ES2842378T3 - Infraestructura funcionalizada y procedimiento de instalación de una infraestructura funcionalizada de este tipo - Google Patents

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ES2842378T3 ES18206252T ES18206252T ES2842378T3 ES 2842378 T3 ES2842378 T3 ES 2842378T3 ES 18206252 T ES18206252 T ES 18206252T ES 18206252 T ES18206252 T ES 18206252T ES 2842378 T3 ES2842378 T3 ES 2842378T3
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Abstract

Infraestructura funcionalizada que incluye una capa inferior (10) que comprende una zona (100) a recubrir, incluyendo dicha infraestructura: - n losas de revestimiento (2), siendo n superior o igual a 2, incluyendo las n losas cada una una superficie de cobertura para recubrir una parte de dicha zona (100), estando las n losas dispuestas de manera yuxtapuesta, con el fin de pavimentar dicha superficie a recubrir, comprendiendo cada losa de revestimiento al menos un conjunto de funcionalizacion electrica (20); - Las n losas de revestimiento incluyen al menos una losa de revestimiento (2a) de un primer tipo que presenta una superficie de cobertura de una primera forma y una losa de revestimiento (2b, 2c) de un segundo tipo que presenta una superficie de cobertura de una segunda forma, distinta de la primera forma; estando dicha infraestructura caracterizada por que: - Cada losa de revestimiento incluye un bloque de conexion electrica (23), de tal modo que para dos losas adyacentes directamente conectadas entre si: - El bloque de conexion electrica (23) de cada losa esta dispuesto sobre la losa, de manera que este separado del bloque de conexion electrica de la losa adyacente por un paso constante (P), sea la que sea la forma de cada una de sus losas, - La infraestructura incluye un cable electrico de union (35) entre dichas dos losas adyacentes, siendo dicho cable de una longitud correspondiente a dicho paso constante.

Description

DESCRIPCIÓN
Infraestructura funcionalizada y procedimiento de instalación de una infraestructura funcionalizada de este tipo Campo técnico de la invención
La presente invención está relacionada con una infraestructura funcionalizada y con un procedimiento de instalación de una infraestructura funcionalizada de este tipo.
Por el término "infraestructura", de manera no limitativa, se entiende una calzada de tipo carretera o autopista, pero también una pared o un tejado.
Por el término "funcionalizada", de manera no limitativa, se entiende el aporte de una función de tipo generador de energía eléctrica por la utilización de células fotovoltaicas o de tipo receptor de energía eléctrica.
Por lo tanto, se tratará de aportar, gracias a la infraestructura, una o varias funciones, tales como generación de energía eléctrica por la utilización de células fotovoltaicas, señalización visual o sonora, iluminación, pero también recuento de vehículo o recarga de las baterías de un vehículo eléctrico.
Estado de la técnica
Para rentabilizar el espacio, en concreto, en las áreas urbanas, se ha propuesto realizar unas carreteras que integran unas células fotovoltaicas. Como las carreteras están, a menudo, bien expuestas al sol, están en condiciones de poder capturar fácilmente la energía luminosa. Integrándoles unas células fotovoltaicas, pueden convertir la energía luminosa capturada en energía eléctrica. La energía eléctrica producida por las carreteras se puede emplear, entonces, de diversas maneras. Unos convertidores se posicionan, por ejemplo, de manera juiciosa al borde de las carreteras para devolver la energía eléctrica generada hacia la red o cualquier otra instalación.
Los documentos referenciados FR3016257A1 y US8080901B2 describen unas soluciones de este tipo de carretera funcionalizada a partir de células fotovoltaicas o de convertidores de energía de tipo piezoeléctrico o termoeléctrico. Los documentos WO2016/16165A1 y WO2016/16170A1 describen, por su parte, una estructura multicapas de un módulo fotovoltaico, que se puede emplear para realizar la capa de rodadura de una calzada funcionalizada. Esta estructura multicapas presenta, en concreto, unas características mecánicas suficientes para absorber los impactos y experimentar las diferentes solicitaciones mecánicas de una capa de rodadura de una calzada.
El documento US 2005/199282 A1 describe una infraestructura funcionalizada que incluye unas losas de revestimiento dispuestas de manera yuxtapuesta, comprendiendo cada losa de revestimiento un conjunto de funcionalización eléctrica y un bloque de conexión eléctrica.
Sin embargo, incluso si la perspectiva de funcionalizar las carreteras es particularmente interesante, esta se topa, por el momento, con unas dificultades de implementación. Los sistemas de conexiones eléctricas, a menudo, tienen tendencia a desgastarse por oxidación. Por lo demás, una vez instalada la infraestructura, su mantenimiento y su conservación siguen siendo complicados, necesitando el menor mal funcionamiento, a menudo, romper la carretera para acceder a las partes defectuosas.
Por el momento, por lo tanto, no existe ninguna solución que permita realizar una infraestructura funcionalizada que sea fiable, poco costosa, fácil de instalar y de conservar.
La finalidad de la invención es proponer una solución para realizar una infraestructura funcionalizada de manera simple, poco costosa, que sea fácil de instalar y de conservar en caso de mal funcionamiento.
Exposición de la invención
Esta finalidad se logra por una infraestructura funcionalizada que incluye una capa inferior que comprende una zona a recubrir, incluyendo dicha infraestructura:
• n losas de revestimiento, siendo n superior o igual a 2, incluyendo cada una de las n losas una superficie de cobertura para recubrir una parte de dicha zona, estando las n losas dispuestas de manera yuxtapuesta, con el fin de pavimentar dicha superficie a recubrir, comprendiendo cada losa de revestimiento al menos un conjunto de funcionalización eléctrica y por que:
◦ Las n losas de revestimiento incluyen al menos una losa de revestimiento de un primer tipo que presenta una superficie de cobertura de una primera forma y una losa de revestimiento de un segundo tipo que presenta una superficie de cobertura de una segunda forma, distinta de la primera forma,
• Incluyendo cada losa de revestimiento un bloque de conexión eléctrica, de tal modo que para dos losas adyacentes directamente conectadas entre sí:
◦ el bloque de conexión eléctrica de cada losa está dispuesto sobre la losa, de manera que esté separado del bloque de conexión eléctrica de la losa adyacente por un paso constante, sea la que sea la forma de cada una de sus losas;
◦ la infraestructura incluye un cable eléctrico de unión entre dichas dos losas adyacentes, siendo dicho cable de una longitud correspondiente a dicho paso constante.
La solución de la invención permite proponer una infraestructura en la que las losas presentan una arquitectura estándar, sea la que sea su forma, que les permite adaptarse a la forma de la superficie a recubrir. La posición del bloque de conexión eléctrica sobre la losa se elige, de este modo, para que siempre pueda separarse del bloque de conexión eléctrica de la losa adyacente por un paso constante.
Según una particularidad, el paso constante está definido por una longitud de cable según una dirección rectilínea definida entre la losa de fila i y la losa de fila i+1.
Según una realización particular, dicho bloque de conexión eléctrica está dispuesto sobre cada losa de fila i, de manera que se genere un paso constante según dos direcciones perpendiculares.
Según otra realización particular, dicha losa de primer tipo presenta una superficie de cobertura de forma cuadrada.
Según otra realización particular, el bloque de conexión eléctrica está posicionado según uno de los lados del cuadrado formado por la superficie de cobertura.
Según otra realización particular, dicha losa de segundo tipo presenta una superficie de cobertura que tiene una forma de triángulo rectángulo isósceles, cuyo cada lado pequeño presenta una longitud igual a la de un lado del cuadrado formado por la superficie de cobertura de la losa de primer tipo.
Según otra realización particular, el bloque de conexión eléctrica está dispuesto según uno o el otro de los dos lados pequeños del triángulo rectángulo isósceles formado por la superficie de recubrimiento de la losa de segundo tipo.
Según la invención, la infraestructura incluye un cable de unión dispuesto para unir el bloque de conexión eléctrica de cada losa de fila i al bloque de conexión eléctrica de la losa de fila i+1, siendo dicho cable de una longitud que define dicho paso constante.
Según otra realización particular, cada losa incluye un bloque de transmisión de energía sin contacto conectado sobre dicho bloque de conexión eléctrica.
Según otra realización particular, la infraestructura incluye un sistema de transmisión de energía sin contacto que comprende una primera parte que presenta n bloques de transmisión de energía sin contacto y una segunda parte formada por dichas n losas, estando cada bloque de transmisión de energía sin contacto de la primera parte posicionado para estar en acoplamiento inductivo con un bloque de transmisión de energía sin contacto correspondiente distinto de la primera parte.
Según otra realización particular, la infraestructura incluye al menos un cable de unión dispuesto para unir cada bloque de transmisión de energía sin contacto de la primera parte a un bloque de transmisión de energía sin contacto adyacente de la primera parte, teniendo dicho cable de unión una longitud correspondiente a dicho paso constante.
Según otra realización particular, cada losa incluye un conjunto de funcionalización eléctrica de tipo generador de energía eléctrica o de tipo receptor de energía eléctrica.
La invención se refiere, igualmente, a un procedimiento de instalación de una infraestructura funcionalizada que incluye una capa inferior que comprende una zona a recubrir, consistiendo dicho procedimiento en:
• Recubrir dicha zona con n losas de revestimiento dispuestas de manera yuxtapuesta, con el fin de pavimentar dicha superficie a recubrir, comprendiendo cada losa de revestimiento una superficie de cobertura posicionada para recubrir una parte de dicha zona y al menos un conjunto de funcionalización eléctrica,
• Las n losas de revestimiento incluyen al menos una losa de revestimiento de un primer tipo que presenta una superficie de cobertura de una primera forma y una losa de revestimiento de un segundo tipo que presenta una superficie de cobertura de una segunda forma, distinta de la primera forma,
• Incluyendo cada losa de revestimiento un bloque de conexión eléctrica, de tal modo que para dos losas adyacentes directamente conectadas entre sí:
◦ el bloque de conexión eléctrica de cada losa está dispuesto sobre la losa, de manera que esté separado del bloque de conexión eléctrica de la losa adyacente por un paso constante, sea la que sea la forma de cada una de sus losas, estando un cable eléctrico de unión de longitud correspondiente a dicho paso constante dispuesto para unir dichas dos losas adyacentes.
Según una realización particular, dicha losa de revestimiento de primer tipo presenta una superficie de cobertura de forma cuadrada.
Según otra realización particular, dicha losa de revestimiento de segundo tipo presenta una superficie de cobertura que tiene una forma de triángulo rectángulo isósceles, cuyo cada lado pequeño presenta una longitud igual a la de un lado del cuadrado formado por la superficie de cobertura de la losa de primer tipo.
Según la invención, el procedimiento consiste en emplear un cable de unión dispuesto para unir el bloque de conexión eléctrica de cada losa de fila i al bloque de conexión eléctrica de la losa de fila i+1, siendo dicho cable de una longitud que define dicho paso constante.
Según otra realización particular, el procedimiento consiste en implementar un sistema de transmisión de energía sin contacto entre una primera parte que presenta n bloques de transmisión de energía sin contacto y una segunda parte formada por dichas n losas de revestimiento, estando cada bloque de transmisión de energía sin contacto de la primera parte posicionado para estar en acoplamiento inductivo con un bloque de transmisión de energía sin contacto correspondiente distinto de la primera parte y consiste en emplear al menos un cable de unión dispuesto para unir cada bloque de transmisión de energía sin contacto de la primera parte a un bloque de transmisión de energía sin contacto adyacente de la primera parte, teniendo dicho cable de unión una longitud correspondiente a dicho paso constante.
Breve descripción de las figuras
Otras características y ventajas van a aparecer en la descripción detallada que sigue hecha respecto a los dibujos adjuntos listados más abajo:
• La figura 1 representa de manera esquemática, en perspectiva, una losa de revestimiento empleada en una infraestructura de la invención.
• La figura 2 representa, en corte transversal, las diferentes capas de un conjunto de funcionalización eléctrica de la losa de tipo módulo fotovoltaico.
• Las figuras 3A y 3B representan, vista en corte transversal, una losa empleada en la infraestructura funcionalizada de la invención, según dos configuraciones distintas.
• Las figuras 4A y 4B representan, respectivamente visto en perspectiva y visto en corte transversal, un bloque de transmisión de energía sin contacto empleado en un sistema de transmisión de energía sin contacto. • Las figuras 5A a 5D ilustran las principales etapas de implementación de una infraestructura funcionalizada de acuerdo con la invención.
• Las figuras 6A y 6B ilustran el principio de instalación de la primera parte del sistema de la invención.
• Las figuras 7A y 7B representan, vista desde arriba y visto en corte transversal, una infraestructura funcionalizada de tipo carretera dotada de varias losas adyacentes.
• La figura 8 representa en vista desde arriba, un primer tipo de losa que se puede emplear en la infraestructura funcionalizada de la invención.
• La figura 9 representa, en vista desde arriba, un segundo tipo de losa que se puede emplear en la infraestructura funcionalizada de la invención.
• La figura 10 representa de manera esquemática y en vista desde arriba una infraestructura funcionalizada de la invención e ilustra el principio de conexión de paso constante entre las losas de esta infraestructura funcionalizada.
• La figura 11 ilustra una variante de realización a la infraestructura funcionalizada de la figura 10.
Descripción detallada de al menos un modo de realización
En la continuación de la descripción, los términos "superior", "inferior", "arriba", "abajo" u otros términos equivalentes se han de considerar teniendo en cuenta un eje (E) que se definirá como perpendicular al plano formado por una losa (eje vertical en el plano de la hoja en las figuras adjuntas).
Como se ha descrito más arriba, por infraestructura, se entiende, por ejemplo, una zona por la que se puede circular.
Por "zona por la que se puede circular", se entiende, de manera no limitativa, cualquier zona prevista para la circulación de peatones y/o de vehículos, tal como, por ejemplo, una calzada de tipo carretera o autopista, un carril bici, una acera o un estacionamiento.
Se tendrá en cuenta el hecho de que la infraestructura 1 a funcionalizar incluye una capa inferior 10, dotada de una superficie 100 a recubrir con una capa funcional que permite funcionalizar dicha infraestructura 1.
La invención tiene como propósito, en concreto, realizar dicha capa funcional empleando unas losas de revestimiento posicionadas de manera adaptada, por ejemplo, de manera adyacentes y contiguas, para recubrir al menos parcialmente la superficie 100 de la capa inferior 10 de dicha infraestructura 1.
En el caso de una infraestructura de tipo zona por la que se puede circular, la capa inferior estará compuesta, por ejemplo, por una mezcla bituminosa. Por supuesto, no formando parte esta capa inferior de la invención, se podrá considerar cualquier otra estructura monocapa o multicapas.
Con referencia a la figura 1, una losa de revestimiento 2 empleada en la invención incluye las características descritas más abajo.
La losa 2 de la invención se puede presentar en forma de un elemento monobloque, es decir, que no forma más que una sola pieza. Ventajosamente presenta una primera cara, denominada cara superior C1, destinada a formar la cara externa de la infraestructura y una cara inferior C2 opuesta y preferentemente paralela a la cara superior. Entre sus dos caras, la losa incluye varios conjuntos o bloques funcionales. Estos conjuntos y bloques funcionales se alojarán preferentemente en una o varias carcasas herméticas fijadas entre sí y que presentan, en caso necesario, unos medios de conexión eléctricos. Su cara superior C1 es ventajosamente plana. Se verá, a continuación, que esta capa externa, que define el contorno de la losa, podrá ser de diferentes formas.
La losa de revestimiento 2 incluye, de este modo, un conjunto de funcionalización eléctrica 20 que permite conferir a la losa exclusivamente una función eléctrica de tipo generador de energía eléctrica o de tipo receptor de energía eléctrica (es decir, consumidor). La infraestructura que incluye varias losas de este tipo podrá, por su parte, estar dotada de una o varias funciones, según el tipo de losas empleadas.
De manera no limitativa, este conjunto de funcionalización eléctrica 20 de la losa incluye una primera capa 200 que presenta una cara superior, denominada, igualmente, cara externa, que forma la cara superior C1 de la losa 2 mencionada más arriba y destinada a representar la superficie de rodadura de la zona por la que se puede circular.
La losa de revestimiento 2 incluye un bloque electrónico 21 conectado al conjunto de funcionalización eléctrica 20 y que incluye al menos un convertidor 210.
Según la invención, el conjunto de funcionalización eléctrica 20 podrá tomar diferentes configuraciones según la funcionalidad a aportar a la losa y a la infraestructura 1. Hay que señalar que el bloque electrónico 21 será preferentemente siempre idéntico, sea la que sea la configuración del conjunto de funcionalización eléctrica 20.
En una primera configuración de tipo receptor, el conjunto de funcionalización eléctrica 20 se presenta en forma de un módulo fotovoltaico. Preferentemente, incluye la estructura descrita en las dos solicitudes de patente n.° WO2016/16165A1 y WO2016/16170A1 y representada en la figura 2. Sin entrar en los detalles, en esta estructura de módulo fotovoltaico, la primera capa 200 descrita más arriba es transparente sobre todo su espesor, de manera que deje pasar un flujo luminoso.
Por el término "transparente", se entiende que el material que forma la primera capa es al menos parcialmente transparente a la luz visible.
La primera capa 200 estará realizará, por ejemplo, en forma de una sola placa o de varias placas yuxtapuestas. Por ejemplo, estará realizada con un material de polímero transparente, tal como, por ejemplo, polimetilmetacrilato (PMMA).
Por otro lado, el módulo fotovoltaico incluye una pluralidad de células fotovoltaicas 201 conectadas entre sí en serie o en serie/paralelo. De manera conocida, estas están destinadas a capturar el flujo luminoso que atraviesa la primera capa.
El módulo fotovoltaico incluye un conjunto encapsulante en el que están encapsuladas las células fotovoltaicas. Este conjunto encapsulante está constituido preferentemente por dos capas 202a, 202b de material de encapsulación, entre las que están encapsuladas las células fotovoltaicas. Se implementa una operación de laminado para fundir las dos capas 202a, 202b de encapsulación en una sola capa en la que están incrustadas las células fotovoltaicas 201. El procedimiento de fabricación se detalla en las dos solicitudes de patente citadas más arriba. No formando parte este de la invención, no se describe precisamente en la presente solicitud.
Por el término "encapsulante" o "encapsulado" empleado, hay que comprender que las células fotovoltaicas 201 están alojadas en un volumen, preferentemente hermético, formado por el ensamblaje de las dos capas del conjunto.
El módulo fotovoltaico incluye una segunda capa 203, que forma la cara trasera del módulo. El conjunto encapsulante está posicionado entre la primera capa 200 y esta segunda capa 203. Esta segunda capa 203 estará realizada, por ejemplo, con un material de tipo compuesto, por ejemplo, de tipo polímero/fibras de vidrio.
El módulo fotovoltaico incluye ventajosamente una capa intermedia 204 denominada "amortiguadora" situada entre la primera capa 200 y la capa superior 202a del conjunto encapsulante (202a, 202b) y que permite el ensamblaje, en concreto, por pegado, de la primera capa 200 sobre el conjunto encapsulante.
El módulo fotovoltaico incluye ventajosamente una capa adhesiva (no representada) situada entre el conjunto encapsulante y la segunda capa 203. Esta capa servirá para el ensamblaje, en concreto, por pegado, de la segunda capa 203 sobre el conjunto encapsulante.
En otras configuraciones, el conjunto de funcionalización eléctrica podrá incluir exclusivamente un circuito receptor de energía eléctrica.
En una segunda configuración, el conjunto de funcionalización eléctrica 20 puede incluir, en efecto, un circuito electrónico de señalización luminoso y/o sonoro.
El circuito electrónico de señalización luminoso incluye, por ejemplo, uno o varios diodos luminosos que permiten proporcionar una iluminación.
En esta segunda configuración, la estructura del conjunto de funcionalización eléctrica 20 es similar a la de la primera configuración. Las diferencias radican en el hecho de que emplea un bloque de señalización que consta de unos diodos luminosos.
En una tercera configuración, el conjunto de funcionalización eléctrica puede incluir un módulo de recarga de vehículo eléctrico por inducción. Esta solución permite recargar un vehículo eléctrico cuando este está inmóvil sobre la calzada o sobre una plaza de estacionamiento.
En una cuarta configuración, el conjunto de funcionalización eléctrica puede incluir una o varias tomas eléctricas, de manera que se enchufen ahí cualesquiera tipos de aparatos eléctricos.
En una quinta configuración, el conjunto de funcionalización eléctrica puede incluir cualesquiera tipos de sensores, por ejemplo, de tipo sensor de temperatura o de tipo recuento de vehículos.
En una sexta configuración, el conjunto de funcionalización eléctrica puede incluir uno o varios terminales de conexión a una o varias redes de comunicación inalámbrica. Se tratará, por ejemplo, de un terminal que funciona según un protocolo de comunicación conocido, tal como WIFI, Bluetooth, 3G, 4G u otro protocolo equivalente. Entonces, se tratará de proponer una losa dotada de una o varias de estas funciones de comunicación.
En una séptima configuración, el conjunto de funcionalización eléctrica puede incluir una estructura calentadora que comprende, por ejemplo, unas resistencias o una rejilla que permite calentar la infraestructura, para, en concreto, descongelarla en invierno.
Para responder al conjunto de las funciones deseadas, la losa de revestimiento 2 de la invención incluye, además, un bloque electrónico 21 que consta de al menos un convertidor estático bidireccional de corriente 210. Gracias a este convertidor, según su función, la losa 2 podrá actuar como generador de corriente o como receptor de corriente.
Para un conjunto de funcionalización eléctrica 20 de células fotovoltaicas, el convertidor de tensión será de tipo CC/CA para convertir la corriente continua proporcionada por las células fotovoltaicas en corriente alterna.
Para un conjunto de funcionalización eléctrica 20 de tipo receptor de energía eléctrica, el convertidor será de una topología adaptada al bloque receptor empleado. Por ejemplo, para un circuito electrónico de señalización, el convertidor de tensión será de tipo CA/CC, estando el circuito electrónico de señalización conectado en el lado de CC.
Para un conjunto de funcionalización eléctrica 20 que dispone de un módulo de recarga eléctrica por inducción de un vehículo eléctrico, el convertidor será de tipo CA/CA.
Para un conjunto de funcionalización eléctrica 20 de estructura calentadora, el convertidor de tensión será de tipo CA/CA.
Con el fin de explotar cada losa de revestimiento, tal como se ha descrito más arriba, se distinguen varias configuraciones de cableado de la infraestructura funcionalizada:
• Una primera configuración consiste en conectar eléctricamente cada losa de revestimiento a otra losa de revestimiento, por unas uniones alámbricas en serie y/o en paralelo (figura 3A);
• Una segunda configuración consiste en dotar a cada losa 2 de un bloque de transmisión de energía sin contacto 22. Para cada losa de revestimiento, su bloque de transmisión de energía sin contacto está destinado a estar puesto en acoplamiento inductivo con un bloque correspondiente (figura 3B). Entonces, el cableado se realiza entre estos últimos bloques con la ayuda de un cable 35;
Estas dos configuraciones se explican con más detalles más abajo.
En las dos configuraciones, cada losa incluye ventajosamente un bloque de conexión eléctrica 23 unido al bloque electrónico 21.
En la primera configuración, este bloque de conexión eléctrica 23 permite realizar la interconexión por cable 35 de la losa con cada losa adyacente.
En la segunda configuración, este bloque de conexión eléctrica 2 permite conectar el bloque de transmisión de energía sin contacto 2.
En la primera configuración ilustrada por la figura 3A, la conexión entre las losas está realizada de manera alámbrica. Esta solución deberá tener en cuenta el conjunto de funcionalización de la losa, en modo generador o receptor. En efecto, las losas están agrupadas por función. Las que son de función fotovoltaica están conectadas, por ejemplo, entre sí únicamente, en serie y/o en paralelo. Por supuesto, se podrán realizar varios grupos de losas.
Las losas se harán constar, a continuación, en una arquitectura eléctrica global que incluye, en concreto, al menos, por ejemplo, un convertidor eléctrico central.
El bloque de conexión eléctrica 23 podrá estar integrado en todo o parte en el bloque electrónico 21 descrito más arriba.
En la segunda configuración mencionada más arriba, la losa 2 incluye, de este modo, un bloque de transmisión de energía sin contacto 22 que incluye un acoplador inductivo 220. De manera conocida, este acoplador inductivo 220 incluye un devanado de espiras y está destinado a estar posicionado frente a un segundo acoplador inductivo para realizar una transferencia de energía eléctrica sin contacto, es decir, inalámbrica, por acoplamiento electromagnético. De este modo, uno de los dos acopladores forma el primario de un transformador y el otro de los dos acopladores forma el secundario del transformador. Según la naturaleza del conjunto de funcionalización eléctrica de la losa, la transferencia de energía entre los dos acopladores estará realizada en un sentido o en el otro. Si el conjunto de funcionalización eléctrica incluye un generador de corriente (por ejemplo, un módulo fotovoltaico), la transferencia de energía estará realizada del acoplador inductivo de la losa hacia el segundo acoplador. En cambio, si el conjunto de funcionalización eléctrica incluye uno o varios receptores (por ejemplo, unos diodos luminosos), la transferencia de energía se hará en el otro sentido, es decir, del segundo acoplador hacia el acoplador de la losa.
La disposición del acoplador inductivo 220 en el bloque de transmisión de energía sin contacto 22 define una superficie de acoplamiento SA2 situada en el lado opuesto de la cara superior C1 de la losa y ventajosamente paralela a la cara inferior C2.
El acoplador inductivo 220 incluye dos terminales que están conectados al convertidor de tensión 210 del bloque electrónico 21 mencionado más arriba.
El bloque de transmisión de energía sin contacto 22 puede estar realizado en forma de un elemento independiente fijado sobre la losa 2 o estar integrado en el bloque electrónico descrito más arriba. El bloque 22 puede incluir, en concreto, una carcasa independiente que encierra el acoplador inductivo 220 o estar alojado en una misma carcasa con el bloque electrónico 21.
El devanado que forma el acoplador inductivo 220 podrá estar realizado según diferentes configuraciones. Se tratará, por ejemplo, de una bobina de tipo plano cuyo plano definido por la bobina define la superficie de acoplamiento mencionada más arriba. El devanado de la bobina plana está realizado, por ejemplo, por serigrafía sobre un circuito impreso. Una de las caras del circuito impreso forma, entonces, la superficie de acoplamiento definida más arriba.
A partir de losas realizadas según esta segunda configuración, la infraestructura funcionalizada debe disponer de bloques de transmisión de energía sin contacto correspondientes para asegurar la transferencia de energía y, de este modo, formar un sistema de transmisión de energía sin contacto en dos partes. Un sistema de transmisión de energía sin contacto de este tipo (dicho de otra manera, inalámbrico) que consta de una o varias losas de revestimiento 2 del tipo descrito más arriba se compone, de este modo, de dos partes, una primera parte 3 y una segunda parte, entre las que se opera la transmisión de energía sin contacto.
La segunda parte del sistema está formada por n losas de revestimiento 2, tales como se han descrito más arriba, siendo n superior o igual a 1. En el caso en que el número n de losas es superior o igual a dos, todas las losas de revestimiento 2 empleadas en esta segunda parte del sistema podrán ser de función idéntica, proponiendo, entonces, una sola funcionalidad al sistema (por ejemplo, unas losas de tipo fotovoltaico únicamente) o de funciones diferentes, de manera que se propongan varias funcionalidades al sistema (por ejemplo, una mezcla de losas de tipo fotovoltaico con unas losas de señalización luminosa).
Con referencia a las figuras 4A y 4B, la primera parte 3 del sistema incluye, por su parte, n bloques de transmisión de energía sin contacto 32, siendo n superior o igual a 1. Cada bloque 32 incluye un acoplador inductivo 320. Cada acoplador inductivo 320 de esta primera parte está destinado a estar asociado a un acoplador inductivo 220 distinto de la segunda parte. El acoplador inductivo 320 empleado en la primera parte incluirá ventajosamente una arquitectura similar a la del acoplador inductivo de la losa a la que está asociado. De este modo, presenta una superficie de acoplamiento SA1 destinada a estar posicionada en paralelo con la superficie de acoplamiento SA2 de la losa, de manera que se asegure una transferencia de energía sin contacto. Las características de posicionamiento entre dos devanados para obtener el mejor rendimiento posible de transferencia de energía sin contacto se conocen bien en el estado de la técnica y, por lo tanto, no se describen en la presente solicitud. Sin embargo, se puede señalar que la solución de posicionamiento por la que se opta será óptima según el eje x y el eje y y eventualmente variable en la tercera dimensión (según la altura definida por el eje z).
Los documentos anteriores que se refieren, en concreto, a unas soluciones de recarga por inducción describen unas características de este tipo.
Para alojar cada bloque de transmisión de energía sin contacto 32, la primera parte 3 incluye ventajosamente una o varias carcasas. En la continuación de la descripción, se considerará que cada bloque de transmisión de energía sin contacto presenta una estructura en la que el acoplador inductivo 320 está alojado en una primera carcasa 33 que incluye al menos una pared que define una cara externa, preferentemente plana y una cara interna frente a la que está posicionada la superficie de acoplamiento SA1 del acoplador inductivo 320 del bloque. Esta primera carcasa será ventajosamente hermética y particularmente resistente para ser empleada en una infraestructura, tal como una de las descritas más arriba.
Según la configuración del sistema, el bloque de transmisión de energía sin contacto 32 podrá incluir un convertidor estático 310 adaptado que comprende dos terminales de conexión entre los que está conectado el acoplador inductivo 320. Este convertidor estático será de tipo CA/CC o CA/CA, estando el acoplador inductivo conectado en el lado de CA. El bloque incluye ventajosamente una segunda carcasa 34, en la que está alojado dicho convertidor estático 310. Esta segunda carcasa está fijada a la primera carcasa. Las dos carcasas están, por ejemplo, fijadas una sobre la otra. La segunda carcasa se extiende debajo de la primera carcasa en el lado opuesto de la superficie de acoplamiento. Unos medios de conexión eléctrica están previstos para asegurar la conexión eléctrica entre el acoplador inductivo y el convertidor.
Por supuesto, en el bloque de transmisión de energía sin contacto 32, se podría considerar cualquier otra disposición del acoplador inductivo y del convertidor. La ventaja de la implementación citada más arriba se basa en una gestión térmica más cómoda del convertidor estático en la mezcla bituminosa, ya que está más alejado de las restricciones térmicas exteriores.
Cada bloque de transmisión de energía sin contacto 32 de la primera parte 3 está conectado eléctricamente o incluido en una arquitectura eléctrica. Esta arquitectura eléctrica podrá diferir, en concreto, según los tipos de losas 2 empleadas.
La descripción de más abajo tiene como propósito explicar el principio de realización de una infraestructura funcionalizada que integra un sistema de transmisión de energía sin contacto, tal como se ha descrito más arriba.
Como ya se ha descrito más arriba, una infraestructura, tal como una carretera, incluye, por ejemplo, una capa inferior 10 dotada de una superficie 100 a recubrir. Según la invención, esta superficie 100 a recubrir está destinada a estar recubierta, al menos en parte, por las losas de revestimiento 2 de la invención. Por otro lado, para alojar la primera parte 3 del sistema, la solución de la invención consiste en realizar n cavidades 101 u orificios en la capa inferior 10 de la infraestructura, siendo n superior o igual a 1 (figura 5A). Cada cavidad está destinada a recibir un bloque de transmisión de energía sin contacto 32 de la primera parte del sistema, estando cada bloque 32 posicionado en la cavidad, de manera que se oriente la superficie de acoplamiento SA1 de su acoplador inductivo 320 hacia arriba (figura 5B).
De manera ventajosa, cada cavidad 101 siempre está realizada con unas dimensiones estándar, es decir, profundidad, sección de la abertura, forma de dicha sección.
La abertura de la cavidad 101 se recubre, a continuación, por una losa 2 (figuras 5C y 5D). Unos medios mecánicos de posicionamiento y de centrado están preferentemente dispuestos para permitir un posicionamiento y centrado perfecto de la losa 2 con respecto a la cavidad 101. Se tratará, por ejemplo, de realizar la carcasa de la losa que encierra el acoplador inductivo con unas dimensiones adaptadas para que esta coopere, con un juego mínimo, con el borde de la abertura superior de la cavidad.
La profundidad de cada cavidad está adaptada para que la superficie de acoplamiento SA1 del bloque 32 esté situada a una altura suficiente para favorecer la transmisión de energía entre los dos acopladores 220, 320.
Dicho de otra manera, es necesario que los dos acopladores 220, 320 estén dispuestos bien en frente uno del otro según los ejes x e y y que respeten un espacio entre sí según el eje z que esté adaptado para garantizar un rendimiento de acoplamiento satisfactorio.
Con referencia a la figura 5A, cada cavidad 101 presenta, por ejemplo, una forma que define una parte superior 101a de sección constante, prolongada por una parte inferior 101b estrechada con respecto a la parte superior e, igualmente, de sección constante. La parte inferior de la cavidad está destinada a recibir la segunda carcasa 34 del bloque de transmisión de energía sin contacto y la parte superior está destinada a recibir la primera carcasa 33 del bloque de transmisión de energía sin contacto.
Cuando el sistema incluye una primera parte de n bloques de transmisión de energía y, por lo tanto, n acopladores inductivos, con n superior o igual a 2, la infraestructura está dotada de n cavidades del tipo de la descrita más arriba, de manera que cada una acoja un bloque de transmisión de energía sin contacto 32 distinto.
Según la invención, con referencia a las figuras 6A y 6B, la infraestructura incluye una zanja 102 realizada en la capa inferior 10 y que une cada cavidad 101 a una cavidad adyacente.
Según la invención, en el sistema, cada bloque de transmisión de energía sin contacto 32 de la primera parte está, de este modo, conectado al bloque adyacente por al menos un cable de unión 35, que forma una forma de bus según una de las arquitecturas eléctricas presentadas más arriba. Y cada cable de unión 35 se extiende en una zanja 102 que une dos cavidades (figura 6B). El cable podrá tomar cualquier forma adaptada y estará conectado de un bloque al otro. Podrá tratarse, por ejemplo, de un estrato de alambres flexible.
Gracias a la arquitectura del sistema y a la de la infraestructura, la realización de una infraestructura funcionalizada es simple. Se trata, en efecto, de implementar las siguientes etapas:
• Horadar varias cavidades 101 y varias zanjas, uniendo una zanja una cavidad a una cavidad adyacente. Cada cavidad 101 toma, por ejemplo, la forma descrita más arriba de dos volúmenes superpuestos distintos, de manera que se forme un estrechamiento.
• Posicionar la primera parte 3 del sistema, de modo que cada bloque de transmisión de energía sin contacto 32 esté posicionado en una cavidad distinta. La superficie de acoplamiento SA1 del bloque está posicionada hacia arriba.
• Posicionar una losa de revestimiento por encima de cada cavidad 101, de manera que se recubra al menos parcialmente la superficie 100 de la capa inferior 10, estando la superficie de acoplamiento SA2 de la losa posicionada paralelamente a la superficie SA1 y a una distancia impuesta por el posicionamiento mecánico de la losa, estando esta distancia adaptada para permitir una transmisión de energía sin contacto con el mejor rendimiento posible.
La figura 7A muestra, de este modo, una superficie enteramente recubierta con losas 2 según la invención. La figura 7B muestra, por su parte, las losas posicionadas de manera adyacente sobre la superficie 100 de la capa inferior 10. Las superficies externas de las n losas posicionadas de manera yuxtapuesta están dispuestas en un mismo plano, que forma el plano de la calzada. Por lo tanto, las n losas puestas sobre la capa inferior están ajustadas unas con respecto a las otras, en concreto, en términos de dimensiones, para estar perfectamente contiguas y, de este modo, pavimentar al máximo la superficie a recubrir de la capa inferior.
Uno de los intereses de realizar una infraestructura funcionalizada que utiliza unas losas de revestimientos, tales como se han descrito más arriba es poder proponer unas losas de forma estándar, que permiten, en concreto, una instalación rápida. Sin embargo, una estandarización de la forma de las losas presenta una dificultad en cuanto a la posibilidad de recubrir exactamente toda una superficie con unas losas yuxtapuestas y contiguas, puesto que esta superficie a recubrir puede presentar un contorno que tiene unas porciones curvas.
Por otro lado, sea la que sea la configuración empleada, es decir, a base de losas unidas directamente entre sí por cableado o que utiliza una solución de transmisión de energía sin contacto, tal como se ha descrito más arriba, es ventajoso emplear unos cables de unión eléctrica que sean globalmente todos de una longitud idéntica. Dicho de otra manera, es importante que el bloque de conexión eléctrica de una losa esté separado del bloque de conexión eléctrica de cada losa adyacente por una distancia rectilínea idéntica, con el fin de asegurar un paso constante y de permitir una reproducibilidad de un patrón de conexión eléctrica de una losa a la otra.
Partiendo de estas diferentes restricciones, la invención tiene como propósito proponer una infraestructura funcionalizada en la que:
• Las losas son de al menos dos formas distintas presentando al mismo tiempo la misma arquitectura funcional descrita más arriba en relación con las figuras;
• Cada losa está configurada, de manera que su bloque de conexión eléctrica 23 esté separado del bloque de conexión eléctrica de una losa adyacente por una distancia siempre idéntica (según un trayecto rectilíneo), es decir, por un paso constante;
Se puede imaginar que las n losas yuxtapuestas son cada una de una fila i, con i que va de 1 a n. Con respecto a la losa de fila i-1 y a la losa de fila i+1, la losa de fila i está separada por el paso constante P, pudiendo dicho paso constante P corresponder, por ejemplo, a una longitud del cable estirado según una dirección rectilínea entre los dos bloques de conexión de dos losas yuxtapuestas.
De este modo, en el caso de un sistema de transmisión de energía sin contacto, la posición del bloque de conexión eléctrica sobre la losa permite fijar la posición del acoplador inductivo y, de este modo, asegurar que este siempre está posicionado frente al acoplador inductivo de la primera parte del sistema.
Por forma de la losa, se entiende el contorno de su cara superior C1 que determina, de este modo, la superficie externa de la losa y, por lo tanto, la que llega a recubrir una parte de la superficie de la capa inferior.
De manera ventajosa, pero no limitativa, con referencia a las figuras 8 y 9, se tendrá, de este modo, un primer tipo de losa de revestimiento que tiene una forma cuadrada (referencia 2a en las figuras) y un segundo tipo de losa de revestimiento que presenta una forma en triángulo (referencias 2b y 2c en las figuras, según la orientación del triángulo). La losa de segundo tipo es, más particularmente, en forma de triángulo rectángulo isósceles. En esta losa, los dos lados pequeños son de una longitud igual a la de cada lado del cuadrado formado por la losa en forma de cuadrado. De este modo, se comprende que la losa de segundo tipo define una superficie igual a la mitad de la definida por la losa de primer tipo.
Según la invención, el bloque de conexión eléctrica 23 ya descrito más arriba está hecho constar en la losa, de manera que se asegure un paso constante de una losa a la otra, sea la que sea la forma de la losa. Para la losa de tipo cuadrado, el bloque de conexión eléctrica 23 está ventajosamente posicionado debajo de la losa, sobre la superficie inferior C2 de la losa, a plomo con el medio de uno de los lados de la losa. Para la losa de tipo triángulo, el bloque de conexión eléctrica 23 está ventajosamente posicionado debajo de la losa, a plomo con el medio de uno de los lados pequeños del triángulo formado por la losa. Para la losa en forma de triángulo, como se representa en la figura 8, el bloque de conexión eléctrica 23 podrá estar posicionado según uno o el otro de los lados pequeños del triángulo (configuración de losa 2b o 2c en la figura 8).
Las figuras 8 a 11 muestran por transparencia la posición del bloque de conexión eléctrica debajo de la losa.
La figura 10 ilustra el principio de implementación de un paso constante P entre unas losas de las dos formas citadas anteriormente para realizar una infraestructura funcionalizada que presenta una porción curva. En esta figura 11, la infraestructura está formada por la yuxtaposición de varias losas de forma cuadrada 2a y de losas en triángulo 2b o 2c, con el fin de recubrir de la mejor manera y al máximo la superficie 100 a recubrir de la capa inferior 10. Hay que comprender que la infraestructura podrá estar realizada conectando directamente las losas según la configuración presentada en la figura 3A o por mediación de la solución sin contacto según la configuración representada en la figura 3B. Se observa en esta figura que la posición del bloque de conexión eléctrica 23 permite conservar el paso constante P de una losa a la otra y en dos direcciones perpendiculares, en el plano de pavimentación de la zona.
La figura 11 representa una variante de realización que emplea, igualmente, unas losas 2d de forma rectangular. El rectángulo formado por la losa representaría dos superficies cuadradas yuxtapuestas, tales como se han descrito más arriba. Asimismo, el paso constante P se mantiene entre las losas según las dos direcciones perpendiculares. Se podrá considerar que el paso constante debe mantenerse al menos en una primera dirección, en concreto, cuando las losas están alineadas de manera yuxtapuestas según esta primera dirección. Por el término "yuxtapuesto", se quiere decir que las losas son contiguas por uno de sus lados, siendo los dos lados contiguos de longitudes iguales.
De la figura 11, se comprende, igualmente, que es posible realizar, en una misma infraestructura funcionalizada, varias series de losas conectadas entre sí por un paso constante P de una a la otra. Esto se ilustra por la figura 11 en la que se puede ver una primera serie de losas conectadas entre sí y una segunda serie de losas conectadas entre sí. Repartir las losas en varias series permite, en concreto, conservar siempre el paso constante de una losa a la otra, sea la que sea la forma de la losa.
De este modo, la invención presenta un cierto número de ventajas, de entre las que:
• Una facilidad de realización de una infraestructura funcionalizada, por el simple posicionamiento de losas funcionalizadas.
• Una posibilidad de configurar la infraestructura mezclando varios tipos de losas, conservando al mismo tiempo un mismo modo de instalación.
• Una infraestructura fácil de conservar, gracias, en concreto, a la posibilidad de reemplazar una losa defectuosa cómodamente, sin tener que tocar toda la infraestructura.
• Una estandarización de la infraestructura, empleando unas losas que tienen unas formas estándar y conectadas entre sí por unas uniones eléctricas de longitud siempre idénticas gracias a la obtención de un paso constante.

Claims (16)

REIVINDICACIONES
1. Infraestructura funcionalizada que incluye una capa inferior (10) que comprende una zona (100) a recubrir, incluyendo dicha infraestructura:
- n losas de revestimiento (2), siendo n superior o igual a 2, incluyendo las n losas cada una una superficie de cobertura para recubrir una parte de dicha zona (100), estando las n losas dispuestas de manera yuxtapuesta, con el fin de pavimentar dicha superficie a recubrir, comprendiendo cada losa de revestimiento al menos un conjunto de funcionalización eléctrica (20);
- Las n losas de revestimiento incluyen al menos una losa de revestimiento (2a) de un primer tipo que presenta una superficie de cobertura de una primera forma y una losa de revestimiento (2b, 2c) de un segundo tipo que presenta una superficie de cobertura de una segunda forma, distinta de la primera forma;
estando dicha infraestructura caracterizada por que:
- Cada losa de revestimiento incluye un bloque de conexión eléctrica (23), de tal modo que para dos losas adyacentes directamente conectadas entre sí:
- El bloque de conexión eléctrica (23) de cada losa está dispuesto sobre la losa, de manera que esté separado del bloque de conexión eléctrica de la losa adyacente por un paso constante (P), sea la que sea la forma de cada una de sus losas,
- La infraestructura incluye un cable eléctrico de unión (35) entre dichas dos losas adyacentes, siendo dicho cable de una longitud correspondiente a dicho paso constante.
2. Infraestructura según la reivindicación 1, caracterizada por que dicho bloque de conexión eléctrica (23) está dispuesto sobre cada losa de fila i, de manera que se genere un paso constante (P) según dos direcciones perpendiculares.
3. Infraestructura según la reivindicación 1 o 2, caracterizada por que dicha losa (2a) de primer tipo presenta una superficie de cobertura de forma cuadrada.
4. Infraestructura según la reivindicación 3, caracterizada por que el bloque de conexión eléctrica (23) está posicionado según uno de los lados del cuadrado formado por la superficie de cobertura.
5. Infraestructura según la reivindicación 3, caracterizada por que dicha losa (2b, 2c) de segundo tipo presenta una superficie de cobertura que tiene una forma de triángulo rectángulo isósceles, cuyo cada lado pequeño presenta una longitud igual a la de un lado del cuadrado formado por la superficie de cobertura de la losa de primer tipo.
6. Infraestructura según la reivindicación 5, caracterizada por que el bloque de conexión eléctrica (23) está dispuesto según uno o el otro de los dos lados pequeños del triángulo rectángulo isósceles formado por la superficie de recubrimiento de la losa de segundo tipo.
7. Infraestructura según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que el cable de unión (35) está dispuesto para unir el bloque de conexión eléctrica (23) de cada losa al bloque de conexión eléctrica de la losa adyacente.
8. Infraestructura según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que cada losa incluye un bloque de transmisión de energía sin contacto (22) conectado sobre dicho bloque de conexión eléctrica (23).
9. Infraestructura según la reivindicación 8, caracterizada por que incluye un sistema de transmisión de energía sin contacto que comprende una primera parte que presenta n bloques de transmisión de energía sin contacto (32) y una segunda parte formada por dichas n losas, estando cada bloque de transmisión de energía sin contacto (32) de la primera parte posicionado para estar en acoplamiento inductivo con un bloque de transmisión de energía sin contacto correspondiente (22) distinto de la primera parte.
10. Infraestructura según la reivindicación 9, caracterizada por que el cable de unión (35) está dispuesto para unir cada bloque de transmisión de energía sin contacto (32) de la primera parte a un bloque de transmisión de energía sin contacto adyacente de la primera parte.
11. Infraestructura según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada por que cada losa incluye un conjunto de funcionalización eléctrica de tipo generador de energía eléctrica o de tipo receptor de energía eléctrica.
12. Procedimiento de instalación de una infraestructura funcionalizada que incluye una capa inferior (10) que comprende una zona (100) a recubrir, consistiendo dicho procedimiento en:
- Recubrir dicha zona (100) con n losas de revestimiento (2) dispuestas de manera yuxtapuesta, con el fin de pavimentar dicha superficie a recubrir, comprendiendo cada losa de revestimiento una superficie de cobertura posicionada para recubrir una parte de dicha zona y al menos un conjunto de funcionalización eléctrica (20); - Las n losas de revestimiento incluyen al menos una losa de revestimiento (2a) de un primer tipo que presenta una superficie de cobertura de una primera forma y una losa de revestimiento (2b, 2c) de un segundo tipo que presenta una superficie de cobertura de una segunda forma, distinta de la primera forma;
estando dicho procedimiento caracterizado por que:
- Cada losa de revestimiento incluye un bloque de conexión eléctrica (23), de tal modo que para dos losas adyacentes directamente conectadas entre sí:
- El bloque de conexión eléctrica de cada losa está dispuesto sobre la losa, de manera que esté separado del bloque de conexión eléctrica de la losa adyacente por un paso constante (P), sea la que sea la forma de cada una de sus losas, estando un cable eléctrico de unión (35) de longitud correspondiente a dicho paso constante dispuesto para unir dichas dos losas adyacentes.
13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado por que dicha losa de revestimiento (2a) de primer tipo presenta una superficie de cobertura de forma cuadrada.
14. Procedimiento según la reivindicación 12 o 13, caracterizado por que dicha losa de revestimiento (2b, 2c) de segundo tipo presenta una superficie de cobertura que tiene una forma de triángulo rectángulo isósceles, cuyo cada lado pequeño presenta una longitud igual a la de un lado del cuadrado formado por la superficie de cobertura de la losa de primer tipo.
15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado por que el cable de unión (35) está dispuesto para unir el bloque de conexión eléctrica (23) de cada losa al bloque de conexión eléctrica de la losa adyacente.
16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado por que consiste en implementar un sistema de transmisión de energía sin contacto entre una primera parte que presenta n bloques de transmisión de energía sin contacto (32) y una segunda parte formada por dichas n losas de revestimiento, estando cada bloque de transmisión de energía sin contacto (32) de la primera parte posicionado para estar en acoplamiento inductivo con un bloque de transmisión de energía sin contacto correspondiente (22) distinto de la primera parte y por que el cable de unión (35) está dispuesto para unir cada bloque de transmisión de energía sin contacto de la primera parte a un bloque de transmisión de energía sin contacto adyacente de la primera parte.
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