ITAN20110068A1

ITAN20110068A1 - PERFECTED SOLAR COLLECTOR.

Info

Publication number: ITAN20110068A1
Application number: IT000068A
Authority: IT
Inventors: Giacomo Galli
Original assignee: Giacomo Galli
Priority date: 2011-06-03
Filing date: 2011-06-03
Publication date: 2012-12-04

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale avente per titolo: accompanying a patent application for an industrial invention entitled:

“COLLETTORE SOLARE PERFEZIONATO”. “PERFECTED SOLAR COLLECTOR”.

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

La presente invenzione ha per oggetto un collettore solare perfezionato. The present invention relates to an improved solar collector.

Con il termine “collettore solare” si intende indicare in questa descrizione e nelle rivendicazioni che seguiranno almeno uno, preferibilmente un gruppo di pannelli solari adiacenti, siano essi di tipo fotovoltaico che di altro tipo. The term "solar collector" is intended to indicate in this description and in the claims which follow at least one, preferably a group of adjacent solar panels, whether they are photovoltaic or other.

L'attuale crisi energetica spinge alla ricerca di soluzioni che siano quanto più tese a massimizzare la produzione di energia a partire da fonti rinnovabili, quali ad esempio il sole. The current energy crisis pushes the search for solutions that are as much aimed at maximizing the production of energy from renewable sources, such as the sun, for example.

In questo senso sono particolarmente desiderabili tutti quegli accorgimenti che, pur utilizzando dispositivi noti (come ad esempio i pannelli solari), sono mirati a massimizzarne il rendimento. In this sense, all those measures are particularly desirable which, while using known devices (such as solar panels for example), are aimed at maximizing their efficiency.

Per quanto concerne i pannelli solari, appunto, si nota che solo parte dell'energia solare incidente viene da questi assorbita per essere trasformata in energia elettrica o termica, mentre una certa quota parte (dipendente dal tipo di pannello) viene riflessa verso l'esterno. As regards solar panels, in fact, it is noted that only part of the incident solar energy is absorbed by them to be transformed into electrical or thermal energy, while a certain amount (depending on the type of panel) is reflected outwards. .

Questo, oltre che causare un fastidioso fenomeno di inquinamento “ottico”, causa la riduzione del rendimento complessivo, nel senso che non tutta l'energia solare incidente sul pannello viene correttamente utilizzata. This, in addition to causing an annoying phenomenon of "optical" pollution, causes a reduction in the overall performance, in the sense that not all the solar energy incident on the panel is used correctly.

La presente invenzione si propone di risolvere questo inconveniente ideando un collettore solare che sia in grado di massimizzare il rendimento, evitando le dispersioni date dalla riflessione. The present invention aims to solve this drawback by designing a solar collector that is capable of maximizing efficiency, avoiding the dispersions given by reflection.

Tale scopo viene raggiunto da un collettore solare secondo la prima rivendicazione allegata. This object is achieved by a solar collector according to the first attached claim.

Ulteriori caratteristiche vantaggiose sono oggetto delle allegate sottorivendicazioni, che si intendono parte integrante del presente testo. Further advantageous features are the subject of the attached sub-claims, which are intended as an integral part of this text.

L'idea alla base della presente invenzione è quella di disporre le superfici captanti del collettore (siano esse superfici di un unico pannello, molto grande, o singoli pannelli, più piccoli, tra loro adiacenti) in modo che l'energia riflessa da una parte delle superfici captanti sia utilizzata da un'altra parte, così da evitare qualsiasi spreco e riduzione di rendimento. The idea behind the present invention is to arrange the collecting surfaces of the collector (be they surfaces of a single panel, very large, or single panels, smaller, adjacent to each other) so that the energy reflected from one side of the absorbing surfaces is used elsewhere, so as to avoid any waste and reduction in yield.

Per maggior chiarezza esplicativa la descrizione del collettore solare secondo il trovato prosegue con riferimento alle tavole di disegno allegate, aventi solo valore illustrativo e non certo limitativo, dove: For greater clarity of explanation, the description of the solar collector according to the invention continues with reference to the attached drawing tables, having only illustrative and certainly not limiting value, where:

la fig. 1 è una vista in trasparenza di un collettore solare secondo la presente invenzione. fig. 1 is a transparent view of a solar collector according to the present invention.

Con riferimento alla figura 1, in essa è indicato con il numero riferimento (1) un collettore solare nel suo complesso. With reference to Figure 1, the reference number (1) indicates a solar collector as a whole.

Il collettore solare (1) è un corpo provvisto internamente di una cavità (2) e di un passaggio per i raggi solari (3), in cui delle superimi captanti (4) sono disposte internamente alla cavità (2) e rivolte verso il suo centro. The solar collector (1) is a body internally provided with a cavity (2) and a passage for the sun's rays (3), in which some absorbing superims (4) are arranged inside the cavity (2) and facing towards its center.

In questo esempio il collettore solare (1) è una sfera internamente cava, con le superfici captanti (4) disposte uniformemente al suo interno; il passaggio per i raggi solari (3) è semplicemente un’interruzione della superficie sferica, che consente ai raggi solari di entrare. In this example the solar collector (1) is an internally hollow sphere, with the absorbing surfaces (4) uniformly arranged inside it; the passage for the sun's rays (3) is simply an interruption of the spherical surface, which allows the sun's rays to enter.

Le superfici captanti (4) possono essere tutte parte di un unico pannello solare oppure essere comprese in una pluralità di pannelli che sono tra loro affiancati in modo tale da coprire le pareti interne della cavità (2). The absorbing surfaces (4) can all be part of a single solar panel or be included in a plurality of panels which are placed side by side in such a way as to cover the internal walls of the cavity (2).

Il funzionamento del collettore solare (1) avviene in analogia al concetto fisico che viene indicato come “corpo nero”: i raggi solari che entrano dal passaggio (3) vengono riflessi internamente più e più volte, secondo diversi angoli, sino a quando sostanzialmente tutta la loro energia utile è stata captata dalle superfici captanti (4). The operation of the solar collector (1) takes place in analogy to the physical concept which is referred to as "black body": the solar rays that enter through passage (3) are internally reflected over and over again, at different angles, until substantially all their useful energy was captured by the absorbing surfaces (4).

Preferibilmente dette superfici captanti (4) sono pannelli fotovoltaici per la produzione di energia elettrica. Preferably said absorbing surfaces (4) are photovoltaic panels for the production of electrical energy.

In questo modo il rendimento del collettore solare (1), secondo la presente invenzione, è massimizzato, nel senso che a parità di quota di energia solare incidente, quella sfruttata è maggiore. In this way, the efficiency of the solar collector (1), according to the present invention, is maximized, in the sense that for the same amount of incident solar energy, that exploited is greater.

Per quanto concerne il passaggio (3) per i raggi solari, si noti che è opportuno, al fine di utilizzare al meglio il principio della riflessione sopra discusso, che le dimensioni di detto passaggio (3) siano studiate attentamente. As regards the passage (3) for the sun's rays, it should be noted that it is advisable, in order to make the best use of the principle of reflection discussed above, that the dimensions of said passage (3) are carefully studied.

Nell'utilizzo, i risultati migliori si ottengono quando il passaggio (3) è rivolto direttamente verso il sole; in questo senso una variante prevede che il collettore (1) sia provvisto di mezzi di movimentazione (6) ad inseguimento solare, che lo orientano in modo da mantenere il passaggio (3) sempre rivolto verso il sole nelle varie ore della giornata. In use, the best results are obtained when the passage (3) faces directly towards the sun; in this sense, a variant provides that the collector (1) is provided with movement means (6) with solar tracking, which orient it so as to keep the passage (3) always facing the sun during the various hours of the day.

Ad esempio, nell'esempio fornito i mezzi di movimentazione (6) comprendono un basamento (61) rotante orizzontale da cui si estendono due bracci (62) verticali che sostengono il collettore (1) in modo da lasciarlo libero di ruotare su un suo asse, preferibilmente un asse baricentrico. For example, in the example provided, the handling means (6) comprise a horizontal rotating base (61) from which two vertical arms (62) extend which support the manifold (1) so as to leave it free to rotate on one of its axes. , preferably a barycentric axis.

Sia la rotazione del basamento (61) attorno ad un asse verticale, che quella del collettore (1) attorno al suo asse passante per le estremità dei bracci (62) è motorizzata, ad esempio mediante un motore elettrico (preferibilmente alimentato dalla stessa energia elettrica prodotta dal collettore) per tramite di opportuni cinematismi che non vengono illustrati in quanto noti in sé (ad esempio cascate di ingranaggi, cinghie dentate, cremagliere o simili). Both the rotation of the base (61) around a vertical axis and that of the manifold (1) around its axis passing through the ends of the arms (62) is motorized, for example by means of an electric motor (preferably powered by the same electricity produced by the commutator) by means of suitable kinematic mechanisms which are not illustrated as they are known per se (for example cascades of gears, toothed belts, racks or the like).

Il principio di funzionamento dei mezzi di movimentazione ad inseguimento solare è anch'esso noto in sé (usualmente si prevede un captatore di luce per rilevare la corretta esposizione verso il sole) e pertanto non ci si sofferma oltre. The operating principle of the movement means with solar tracking is also known in itself (usually a light sensor is provided to detect the correct exposure to the sun) and therefore we do not dwell further.

Ovviamente al concetto di base appena descritto possono essere applicate numerose varianti, tutte da ritenersi oggetto della presente invenzione. Obviously, numerous variants can be applied to the basic concept just described, all to be considered as the object of the present invention.

Ad esempio il collettore (1) può avere una forma esterna differente da quella sferica, pur restando sostanzialmente sferica la cavità (2) interna. For example, the manifold (1) can have an external shape different from the spherical one, while the internal cavity (2) remains substantially spherical.

Un'altra alternativa prevede che la cavità interna (2) abbia una forma non sferica: in questo caso ci si allontana dal principio del “corpo nero” sopra indicato, ma il rendimento del collettore resta sempre più elevato di quelli piani oggi in commercio. Another alternative foresees that the internal cavity (2) has a non-spherical shape: in this case we move away from the principle of the "black body" indicated above, but the efficiency of the collector is always higher than the flat ones on the market today.

Ovviamente, poi, la superficie captante (4) può estendersi sostanzialmente sull'intera parete che delimita la cavità (2) o anche, sebbene sia meno efficiente, su parte di detta parete. Obviously, then, the absorbing surface (4) can substantially extend over the entire wall that delimits the cavity (2) or even, although it is less efficient, over part of said wall.

Ancora altre varianti prevedono delle migliorie: ad esempio in alcune soluzioni si predispongono dei pannelli solari anche sulla superficie esterna del collettore (1): parte dell'energia incidente viene riflessa, ma parte viene utilizzata. Still other variants provide for improvements: for example, in some solutions, solar panels are also arranged on the external surface of the collector (1): part of the incident energy is reflected, but part is used.

In una preferita forma realizzativa detto collettore comprende una lente atta tamponare il passaggio (3) così da evitare che all’interno della cavità (2) possano entrare polveri o acqua piovana. In a preferred embodiment said collector comprises a lens able to plug the passage (3) so as to prevent dust or rainwater from entering inside the cavity (2).

Detta lente può inoltre essere del tipo atta a convogliare la luce all finterò del collettore evitando che la luce che ha attraversato il passaggio (3) e che si trova all’ interno della cavità (2) possa fuoriuscire riattraversando il passaggio (3). Said lens can also be of the type suitable for conveying the light inside the collector avoiding that the light that has passed through the passage (3) and that is inside the cavity (2) can escape by re-crossing the passage (3).

In una forma realizzativa detto collettore comprende una fibra ottica installata in maniera tale che la luce in uscita da detta fibra ottica possa attraversare il passaggio (3). In one embodiment, said collector comprises an optical fiber installed in such a way that the light leaving said optical fiber can pass through the passage (3).

Grazie alla previsione di detta fibra ottica quindi il collettore può essere installato all’ interno di un luogo non direttamente esposto alla luce del sole, come ad esempio allfintemo di uno stabile. Thanks to the provision of said optical fiber, the collector can therefore be installed inside a place not directly exposed to sunlight, such as inside a building.

Una versione di detto collettore prevede l’utilizzo al suo interno di superimi riflettenti nel suo emisfero buio, quell’emisfero cioè che non è esposto direttamente alla luce del sole. A version of this collector provides for the use of reflective superimides inside it in its dark hemisphere, that is, that hemisphere that is not directly exposed to sunlight.

Claims

CLAIMS 1. Solar collector (1) of the type comprising at least one absorbing surface (4) for solar rays characterized by the fact that said collector (1) comprises a cavity (2) and a passage for the sun's rays (3), said at least one capturing surface (4) arranged inside the cavity (2).

2. Solar collector (1) according to the preceding claim, characterized in that said at least one capturing surface (4) extends substantially completely on a wall that delimits said cavity (2).

Solar collector (1) according to claim 1 or 2, characterized in that said cavity (2) is substantially spherical.

4. Solar collector (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that it comprises a plurality of adjacent capturing surfaces (4), uniformly arranged on walls that delimit said cavity (2).

5. Solar collector (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that it comprises movement means with solar tracking, for orienting the position of said collector (1) according to the position of the sun.

Solar collector (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that it comprises one or more solar panels on at least part of one of its external surfaces.

Solar collector (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that said at least one capturing surface is a photovoltaic panel.

8. Solar collector (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that it comprises an optical fiber installed in such a way that the light leaving said optical fiber passes through the passage (3).

Solar collector (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one reflecting surface, preferably located in its dark hemisphere, ie the one not directly exposed to sunlight.