ES2708399B2 - MOBILE AND AUTONOMOUS FACADE SYSTEM WITH FOLDABLE SOLAR PANEL FOR OPTIMAL USE OF NATURAL LIGHT - Google Patents
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Description
d e s c r ip c ió nd e s c r ip c io n
s is te m a de fa c h a d a m ó v il y a u t ó n o m o c o n p a n e l s o l a r p l e g a b l e pa r a s is te m a de fa c h a d a m o v il y a u t o n o m o c o n p a n e l s o l a r p l e g a b l e pa r a
el a p r o v e c h a m ie n t o ó p t im o de lu z n a t u r a lthe a p r o v e c h a m ie n t o o p t im o de lu z n a t u r a l
Objeto de la invención y Campo de aplicación de la invenciónObject of the invention and Field of application of the invention
El objeto de la invención se centra en implementar un sistema de captación de energía solar fotovoltaica para ser utilizado con el fin de limitar o regular el paso de la energía solar a una edificación. Esta implementación se realiza utilizando los paneles solares desarrollados como una medida pasiva sustituyendo las lamas habituales utilizadas para cubrir las fachadas de edificaciones de la radiación exterior.The object of the invention is focused on implementing a photovoltaic solar energy collection system to be used in order to limit or regulate the passage of solar energy to a building. This implementation is carried out using the solar panels developed as a passive measure replacing the usual slats used to cover the building facades of exterior radiation.
La presente invención se enmarca dentro del sector de la construcción, centrándose particularmente en el ámbito de la ejecución de fachadas y cerramientos de edificaciones mediante elementos móviles.The present invention is framed within the construction sector, focusing particularly on the field of building facades and building enclosures by mobile elements.
Un concepto conocido como fachadas activas o fachadas inteligentes, capacitadas para, no solamente mejorar las condiciones de temperatura del interior de una edificación, sino también para generar energía eléctrica aprovechable.A concept known as active facades or intelligent facades, capable of not only improving the temperature conditions inside a building, but also to generate usable electrical energy.
Antecedentes de la invenciónBackground of the invention
Son conocidos en el mercado diferentes tipos de sistemas implementados en fachadas que protegen de la radiación solar de forma pasiva, de modo que impiden que dicha radiación directa del sol llegue a los cerramientos de los edificios, calentándolos en periodos en los que se pretende refrigerar el interior y permitiendo su captación en periodos en los que se busca calentar el interior.Different types of systems implemented in facades that passively protect from solar radiation are known in the market, so that they prevent said direct radiation from the sun from reaching the enclosures of the buildings, heating them in periods in which it is intended to cool the interior and allowing its collection in periods in which it is sought to heat the interior.
Uno de estos sistemas que se llevan utilizando durante un gran periodo de tiempo son los conocidos como la protección solar en lamas, que regulan la entrada de luz, permitiendo un importante ahorro energético de la edificación. Estos sistemas son muy versátiles al permitir disponer de diferentes dimensiones de los elementos para cada proyecto así como sus diferentes disposiciones en los cerramientos. One of these systems that have been used for a long period of time are those known as solar protection in slats, which regulate the entry of light, allowing significant energy savings in the building. These systems are very versatile by allowing different dimensions of the elements for each project as well as their different arrangements in the enclosures.
Además de estos sistemas de mejora energética, existen en la actualidad otros diversos procedimientos y sistemas implementados en fachada, con el objetivo de climatizar edificios permitiendo la protección solar y el ahorro energético mediante instalaciones activas del edificio de forma combinada.In addition to these energy improvement systems, there are currently several other procedures and systems implemented in the façade, with the objective of air conditioning buildings allowing solar protection and energy savings through active installations of the building in combination.
Estos sistemas han sido desarrollados para alcanzar el objetivo de construir edificios de consumo casi nulo, donde es habitual desarrollar envolventes no sólo aisladas térmicamente, de forma que se reduzcan las pérdidas de calor del ambiente interior, sino que también se pretenda que dichas envolventes participen en el propio sistema de climatización y aporten energía a consumir en el interior de la edificación.These systems have been developed to achieve the objective of building buildings with almost zero consumption, where it is customary to develop envelopes not only thermally insulated, so as to reduce heat losses from the indoor environment, but also to ensure that these enclosures participate in the air conditioning system itself and provide energy to consume inside the building.
Las denominadas "fachadas activas” son sistemas con gran potencialidad para la captación de la energía solar que incide sobre la envolvente de los edificios, como la fachada ventilada, muros trombe, ventanas activas, muros de agua, uso de materiales PCM para la ventilación de fachadas, etc.The so-called "active facades" are systems with great potential for capturing solar energy that affects the building envelope, such as the ventilated façade, trombe walls, active windows, water walls, use of PCM materials for the ventilation of facades, etc.
Otro ejemplo en el que las envolventes participan en el ahorro energético de forma activa son las fachadas móviles, las cuales impulsadas por energías provenientes de fuentes naturales o artificiales son capaces de reproducir movimientos mecánicos, algunos de ellos programados y para funciones específicas.Another example in which the envelopes actively participate in energy saving are the mobile facades, which, driven by energies from natural or artificial sources, are capable of reproducing mechanical movements, some of them programmed and for specific functions.
Las fachadas móviles utilizadas como control solar son el grupo más extendido, gracias a las ventajas que aporta su instalación en un edificio inteligente o domótico. Una instalación que varía de posición según la época del año y hora del día, aporta un valor añadido al edificio. Actualmente, se utilizan en cualquier tipo de edificación y su instalación no suele requerir más gasto extra que los de unos paneles solares de control manual.The mobile facades used as solar control are the most widespread group, thanks to the advantages of their installation in an intelligent or domotic building. An installation that varies in position according to the time of year and time of day, adds value to the building. Currently, they are used in any type of building and their installation does not usually require more extra expense than those of manual control solar panels.
Por otro lado, existen edificaciones singulares que hacen uso de sistemas de captación solar para convertir en energía eléctrica, donde dichos elementos de captación están integrados en la arquitectura del edificio como una doble piel, un cerramiento exterior o simplemente como viseras de huecos, que según los casos, pueden disponer de mecanismos que permitan modificar su orientación e inclinación.On the other hand, there are unique buildings that make use of solar collection systems to convert into electrical energy, where said collection elements are integrated into the building's architecture as a double skin, an exterior enclosure or simply as hollow visors, which according to In cases, they may have mechanisms to modify their orientation and inclination.
De todos los sistemas presentes en el mercado de fachadas móviles y activas, en ninguno se ha desarrollado un sistema de paneles desplegables que regulen los niveles de inmisión de luz solar, al tiempo que recogen la luz sobrante y la convierten en energía eléctrica a través de placas solares flexibles como parte de la estructura del panel.Of all the systems present in the mobile and active façade market, none of them has developed a system of drop-down panels that regulate the levels of immission of sunlight, while collecting excess light and converting it into electrical energy through flexible solar panels as part of the panel structure.
d e s c r ip c ió n de la in ve n c ió nd e s c r ip c io n of the in ve n c i n
El panel solar plegable y el sistema de fachada móvil y autónomo que la invención propone, constituye por sí mismo una evidente novedad dentro de su campo de aplicación, ya que incorpora a una estructura plegable una piel flexible, que conectados a un mecanismo, permiten al panel desplegarse cambiando su sección de manera autónoma o manual, para aumentar el aprovechamiento de energía solar cuando en situaciones en las que el grado de incidencia de luz natural sobre el edificio es elevado.The foldable solar panel and the mobile and autonomous facade system that the invention proposes, constitutes in itself an obvious novelty within its field of application, since it incorporates a flexible skin into a folding structure, which connected to a mechanism, allows the panel deployed by changing its section autonomously or manually, to increase the use of solar energy when in situations where the degree of natural light incidence on the building is high.
El panel solar plegable propuesto comprende:The proposed folding solar panel comprises:
- un mástil central situado en el interior del panel solar, atravesándolo longitudinalmente, configurado para soportar los esfuerzos ejercidos en dicho panel; esfuerzos como el propio peso del panel o la carga ejercida por el viento u otros elementos exteriores;- a central mast located inside the solar panel, traversing it longitudinally, configured to withstand the efforts exerted on said panel; efforts such as the weight of the panel itself or the load exerted by wind or other external elements;
- un esqueleto estructural articulado conectado al mástil central que comprende: o al menos dos primeras barras que comprenden un sector o una parte longitudinal lateral del esqueleto estructural, ensambladas al mástil central mediante al menos un elemento tensor, siendo la dirección longitudinal la definida por el mástil central;- an articulated structural skeleton connected to the central mast comprising: or at least two first bars comprising a sector or a lateral longitudinal part of the structural skeleton, assembled to the central mast by at least one tensioning element, the longitudinal direction being defined by the central mast;
o al menos dos segundas barras, que comprenden un sector longitudinal central del esqueleto estructural, unidas entre sí, mediante al menos un elemento resorte; y,or at least two second bars, which comprise a central longitudinal sector of the structural skeleton, joined together , by at least one spring element; Y,
o al menos cuatro varillas transversales que están conectadas a las primeras barras y a las segundas barras de forma articulada, permitiendo únicamente el giro en estas uniones respecto del eje longitudinal; de esta forma se obtiene una estructura articulada con un único grado de libertad; - una envoltura reforzada flexible que reviste longitudinal y lateralmente el esqueleto estructural articulado; yor at least four transverse rods that are connected to the first bars and to the second bars in an articulated manner, allowing only the rotation in these joints with respect to the longitudinal axis; in this way an articulated structure with a single degree of freedom is obtained; - a flexible reinforced envelope that longitudinally and laterally covers the articulated structural skeleton; Y
- al menos una célula fotovoltaica, situada sobre una superficie exterior de la envoltura reforzada;- at least one photovoltaic cell, located on an outer surface of the reinforced envelope;
donde el panel solar plegable adicionalmente comprende al menos un accionamiento configurado para activar al menos una polea situada en el mástil central, donde dicha polea está configurada para recoger el elemento tensor enrollándose sobre dicha polea, produciéndose el desplegado del panel solar plegable, estirándose el elemento resorte que une las dos segundas barras. De este modo, las primeras barras que comprenden la sección longitudinal lateral se acercan al mástil central y las segundas barras que comprenden la sección longitudinal central del esqueleto se alejan del mástil central, manteniendo el paralelismo, produciéndose la apertura de la envoltura reforzada que está conectada a las células fotovoltaicas.where the foldable solar panel additionally comprises at least one drive configured to activate at least one pulley located in the central mast, where said pulley It is configured to collect the tensioning element by winding on said pulley, producing the unfolding of the foldable solar panel, stretching the spring element that joins the two second bars. In this way, the first bars that comprise the lateral longitudinal section approach the central mast and the second bars that comprise the central longitudinal section of the skeleton move away from the central mast, maintaining the parallelism, producing the opening of the reinforced envelope that is connected to the photovoltaic cells.
De la misma manera, el accionamiento del mástil también está configurado para permitir liberar dicho elemento tensor, desenrollándose de la polea, de modo que el panel recupera In the same way, the mast drive is also configured to allow said tension element to be released, unrolling from the pulley, so that the panel recovers
su estado inicial de desplegado.Your initial deployment status.
De hecho, los elementos resorte que conectan las segundas barras, funcionan de tensores cuando la estructura está totalmente desplegada, de modo que tiran de dichas barras en un esfuerzo de compresión, para recuperar el estado inicial de desplegado.In fact, the spring elements that connect the second bars, act as tensioners when the structure is fully deployed, so that they pull said bars in a compression effort, to recover the initial state of unfolding.
En la posición de pliegue, el panel permite un mayor paso de la luz al variar el ancho de su sección hasta el mínimo que permite la estructura para dicha disposición, estando los elementos resortes recogidos en su posición de reposo, y la polea con los elementos tensores liberados que quedan extendidos.In the folding position, the panel allows a greater passage of light by varying the width of its section to the minimum allowed by the structure for said arrangement, the spring elements being collected in their resting position, and the pulley with the elements tensioners released that are extended.
En una realización, el panel solar plegable comprende cuatro segundas barras comprendiendo el sector central del panel, estando situadas dichas cuatro barras rodeando el mástil central, paralelas a éste, donde cada segunda barra está unida a otra segunda barra, situada en su parte frontal, mediante al menos dos elementos resorte, que conectan unos primeros y unos segundos extremos de dichas segundas barras y porque cada segunda barra está unida a otra segunda barra, situada a su lateral, mediante al menos dos travesaños que conectan mediante una unión rígida dichas dos segundas barras formando una estructura rígida.In one embodiment, the foldable solar panel comprises four second bars comprising the central sector of the panel, said four bars being located surrounding the central mast, parallel to it, where each second bar is attached to another second bar, located in its front part, by means of at least two spring elements, which connect first and a few second ends of said second bars and because each second bar is connected to another second bar, located on its side, by means of at least two crossbars that connect said two second ones by a rigid joint bars forming a rigid structure.
De este modo, al producirse el accionamiento de la polea que recoge el elemento tensor, los cuatro elementos resortes son estirados, separándose las dos estructuras rígidas formadas por las dos segundas barras y los travesaños, produciéndose el desplegado del panel, ejerciendo todos los elementos resortes una fuerza de compresión. In this way, when the pulley drive that collects the tensioning element is produced, the four spring elements are stretched, the two rigid structures formed by the two second bars and the crossbars being separated, producing the deployment of the panel, exerting all the spring elements a compression force
En una realización, las poleas comprendidas en el mástil central están distribuidas proporcionalmente en dicho mástil, es decir, que mantienen una separación igual entre cada polea, y están activadas todas ellas por un mismo accionamiento, de modo que cada una de dichas poleas recoge un elemento tensor unido a las primeras barras.In one embodiment, the pulleys comprised in the central mast are proportionally distributed in said mast, that is, they maintain an equal separation between each pulley, and are all activated by the same drive, so that each of said pulleys collects a tension element attached to the first bars.
El elemento tensor es un elemento flexible y está seleccionado dentro del grupo que consiste en una cadena, una correa, un cable y una cuerda, de modo que pueda recogerse sobre la polea y liberarse manteniendo un esfuerzo axial.The tensioning element is a flexible element and is selected within the group consisting of a chain, a belt, a cable and a rope, so that it can be picked up on the pulley and released while maintaining an axial effort.
En una realización, el mástil central comprende una sección hueca configurada para alojar un cableado que está conectado al accionamiento de la polea, de modo que el cableado no se interrumpe con el mecanismo de plegado.In one embodiment, the central mast comprises a hollow section configured to accommodate a wiring that is connected to the pulley drive, so that the wiring is not interrupted with the folding mechanism.
En una realización, al menos uno de los elementos seleccionados entre las primeras y las segundas barras, el mástil central, las varillas, los travesaños y las poleas están fabricadas en acero inoxidable debido a las condiciones estructurales que proporciona al igual que su resistencia a las condiciones ambientales externas.In one embodiment, at least one of the elements selected between the first and second bars, the central mast, the rods, the crossbars and the pulleys are made of stainless steel due to the structural conditions that it provides as well as its resistance to external environmental conditions.
En una realización, la envoltura reforzada está fabricada en fluoruro de polivinilo y está configurada para poder plegarse longitudinalmente sin afectar a su estado. Esta piel envoltura reforzada del esqueleto estructural permite la flexión de la superficie de captación solar en su posición de pliegue, ya que sobre la base de PVF se unen las células fotovoltaicas divididas en una pequeña cuadrícula en función a su grado de flexión a soportar.In one embodiment, the reinforced wrap is made of polyvinyl fluoride and is configured to be folded longitudinally without affecting its condition. This reinforced skin shell of the structural skeleton allows the solar capture surface to flex in its folded position, since on the basis of PVF the photovoltaic cells divided into a small grid are joined according to their degree of flexion to be supported.
En una realización, las células fotovoltaicas que están situadas en la superficie exterior de la envoltura reforzada están conectadas entre sí, mediante conexiones eléctricas en serie y/o en paralelo, formando una malla de células flexibles que cubre un lateral desplegado del panel solar plegable, donde dichas células fotovoltaicas están conectadas a un transformador configurado para transmitir la energía eléctrica generada en el panel solar y dirigirla hacia un almacenamiento o un uso concreto.In one embodiment, the photovoltaic cells that are located on the outer surface of the reinforced envelope are connected to each other, by means of serial and / or parallel electrical connections, forming a flexible cell mesh that covers an unfolded side of the foldable solar panel, where said photovoltaic cells are connected to a transformer configured to transmit the electrical energy generated in the solar panel and direct it towards storage or a specific use .
En una realización, el panel solar plegable comprende un primer anclaje en un primer extremo del mástil central y un segundo anclaje en un segundo extremo de dicho mástil central, configurados para conectarse a un forjado externo. Es decir, que las uniones de los paneles a elementos exteriores se realizan únicamente mediante Ios anclajes del mástil central, sin que afecten al plegado o desplegado del panel solar.In one embodiment, the collapsible solar panel comprises a first anchor at a first end of the central mast and a second anchor at a second end of said central mast, configured to be connected to an external floor. That is, the unions of the panels to external elements are made only by means of the anchors of the central mast, without affecting the folding or unfolding of the solar panel.
En una realización, las uniones entre Ios elementos seleccionados entre el primer y el segundo anclaje y el forjado exterior son fijas y rígidas, mientras que en otra realización, las uniones son articuladas, estando configuradas para girar respecto del eje del mástil central.In one embodiment, the joints between the elements selected between the first and the second anchor and the exterior slab are fixed and rigid, while in another embodiment, the joints are articulated, being configured to rotate with respect to the axis of the central mast.
En una realización, cuando las uniones son articuladas, el primer anclaje comprende un primer cojinete y una barra roscada y el segundo anclaje comprende un segundo cojinete y un carril de rodamiento configurados para pivotar el mástil central, permitiendo la articulación de dicho mástil para un mayor ángulo aprovechamiento solar.In one embodiment, when the joints are articulated, the first anchor comprises a first bearing and a threaded rod and the second anchor comprises a second bearing and a bearing rail configured to pivot the central mast, allowing articulation of said mast for greater solar utilization angle.
Estas uniones funcionan de tal modo que, en el primer anclaje, al ir la barra roscada, presiona verticalmente al mástil cuando el panel es accionado en su despliegue, mientras que el carril de rodamiento inferior del mástil, al ir inclinado, obliga al conjunto a pivotar unos grados aprovechando la misma energía que el accionamiento utiliza para recoger Ios tensores internos de la estructura.These joints work in such a way that, at the first anchor, when the threaded bar goes, it presses vertically to the mast when the panel is operated in its deployment, while the lower bearing rail of the mast, when inclined, forces the assembly to pivot a few degrees taking advantage of the same energy that the drive uses to collect the internal tensors of the structure.
En una realización, el accionamiento que pliega y despliega el panel solar es un motor que también acciona el pivotado del mástil central respecto de su unión con el forjado exterior.In one embodiment, the drive that folds and unfolds the solar panel is a motor that also drives the pivoting of the central mast with respect to its union with the exterior slab.
Por otro lado, la invención también comprende un sistema móvil y autónomo de cerramientos de fachadas de edificaciones que comprende Ios paneles solares plegables definidos anteriormente, donde dichos paneles solares plegables se encuentran cubriendo parte o la totalidad de una fachada de una edificación, en forma de lamas, y están configurados para regular el paso de la radiación solar directa e indirecta al interior de dicha edificación.On the other hand, the invention also comprises a mobile and autonomous system of building façade enclosures comprising the foldable solar panels defined above, where said foldable solar panels are covering part or all of a facade of a building, in form of slats, and are configured to regulate the passage of direct and indirect solar radiation into said building.
En una realización, la fachada de la edificación en la que se encuentran instalados Ios paneles solares plegables comprende una estructura rígida de perfiles unida a dicha fachada, donde se conectan Ios extremos del mástil central mediante el primer y el segundo anclaje.In one embodiment, the facade of the building in which they are installed foldable solar panels I I comprises a rigid structure attached to said facade profiles where I will connect ends of the central pole by the first and the second anchor.
En una realización, la regulación del paso de la radiación solar hacia la edificación está determinada por el plegado y desplegado conjunto de Ios paneles solares que cubren la fachada de la edificación, mientras que en otra realización, está determinada por el pivotado de los mástiles centrales de los paneles solares que cubren la fachada, de forma conjunta.In one embodiment, the regulation of the passage of solar radiation towards the building is determined by the folding and unfolding set of the solar panels that cover the The facade of the building, while in another embodiment, is determined by pivoting the central masts of the solar panels that cover the facade, together.
En otra realización, la regulación del paso de la radiación solar está determinada por la acción conjunta del proceso de plegado y desplegado de los paneles solares que cubren la fachada y por el pivotado de los mástiles centrales, también de forma conjunta.In another embodiment, the regulation of the passage of solar radiation is determined by the joint action of the folding and unfolding process of the solar panels that cover the facade and by pivoting the central masts, also jointly.
Los paneles solares que cubren la fachada de una edificación pueden estar dispuestos en una posición horizontal o vertical dependiendo de las necesidades planteadas respecto a la orientación de la fachada.The solar panels that cover the facade of a building can be arranged in a horizontal or vertical position depending on the needs posed with respect to the orientation of the facade.
En una realización, el accionamiento que activa el plegado y desplegado de los paneles solares que cubren la fachada de la edificación está activado por un sistema autónomo de sensores de luminosidad situados en dicha fachada, de modo que cuando estos sensores reciben una radiación determinada, se activa el accionamiento de los paneles.In one embodiment, the drive that activates the folding and unfolding of the solar panels that cover the facade of the building is activated by an autonomous system of brightness sensors located in said facade, so that when these sensors receive a certain radiation, Activate the panel operation.
En una realización, el sistema móvil y autónomo de cerramientos de fachadas de edificaciones comprende al menos uno de los elementos seleccionados entre: un regulador de carga, un inversor, una batería, un cuadro eléctrico, y unos medios de medición de energía eléctrica, así como cualquier elemento habitual en este tipo de instalaciones fotovoltaicas.In one embodiment, the mobile and autonomous system of building façade enclosures comprises at least one of the elements selected from: a charge regulator, an inverter, a battery, an electrical panel, and electrical energy measuring means, as well. like any usual element in this type of photovoltaic installations.
b r e v e d e s c r ip c ió n de la s fig u r a sb r e v e d e s c r ip c io n of the s fig u r a s
A continuación para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma, se acompaña una serie de figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención.Next, in order to facilitate a better understanding of this descriptive report and forming an integral part thereof, a series of figures are attached in which the object of the invention has been represented by way of illustration and not limitation.
La figura 1.- Muestra una vista en planta del panel solar plegable en posición de reposo, desplegado, con los elementos tensores sueltos y los elementos resortes recogidos, estando las primeras barras separadas del mástil central y las segundas barras cercanas a dicho mástil.Figure 1 shows a plan view of the foldable solar panel in the rest position, deployed, with the tension elements loose and the spring elements collected, the first bars being separated from the central mast and the second bars close to said mast.
La figura 2.- Muestra una vista en planta del panel solar plegable en posición de trabajo, plegado, con los elementos tensores recogidos en la polea y los elementos resortes estirados, ejerciendo un esfuerzo de compresión, estando las primeras barras junto al mástil central y las segundas barras separadas de dicho mástil.Figure 2.- Shows a plan view of the foldable solar panel in the working position, folded, with the tension elements collected in the pulley and the spring elements stretched, exerting a compression effort, the first bars being next to the central mast and the second bars separated from said mast.
La figura 3.- Muestra una vista en axonometría del panel solar plegable en posición de descanso, correspondiéndose con la posición de la figura 1.Figure 3.- Shows an axonometry view of the foldable solar panel in rest position, corresponding to the position of figure 1.
La figura 4.- Muestra una vista en axonometría en posición de despliegue, correspondiéndose con la posición de la figura 2.Figure 4.- Shows an axonometry view in the deployment position, corresponding to the position of Figure 2.
La figura 5.- Muestra una vista interrumpida del perfil del panel solar plegable, en el que se aprecian las conexiones de dicho panel con los perfiles exteriores.Figure 5.- Shows an interrupted view of the profile of the foldable solar panel, in which the connections of said panel with the outer profiles are appreciated.
La figura 6.- Muestra una vista en axonometría del esqueleto estructural del panel solar plegable en su posición de desplegado, con los elementos resortes estirados.Figure 6.- Shows an axonometry view of the structural skeleton of the folding solar panel in its deployed position, with the elements springs stretched.
La figura 7.- Muestra una vista en axonometría del esqueleto estructural del panel solar plegable en su posición plegado y reposo, con los elementos resortes recogidos.Figure 7.- Shows an axonometry view of the structural skeleton of the foldable solar panel in its folded and resting position, with the springs elements collected.
d e s c r ip c ió n p r e fe r e n t e de la in ve n c ió nd e s c r ip c io n p r e faith r e n t e of the in ve n c io n
A la vista de las figuras puede observarse los elementos y las características técnicas que forman parte del panel solar flexible objeto de la invención.In view of the figures, the elements and technical characteristics that are part of the flexible solar panel object of the invention can be observed.
Para explicar la invención de dicho panel, se han de definir los elementos internos que integran y que forman su estructura. De ahí que en la figura 7 se muestre una vista en perspectiva del panel solar en su posición de plegado (representado en la figura 1 como D), en la que se observa un mástil central (1) que atraviesa a lo largo dicho panel, conectado a dos primeras barras (4) mediante cuatro elementos tensores (6) cada una.To explain the invention of said panel, the internal elements that integrate and form its structure have to be defined. Hence, in Figure 7 a perspective view of the solar panel is shown in its folded position (represented in Figure 1 as D), in which a central mast (1) is seen running through said panel, connected to two first bars (4) by four tensioning elements (6) each.
Estos elementos tensores (6) consisten en unos elementos alargados flexibles, preferiblemente unas correas, que están unidos al mástil central (1) a través de una polea (9) para cada pareja de elementos tensores (6) que se encuentran a la misma altura. Es decir, que el mástil central se divide en tres intervalos por las cuatro poleas que lo componen, estando dos de ellas en los extremos y las otras dos dividiendo el sector central del mástil (1). These tensioning elements (6) consist of flexible elongated elements, preferably straps, which are connected to the central mast (1) through a pulley (9) for each pair of tensioning elements (6) that are at the same height. . That is, the central mast is divided into three intervals by the four pulleys that compose it, two of them being at the ends and the other two dividing the central sector of the mast (1).
Además de estas primeras barras (4), el panel plegable comprende cuatro segundas barras (4’) que, en posición del panel plegado, se encuentran rodeando al mástil central (1), de forma simétrica, siendo paralelas a éste.In addition to these first bars (4), the folding panel comprises four second bars (4 ’) which, in the position of the folded panel, are around the central mast (1), symmetrically, being parallel to it.
Estas segundas barras (4’) poseen unos medios de conexión de modo que cada segunda barra (4’) está unida a otra correspondiente segunda barra (4’) situada frontalmente a la primera, mediante cuatro elementos resortes (5) distribuidos a lo largo de dichas segundas barras (4’) de la misma manera que las poleas (9) están distribuidas en el mástil central (1). Además de estos cuatro elementos resortes (5), cada segunda barra (4’) también se encuentra unida a otra segunda barra (4’) situada a su lateral, por una serie de travesaños (16), distribuidos perpendicularmente a lo largo de dichas las segundas barras (4). Estas uniones son rígidas y forman por separado dos cuerpos rígidos sin articulaciones.These second bars (4 ') have connecting means so that each second bar (4') is connected to another corresponding second bar (4 ') located frontally to the first, by means of four spring elements (5) distributed along of said second bars (4 ') in the same way that the pulleys (9) are distributed in the central mast (1). In addition to these four spring elements (5), each second bar (4 ') is also connected to another second bar (4') located on its side, by a series of crossbars (16), distributed perpendicularly along said the second bars (4). These joints are rigid and form two rigid bodies without joints separately.
Estos cuerpos rígidos formados por dos segundas barras (4’) y los travesaños (16) están unidos, cada uno de ellos, a las primeras barras (4) mediante unos elementos llamados, varillas trasversales (15), a través de uniones que tan solo poseen un grado de libertad, el giro respecto del eje marcado por el mástil central (1).These rigid bodies formed by two second bars (4 ') and the crossbars (16) are attached, each of them, to the first bars (4) by means of elements called, transverse rods (15), through joints that so they only have a degree of freedom, the rotation with respect to the axis marked by the central mast (1).
Todos estos elementos que consisten en el mástil central (1), las primeras (4) y las segundas barras (4’), los elementos tensores (6), los elementos resortes (5), las poleas (9), las varillas transversales (15) y los travesaños (16) forman el esqueleto estructural (14) articulado del panel solar.All these elements consisting of the central mast (1), the first (4) and the second bars (4 '), the tensioning elements (6), the spring elements (5), the pulleys (9), the transverse rods (15) and the crossbars (16) form the articulated structural skeleton (14) of the solar panel.
Gracias a las uniones de las barras (4 y 4’) entre ellas y el mástil central, el esqueleto estructural (14) articulado, puede adoptar dos posiciones extremas. Una primera posición de desplegado D, mostrada en las figuras 7, 3 y 1, en la que los elementos tensores (6) se encuentran liberados, pero en estado de tensión, y una segunda posición de plegado P, mostrada en la figura 6, 4 y 2, en la que los elementos tensores (6) se encuentran recogidos en las poleas (9), estando las primeras barras (4) más próximas al mástil central (1), provocando que las segundas barras (4’) se hayan alejado desplazándose respecto de dicho mástil (1) manteniendo el paralelismo de las barras (4 y 4’) provocando el estirado de los elementos resortes (5). Thanks to the joints of the bars (4 and 4 ') between them and the central mast, the articulated structural skeleton (14) can adopt two extreme positions. A first deployment position D, shown in Figures 7, 3 and 1, in which the tensioning elements (6) are released, but in a state of tension, and a second folding position P, shown in Figure 6, 4 and 2, in which the tensioning elements (6) are collected in the pulleys (9), the first bars (4) being closer to the central mast (1), causing the second bars (4 ') to be moving away from said mast (1) maintaining the parallelism of the bars (4 and 4 ') causing stretching of the spring elements (5).
En esta segunda posición de desplegado, Ios elementos resortes (5) están ejerciendo una tensión de compresión para recuperar el estado inicial del panel de plegado.In this second deployment position, the spring elements (5) are exerting a compression tension to recover the initial state of the folding panel.
Es decir, estos elementos resortes (5) se encuentran en reposo en la posición de plegado y completamente extendidos en su posición de desplegado, permitiendo la recuperación de la forma de reposo del panel sin pérdida de energía.E s say, these springs elements (5) are at rest in the folded position and fully extended in its extended position, allowing recovery of the shape of the panel resting without energy loss.
El recogimiento o enrollado de Ios elementos tensores (6) sobre las poleas (9) viene determinado por un accionamiento, preferiblemente un motor, situado en el propio mástil central (1), que activa al mismo tiempo todas las poleas (9), evitando descentramientos de las barras (4 y 4’).The gathering or winding of the tensioning elements (6) on the pulleys (9) is determined by a drive, preferably a motor, located in the central mast itself (1), which simultaneously activates all the pulleys (9), avoiding bar offsets (4 and 4 ').
Este accionamiento se encuentra conectado mediante un cableado (7) que transcurre por el interior del mástil central (1), como se puede ver en las figuras 3 y 4. Esta disposición del cableado permite, en el caso de que se desee, una sencilla conexión con otros paneles solares plegables, de modo que permita el plegado y desplegado de forma conjunta de más de un panel solar.This drive is connected by a wiring (7) that runs through the inside of the central mast (1), as can be seen in figures 3 and 4. This wiring arrangement allows, if desired, a simple connection with other foldable solar panels, so that it allows the folding and unfolding together of more than one solar panel.
Como se puede ver en las figuras 2 y 3, el panel solar comprende una envoltura reforzada (2) de fluoruro de polivinilo que envuelve el esqueleto estructural (14), siendo éste preferiblemente de acero inoxidable. La envoltura reforzada (2) permite la flexión del panel en sus distintas posiciones al tratarse de un material flexible en disposición laminar. La parte frontal de la envoltura reforzada (2) contiene la malla de células fotovoltaicas (3) configuradas para recoger la luz solar y transformarla en energía eléctrica llevándola a través del transformador (8) a una red eléctrica de consumo.As can be seen in Figures 2 and 3, the solar panel comprises a reinforced envelope (2) of polyvinyl fluoride that wraps around the structural skeleton (14), which is preferably made of stainless steel. The reinforced wrap (2) allows the panel to flex in its different positions as it is a flexible material in a laminar arrangement. The front part of the reinforced envelope (2) contains the mesh of photovoltaic cells (3) configured to collect sunlight and transform it into electrical energy by taking it through the transformer (8) to a power grid.
Este transformador (8) se encuentra en el interior del panel solar, junto a las células fotovoltaicas (3), evitando entrar en contacto con otras partes móviles del panel, como se puede ver en las figuras 1 y 2.This transformer (8) is located inside the solar panel, next to the photovoltaic cells (3), avoiding coming into contact with other moving parts of the panel, as can be seen in figures 1 and 2.
El anclaje de Ios paneles solares se realiza mediante Ios dos extremos del mástil central (1) uniéndose a unos forjados exteriores.The anchoring of the solar panels is carried out by means of the two ends of the central mast (1) joining external slabs.
Preferentemente el mástil central (1) comprende un primer anclaje (17) en uno de dichos extremos que comprende un cojinete (10) y una barra roscada (11), mientras que en el otro Preferably the central mast (1) comprises a first anchor (17) at one of said ends comprising a bearing (10) and a threaded rod (11), while at the other
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extremo comprende un segundo anclaje (18) que a su vez comprende un segundo cojinete (12) y un carril de rodamiento (13) que permiten la articulación del mástil en el eje transversal, tal como se muestra en la figura 5, pudiendo hacer pivotar al panel unos grados para un mayor ángulo aprovechamiento solar tanto si el panel se encuentra en estado plegado como desplegado.end comprises a second anchor (18) which in turn comprises a second bearing (12) and a bearing rail (13) that allow the articulation of the mast in the transverse axis, as shown in figure 5, being able to swing to the panel a few degrees for a greater angle solar utilization whether the panel is in a folded or deployed state.
El panel solar plegable definido está configurado para ser utilizado en una fachada de un edificio formando parte de un sistema móvil y autónomo de cerramientos de fachadas de edificaciones.The defined folding solar panel is configured to be used on a building facade as part of a mobile and autonomous system of building façade enclosures.
Este sistema comprende una serie de paneles solares plegables que se encuentran cubriendo parte o la totalidad de una fachada de una edificación que recibe radiación solar directa. Los paneles se encuentran dispuestos en forma de lamas, y están configurados para regular el paso de la radiación solar tanto directa como indirecta al interior de dicha edificación. Esta disposición en lamas implica que se encuentren los paneles instalados paralelamente entre ellos, conectados de forma que se plieguen, desplieguen y pivoten todos ellos al mismo tiempo.This system comprises a series of foldable solar panels that are covering part or all of a facade of a building that receives direct solar radiation. T he panels are arranged in slats, and are configured to regulate the passage of solar radiation directly and indirectly to the interior of said building. This arrangement in slats implies that the panels are installed parallel to each other, connected so that they fold, unfold and pivot all of them at the same time.
Los paneles solares están unidos mediante los anclajes (17 y 18) del mástil central (1) a una estructura rígida de perfiles que se encuentra en la fachada en la que se desea instalar el sistema de paneles, donde se conectan los anclajes (17 y 18) del mástil central (1).T he solar panels are connected by anchors (17 and 18) of the central mast (1) to a rigid structure of profiles located on the facade in which to install the panel system where the anchors are connected (17 and 18) of the central mast (1).
Los movimientos de plegado, desplegado y pivoteo que regulan el paso de la radiación solar en el interior de la edificación está determinada por un sistema autónomo de sensores de luminosidad situados en dicha fachada, haciendo innecesaria la manipulación humana para un correcto aprovechamiento de luz y energía.L os folding movements, deployed and pivot regulating the passage of solar radiation inside the building is determined by an autonomous system of light sensors positioned on said facade, making it unnecessary human manipulation for proper use of light and Energy.
Los paneles solares están dispuestos en una posición vertical respecto de la fachada del edificio, facilitando la conexión entre los diferentes paneles dispuestos. L os solar panels are arranged in a vertical position on the facade of the building, facilitating connection between different panels arranged.
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