ES2902039A1 - Nueva aerotermia fotovoltaica - Google Patents

Abstract

Nueva aerotermia fotovoltaica. Aprovechamiento de energía de origen fotovoltaico y por tanto de naturaleza eléctrica para el calentamiento/enfriamiento de un fluido (agua, aceite...).

Description

DESCRIPCIÓN

NUEVA AEROTERMIA FOTOVOLTAICA

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere al aprovechamiento de energía solar de naturaleza fotovoltaica y por tanto con generación de corriente eléctrica, para el calentamiento / enfriamiento de fluidos (agua, aceite.....)

ESTADO DE LA TÉCNICA Y SU VALORACIÓN

Tal y como postula el primer Principio de la Termodinámica, la energía no se crea ni se destruye, simplemente se transforma. Los recientes adelantos en el campo de la conversión de energía eléctrica en térmica se remontan al descubrimiento de Joule que postuló la conversión de energía eléctrica en térmica, de la siguiente manera: energía térmica = energía eléctrica x 0.24. Es decir que cada vatio eléctrico se convierte en 0.24 vatios térmicos siendo el COP = vatios térmicos / vatios eléctricos = 0.24.

A través de distintos avances tecnológicos (aplicando el postulado de la ley de Boyle-Mariotte, que relaciona el volumen y la presión de un gas a una temperatura constante) se ha ido mejorando enormemente este coeficiente. En estos momentos se está consiguiendo un COP. de 6 aproximadamente (cada vatio eléctrico lo convertimos en 6 vatios térmicos aproximados). Para esto se fabrican unos equipos que hacen posible la denominada aerotermia eficiente.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Y SUS VENTAJAS

Nos encontramos, entonces, con una fuente de energía procedente de los paneles fotovoltaicos (un panel fotovoltaico de acuerdo con el modelo de Norton se puede considerar equivalente a una fuente de corriente ideal producida por el impacto de los fotones sobre el semiconductor con una resistencia en serie Rf (ver dibujo 1)) de manera que esta energía, es una energía eléctrica de carácter variable, según la temperatura ambiente, el ángulo de incidencia de los rayos solares y otros factores como nubes, día, noche, sombra de objetos, etc..., lo que nos hace disponer de una energía variable (tensión y corriente) a diferencia de cuando disponemos de una fuente de energía eléctrica procedente de la red.

Esta energía se acopla (acoplamiento de impedancias (ver dibujo 2)) a un equipo variador, de manera que, éste actúa sobre un equipo de compresión - expansión de gas y a través de un intercambiador, se produce el calentamiento / enfriamiento del fluido en cuestión, proporcional a la energía de la que disponemos.

Con lo cual, con las horas disponibles de insolación, a través de un depósito/acumulador, almacenamos toda esta energía, de manera que podemos suministrar la misma cuando no disponemos de energía fotovoltaica.

Dado que la energía fotovoltaica (la irradiación solar) no tiene coste alguno, ni económico ni medioambiental, tendríamos un sistema altamente eficiente, rentable y sin ninguna contaminación.

Si sobre el mismo sistema incorporamos un equipo que convierta la corriente de los paneles fotovoltaicos variable en una corriente con una tensión constante, a través de un módulo de control y de acumulación, podremos suministrar, la energía al equipo, a una tensión constante y a través de un inversor atacar el equipo de compresiónexpansión, que a su vez, a través del intercooler genera el fluido caliente / frio. En este caso tendremos una aerotermia fotovoltaica contante y el inversor actuará en frecuencia controlada por la demanda de solicitud de mayor o menor temperatura. (ver dibujo 3). En este caso esta aerotermia, puede ser alimentada con cualquier tipo de energía eléctrica disponible a través de un sistema GEO (patente n° P202130551 de 15 de junio de 2021 (ver dibujo 4)).

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para completar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña a la presente memoria descriptiva como parte integrante de la misma, una hoja de esquemas, en la cual, con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:

En el dibujo 1 se puede ver un circuito electrónico equivalente a un panel solar según modelo de Norton.

En el dibujo 2 tenemos el diagrama funcionamiento de una aerotermia fotovoltaica variable.

En el dibujo 3 vemos el diagrama de funcionamiento de una aerotermia fotovoltaica con acumulación eléctrica.

En el dibujo 4 observamos el diagrama de funcionamiento de una aerotermia fotovoltaica alimentada con cualquier tipo de energía eléctrica disponible.

DESCRIPCIÓN DE UN MODO DE REALIZAR LA INVENCIÓN CON REFERENCIA A LOS DIBUJOS

El invento consiste en un primer módulo compuesto por paneles fotovoltaicos, dimensionados de tal manera, que haya un acoplamiento de impedancia entre los mismos y el equipo variador / inversor.

Un segundo módulo, módulo electrónico, de acoplamiento de impedancia a un módulo inversor.

El tercer módulo consiste en un variador / inversor que controlaría al equipo primario formado por un equipo compresor- expansor (que mediante la compresión-expansión de los gases) atacaría a un equipo secundario.

Esta energía sería transferida a través de un intercambiador a un primario.

La energía resultante sería almacenada en un depósito acumulador y éste depósito, suministraría la energía térmica al circuito definitivo (suelo radiante, consolas, etc.... ). (ver dibujo 2).

Claims (4)

REIVINDICACIONES

1. - Equipo de aerotermia fotovoltaica capaz de funcionar en una instalación aislada sin necesidad de acumulación de origen eléctrico (dibujo 2).

2. - Equipo de aerotermia fotovoltaica capaz de funcionar en una instalación aislada con acumulación de origen eléctrico (dibujo 3).

3.

Equipo de aerotermia fotovoltaica capaz de generar energía térmica variable proporcional a la irradiación recibida (dibujo 2).

4. - Equipo de aerotermia capaz de aprovechar distintos tipos de energía eléctrica de origen fotovoltaico o no y convertirla en energía térmica de forma altamente eficiente.

(dibujo 4).