveccion termica dentro de la carcasa, estando las aletas preferiblemente estructuradas para tener un borde libre distal del EOS 51 y doblado alejandose del elemento de filtrado 71 hacia la abertura 8 de la carcasa.

45

[0052] El modulo puede comprender ademas un elemento disipador del calor 14 que comprende una serie de elementos disipadores lineales termoconductores monopieza 15 para disipar el calor de los receptores fotovoltaicos. Los elementos disipadores lineales estan montados sobre un lado exterior 16 de la pared inferior.

50 [0053] Preferiblemente, la pluralidad de receptores fotovoltaicos 11 esta dispuesta en la pared inferior y distribuida de manera regular segun un esquema de matriz. A modo de ejemplo, los receptores estan dispuestos formando doce filas 13 paralelas a la direccion transversal de la carcasa, conteniendo cada una cuatro receptores, para un total de cuarenta y ocho receptores.

55 [0054] Preferiblemente, el numero de elementos disipadores lineales 15 (doce, a modo de ejemplo) es igual al numero de las anteriores filas 13. Los receptores fotovoltaicos que estan dispuestos a lo largo de cada una de las filas 13 estan montados sobre un correspondiente elemento disipador lineal para formar un puente termico entre cada receptor fotovoltaico y el correspondiente elemento disipador lineal.

[0055] Preferiblemente, los agujeros 24 estan colocados en correspondencia con la posicion de los receptores fotovoltaicos. Preferiblemente, los receptores fotovoltaicos que estan dispuestos a lo largo de cada una de las anteriores filas 13 estan montados directamente (preferiblemente, por medio de un pegamento termoconductor -no mostrado- que sea capaz de garantizar un buen coeficiente de intercambio de calor) sobre el correspondiente de los

5 elementos disipadores lineales 15.

[0056] Preferiblemente, tal como en el ejemplo mostrado en los dibujos, los elementos disipadores (y las filas 13) estan alineados a lo largo de la direccion transversal de la carcasa. En una realizacion alternativa (no mostrada), los elementos disipadores estan alineados a lo largo de la direccion longitudinal de la carcasa.

10

[0057] A modo de ejemplo, los elementos disipadores lineales estan hechos de un material que contiene aproximadamente un 95% de aluminio y al menos un 2,6% de magnesio.

[0058] Preferiblemente, el elemento disipador lineal 15 es un elemento con forma de placa 30 que tiene una 15 extension longitudinal (con respecto al propio elemento disipador) principal 31, una parte longitudinal central 32 que

se encuentra dispuesta sustancialmente en un plano horizontal y, extendiendose desde los bordes longitudinales opuestos de la parte central, un par de aletas opuestas 33 que se extienden en el mismo semiespacio con respecto al plano horizontal y de manera sustancialmente ortogonal al plano horizontal. Preferiblemente, las aletas son aletas especulares con respecto a un plano de simetna que es perpendicular al plano horizontal y que interseca 20 centralmente la parte longitudinal central que es paralela a la extension longitudinal principal del elemento disipador lineal. Preferiblemente, una parte extrema 34 del borde libre de cada aleta esta doblada hacia fuera con respecto al plano de simetna, en una longitudinal que esta comprendida entre aproximadamente 5 mm y 50 mm, a modo de ejemplo, 10 mm. Ventajosamente, esta parte extrema doblada puede reducir el estorbo total del modulo 1 a lo largo de la direccion de profundidad (lo cual puede tener implicaciones para el problema de hacer sombra sobre los 25 modulos proximos o de que estos hagan sombra sobre el modulo) mientras se mantiene satisfactoriamente el rendimiento global de disipacion termica del elemento 15. Preferiblemente, la parte doblada 34 es curva. Preferiblemente, se han practicado unos recortes 35 en el borde libre de cada aleta que se extienden hasta aproximadamente la mitad de la altura de la aleta. Los recortes estan colocados a mitad de camino entre las posiciones de dos receptores fotovoltaicos adyacentes. Preferiblemente, los recortes tienen una forma 30 aproximadamente circular.

[0059] Preferiblemente, cada elemento disipador lineal comprende integralmente un numero, igual al numero de receptores fotovoltaicos que estan montados sobre el elemento disipador lineal, de partes de montaje 36 que sobresalen de la cara superior de la parte longitudinal central 32. Cada parte de montaje tiene una superficie

35 superior plana 37 y una forma que es complementaria a la forma del agujero 24 de la presente invencion de la carcasa (preferiblemente, una forma rectangular) para poder insertarse en esta. Preferiblemente, se emplea un cierre (no mostrado), tal como un cierre basado la silicona, en el penmetro de la parte de montaje 36 para cerrar hermeticamente los intersticios que hay entre la pared inferior de la carcasa, alrededor del agujero y el elemento disipador lineal.

40

[0060] Cada receptor fotovoltaico 11 esta montado (preferiblemente, de manera directa) sobre una respectiva parte de montaje 36. Preferiblemente, la altura de las partes de montaje 36 con respecto a la cara superior de la parte longitudinal central restante de la cual sobresalen es mayor que el espesor de la pared inferior de la carcasa. Preferiblemente, el elemento disipador lineal se elabora mediante un proceso de estampacion que comprende una

45 embuticion profunda de una plancha plana de aluminio que tenga una forma adecuada. A modo de ejemplo, el espesor del elemento disipador lineal es igual a 2,0 mm.

[0061] Preferiblemente, los elementos disipadores lineales estan montados sobre la pared inferior mediante remaches, la posicion de los cuales se muestra a modo de ejemplo en la figura 3 por medio de los numeros de

50 referencia 40. Cabe indicarse que la rigidez de los elementos disipadores lineales de aluminio puede ser mayor que la de la pared inferior de la carcasa debido a su forma y su espesor diferente. En estar circunstancias, las nervaduras 19 que se extienden a lo largo de la pared inferior de manera perpendicular a los elementos disipadores lineales pueden actuar como un muelle que absorba los esfuerzos que se generen en la pared inferior de la carcasa debido a las dilataciones termicas.

55

[0062] Preferiblemente, el modulo 1 comprende una pluralidad (p. ej. tres) de parques (solo se muestran esquematicamente) que comprenden una disposicion (preferiblemente, de 4x4 cada una) de lentes de EOP que se han fabricado juntas como una sola pieza. Normalmente, el/los parque/s esta/n colocados en la abertura 8 de la carcasa para taparla. A modo de ejemplo, cada parque consta de un sustrato ngido de plastico de

polimetilmetacrilato (PMMA) de aproximadamente 3 mm de espesor con una delgada lamina de poUmero aparte laminada sobre el mismo que forman (p. ej. por micrograbado en relieve) un perfil de Fresnel que define los EOP.

[0063] Preferiblemente, el modulo comprende dos vigas 85 que abarcan cada una transversalmente la 5 abertura 8 de la carcasa y que tienen sus extremos longitudinales (con respecto a la propia viga) opuestos

respectivamente sujetos al borde libre de las paredes laterales longitudinales. Preferiblemente, las vigas estan colocadas para dividir la abertura 8 en tres partes iguales.

[0064] Preferiblemente, cada viga es un elemento con forma de placa 90 que tiene una extension longitudinal 10 (con respecto al propio elemento disipador) principal 91, una parte longitudinal central 91 que se encuentra

dispuesta sustancialmente en un plano horizontal y, extendiendose desde los bordes transversales opuestos de la parte longitudinal principal, un par de aletas opuestas 92 que se extienden alejandose del plano horizontal en el mismo semiespacio con respecto al plano horizontal y de manera oblicua al plano horizontal, preferiblemente, de manera sustancialmente ortogonal al plano horizontal. Preferiblemente, la anchura de las lenguetas 92 es menor que 15 la anchura transversal de la viga. Preferiblemente, la parte longitudinal principal incluye integralmente una nervadura 93 que se extiende longitudinalmente por la parte longitudinal principal (Preferiblemente, por el centro de la parte longitudinal principal). Preferiblemente, la nervadura 93 sobresale hacia el espacio interior de la carcasa. Preferiblemente, extendiendose desde los bordes longitudinales opuestos de la parte longitudinal principal, un par de aletas opuestas 94 se extienden alejandose del plano horizontal de la viga hacia el espacio interior de la carcasa y 20 de manera oblicua al plano horizontal, preferiblemente, de manera sustancialmente ortogonal al plano horizontal. Segun el solicitante, la nervadura 93 y/o las aletas 94 pueden aumentar la rigidez de la viga con respecto a la torsion y/o la flexion longitudinal, aumentando asf la rigidez del modulo a lo largo de la direccion transversal y/o manteniendo constante la distancia entre el EOP y el EOS. Preferiblemente, la parte longitudinal principal 91 tiene una respectiva superficie de apoyo 96 que se extiende, preferiblemente, alrededor de toda la nervadura 93.

25

[0065] Preferiblemente, el borde libre de cada pared longitudinal 5 y 6 cuenta con una ranura pasante 86 para cada viga 85, preferiblemente, colocada en la parte doblada 23 de la misma. Mas preferiblemente, dos ranuras 86 estan colocadas, respectivamente, en los extremos opuestos de una nervadura 20. Preferiblemente, las lenguetas 92 de cada viga estan metidas a presion en un par correspondiente de ranuras 86.

30

[0066] Preferiblemente, dos bordes opuestos del parque central y tres bordes de los dos parques extremos se apoyan contra la superficie de apoyo 43 de la parte doblada 23 de las paredes laterales. Preferiblemente, dos bordes opuestos del parque central y un borde de los dos parques extremos se apoyan contra la superficie de apoyo 96 de la parte longitudinal principal 91 de una viga. Preferiblemente, cada extremo de una respectiva nervadura 20

35 asociada a una viga 85 esta dotada de un rebaje 97 que sobresale hacia fuera de la carcasa para permitir que la superficie de apoyo 96 este a la misma altura que la superficie de apoyo 43 de la carcasa.

[0067] Preferiblemente, el parque 80 esta dotado de un borde perimetral 98 de, a modo de ejemplo, aproximadamente 15 mm de ancho mas alla de la zona optica eficaz del parque. Esta solucion puede ayudar a

40 sujetar el parque a las paredes laterales y/o a la/s viga/s. Las dimensiones de la abertura 8 hasta la superficie de apoyo 43 estan disenadas para que se forme un hueco de aproximadamente 4 mm alrededor de todo el borde perimetral de cada parque. Esto puede permitir las dilataciones termicas y/o higroscopicas del parque. De hecho, en el caso de un parque de PMMA, con un coeficiente de dilatacion termica de 7,0 x 10-5 °C-1, puede dilatarse termicamente unas seis veces mas que la carcasa de acero.

45

[0068] Preferiblemente, se coloca un material adecuado (no mostrado) (por ejemplo, una combinacion de una cinta adhesiva por las dos caras, tal como la cinta 9515 de 3M Corporation, y un cierre de silicona, tal como el sellador 744 de Dow Corning Corporation) entre la superficie de apoyo 43 de las paredes laterales y/o la superficie de apoyo 96 de la/s viga/s y el borde perimetral 98 del parque, teniendo el material propiedades de adhesion

50 apropiadas como para garantizar la union, una elasticidad adecuada con la finalidad de absorber las anteriores dilataciones y una capacidad de sellado apropiada.

[0069] Preferiblemente, el modulo 1 incluye, para cada parque 80, un pilar 87 que tiene una base sujeta a la pared inferior y una punta opuesta a la base sujeta al centro geometrico del respectivo parque para mantener el

55 centro del parque espacialmente fijo tanto en la direccion de profundidad de la carcasa como en cualquier direccion ortogonal de la misma.

[0070] Para impedir la entrada de agua, insectos y/o polvo, la carcasa tiene sellados todos los intersticios del modulo que conectan con el exterior. Preferiblemente, una valvula (no mostrada) esta montada en la carcasa

adecuadamente para corregir posibles condiciones de presion diferentes dentro y fuera del modulo. Esto reduce la aparicion de esfuerzos debido a una presion no equilibrada, lo que en particular podna deformar el parque de EOP o incluso romperlo. Esta valvula puede ser una valvula disponible en el mercado y permite la circulacion de aire por la valvula, pero es, al mismo tiempo, un filtro que impide el paso de humedad por el mismo. Las dimensiones de la 5 valvula debenan garantizar una circulacion minima de aire para reaccionar a cambios rapidos de temperatura (p. ej. debido a una tormenta veraniega).

[0071] Preferiblemente, el modulo comprende un par de cuerpos de montaje 85, preferiblemente, sujetos de manera estable a las paredes transversales 4 y 7, respectivamente, y configurados para montar el modulo 1 a un

10 seguidor y permitir una rotacion alrededor de la direccion longitudinal.

[0072] El solicitante ha sometido al modulo 1, segun la realizacion preferida tal y como se ha descrito anteriormente y representado en los dibujos, a ensayos experimentales con el fin de evaluar, entre otras cosas, el comportamiento termico. La temperatura medida en la superficie externa del elemento disipador lineal en

15 correspondencia con la celula fue menor que aproximadamente 70°C para un rendimiento de celula correspondiente de aproximadamente un 27%, con una radiacion solar igual a aproximadamente 900 W/m2 y una temperatura del aire de 35°C (con una brisa veraniega) y menor que aproximadamente 60°C para un rendimiento de celula correspondiente de aproximadamente un 29%, con una radiacion solar igual a aproximadamente 800 W/m2 y una temperatura del aire de 28°C.

20

Claims

REIVINDICACIONES

1. Modulo (1) para aplicaciones solares fotovoltaicas de alta concentracion que incluye una carcasa (2) que tiene una parte inferior (3), una o mas paredes laterales (4, 5, 6, 7) conectadas a la pared inferior, y al menos

5 una abertura (8) situada enfrente de la pared inferior, y una pluralidad de unidades fotovoltaicas (9) alojadas en la carcasa, comprendiendo cada una de dichas unidades fotovoltaicas un sistema optico de concentracion (10) que tiene un factor de concentracion geometrica mayor o igual que aproximadamente l0o y un receptor fotovoltaico (1l) que tiene una celula fotovoltaica (12), en el que la pluralidad de receptores fotovoltaicos esta dispuestos a lo largo de una pluralidad de filas paralelas (13), comprendiendo ademas el modulo un sistema de disipacion de calor (14) que 10 comprende una serie de elementos disipadores lineales (15) para disipar calor de los receptores fotovoltaicos, estando los elementos disipadores lineales montados sobre un lado exterior (16) de la pared inferior, en el que la pared inferior tiene una pluralidad de agujeros pasantes (24) que corresponden en numero y en posicion a, respectivamente, el numero y la posicion de los receptores fotovoltaicos y en el que los receptores fotovoltaicos dispuestos a lo largo de cada una de dichas filas estan montados sobre uno correspondiente de dichos elementos 15 disipadores lineales para formar un puente termico entre cada receptor fotovoltaico y el correspondiente elemento disipador lineal.
2. Modulo segun la reivindicacion 1, en el que los elementos disipadores lineales estan hechos de un material que contiene al menos un 90% de aluminio.

20
3. Modulo segun la reivindicacion 1 o 2, en el que la carcasa esta formada por una plancha de acero que tiene un espesor maximo mayor o igual que 0,65 mm y menor o igual que 1,1 mm.
4. Modulo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la carcasa incluye integralmente 25 una primera pluralidad de nervaduras paralelas y continuas (19) que se extienden a lo largo de la pared inferior y las

dos paredes laterales transversales y una segunda pluralidad de nervaduras paralelas y continuas (20) que se extienden a lo largo de la pared inferior y de las dos paredes laterales longitudinales, cruzandose las nervaduras de la segunda pluralidad en la pared inferior perpendicularmente a cada nervadura de la primera pluralidad, estando cada nervadura formada como un saliente con respecto a la pared respectiva, extendiendose el saliente hacia el 30 espacio interior de la carcasa.
5. Modulo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que los bordes (21) formados entre la pared inferior y las paredes laterales, y los vertices (22) de la carcasa, son redondeados, y una parte (23) del borde libre de cada pared lateral esta doblada hacia fuera con respecto al espacio interior de la carcasa, definiendo la parte

35 doblada una superficie de apoyo (43) que se extiende de manera sustancialmente perpendicular a la respectiva pared lateral.
6. Modulo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que los elementos disipadores lineales estan alineados a lo largo de la direccion transversal de la carcasa.

40
7. Modulo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el elemento disipador lineal es un elemento con forma de placa (30) que tiene una extension longitudinal principal (31) y una parte longitudinal central (32) que se encuentra dispuesta sustancialmente en un plano horizontal y que tiene dos bordes mutuamente enfrentados que se extienden longitudinalmente hasta el elemento disipador, y en el que, desde dichos bordes

45 opuestos de la parte longitudinal central, se extienden un par de aletas opuestas (33) en el mismo semiespacio con respecto al plano horizontal y de manera ortogonal al plano horizontal, siendo las aletas aletas especulares con respecto a un plano de simetna perpendicular al plano horizontal e intersecando centralmente la parte longitudinal central paralela a la extension longitudinal principal del elemento disipador lineal.

50 8. Modulo segun la reivindicacion 7, en el que se han practicado unos recortes (35) en el borde libre de

cada aleta que se extienden hasta aproximadamente la mitad de la altura de la aleta, estando los recortes colocados a mitad de camino entre las posiciones de dos receptores fotovoltaicos adyacentes.
9. Modulo segun una cualquiera de las respectivas 1 a 8, en el que los receptores fotovoltaicos que estan 55 dispuestos a lo largo de de cada una de dichas filas estan montados directamente sobre el correspondiente de

dichos elementos disipadores lineales.
10. Modulo segun la reivindicacion 9, cuando depende de la reivindicacion 7 u 8, en el que cada elemento disipador lineal comprende integralmente un numero, igual al numero de receptores fotovoltaicos montados sobre el

elemento disipador lineal, de partes de montaje (36) que sobresalen de la cara superior de la parte longitudinal central (32) del elemento disipador lineal, teniendo cada parte de montaje una superficie superior plana (37) y una forma que es complementaria a la forma de dicho agujero (24) de la pared inferior preferiblemente, una forma rectangular) de la carcasa, e insertandose en este, y en el que cada receptor fotovoltaico (11) esta montado 5 directamente sobre una respectiva parte de montaje del elemento disipador lineal.
11. Modulo segun la reivindicacion 10, en el que la altura de las partes de montaje (36) con respecto a la

cara superior de la parte longitudinal central de la cual sobresalen es mayor que el espesor de la pared inferior.

10 12. Modulo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el espesor del elemento

disipador lineal (15) es mayor o igual que 1,5 mm y menor o igual que 2,5 mm.
13. Modulo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que los elementos disipadores lineales (15) estan montados sobre la pared inferior por remachado, siendo el numero de remaches para cada

15 elemento disipador lineal menor que el numero de receptores fotovoltaicos que estan montados sobre el respectivo elemento disipador lineal.
14. Modulo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que cada sistema optico de concentracion (10) comprende un elemento optico primario (50) para captar la radiacion solar directa procedente del

20 exterior de la carcasa y un elemento optico secundario (51) para enfocar la radiacion captada del elemento optico primario sobre la celula fotovoltaica y en el que el modulo comprende al menos un parque (80) que comprende una disposicion de elementos opticos primarios adyacentes que se han fabricado juntos como una sola pieza, estando el parque colocado en la abertura (8) de la carcasa para taparla.

25 15. Modulo segun la reivindicacion 14, en el que el modulo comprende al menos una viga (85) que abarca

transversalmente la abertura (8) de la carcasa y que tiene sus extremos longitudinales opuestos sujetos respectivamente al borde libre de las paredes laterales longitudinales, apoyandose al menos un borde de dicho parque contra dicha viga.

30 16. Modulo segun la reivindicacion 14 o 15, en el que el modulo incluye, para cada parque, un pilar (87)

que tiene una base sujeta a la pared inferior y una punta opuesta a la base sujeta al centro geometrico del respectivo

parque para mantener el centro del parque espacialmente fijo tanto en la direccion de profundidad de la carcasa como en cualquier direccion ortogonal de la misma.

35 17. Modulo segun una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, en el que el elemento optico secundario

(51) es una lente masiva tridimensional que tiene una superficie lateral externa dotada de un collar sobresaliente (58) que se extiende perimetralmente a la superficie lateral externa, comprendiendo ademas el modulo un reborde (60) para cada elemento optico secundario que tiene un agujero pasante (61) que tiene una forma que es complementaria al parametro de la superficie lateral externa del elemento optico secundario y que tiene una

40 dimension interna que es mas pequena que la dimension externa del collar sobresaliente (58), estando el reborde sujeto a una cara interior de la pared inferior y apoyandose contra una superficie superior del collar sobresaliente, estando una parte superior del elemento optico secundario insertado en el agujero (61) del reborde (60).
18. Procedimiento de fabricacion del modulo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, en el que

45 la carcasa es una carcasa monopieza que tiene una profundidad mayor o igual que 15 cm, comprendiendo el procedimiento el paso de formar la carcasa monopieza por embuticion profunda de una sola plancha de acero y, preferiblemente, de cincar la carcasa a posteriori.