IT201800020038A1 - Improved solar electric generator device and related installation. - Google Patents
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Description
DISPOSITIVO GENERATORE ELETTRICO SOLARE PERFEZIONATO E IMPROVED SOLAR ELECTRIC GENERATOR DEVICE E
RELATIVO IMPIANTO RELATIVE PLANT
La presente invenzione riguarda un dispositivo generatore elettrico e un relativo impianto. The present invention relates to an electrical generator device and a relative plant.
Più precisamente, la presente invenzione riguarda un dispositivo generatore elettrico comprendente un radiometro di Crookes e un relativo impianto comprendente uno o più dispositivi generatori elettrici. More precisely, the present invention relates to an electrical generator device comprising a Crookes radiometer and a relative plant comprising one or more electrical generator devices.
Come è noto, il radiometro di Crookes è un dispositivo comprendente un’ampolla al cui interno è presente una condizione di vuoto, mediamente intorno a 0,02 mmHg, e comprende sempre all’interno di detta ampolla un elemento rotante palettato, con palette aventi due facce, in cui dette facce sono rispettivamente una prima faccia assorbente, di colore e caratteristica superficiale assorbente una radiazione termica e/o luminosa, e una seconda faccia riflettente, di un colore e caratteristica superficiale riflettente la stessa radiazione termica e/o luminosa. As is known, the Crookes radiometer is a device comprising an interrupter inside which there is a vacuum condition, on average around 0.02 mmHg, and always comprises a rotating bladed element inside said ampoule, with vanes having two faces, in which said faces are respectively a first absorbing face, having a color and surface characteristic absorbing a thermal and / or luminous radiation, and a second reflecting face, having a color and surface characteristic reflecting the same thermal and / or luminous radiation.
Detto elemento rotante può ruotare lungo almeno un primo verso di rotazione rispetto ad un asse di rotazione, in quanto detto elemento rotante è posto in rotazione dall’azione delle molecole di aria scaldate in prossimità di dette prime facce assorbenti che spingono dette prime facce assorbenti, in quanto dette prime facce assorbenti sono tutte facce posteriori rispetto detto primo verso di rotazione e dette seconde facce riflettenti sono tutte facce anteriori rispetto detto primo verso di rotazione. Said rotating element can rotate along at least a first direction of rotation with respect to an axis of rotation, since said rotating element is set in rotation by the action of the air molecules heated in proximity to said first absorbent faces which push said first absorbent faces, since said first absorbent faces are all rear faces with respect to said first direction of rotation and said second reflecting faces are all front faces with respect to said first direction of rotation.
In questo modo, quando detto radiometro viene colpito da detta radiazione luminosa, detto elemento rotante viene posto in rotazione. Il meccanismo esatto che genera il movimento di dette palette è stato a lungo oggetto dibattito scientifico, tuttavia, una delle ipotesi principali è che le poche molecole di aria interne al radiometro spingano dette prime facce assorbenti, per effetto della traspirazione termica, e in particolare per l’instaurarsi di tale fenomeno in prossimità dei bordi delle palette, ovvero venendo creato un flusso di molecole che va dalla porzione più calda delle palette (dette prime facce assorbenti) verso la porzione più fredda delle palette (dette seconde facce riflettenti), pur in assenza di un gradiente pressorio iniziale. In this way, when said radiometer is hit by said light radiation, said rotating element is set in rotation. The exact mechanism that generates the movement of these blades has long been the subject of scientific debate, however, one of the main hypotheses is that the few molecules of air inside the radiometer push said first absorbing faces, due to thermal transpiration, and in particular for the onset of this phenomenon near the edges of the vanes, i.e. a flow of molecules is created that goes from the hottest portion of the vanes (called first absorbent faces) to the coldest portion of the vanes (called second reflective faces), even if in absence of an initial pressure gradient.
Gli attriti bassissimi all’interno del radiometro e il tenore di vuoto assicurano resistenze e dunque dissipazioni di energia quasi nulle, per tale motivo solitamente si osserva una velocità di rotazione alta. The very low friction inside the radiometer and the vacuum content ensure resistances and therefore almost zero energy dissipation, for this reason a high rotation speed is usually observed.
Infine, va notato che il verso di rotazione di detto elemento rotante dipende dal tenore di vuoto presente nell'ampolla, che influisce sul moto. Detto elemento rotante, infatti, può ruotare in un secondo verso di rotazione, contrario a detto primo verso, in condizioni di vuoto molto spinto (circa un milionesimo di atmosfera) a causa della sola pressione della luce, dato che il numero delle molecole di aria presenti all’interno dell’ampolla non sarebbe sufficiente per innescare un moto dovuto gli urti più forti su dette facce assorbenti. Si può infatti dimostrare che in condizioni di perfetto assorbimento e perfetta riflessione la pressione della luce sulla faccia riflettente è doppia di quella sulla faccia assorbente. Finally, it should be noted that the direction of rotation of said rotating element depends on the vacuum content present in the interrupter, which affects the motion. Said rotating element, in fact, can rotate in a second direction of rotation, opposite to said first direction, in very high vacuum conditions (about one millionth of an atmosphere) due to the pressure of light alone, given that the number of air molecules present inside the ampoule would not be sufficient to trigger a motion due to the strongest impacts on said absorbent faces. In fact, it can be shown that in conditions of perfect absorption and perfect reflection, the pressure of light on the reflecting face is double that of the absorbing face.
Detto vuoto molto spinto, tuttavia, è difficile sia da creare che da mantenere. Per questo motivo, la presente invenzione verrà descritta solamente in riferimento al caso in cui detto elemento ruotante ruota lungo detto primo verso di rotazione e non lungo detto secondo verso, ma apparirà ovvio per un tecnico del ramo che il dispositivo generatore elettrico oggetto della presente invenzione potrà funzionare anche in questo secondo caso, ovverosia con un elemento rotante che ruota in detto secondo verso di rotazione. However, this very deep void is difficult both to create and to maintain. For this reason, the present invention will be described only with reference to the case in which said rotating element rotates along said first direction of rotation and not along said second direction, but it will appear obvious to a person skilled in the art that the electrical generator device object of the present invention it can work also in this second case, that is with a rotating element which rotates in said second direction of rotation.
Diversi dispositivi di tecnica nota hanno provato a sfruttare il movimento generato nei radiometri di Crookes per produrre energia elettrica. Several prior art devices have tried to exploit the movement generated in Crookes radiometers to produce electrical energy.
In particolare, nella domanda di brevetto internazionale WO2011044144A1 era stato proposto un generatore di energia elettrica solare costituito da un radiometro di Crookes modificato, specificatamente da un radiometro di Crookes comprendente un’ampolla di forma sostanzialmente cilindrica, al cui interno veniva mantenuto un vuoto inferiore a 1mmHg e comprendente una depressione nella parete in corrispondenza delle palette di detto radiometro, dette palette essendo palette magnetiche, e detto radiometro essendo circondato all’esterno, in corrispondenza di detta depressione dell’ampolla, da un avvolgimento magnetico in modo tale da generare energia elettrica nel momento in cui dette palette venivano messe in movimento quando colpite da una radiazione termica e/o luminosa. In particular, in the international patent application WO2011044144A1 a solar electricity generator was proposed consisting of a modified Crookes radiometer, specifically a Crookes radiometer comprising a substantially cylindrical bulb, inside which a vacuum lower than 1mmHg and comprising a depression in the wall in correspondence with the vanes of said radiometer, said vanes being magnetic vanes, and said radiometer being surrounded on the outside, at said vacuum in the bulb, by a magnetic winding so as to generate electrical energy when said vanes were set in motion when hit by thermal and / or luminous radiation.
Tuttavia, il dispositivo di cui sopra non permetteva di sfruttare tutta la radiazione luminosa disponibile nell’ambiente, in quanto detto avvolgimento magnetico copriva in parte l’ampolla. However, the above device did not allow to exploit all the light radiation available in the environment, as said magnetic winding partially covered the interrupter.
Scopo della presente invenzione è quindi quello di perfezionare i dispositivi generatori elettrici comprendenti radiometri di Crookes attualmente presenti nell’arte nota in modo tale da sfruttare tutta la radiazione luminosa disponibile. The purpose of the present invention is therefore to improve the electrical generating devices comprising Crookes radiometers currently present in the known art in such a way as to exploit all the available light radiation.
Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di sfruttare tale dispositivo generatore elettrico perfezionato all’interno di un impianto per la produzione di energia elettrica a partire dalla radiazione solare o a partire da radiazione termica in uscita da altri impianti o da altri elementi illuminanti e/o riscaldanti. A further purpose of the present invention is to exploit this improved electrical generator device inside a plant for the production of electrical energy starting from solar radiation or starting from thermal radiation coming out from other plants or from other lighting and / or heating elements. .
Forma pertanto oggetto della presente invenzione un dispositivo generatore elettrico per la produzione di energia elettrica a partire da radiazione termica e/o luminosa, detto dispositivo comprendente: Therefore, the subject of the present invention is an electrical generator device for the production of electrical energy starting from thermal and / or light radiation, said device comprising:
un contenitore trasparente rispetto a detta radiazione, detto contenitore presentando al proprio interno una condizione di vuoto, preferibilmente compresa tra 10<-4>mmHg e 0,1 mmHg (0,0133Pa e 13,33Pa); a transparent container with respect to said radiation, said container having inside it a vacuum condition, preferably between 10 <-4> mmHg and 0.1 mmHg (0.0133Pa and 13.33Pa);
una barra centrale disposta internamente a detto contenitore; a central bar disposed inside said container;
almeno un elemento rotante posto all’interno di detto contenitore, detto almeno elemento rotante giacendo su un piano di rotazione orizzontale, perpendicolare alla direzione del vettore forza di gravità, e comprendendo una pluralità di palette, ciascuna paletta comprendendo una prima faccia assorbente detta radiazione e una seconda faccia riflettente detta radiazione, detto elemento rotante essendo connesso a detta barra centrale e libero di ruotare su detto piano orizzontale, in almeno un primo verso di rotazione, e dette prima e seconda faccia essendo rispettivamente una faccia posteriore rispetto a detto primo verso di rotazione e una faccia anteriore rispetto a detto primo verso di rotazione; detto almeno un elemento rotante comprendendo ulteriormente almeno un elemento magnetico su una porzione rotante di detto elemento rotante; at least one rotating element placed inside said container, said at least rotating element lying on a plane of horizontal rotation, perpendicular to the direction of the vector force of gravity, and comprising a plurality of blades, each blade comprising a first face absorbing said radiation and a second face reflecting said radiation, said rotating element being connected to said central bar and free to rotate on said horizontal plane, in at least a first direction of rotation, and said first and second faces being respectively a rear face with respect to said first direction of rotation rotation and a front face with respect to said first direction of rotation; said at least one rotating element further comprising at least one magnetic element on a rotating portion of said rotating element;
un solenoide di forma chiusa, preferibilmente una circonferenza, posto intorno a detta barra centrale, detto solenoide essendo posto su detto piano di rotazione orizzontale; e a closed shaped solenoid, preferably a circumference, placed around said central bar, said solenoid being placed on said horizontal rotation plane; And
un accumulatore elettricamente connesso a detto solenoide; an accumulator electrically connected to said solenoid;
detto dispositivo essendo caratterizzato dal fatto che ciascuna di dette palette comprende un recesso, detto solenoide essendo all’interno di detto recesso ed essendo avvolto da dette palette in modo tale che, quando detto almeno un elemento rotante è posto in rotazione su detto piano orizzontale, detto almeno un elemento magnetico genera un campo magnetico variabile atto a caricare detto accumulatore. said device being characterized in that each of said vanes comprises a recess, said solenoid being inside said recess and being wrapped by said vanes in such a way that, when said at least one rotating element is rotated on said horizontal plane, said at least one magnetic element generates a variable magnetic field adapted to charge said accumulator.
In una forma preferita di realizzazione di detto dispositivo, detto contenitore può presentare una forma sostanzialmente sferica, e detto elemento rotante può essere appoggiato su un apice di detta barra centrale; In particolare, preferibilmente, detto apice può presentare una forma sostanzialmente a spillo, la punta di detto spillo essendo diretta verso detto elemento rotante. In a preferred embodiment of said device, said container can have a substantially spherical shape, and said rotating element can be rested on an apex of said central bar; In particular, preferably, said apex can have a substantially pin-like shape, the tip of said pin being directed towards said rotating element.
Infine, in una ulteriore forma preferita di realizzazione di detto dispositivo, dette palette possono avere una forma sostanzialmente a semiluna. Finally, in a further preferred embodiment of said device, said vanes can have a substantially half-moon shape.
Forma ulteriore oggetto della presente invenzione un impianto per la produzione di energia elettrica comprendente detti dispositivi oggetto della presente invenzione, in cui detti dispositivi sono elettricamente connessi in serie e/o in parallelo. A further object of the present invention is a plant for the production of electric energy comprising said devices object of the present invention, in which said devices are electrically connected in series and / or in parallel.
L’invenzione verrà ora descritta a titolo illustrativo ma non limitativo, con particolare riferimento ai disegni delle figure allegate, in cui: la figura 1 mostra un dispositivo generatore elettrico secondo la presente invenzione; The invention will now be described for illustrative but not limitative purposes, with particular reference to the drawings of the attached figures, in which: Figure 1 shows an electrical generator device according to the present invention;
la figura 2 mostra un primo particolare del dispositivo di figura 1; Figure 2 shows a first detail of the device of Figure 1;
la figura 3 mostra un secondo particolare del dispositivo di figura 1; e figure 3 shows a second detail of the device of figure 1; And
la figura 4 mostra un terzo particolare del dispositivo di figura 1. figure 4 shows a third detail of the device of figure 1.
Con riferimento alle figure 1 – 4, un dispositivo 1, generatore elettrico, per la produzione di energia elettrica a partire da energia solare, comprende un’ampolla 2, che verrà successivamente chiamata contenitore 2, di forma sostanzialmente sferica. With reference to figures 1 - 4, a device 1, an electric generator, for the production of electricity from solar energy, comprises an interrupter 2, which will subsequently be called container 2, with a substantially spherical shape.
Detto contenitore 2 è realizzato in materiale trasparente alla radiazione termica e/o luminosa, in particolare alla radiazione solare, e può mantenere un vuoto molto spinto, preferibilmente compreso tra 10<-4>mmHg e 0,1mmHg Said container 2 is made of a material transparent to thermal and / or light radiation, in particular to solar radiation, and can maintain a very high vacuum, preferably between 10 <-4> mmHg and 0.1mmHg
In particolare, detto contenitore 2 può essere realizzato in materiale vetrato, detto materiale presentando una trasmittanza elevata per quanto concerne l’intervallo di frequenze appartenenti alla radiazione termica (lunghezza d’onda da 380nm a 700nm), ed una trasmittanza bassa alle restanti frequenze dello spettro, e tale da consentire alla parte di radiazione termica e/o luminosa entrante e riflessa dalla struttura stessa, di restare intrappolata all’interno di detto contenitore 2, conseguentemente limitando eventuali dispersioni. In particular, said container 2 can be made of glazed material, said material having a high transmittance as regards the range of frequencies belonging to the thermal radiation (wavelength from 380nm to 700nm), and a low transmittance at the remaining frequencies of the spectrum, and such as to allow the part of thermal and / or light radiation entering and reflected by the structure itself, to remain trapped inside said container 2, consequently limiting any dispersions.
In particolare, le proprietà di riflessione, assorbimento e trasmissione di un materiale dipendono dalla frequenza della radiazione con cui detto materiale viene messo in contatto, dalla direzione di detta radiazione, e, in maniera indiretta, dal mezzo di propagazione di detta radiazione, ovvero dall’aria esterna e dal tenore di vuoto interno al dispositivo. In particular, the properties of reflection, absorption and transmission of a material depend on the frequency of the radiation with which said material is brought into contact, on the direction of said radiation, and, indirectly, on the means of propagation of said radiation, or on the external air and the vacuum content inside the device.
La radiazione termica e/o luminosa entrante nel contenitore, inizia a cedere l’energia termica sottoforma di energia cinetica alle particelle d’aria, con un’intensità differente a seconda della vicinanza/lontananza da dette superfici assorbenti, risultando conseguentemente in una radiazione trasmessa e riflessa dalle pareti del contenitore avente una frequenza diversa dalla frequenza della radiazione in ingresso. The thermal and / or light radiation entering the container begins to release the thermal energy in the form of kinetic energy to the air particles, with a different intensity depending on the proximity / distance from said absorbing surfaces, consequently resulting in a transmitted radiation and reflected by the walls of the container having a frequency different from the frequency of the incoming radiation.
Pertanto, la trasmittanza della sfera deve essere alta alle frequenze caratteristiche della radiazione termica e/o luminosa, e bassa alle frequenza caratteristiche della parte di radiazione trasmessa e riflessa. Therefore, the transmittance of the sphere must be high at the characteristic frequencies of the thermal and / or light radiation, and low at the characteristic frequencies of the transmitted and reflected radiation part.
Vantaggiosamente, essendo detto contenitore 2 di forma sferica, è possibile massimizzare l’assorbimento di tutta la radiazione termica e/o luminosa che colpisce detto dispositivo 1, tuttavia non sono escluse forme di realizzazione in cui la forma del contenitore 2 è diversa da quella sferica. Advantageously, since said container 2 has a spherical shape, it is possible to maximize the absorption of all the thermal and / or light radiation that strikes said device 1, however, embodiments in which the shape of the container 2 is different from the spherical one are not excluded. .
All’interno di detto contenitore 2 è posta una barra centrale 3 preferibilmente sostanzialmente parallela alla direzione del vettore forza di gravità e preferibilmente passante per il centro di detto contenitore 2. Un elemento rotante 4 è accoppiato a detta barra centrale 3, preferibilmente essendo appoggiato sopra di essa, ovvero posizionato su un apice 12 di detta barra centrale 3, detto apice 12 essendo anche il centro di rotazione di detto elemento rotante 4, in modo tale da ridurre al minimo la frizione tra detto elemento rotante 4 e detta barra centrale 3. Inside said container 2 there is a central bar 3 preferably substantially parallel to the direction of the gravity force vector and preferably passing through the center of said container 2. A rotating element 4 is coupled to said central bar 3, preferably being placed on top of it, or positioned on an apex 12 of said central bar 3, said apex 12 also being the center of rotation of said rotating element 4, in such a way as to minimize the friction between said rotating element 4 and said central bar 3.
Inoltre, come mostrato in figura 4, detto apice 12 può preferibilmente avere una forma sostanzialmente “a spillo”, comprendente una porzione più sottile e appuntita rispetto al resto di detta barra centrale 3, e detto elemento rotante 4 può comprendere un elemento di forma sostanzialmente semisferica in modo tale che detto elemento rotante 4 possa poggiarsi su detto apice 12 riducendo al minimo gli attriti tra detto apice 12 e detto elemento rotante 4. Furthermore, as shown in figure 4, said apex 12 can preferably have a substantially "pin" shape, comprising a thinner and more pointed portion than the rest of said central bar 3, and said rotating element 4 can comprise an element having a substantially hemispherical in such a way that said rotating element 4 can rest on said apex 12 reducing to a minimum the friction between said apex 12 and said rotating element 4.
Detto elemento rotante 4 è infatti libero di ruotare su un piano di rotazione orizzontale, ovvero perpendicolare alla direzione del vettore forza di gravità, attorno a detta barra centrale 3, detto elemento rotante 4 comprendendo una pluralità di palette 5 , ciascuna paletta 5 avendo due facce, in cui una prima faccia 6 presenta una superficie assorbente la radiazione termica e/o luminosa, ad esempio di colore nero, e in cui una seconda faccia 7 presenta una superficie riflettente la radiazione termica e/o luminosa, ad esempio di colore bianco, oppure essendo realizzato in carta di alluminio o con materiale riflettente, a specchio. Said rotating element 4 is in fact free to rotate on a horizontal rotation plane, or perpendicular to the direction of the gravity force vector, around said central bar 3, said rotating element 4 comprising a plurality of blades 5, each blade 5 having two faces , in which a first face 6 has a surface absorbing the thermal and / or light radiation, for example of black color, and in which a second face 7 has a surface reflecting the thermal and / or light radiation, for example of white color, or being made of aluminum paper or with reflective, mirror-like material.
In particolare, detta prima faccia 6 di ogni paletta è posta in modo tale da essere visibile lungo un primo verso di rotazione rispetto a detto piano di rotazione, essendo quindi una prima faccia 6 posteriore rispetto a detto primo verso di rotazione, mentre detta seconda faccia 7 di ogni paletta è anteriore a detto primo verso di rotazione. In particular, said first face 6 of each blade is placed in such a way as to be visible along a first direction of rotation with respect to said rotation plane, therefore a first face 6 being rear with respect to said first direction of rotation, while said second face 7 of each blade is anterior to said first direction of rotation.
Inoltre, il valore del coefficiente di assorbimento di detta prima faccia 6 è preferibilmente prossimo all’unità e, analogamente, il valore del coefficiente di riflessione di detta seconda faccia 7 è preferibilmente prossimo all’unità. In questo modo, quando detto vuoto è presente all’interno di detto contenitore 2, e quando la radiazione termica e/o luminosa colpisce detto dispositivo 1, si ottiene una differenza di temperatura tra le due superfici e detto elemento rotante 4 viene posto in rotazione lungo detto primo verso. Furthermore, the value of the absorption coefficient of said first face 6 is preferably close to unity and, similarly, the value of the reflection coefficient of said second face 7 is preferably close to unity. In this way, when said vacuum is present inside said container 2, and when the thermal and / or light radiation hits said device 1, a temperature difference is obtained between the two surfaces and said rotating element 4 is rotated. along said first verse.
Infatti, quando dette prime facce 6 sono colpite da detta radiazione termica e/o luminosa, vengono scaldate, creando un gradiente termico tra ciascuna prima faccia 6 e la rispettiva seconda faccia 7, e dette prime facce 6 scaldate trasmettono calore alle poche molecole di aria comprese all’interno del contenitore che sono in loro prossimità, creando un flusso di molecole, pur in assenza di un iniziale gradiente pressorio, e spingendo di conseguenza dette prime facce 6 in modo tale che detto elemento rotante 4 inizi a ruotare lungo detto primo verso di rotazione. In fact, when said first faces 6 are hit by said thermal and / or luminous radiation, they are heated, creating a thermal gradient between each first face 6 and the respective second face 7, and said first heated faces 6 transmit heat to the few molecules of air included inside the container which are in their proximity, creating a flow of molecules, even in the absence of an initial pressure gradient, and consequently pushing said first faces 6 so that said rotating element 4 begins to rotate along said first direction of rotation.
Elementi magnetici 8, ad esempio realizzati in lega neodimio-cadmio, sono presenti all’interno di detto contenitore 2 in modo tale da generare un campo magnetico rotante diverso dal valore nullo quando detto elemento rotante 4 è posto in rotazione. Magnetic elements 8, for example made of neodymium-cadmium alloy, are present inside said container 2 in such a way as to generate a rotating magnetic field different from the null value when said rotating element 4 is placed in rotation.
In particolare, detti elementi magnetici 8 sono posti su detto elemento rotante 4, preferibilmente essendo posti sulle facce 6, 7 di dette palette 5 oppure detti elementi magnetici 8 andando a costituire dette palette 5, ossia dette palette 5 essendo realizzate in materiali magnetici. In particular, said magnetic elements 8 are placed on said rotating element 4, preferably being placed on the faces 6, 7 of said vanes 5 or said magnetic elements 8 forming said vanes 5, ie said vanes 5 being made of magnetic materials.
Ciascuna paletta 5 presenta una forma sostanzialmente a semiluna con le punte di detta semiluna riverse verso detta barra centrale 3, andando a creare un recesso 11. Un solenoide 9 di forma chiusa, preferibilmente sostanzialmente circolare, è posto intorno a detta barra centrale 3 in modo tale da giacere sostanzialmente sullo stesso piano di rotazione di detto elemento rotante 4, e in modo tale da essere avvolto da dette palette 5, essendo posto internamente a detto recesso 11 di ciascuna di dette palette 5. Each blade 5 has a substantially half-moon shape with the tips of said half-moon facing towards said central bar 3, creating a recess 11. A closed solenoid 9, preferably substantially circular, is placed around said central bar 3 in such a way such as to lie substantially on the same rotation plane as said rotating element 4, and in such a way as to be wound by said vanes 5, being placed inside said recess 11 of each of said vanes 5.
Detto solenoide 9 è inoltre elettricamente connesso ad un accumulatore elettrico 10, in modo tale che, quando detto campo magnetico rotante non-nullo viene generato, viene generata conseguentemente una corrente elettrica indotta che dal solenoide 9 va verso detto accumulatore elettrico 10. Said solenoid 9 is also electrically connected to an electric accumulator 10, so that, when said non-zero rotating magnetic field is generated, an induced electric current is consequently generated which from the solenoid 9 goes towards said electric accumulator 10.
La distanza tra dette palette 5 e detto solenoide 9 deve essere tale da non generare dispersioni eccessive, senza al contempo compromettere il meccanismo di rotazione di detto elemento rotante 4. The distance between said blades 5 and said solenoid 9 must be such as not to generate excessive dispersions, without at the same time compromising the rotation mechanism of said rotating element 4.
In altre forme di realizzazione, dette palette 5 possono presentare forme diverse dalla forma a semiluna, ma comprendendo sempre un recesso 11 in modo tale che dette palette 5 possano ruotare intorno a detto solenoide 9. In particolare, le palette 5 possono avere diverse forme geometriche, regolari e non, con un numero di lati variabile, dette palette 5 essendo tutte uguali tra loro o non. In other embodiments, said blades 5 can have shapes different from the half-moon shape, but always comprising a recess 11 so that said blades 5 can rotate around said solenoid 9. In particular, the blades 5 can have different geometric shapes , regular or not, with a variable number of sides, said blades 5 being all equal to each other or not.
Vantaggiosamente, essendo il solenoide 9 interno a detto contenitore 2 e dette palette 5 ruotando attorno detto solenoide 9, tutta la radiazione luminosa che colpisce detto contenitore 2 può colpire anche dette palette 5, massimizzando l’energia elettrica prodotta da detto dispositivo 1. Advantageously, since the solenoid 9 is internal to said container 2 and said blades 5 rotating around said solenoid 9, all the light radiation that hits said container 2 can also hit said blades 5, maximizing the electrical energy produced by said device 1.
È inoltre utile sottolineare che il campo magnetico rotante è influenzato dal grado di vuoto presente all’interno del contenitore 2, dal numero di palette 5, e dall’intensità di ogni singolo elemento magnetico 8. It is also useful to underline that the rotating magnetic field is influenced by the degree of vacuum present inside the container 2, by the number of vanes 5, and by the intensity of each individual magnetic element 8.
Infatti la somma dell’intensità dei campi magnetici delle diverse palette 5 rotanti genera la variazione di campo magnetico. Quanto maggiore è il numero delle palette, tanto maggiore è tale variazione, e conseguentemente la coppia (momento torcente) prodotta dalle palette 5 stesse. In fact, the sum of the intensity of the magnetic fields of the different rotating blades 5 generates the variation of the magnetic field. The greater the number of blades, the greater this variation, and consequently the torque (torque) produced by the blades 5 themselves.
Tuttavia, il numero delle palette influisce anche sul regime termo-fluidodinamico interno a detto contenitore 2, potendo potenzialmente compromettere il campo di moto stesso. However, the number of vanes also affects the thermo-fluid dynamic regime inside said container 2, potentially compromising the flow field itself.
Inoltre, affinché l’energia elettrica indotta sia apprezzabile, è necessario che l’elemento rotante 4 ruoti a una velocità angolare sufficiente, ad esempio maggiore di 100 giri/min, assicurando un’intensità del vettore campo magnetico capace di indurre una corrente elettrica energeticamente apprezzabile. È poi necessario che il vettore campo magnetico risulti assumere costantemente una direzione perpendicolare all’area comprendente ogni singola spira del solenoide 9, in ogni istante di tempo. In questo modo, i rendimenti del dispositivo 1 si classificano tra i più elevati, potendo raggiungere valori maggiori del 90% fino a valori massimi registrati del 97%. Furthermore, for the induced electric energy to be appreciable, it is necessary that the rotating element 4 rotates at a sufficient angular speed, for example greater than 100 rpm, ensuring an intensity of the magnetic field vector capable of inducing an electric current energetically appreciable. It is then necessary that the magnetic field vector is constantly assuming a direction perpendicular to the area comprising every single coil of the solenoid 9, at every instant of time. In this way, the efficiencies of the device 1 are classified among the highest, being able to reach values greater than 90% up to maximum recorded values of 97%.
Per fare in modo che detto elemento rotante 4 riesca a raggiungere e mantenere dette velocità di rotazione anche per radiazioni termiche e/o luminose di bassa intensità, dette palette 5 devono essere sufficientemente leggere, ad esempio pesando meno di 10g l’una. To ensure that said rotating element 4 is able to reach and maintain said rotation speeds even for low intensity thermal and / or light radiations, said vanes 5 must be sufficiently light, for example weighing less than 10g each.
In forme alternative di realizzazione, più di un elemento rotante può essere presente all’interno di un singolo contenitore. In alternative embodiments, more than one rotating element can be present within a single container.
Infine, detti dispositivi 1 come descritti, possono essere connessi in serie e/o in parallelo in modo da formare impianti di accumulazione e distribuzione dell’energia elettrica a partire dalla radiazione termica e/o luminosa. Finally, said devices 1 as described, can be connected in series and / or in parallel so as to form electrical energy storage and distribution systems starting from thermal and / or light radiation.
Vantaggiosamente, a differenza degli impianti fotovoltaici, detti dispositivi 1 si prestano a configurazioni geometriche tridimensionali che assicurano la captazione a 360° della radiazione termica e/o luminosa, ad esempio della radiazione irraggiata dal sole, oppure della radiazione termica in uscita da altri impianti. Advantageously, unlike photovoltaic systems, said devices 1 lend themselves to three-dimensional geometric configurations which ensure 360 ° capture of the thermal and / or light radiation, for example of the radiation radiated by the sun, or of the thermal radiation exiting from other systems.
Inoltre, detti dispositivi 1 connessi in serie e/o in parallelo possono essere vantaggiosamente tutti connessi allo stesso accumulatore. Furthermore, said devices 1 connected in series and / or in parallel can all advantageously be connected to the same accumulator.
In quel che precede sono state descritte le preferite forme di realizzazione e sono state suggerite delle varianti della presente invenzione, ma è da intendersi che gli esperti del ramo potranno apportare modificazioni e cambiamenti senza con ciò uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate. In the foregoing, the preferred embodiments have been described and variants of the present invention have been suggested, but it is to be understood that those skilled in the art will be able to make modifications and changes without thereby departing from the relative scope of protection, as defined by the claims attached.
Claims (7)
Priority Applications (1)
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| IT102018000020038A IT201800020038A1 (en) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | Improved solar electric generator device and related installation. |
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ID=66286549
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