ES2960544T3 - Un módulo solar y un método para fabricar un módulo solar - Google Patents

Abstract

Un método para fabricar un módulo solar que comprende formar un marco arqueado y unir adhesivamente una célula solar formada por una lámina flexible de un material solar fotovoltaico orgánico de película delgada al marco o a un respaldo flexible que se puede unir al marco para cubrir al menos parcialmente una superficie hacia arriba. frente a la parte del marco. La invención se extiende también al módulo. El módulo puede implementarse en una configuración implementada. Puede usarse sobre un politúnel, sobre un techo o en otras aplicaciones. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Un módulo solar y un método para fabricar un módulo solar

La presente invención se refiere al módulo solar y a un método para fabricar un módulo solar. En estructuras de politúneles e invernaderos existentes, es conocido añadir celdas solares fotovoltaicas directamente a las paredes y techo de estas estructuras, usar el espacio ocupado por la estructura para, adicionalmente, generar electricidad. Sin embargo, existe una amplia gama de diferentes estructuras de politúneles e invernaderos, lo que significa que añadir las celdas solares fotovoltaicas a dichas estructuras requiere un mecanismo de sujeción a medida para cada estructura. Sujetar celdas solares fotovoltaicas a dichas estructuras, que son delicadas, también es difícil sin dañar la estructura durante el proceso de sujeción.

Los documentos DE102011077425, CN205694659 U y WO2008/009916 divulgan la idea de un marco al que se sujetan paneles solares rígidos.

El documento CN206564943 U divulga la idea de una celda solar flexible de silicio monocristalino que se proporciona para montar soportes para sujeción a un invernadero. Los paneles incluyen almacenamiento de energía y paneles de iluminación para proporcionar iluminación al invernadero. Los paneles flexibles se sujetan mediante soportes que se proporcionan para aumentar la rigidez de la estructura.

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, por lo tanto, se proporciona un método de acuerdo con la reivindicación 1.

Mediante el uso de una lámina flexible, un material solar fotovoltaico orgánico de película delgada que se adhiere a un marco arqueado o respaldo flexible, la presente invención proporciona, por primera vez, un grana disposición solar simplificada.

En particular, en comparación con el documento CN206564943 U, la presente invención ofrece numerosas ventajas. No hay necesidad de fabricar paneles curvos a medida, ya que el material puede simplemente cortarse al tamaño requerido y adherirse al marco o respaldo.

La estructura arqueada es ideal para su uso, por ejemplo, colocándose sobre parte de un politúnel arqueado ya que no ocupa espacio adicional alguno. Además, también es muy útil en una aplicación de azotea donde se ha descubierto que la naturaleza arqueada del colector solar es más eficiente que un conveniente conector de panel plano para la misma área de espacio ocupado. También se puede colocar sobre equipos existentes en la azotea, tales como una unidad de aire acondicionado, si el espacio es reducido.

El módulo solar es económico y liviano, ya que no requiere la complejidad y el peso de una conexión entre con soportes y el material fotovoltaico orgánico de película delgada es mucho más liviano que la silicona monocristalina.

Otra ventaja es la flexibilidad del sistema ya que, para hacer módulos de diferentes tamaños, simplemente es necesario hacer un marco de un tamaño diferente y adherir el material a este. En el documento CN206564943 U, sería necesario crear un juego de paneles completamente nuevo para un tamaño de marco diferente.

El material se suministra preferentemente en un rollo y la lámina se corta del rollo antes de unirla al marco.

El método se puede usar para proporcionar un módulo solar que se retroequipa por toda la parte superior de un politúnel o invernadero. Bajo estas circunstancias, el método comprende preferentemente la etapa de situar el marco y la lámina de tela solar adyacente al politúnel o invernadero de modo que el marco esté separado del politúnel o invernadero y de modo que el marco y al menos un material solar y solar se extiendan por toda la parte superior de la estructura.

Un beneficio adicional del método es que durante los momentos en que no se usa la estructura, tales como durante el invierno, el hecho de que el marco esté separado de la estructura significa que la estructura se puede desmontar dejando el marco en su lugar. De esta manera, la energía solar aún se puede recolectar en las cercanías de donde se encontraba la estructura, incluso sin la estructura presente.

Mientras que en algunos casos el marco se puede situar dentro de la estructura, el marco se puede situar, como alternativa, sobre el exterior de la estructura. El posicionamiento del marco dentro o fuera de la estructura dependerá de una serie de factores independientes, por ejemplo, si la estructura es transparente o no, el tipo de celdas solares fotovoltaicas usadas, y los climas y condiciones meteorológicas típicas en el punto donde se ubica la estructura. El marco comprende preferentemente al menos un subconjunto arqueado, cada uno de los cuales se extiende por todo el marco.

Preferentemente, el marco comprende una pluralidad de subconjuntos arqueados. En este caso, la pluralidad de subconjuntos arqueados pueden estar separados entre sí, sin embargo, preferentemente están conectados entre sí, por ejemplo, al estar montado sobre una superficie de soporte arqueada, o al estar conectados entre sí usando una pluralidad de vigas.

Preferentemente, el marco comprende una pluralidad de secciones modulares. Las secciones modulares están, preferentemente, configuradas para conectarse entre sí de extremo a extremo. Al tener el marco compuesto por una pluralidad de secciones modulares, esto permite montar y desmontar el marco más fácilmente. También hace que el marco sea adaptable para su uso en estructuras de diferentes formas y tamaños.

Las secciones modulares permiten la posibilidad de apilar las secciones para facilitar su transporte y almacenamiento. Como posibilidad adicional, el marco puede ser desplegable entre una configuración almacenada y una desplegada. Esto puede aplicarse a un marco que sea de una sola sección o podría darse el caso de que cada una de las secciones modulares sea desplegable de esta manera.

Con dicha disposición, la celda solar sujetarse al marco antes o después de que se mueva a la configuración desplegada.

Hay un número de maneras en que esto se puede lograr. Por ejemplo, el marco puede ser una estructura inflable. Como posibilidad adicional, el marco está formado por un material biestable en el que la configuración almacenada comprende un rollo plano del material, y la configuración desplegada es una configuración desenrollada en la que el material biestable solicita el material del rollo plano a una configuración arqueada. Como alternativa, el marco puede tener una base rígida y una porción superior arqueada mantenida en su lugar por cables sujetos a la base.

Como alternativa, la lámina flexible o respaldo tiene un respaldo que tiene una pluralidad de manguitos que reciben postes flexibles que forman parte del marco que se puede doblar en la configuración desplegada. Como alternativa, el marco está sujeto a la lámina y en la configuración almacenada tiene energía elástica almacenada usada para mover el marco a la configuración desplegada.

Como alternativa, el marco está formado por una pluralidad de paneles articulados entre sí y el marco es deplegable a la configuración desplegada desplegando el marco en las bisagras. En este caso, los paneles pueden tener una configuración arqueada pero preferentemente son planos. A continuación, los paneles planos se despliegan para formar el marco arqueado.

Al emplear un marco plegable de este tipo, los módulos solares se pueden transportar y ensamblar fácilmente en el sitio. Además, en el caso de los politúneles, se pueden redistribuir fácilmente (para permitir variaciones estacionales). En el caso de aplicaciones en azoteas, esto proporciona una estructura liviana que, de nuevo, es fácil de desplegar. También se pueden retirar y almacenar fácilmente, por ejemplo, en caso de que se pronostiquen condiciones climáticas adversas.

Preferentemente, cada celda solar fotovoltaica es al menos parcialmente transparente. De esta manera, la celda solar aún permite que pase algo de luz hacia la estructura adyacente, para uso por la vida vegetal ubicada en su interior.

En algunas realizaciones, al menos una sección térmica solar puede montarse en el marco. En estas realizaciones, y cuando cada celda solar fotovoltaica es al menos parcialmente transparente, cada sección solar térmica puede montarse detrás de la al menos una celda solar fotovoltaica parcialmente transparente. Sinérgicamente, el uso tanto de la celda solar fotovoltaica como de la sección solar térmica subyacente garantiza que se recopile la mayor cantidad de energía solar de cualquier luz solar que caiga sobre el marco.

Para mejorar aún más la producción de energía del marco, el marco puede comprender al menos una turbina eólica. En este caso, y cuando el marco esté formado por una pluralidad de secciones tubulares, la turbina eólica se sitúa preferentemente en el interior de una de las secciones tubulares.

Como se ha mencionado antes, en algunos casos la estructura puede ser transparente.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un módulo de acuerdo con la reivindicación 10.

Se apreciará que el conjunto anterior de acuerdo con un segundo aspecto de la invención puede incluir cualquiera de las funcionalidades descritas en relación con el método de acuerdo con el primer aspecto de la invención.

Las ventajas atribuibles a este aspecto de la invención son las mismas que las atribuibles al primer aspecto.

El marco se puede formar como un solo componente. Sin embargo, preferentemente, el marco es modular para permitir la formación de diferentes tamaños de colectores solares simplemente uniendo entre sí el número adecuado de módulos.

Se puede situar un módulo sobre la parte superior de la estructura, tal como un politúnel o un invernadero, de modo que la celda fotovoltaica se extienda por toda la parte superior de la estructura.

Preferentemente, las celdas fotovoltaicas del conjunto cubren colectivamente no más del 30 % del área superficial de la estructura. El área superficial se mide como el área total de las caras laterales de la estructura (incluidas las caras delantera y trasera), junto con el área de la cara superior/del techo de la estructura. Al cubrir no más del 30 % del área superficial de la estructura, se ha descubierto que esto logra un equilibrio razonable entre permitir que entre suficiente luz solar en la estructura para facilitar el crecimiento de las plantas, mientras que al mismo tiempo se garantiza una buena recuperación de la energía solar por parte de la al menos una celda solar fotovoltaica.

La invención se describirá ahora con referencia a las siguientes figuras, en las que:

La figura 1A muestra una vista de extremo de un conjunto de primera realización que comprende una estructura, un marco, y al menos una celda solar fotovoltaica montada en el marco.

La figura 1B muestra una vista en perspectiva del conjunto de la figura 1A.

La figura 2A muestra una vista de extremo de un conjunto de segunda realización, que de nuevo comprende una estructura, un marco, y al menos una celda solar fotovoltaica montada en el marco.

La figura 2B muestra una vista en perspectiva del conjunto de la figura 2A.

La figura 3 muestra una vista de extremo de un conjunto de tercera realización.

La figura 4 muestra una vista de extremo de un conjunto de cuarta realización.

La figura 5A muestra una vista en perspectiva despiezada de una sección modular sobre la que se ubica una celda solar fotovoltaica.

La figura 5B muestra una vista en perspectiva de una pluralidad de las secciones modulares de la figura 5A, que, cada una, incluyen una celda solar fotovoltaica, en donde las secciones modulares están conectadas de extremo a extremo. La figura 6A, que no está de acuerdo con la invención, muestra una vista en perspectiva de una sección modular que comprende una cara arqueada para recibir al menos una celda solar fotovoltaica.

La figura 6B, que no está de acuerdo con la invención, muestra una vista en perspectiva de una pluralidad de las secciones modulares de la figura 6A, que, cada una, incluyen una celda solar fotovoltaica, en donde las secciones modulares están conectadas de extremo a extremo sobre una estructura.

La figura 7, que no está de acuerdo con la invención, muestra un conjunto de realización adicional que comprende una estructura, un marco, y al menos una celda solar fotovoltaica montada en el marco.

La figura 8A muestra una vista en planta de una pluralidad de secciones modulares conectadas de extremo a extremo. La figura 8B muestra una vista en perspectiva de una primera construcción posible para cada sección modular mostrada en la figura 8A.

La figura 8C, que no está de acuerdo con la invención, muestra una vista en perspectiva de una segunda construcción posible para cada sección modular mostrada en la figura 8A.

La figura 9A muestra otra realización de conjunto que comprende una estructura, un marco, y al menos una celda solar fotovoltaica montada en el marco, en donde el marco está formado por una pluralidad de secciones tubulares. La figura 9B muestra una vista en perspectiva de una de las secciones tubulares de la figura 9A.

La figura 10 muestra otro conjunto de realización que comprende una estructura, un marco, al menos una turbina eólica, y al menos una celda solar fotovoltaica montada en el marco.

La figura 11A muestra una vista en perspectiva de una sección tubular como se muestra en la figura 9B, cuando está adaptada para recibir una turbina eólica dentro de la sección tubular.

La figura 11B muestra una vista en sección de la sección tubular que se muestra en la figura 11A, tomada por toda su longitud.

La figura 12 muestra una vista en perspectiva de una sección modular similar a la que se muestra en la figura 8B, cuando está adaptada para recibir una sección solar térmica montada detrás de al menos una celda solar fotovoltaica parcialmente transparente ubicada en la sección modular.

La figura 13 muestra una vista en planta de un conjunto de realización de acuerdo con los conjuntos de realización anteriores, que comprende una estructura, un marco, y al menos una celda solar fotovoltaica adherida al marco, que muestra la distribución de cada celda solar fotovoltaica en relación a la estructura.

La figura 14 es una vista en perspectiva esquemática de un módulo solar en un estado parcialmente desplegado;

La figura 14A y la figura 14B son representaciones esquemáticas de métodos para fabricar el módulo de la figura 17.

La figura 15 es una vista esquemática en perspectiva de un ejemplo adicional de un módulo solar en un estado desplegado;

La figura 16A y la figura 16B son vistas esquemáticas en perspectiva de un ejemplo adicional de un módulo solar en una configuración almacenada y una desplegada, respectivamente;

La figura 17A y la figura 17B son vistas esquemáticas en perspectiva de un ejemplo adicional de un módulo solar en una configuración almacenada y una desplegada, respectivamente;

La figura 18 es una sección transversal esquemática de un ejemplo adicional de un módulo solar;

La figura 19A es una vista esquemática en perspectiva de un ejemplo adicional de un módulo solar en una configuración almacenada;

La figura 19B es una vista similar a la figura 20A en una configuración parcialmente desplegada; y

La figura 19C es una vista similar a las figuras 20A y 20B en una configuración completamente desplegada.

Con referencia a las figuras 1A y 1B, se muestra un conjunto 1 que comprende una estructura 2 en forma de politúnel o invernadero. La estructura comprende una longitud L, una anchura W-i;W<2>, y altura H. Aunque no exclusivamente, la mayoría de las estructuras de politúneles e invernaderos 2 están diseñadas para tener una sección transversal uniforme que se extiende por todas las dimensiones de anchura W-i;W<2>y altura H, que a continuación se mantiene por toda la longitud L de la estructura 2.

Un aspecto de la invención es el posicionamiento de un marco 10 que está separado de, adyacente a, y que se extiende por toda la parte superior de, la estructura 2. Al menos una celda solar fotovoltaica 12 está adherida al marco 10 de modo que al menos una celda solar fotovoltaica 12 también se extiende por toda la parte superior de la estructura 2.

En el caso de las figuras 1A y 1B, el marco 10 se sitúa sobre el exterior de la estructura 2, y el marco 10 comprende al menos un subconjunto arqueado 14, cada uno de los cuales se extiende por todo el marco 10, en donde al menos una celda solar fotovoltaica 12 está montada en cada subconjunto arqueado 14. Se apreciará que el número de subconjuntos arqueados 14 dependerá de la longitud L de la estructura 2, y del número de celdas solares fotovoltaicas 12 requeridas en el conjunto 1.

Cada subconjunto arqueado 14 puede separarse mecánicamente de los restantes subconjuntos arqueados 14. Sin embargo, preferentemente, los subconjuntos arqueados 14 están conectados entre sí al estar montados en una superficie de soporte arqueada 16 (como se muestra en la figura 1B) separada de, y que se extiende alrededor del exterior de, la estructura 2. Como alternativa, la superficie de soporte 16 puede ser reemplazada por una pluralidad de vigas 18 que conectan de forma desmontable los subconjuntos arqueados 14 entre sí, tales como las que se muestran en la figura 1B que se extienden en la dirección longitudinal L de la estructura 2.

Cada subconjunto arqueado 14 puede comprender una pluralidad de celdas solares fotovoltaicas adheridas al mismo, conectadas de extremo a extremo de modo que estas celdas abarquen el conjunto arqueado en la dirección de la anchura W. Preferentemente, sin embargo, una única celda fotovoltaica solar flexible 12 se extiende por todo el subconjunto arqueado 14 y está montada en el marco usando un adhesivo.

Las figuras 2A y 2B muestran un conjunto de segunda realización 1, que es similar a la que se muestra en las figuras 1A y 1B, y que tiene un marco 10 situado sobre el exterior de una estructura 2. En contraste con el conjunto mostrado en las figuras 1A y 1B, cada subconjunto arqueado 14 en las figuras 2A y 2B se reemplaza con un subconjunto alargado 20 que es sustancialmente recto y que se extiende por toda la longitud L, a diferencia de la anchura W<1>de la estructura 2.

Cada subconjunto alargado 20 está montado en una superficie de soporte arqueada 16 desde el marco 10, o conectado de manera desmontable por la pluralidad de vigas 18 que, en esta realización, se extienden en la dirección de la anchura W-i;W<2>de la estructura 2.

Como se muestra en las figuras 3 y 4, se apreciará que el marco 10 se puede usar para abarcar una estructura 2 de politúnel o invernadero que comprende una pluralidad de secciones diferentes 2A colocadas una al lado de la otra en la dirección de la anchura W. En el caso de la figura 3, la estructura 2 se muestra teniendo dos secciones 2A con otra sección 2A mostrada en líneas de puntos para indicar cómo se pueden añadir más secciones 2A en la dirección de la anchura W para extender la anchura total de la estructura 2.

Independientemente del número de secciones 2A contenidas en la estructura 2, el marco 10 está separado de, adyacente a, y se extiende por toda la parte superior de, la estructura, de modo que al menos una celda solar fotovoltaica montada en el marco 10 también se extienda por toda la parte superior de la estructura. Donde sea necesario, el marco puede comprender una pata de soporte 22 que se extiende hacia abajo entre las secciones vecinas 2A de la estructura, y que se conecta a la estructura 2 entre las secciones vecinas 2A, para proporcionar soporte añadido al marco 10 en esta región. Se puede proporcionar soporte adicional al marco como se muestra en la figura 4 mediante el uso de tirantes de refuerzo 24 que se extienden por toda la anchura del marco 10. Independientemente del número de patas de soporte 22 y/o tirantes de refuerzo 24, presentes en el marco 10, el marco está configurado para estar separado de la estructura 2, de modo que cuando la estructura 2 se desmonta o retira, el marco 10 permanece en su lugar y soporta su propio peso junto con el peso de cualquier celda solar fotovoltaica montada en el mismo.

Una configuración particularmente ventajosa para el marco 10 es tenerlo formado por una pluralidad de secciones modulares 30, como se muestra en la realización de las figuras 5A-5B, la realización de las figuras 6A-6B, y la realización de las figuras 8A-8B. Cada sección modular 30 está configurada para sujetarse a una sección modular vecina 30 de un diseño similar, de modo que las secciones modulares 30 se puedan sujetar para formar el propio marco 10 o una parte del marco, por ejemplo, un subconjunto arqueado 14 o un subconjunto alargado 20.

En un modo de funcionamiento, cada sección modular 30 puede comprender una celda solar fotovoltaica respectiva 12 (como se muestra en las figuras 5A-5B, las figuras 6A-6B y las figuras 8A-8C). En este modo, los extremos de cada sección modular 30 pueden comprender conectores eléctricos 32 para permitir que la energía solar aprovechada, y también señales eléctricas, pasen entre las secciones modulares 30 y una caja de control eléctrico 34 asociada con el marco 10. La posición de la caja de control eléctrico no es particularmente importante. En el caso de la figura 6B, la caja de control eléctrico 34 se sitúa en el suelo al lado del marco 10 y la estructura 2.

En otro modo de funcionamiento más preferente, una única celda fotovoltaica solar flexible 12 se extiende por toda una pluralidad de secciones modulares 30 de cada subconjunto 14;20. De esta manera, se elimina la necesidad de conectores eléctricos 32 en cada extremo de cada sección modular 30, ya que la caja de control eléctrico 34 se puede conectar directamente a una porción de la única celda solar fotovoltaica 12.

En el caso de la sección modular 30 que se muestra en las figuras 5A-5B, cada sección modular comprende una cara plana 36 para recibir una celda solar fotovoltaica 12, y además comprende una primera porción tubular 38 que se extiende a lo largo de un primer lado 40 de la cara plana, y una segunda porción tubular 42 que se extiende a lo largo de un segundo lado opuesto 44 de la cara plana 36. Un primer extremo 48 de las porciones tubulares 38;42 comprende un primer medio de acoplamiento 50 en forma de rebaje cilíndrico, y un segundo extremo 52 de las porciones tubulares 38;42 comprende un segundo medio de acoplamiento 54 en forma de una protuberancia cilíndrica, que es operable para acoplarse con el rebaje cilíndrico de una sección modular vecina 30.

Para la sección modular 30 que se muestra en las figuras 6A-6B, cada sección modular 30 comprende una cara arqueada 56 para recibir una celda solar fotovoltaica 12. Con la cara arqueada 56, a diferencia de una cara plana 36, esto permite que una celda solar fotovoltaica 12 con un área superficial más grande se sitúe en la sección modular 30, aumentando así la salida máxima de energía solar de la sección modular 30. La sección modular 30 comprende un primer extremo 48 con un primer medio de acoplamiento 50 (no mostrado en las figuras), y un segundo extremo 52 con un segundo medio de acoplamiento 54 (no mostrado en las figuras), que es operable para acoplarse con el primer medio de acoplamiento 50 de una sección modular vecina 30. Se apreciará que la forma de estos primeros y segundos medios de acoplamiento 50;54 puede adoptar cualquier forma requerida para garantizar que las secciones modulares vecinas 30 puedan conectarse entre sí.

En relación con la sección modular 30 que se muestra en las figuras 8A-8C, la sección modular 30 puede tener una cara plana 36 para recibir una celda solar fotovoltaica 12, como se muestra en la figura 8B, o una cara arqueada 56 para recibir la celda solar fotovoltaica 12 como se muestra en la figura 8C. En cada caso, la sección modular 30 comprende un primer extremo 48 con un primer medio de acoplamiento 50 (no mostrado en las figuras) y un segundo extremo 52 opuesto al primer extremo 48 con un segundo medio de acoplamiento 54 (no mostrado en las figuras). La sección modular 30 también comprende un canal interno 58 para definir un volumen interior 60 que se separa de la cara plana 36 o cara arqueada 56. El volumen interior 60 de cada sección modular 30 puede comprender electrónica/cableado para transferir energía eléctrica entre las secciones modulares vecinas 30, o puede usarse para almacenamiento u otros fines.

Una configuración particularmente ventajosa para las secciones modulares 30 se muestra en la figura 12, que muestra una sección modular 30 que tiene una geometría similar a la que se muestra en la figura 8B, pero sin el canal interno 58 y su volumen interior asociado 60. En esta realización, un colector solar térmico 70, que comprende una pluralidad de tuberías de fluido 72 que contienen fluido a calentar, está montado dentro de la sección modular 30 y detrás de la celda solar fotovoltaica 12 ubicada en la cara plana 36. Para garantizar que el colector solar térmico 70 pueda recolectar energía solar de manera eficiente, la cara plana 36 y la celda solar fotovoltaica 12 asociada a la sección modular 30 es al menos parcialmente transparente.

En la figura 7 se muestra otra realización del marco 10. En esta realización, el marco 10 comprende al menos un subconjunto arqueado 14, cada uno de los cuales se extiende por todo el marco 10, en donde una pluralidad de celdas fotovoltaicas 12 están adheridas a cada subconjunto arqueado 14, como también se muestra en la figura 1B. En esta realización, la superficie externa de cada subconjunto arqueado 14 está en mosaico, de modo que el subconjunto arqueado 14 comprenda una pluralidad de celdas fotovoltaicas 12 orientadas en diferentes ángulos y direcciones. Esto ayuda a garantizar que siempre haya al menos una celda solar fotovoltaica 12 del subconjunto arqueado 14 que esté optimizada para recolectar energía solar en cualquier momento particular durante el día.

En las figuras 9A y 9B se muestra una realización adicional de marco 10. En esta realización, el marco está formado por una pluralidad de secciones tubulares 76. Cada sección tubular 76 define una cara externa 78 sobre la que se encuentra adherida una celda solar fotovoltaica flexible 12. La sección transversal de cada sección tubular 76 puede tener cualquier forma geométrica, aunque es preferentemente circular. Se apreciará que las secciones tubulares 76 se pueden sujetar entre sí de cualquier manera requerida para garantizar que formen un marco estable 10 alrededor de la estructura 2. Por ejemplo, las secciones tubulares 76 pueden montarse mecánicamente entre sí, o montarse entre sí usando un adhesivo.

En una realización particular, al menos una de las secciones tubulares 76 puede comprender una turbina eólica 80 ubicada en su interior, como se muestra en las figuras 11A y 11B. De esta manera, el marco 10 puede aprovechar aún más la energía de cualquier viento fuerte que sople en las cercanías de la estructura 2.

Como también se muestra en las figuras 11A y 11B, cualquiera de las secciones tubulares 76 puede comprender un pie de soporte 82 para mejorar su estabilidad.

La presencia de una turbina eólica 80 no está restringida a la realización donde el marco comprende las secciones tubulares 76. De hecho, cualquiera de los marcos 10 descritos en el presente documento puede comprender al menos una turbina eólica, como se muestra en la figura 10.

Teniendo en cuenta que las estructuras 2 descritas en el presente documento son un politúnel o un invernadero, que están destinados a albergar vida vegetal, es preferente que la al menos una celda solar fotovoltaica 12 del conjunto 1 cubran colectivamente no más del 30 % del área superficial de la estructura 2. Esta área superficial se mide como el área total de las caras laterales de la estructura 2 (incluidas las caras delantera y trasera), junto con el área de la cara superior/del techo de la estructura 2. Al cubrir no más del 30 % del área superficial de la estructura 2, se ha descubierto que esto logra un equilibrio razonable entre permitir que entre suficiente luz solar en la estructura para facilitar el crecimiento de las plantas, mientras que al mismo tiempo se garantiza una buena recuperación de la energía solar por parte de la al menos una celda solar fotovoltaica 12. Un ejemplo de dicho conjunto 1, que tiene una forma similar a la que se muestra en las figuras 1A y 1B, se muestra en la vista en planta de la figura 14. Aquí, las celdas solares fotovoltaicas 12 montadas en cada subconjunto arqueado 14 cubren colectivamente no más del 30 % del área superficial de la estructura subyacente 2.

En cuanto a los materiales y propiedades de las celdas solares fotovoltaicas 12 descritas en el presente documento, cada celda solar fotovoltaica 12 es de película delgada, a diferencia del silicio cristalino, para permitir que la celda se monte mejor en el marco 10 y/o sus subconjuntos. Más preferentemente, la celda solar fotovoltaica 12 es una celda fotovoltaica orgánica, ya que dichas celdas fotovoltaicas orgánicas son particularmente livianas y flexibles.

Si bien los conjuntos descritos en el presente documento tienen el marco 10 situado sobre el exterior de la estructura 2, se apreciará que, en cambio, el marco 10 puede situarse dentro de la estructura 2. De hecho, cuando las celdas solares fotovoltaicas 12 tienen un coeficiente de temperatura positivo (es decir, funcionan mejor a temperaturas más altas), por ejemplo en el caso de las celdas fotovoltaicas orgánicas, es ventajoso tener el marco 10 y, por lo tanto, las celdas solares fotovoltaicas 12, situadas dentro de la estructura 2 de politúnel o invernadero, donde a menudo hace más calor en comparación con el exterior de la estructura 2. Esto supone que la estructura 2 es transparente. Por el contrario, en el caso de las celdas solares fotovoltaicas 12 que tienen un coeficiente de temperatura negativo (es decir, funcionan menos eficazmente a temperaturas más altas), por ejemplo en el caso de las celdas de silicio cristalino, la energía se puede recolectar de manera más eficiente situando el marco 10 sobre el exterior de la estructura 2.

Las figuras 14 a 20 representan varios módulos solares y métodos para desplegar módulos solares. Todos estos tienen en común el hecho de que un módulo solar puede suministrarse en una configuración plegada o almacenada y a continuación puede ensamblarse en la configuración desplegada.

La figura 14 muestra un rollo plano de material biestable 141 que se suministra como rollo plano. En esta forma, la celda solar está unida con adhesivo a un material con propiedades biestables. Este puede, por ejemplo, ser una lámina delgada de metal que, en una configuración desenrollada, adoptará naturalmente una configuración arqueada 142 pero, cuando se enrolla, la configuración arqueada se aplanará formando el rollo plano 141. Este es el tipo de efecto que se ve en una cinta métrica metálica común. El módulo solar se puede llevar en uno o más rollos al sitio para su despliegue. A continuación simplemente se desenrolla donde adopta la configuración arqueada y se puede fijar en su lugar.

Como se muestra en la figura 14A, el módulo de la figura 14 se puede formar a partir de un proceso de laminación en línea en el que un rollo 143 del material de la celda solar y un rollo 144 del respaldo biestable se pellizcan entre un par de rodillos 155 con un adhesivo entre ellos para formar una unión adhesiva, después de lo cual el laminado se enrolla sobre un rollo 156 para formar un rodillo a partir del material 141 como se muestra en la figura 14. El sustrato puede ser cualquiera de los siguientes: PVC, AVS, vinilo, PC, poliestireno o polipropileno, ETFE, PTFE o lámina fina de aluminio o acero. El rollo de sustrato se forma preferentemente como una lámina de material biestable antes de someterse al proceso de laminación que se muestra en la figura 14A. En este proceso, aunque esté desenrollado, la tensión impartida por los rodillos 155 y 156 garantiza que permanezca en su configuración plana.

En la figura 14B se muestra un segundo método para realizar la disposición de la figura 14. Es un proceso por lotes en el que se proporciona un adhesivo entre la celda solar 147 y el respaldo 148 antes de que los dos se prensen juntos en una prensa 149. La prensa puede deformar el sustrato para impartir las propiedades biestables, o el respaldo puede haberse formado con propiedades biestables y se mantiene plano durante la operación de prensado.

En la figura 15, el marco tiene la forma de un manguito inflable 151 con una porción superior arqueada 152 y una base plana 153. Preferentemente, la celda solar se sujeta a la porción arqueada 152 antes del montaje. Una cubierta 154 proporciona una conexión a un controlador de inflación que puede ser, por ejemplo, una bomba de aire de baja potencia 155 que puede ser alimentada por la celda solar. Se proporcionan varios puntos de anclaje 156 para anclar el módulo en su lugar. De nuevo, este módulo es realmente fácil de suministrar en una configuración desinflada y simplemente requiere que se encienda la bomba 155 para inflar el manguito 151 en la posición que se muestra en la figura 15. El módulo se puede desinflar ventilando el manguito 151 y/o invirtiendo la bomba 155.

En la figura 16A y 16B, la celda solar 161 está adherida a un respaldo 162 hecho de un material con memoria de forma que, en un estado sin tensión, tenderá naturalmente a la configuración desplegada que se muestra en la figura 16B. Sin embargo, el material se puede enrollar a la configuración que se muestra en la figura 16A para su almacenamiento. En el sitio, el material se desenrolla y adoptará naturalmente su configuración desplegada. Los postes 163 en cada esquina están anclados a soportes para mantener la forma arqueada.

En el ejemplo de las figuras 17A y la figura 17B, la celda solar 171 se puede adherir a un respaldo flexible 172 y se forman un par de manguitos alargados 173 que discurren a lo largo de lados opuestos de la lámina. Los manguitos 173 se pueden formar sobre el material de la celda solar o sobre el respaldo flexible. Este puede darse la vuelta sobre sí mismo y anclarse en su lugar cosiendo y/o uniendo para formar el manguito. Un par de postes flexibles 174 se deslizan en los manguitos 173 y estos se pueden doblar a las posiciones de la figura 17B y anclarse en los anclajes 175.

En la figura 18, la celda solar 181 está adherida a una lámina flexible 182 que está anclada a una base rígida 183 y se mantiene en su lugar mediante una serie de conexiones de cable 184.

En las figuras 19A a 19C, varias celdas solares 191 están unidas a los paneles 192 que están conectados por una pluralidad de bisagras 193 de modo que pueden suministrarse en la configuración apilada en la figura 19A y desplegarse de la manera que se muestra en la figura 19B en la configuración completamente desplegada que se muestra en la figura 19C. Las bisagras están configuradas para bloquearse en la configuración desplegada. Además, los bordes de los paneles pueden estar diseñados para apoyarse entre sí en la configuración bloqueada para mantener la rigidez del marco desplegado.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un método para fabricar un módulo solar que comprende:

formar un marco arqueado (10); y

unir con adhesivo una celda solar (12) formada por una lámina flexible de un material solar fotovoltaico orgánico de película delgada al marco o a un respaldo flexible sujetable al marco para cubrir al menos parcialmente una parte del marco orientada hacia arriba;

una vez fijada al marco, estando curvada la lámina flexible con una curvatura que corresponde a la curvatura del marco arqueado.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además proporcionar el material fotovoltaico orgánico de película delgada en un rollo y cortar la lámina del rollo antes de unirla al marco.

3. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde el marco comprende una pluralidad de subconjuntos arqueados.

4. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde el marco es desplegable entre una configuración almacenada y una desplegada.

5. Un método de acuerdo con la reivindicación 4, en donde la lámina se sujeta al marco después de que se ha desplegado a la configuración desplegada.

6. Un método de acuerdo con la reivindicación 4, en donde el marco es una estructura inflable que es desplegable a la configuración desplegada mediante inflación.

7. Un método de acuerdo con la reivindicación 4, en donde el marco está formado por un material biestable en el que la configuración almacenada comprende un rollo plano de material, y la configuración desplegada es una configuración desenrollada en la que el material biestable solicita el material del rollo plano a una configuración arqueada.

8. Un método para retroequipar al menos una celda solar fotovoltaica sobre la parte superior de una estructura en forma de politúnel o invernadero; comprendiendo el método la etapa de:

formar un módulo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, y

situar el marco, y al menos una celda solar fotovoltaica montada en el marco, adyacente a la estructura de modo que el marco esté separado de la estructura, y de modo que el marco y la al menos una celda solar fotovoltaica se extiendan por toda la parte superior de la estructura.

9. Un método de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el marco se sitúa sobre el exterior de la estructura.

10. Un módulo solar que comprende un marco arqueado (10); y una celda solar (12) en forma de lámina de material solar fotovoltaico orgánico de película delgada flexible unida con adhesivo al marco para cubrir al menos parcialmente una parte del marco orientada hacia arriba o a un respaldo flexible sujetable al marco, una vez fijada al marco, estando curvada la lámina flexible con una curvatura que corresponde a la curvatura del marco arqueado.

11. Un módulo solar de acuerdo con la reivindicación 10, en donde en el marco es desplegable entre una configuración almacenada y una desplegada.

12. Un módulo solar de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el marco está formado por un material biestable en el que la configuración almacenada comprende un rollo plano de material, y la configuración desplegada es una configuración desenrollada en la que el biestable solicita el material del rollo plano en un arqueado.

13. Un módulo solar de acuerdo con la reivindicación 10, en donde en el marco es una construcción modular.

14. Un conjunto que comprende una estructura en forma de politúnel o invernadero y que comprende un módulo solar de acuerdo con la reivindicación 10 a 13, en donde el marco está separado de, adyacente a, y extendiéndose por toda la parte superior de la estructura de modo que la al menos una celda solar fotovoltaica se extiende por toda la superficie superior de la estructura.

15. Un conjunto de acuerdo con la reivindicación 14, en donde la al menos una celda solar fotovoltaica cubre no más del 30 % del área superficial de la estructura.