ITAN20120001A1 - Pannello energetico ibrido, con funzione isolante, acustica, impermeabile, capace di garantire la conversione dell' energia solare in energia elettrica e termica, integrabile su edifici - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell’invenzione avente per TITOLO:
“PANNELLO ENERGETICO IBRIDO, CON FUNZIONE ISO-LANTE, ACUSTICA, IMPERMEABILE, CAPACE DI GARAN-TIRE LA CONVERSIONE DELL’ENERGIA SOLARE IN E-NERGIA ELETTRICA E TERMICA, INTEGRABILE SU EDI-FICI”
CAMPO DELLA TECNICA
La presente invenzione si inserisce nel campo dei pannelli energetici ibridi integrabili su edifici, con funzione isolante, acustica, impermeabile, capace di garantire la conversione dell’ energia solare in energia elettrica e termica.
La presente invenzione si inserisce inoltre nel campo dei pannelli energetici ibridi, in quanto prevede una pluralità di funzioni attuabili su di un unico elemento.
STATO DELLA TECNICA
La domanda di brevetto intemazionale W099 10934, pubblicata in data 04.03.1999, analizza un sistema fotovoltaico -termico ibrido, il quale include un assorbitore metallico che converte l' energia solare in energia termica , include pannelli composti da laminati, pannelli fotovoltaici costituiti da celle fotovoltaiche in silicio cristallino per trasformare l’energia solare in energia elettrica. Il dispositivo è realizzato in maniera tale da ottimizzare l’efficienza elettrica e termica.
La domanda di brevetto intemazionale DE10037757- A1, pubblicata in data 07.03.2002, descrive un elemento di rivestimento per coperture e facciate di edifici, costituito da uno strato isolante termico e/o acustico e uno strato disposto sul lato esterno dell’elemento isolante, sul quale è posto un modulo solare integrato per Γ assorbimento di energia.
La domanda di brevetto americano US20021 12419, pubblicata in data 22.08.2002, analizza un pannello in lamiera metallica per copertura o rivestimento di pareti, costituito da due elementi di rivestimento, interno ed esterno, ed uno strato intermedio di materiale isolante termico. Tale sistema include anche un dispositivo fotovoltaico costituito da celle in silicio amorfo.
La domanda di brevetto intemazionale WO 2007129985 pubblicata in data 15.11.2007, descrive un pannello fotovoltaico con solare termico integrato volto a convertire la radiazione solare in energia elettrica e termica raccolta all’intemo di una sola unità. Tale sistema è composto da un assorbitore di calore collegato alla parte inferiore di un pannello fotovoltaico laminato, ed è finalizzato a risolvere i problemi delle alte temperature legate all’ accoppiamento tra pannello fotovoltaico e isolamento termico.
La domanda di modello di utilità cinese CN201671250 , pubblicata in data 15.12.2010, analizza un nuovo sistema di tetto fotovoltaico, comprendente un pannello costituito da celle solari, un sottotelaio utilizzato per il fissaggio del pannello a celle solari e una fessura a forma di U collegato al telaietto con un bullone. Questo sistema di copertura fotovoltaica ha la funzione di produzione di energia elettrica, di tenuta all’ acqua, di protezione dal fuoco, e di isolamento termico. Tale sistema può essere applicato a diverse tipologie di coperture.
La domanda di brevetto spagnolo ES 2335169, pubblicata in data 22.03.2010 descrive un rivestimento per copertura e facciate di edifici costituito da un rivestimento fotovoltaico su di uno specifico pannello sandwich, autoportante ed isolante, che utilizza l' energia solare convertita in energia elettrica mediante l’azione del film fotovoltaico fissato sulla lamiera esterna di ciascun pannello. Tale rivestimento è caratterizzato dal fatto che il pannello sandwich è rivestito da una lamiera esterna, e da una interna tra loro separate, per accogliere il materiale isolante al loro interno.
PROBLEMA TECNICO DA RISOLVERE
In relazione allo stato della tecnica e alle soluzioni presenti sul mercato sono state riscontrate le seguenti problematiche tecniche:
• Il mercato non offre soluzioni costituite da un elemento unico che sia in grado di garantire molteplici funzioni come ad esempio quella isolante, acustica, impermeabile, e che garantisca al contempo la conversione dell’ energia solare in energia elettrica e termica, risultando integrabile anche su edifici, sia in copertura che in facciata.
• Il mercato non offre un unico pannello energetico ibrido capace di svolgere svariate funzioni, e insieme che sia di semplice e di facile installazione, con ingombri piuttosto contenuti.
Inoltre, con riferimento alla domanda di brevetto intemazionale WO9910934, pubblicata in data 04.03.1999, la conversione dell’ energia solare in energia termica avviene attraverso un assorbitore di calore da parte di un fluido che scorre all’ interno di una serpentina metallica. Tuttavia, il pannello non garantisce tenuta all’acqua, e non risulta integrabile in molteplici costruzioni edili. Con riferimento alla domanda di brevetto intemazionale WO2007 129985, pubblicata in data 15.11.2007, si descrive un pannello fotovoltaico solare termico, che converte la radiazione solare in energia elettrica e termica, ma non garantisce l’integrabilità, non minimizza l’aspetto dimensionale, né dà garanzie dal punto di vista dell’isolamento acustico tali da attenuare la rumorosità.
Con riferimento alla domanda di brevetto americano US2002 112419 pubblicata in data 22.08.2002, il sistema descritto fa sì che l' elemento fotovoltaico non sia integrabile su copertura. Inoltre, si riscontrano problemi anche per quanto concerne il montaggio del sistema, in quanto non essendo un elemento unico, è costituito da svariati componenti , motivo per cui si allungherebbero i tempi di installazione in termini di tempo così come il fattore di errore durante le operazioni di assemblaggio e montaggio dei componenti.
Gli obiettivi della presente invenzione sono quindi quelli di risolvere le problematiche sopra menzionate; in particolare proponendo tecnologie solari multifunzionali raggruppate in un unico elemento termoformabile e di facile e rapido assemblaggio ed installazione su diverse tipologie di coperture (es. residenziali, commerciali ed industriali).
L’idea è quindi quella di un pannello energetico ibrido a cui si aggiungono inoltre collettori di mandata e ritorno del fluido termico in grado di garantire impermeabilità all’edificio in cui tale pannello viene installato.
La complessità funzionale di tale pannello energetico ibrido limita la necessità di integrare a posteriori di altre funzionalità.
DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE
Pannello energetico ibrido, con funzione isolante, acustica, impermeabile, capace di garantire la conversione dell’energia solare in energia elettrica e termica, integrabile su edifici, costituito da:
-uno strato di isolamento termico ed acustico;
-uno strato di rivestimento al di sotto dello strato isolante, composto da materiale di vario tipo, volto a garantire una certa resistenza della struttura e tenuta del pannello all’acqua;
-collettore solare termico che oltre a rivestire superiormente lo strato di isolamento termico ed acustico, ha al suo interno un fluido termovettore, che garantisce la conversione dell’energia solare in energia termica.
-rivestimento fotovoltaico unito superiormente al collettore solare termico adeguato in modo tale da adattarsi al pannello sottostante volto a garantire la conversione dell’energia solare in energia elettrica.
-accessori collettori che attraversano il pannello per la mandata e il ritorno del fluido termo vettore, costituito da almeno due strati realizzati in materiale vario (es. alluminio) nel cui mezzo si creerà una canalizzazione in cui circolerà il fluido termovettore. Tutto ciò sarà in grado di garantire impermeabilità al contesto edilizio in cui il pannello in esame verrà installato.
VANTAGGI DELL’INVENZIONE
Il pannello energetico ibrido offre i vantaggi, in relazione a tutti gli aspetti problematici precedentemente esposti:
• è un elemento unico, termoformato nell’ insieme, in grado di racchiudere svariate funzioni come quella isolante, acustica, impermeabile, integrabile su edifici e la capacità di conversione dell’ energia solare in energia elettrica e termica.
• Inoltre, l' integrazione di tale pannello energetico ibrido grazie alla sua caratteristica di elemento unico termoformato agli altri componenti, consente una facile installazione sul tetto, ed è applicabile a diversi contesti edilizi.
• Tale sistema di pannello energetico ibrido proposto, ottimizza l’aspetto dimensionale, agevolando il concetto di integrabilità. • Il pannello energetico ibrido consiste di un collettore solare termico al quale è affidata sia la funzione di tenuta dell’ acqua che di captazione del calore è costituito da almeno due strati realizzati in materiale vario (es. alluminio,...) in grado di garantire una maggiore protezione e impermeabilità, nel mezzo dei quali vi è inserita la canalizzazione per la circolazione del fluido termovettore.
• Tale pannello, vista la sua costituzione come elemento energetico unico, è funzionalmente completo senza l’onere di integrare elementi vari.
La soluzione proposta è applicabile a diverse tipologie di costruzioni è caratterizzata da una elevata praticità di montaggio, garantisce grazie al suo strato di isolamento termico e acustico un elevato comfort abitativo interno.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
In Fig.1A è rappresentato la sezione longitudinale esplosa del pannello energetico ibrido, con funzione isolante, acustica, impermeabile, capace di garantire la conversione dell’ energia solare in energia elettrica e termica, integrabile su edifici;
In Fig.1B è rappresentato la sezione longitudinale assemblata del pannello energetico ibrido, con funzione isolante, acustica, impermeabile, capace di garantire la conversione dell’ energia solare in energia elettrica e termica, integrabile su edifici;
In Fig.2 è rappresentata la vista in pianta esplosa del pannello energetico ibrido, con funzione isolante, acustica, impermeabile, capace di garantire la conversione dell’ energia solare in energia elettrica e termica, integrabile su edifici;
In Fig.3 è rappresentata la vista tridimensionale assemblata del pannello energetico ibrido, con funzione isolante, acustica, impermeabile, capace di garantire la conversione dell’ energia solare in energia elettrica e termica, integrabile su edifici;
In Fig.4 è rappresentata la vista tridimensionale esplosa del pannello energetico ibrido, con funzione isolante, acustica, impermeabile, capace di garantire la conversione dell’ energia solare in energia elettrica e termica, integrabile su edifici.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA
In Fig.1A è rappresentato la sezione longitudinale esplosa del pannello energetico ibrido, con funzione isolante, acustica, impermeabile, capace di garantire la conversione dell’ energia solare in energia elettrica e termica, integrabile su edifici; in particolare la fig. 1A illustra le seguenti parti: un rivestimento 1 costituito da materiale di vario tipo posto inferiormente allo strato isolante 2, sul quale poggia un collettore solare termico 3. Su quest’ultimo è installato un modulo fotovoltaico 4 che può essere di vario tipo, su cui è posizionata la scatola di giunzione 5 e da cui fuoriescono adeguatamente isolati le condotte per la mandata 6 e il ritorno termico 7, relative al collettore solare termico 3. In Fig.1B è rappresentato la sezione longitudinale assemblata del pannello energetico ibrido, con funzione isolante, acustica, impermeabile, capace di garantire la conversione dell’ energia solare in energia elettrica e termica, integrabile su edifici; in particolare la fig. 1B illustra le seguenti parti: un rivestimento 1 costituito da materiale di vario tipo posto inferiormente allo strato isolante 2, sul quale poggia un collettore solare termico 3. Su quest’ultimo è installato un modulo fotovoltaico 4 che può essere di vario tipo, su cui è posizionata la scatola di giunzione 5 e da cui fuoriescono, adeguatamente isolate, le condotte per la mandata 6, relativa al collettore solare termico 3.
In Fig. 2 è rappresentata la vista in pianta esplosa del pannello energetico ibrido, con funzione isolante, acustica, impermeabile, capace di garantire la conversione dell’energia solare in energia elettrica e termica, integrabile su edifici; in particolare la fig. 2 illustra le seguenti parti: un collettore solare termico 3, sul quale è installato un modulo fotovoltaico 4 che può essere di vario tipo, sul quale modulo fotovoltaico è posizionata a sua volta la scatola di giunzione 5 e da cui fuoriescono, adeguatamente isolate, le condotte per la mandata 6 ed il ritorno termico 7, relative al collettore solare termico 3.
In Fig.3 è rappresentata la vista tridimensionale assemblata del pannello energetico ibrido, con funzione isolante, acustica, impermeabile, capace di garantire la conversione dell’ energia solare in energia elettrica e termica, integrabile su edifici; in particolare la fig. 3 illustra le seguenti parti: un rivestimento 1 costituito da materiale di vario tipo posto inferiormente allo strato isolante 2, sul quale poggia un collettore solare termico 3. Su quest’ultimo è installato un modulo fotovoltaico 4 che può essere di vario tipo, su cui è posizionata la scatola di giunzione 5 e da cui fuoriescono, adeguatamente isolate, le condotte per la mandata 6 e il ritorno termico 7, relative al collettore solare termico 3.
In Fig.4 è rappresentata la vista tridimensionale esplosa del pannello energetico ibrido, con funzione isolante, acustica, impermeabile, capace di garantire la conversione dell’energia solare in energia elettrica e termica, integrabile su edifici; in particolare la fig. 4 illustra le seguenti parti: un rivestimento 1 costituito da materiale di vario tipo posto inferiormente allo strato isolante 2, sul quale poggia un collettore solare termico 3. Su quest’ultimo è installato un modulo fotovoltaico 4 che può essere di vario tipo, su cui è posizionata la scatola di giunzione 5 e da cui fuoriescono adeguatamente isolati le condotte per la mandata 6 e il ritorno termico 7, relative al collettore solare termico 3.
Claims (8)
- RIVENDICAZIONI dell’invenzione avente per titolo: PANNELLO ENERGETICO IBRIDO, CON FUNZIONE ISOLANTE, ACUSTICA, IMPERMEABILE, CAPACE DI GARANTIRE LA CONVERSIONE DELL’ENERGIA SOLARE IN ENERGIA ELETTRICA E TERMICA, INTEGRABILE SU EDIFICI 1. Pannello energetico ibrido, con funzione isolante, acustica, impermeabile, capace di garantire la conversione dell’energia solare in energia elettrica e termica, integrabile su edifici, caratterizzato da: a) Uno strato di isolamento termico ed acustico, atto a garantire i requisiti di comfort abitativo interno; b) Uno strato di rivestimento inferiore allo strato isolante, accoppiato a detto strato superiore isolante, il quale rivestimento può essere costituito da materiale di vario tipo (es: lamiera metallica,...), e può essere dimensionato e conformato in maniera tale da garantire resistenza strutturale e tenuta all’acqua a livello inferiore del pannello; c) Un collettore solare termico conformato in maniera tale da far circolare al suo interno un fluido termovettore e tale da garantire la conversione dell’energia solare in energia termica, il quale collettore funge da rivestimento superiore allo strato di isolamento termico ed acustico e garantisce al contempo anche tenuta all’acqua a livello superiore dello strato isolante; d) Un rivestimento fotovoltaico accoppiato superiormente al collettore solare termico mediante meccanismo di vario tipo variabile in funzione delle tipologie di modulo (Es: laminazione, staff aggio meccanico se il modulo fotovoltaico è dotato ad esempio di cornice...), conformato in maniera tale da adattarsi al pannello sottostante, tale da garantire la conversione dell’energia solare in energia elettrica. e) Accessori collettori per la mandata e il ritorno del fluido termovettore, attraversanti il pannello in modo tale da garantire impermeabilità al sistema costruttivo in cui il pannello viene installato.
- 2. Pannello energetico ibrido, con funzione isolante, acustica, impermeabile, capace di garantire la conversione dell’energia solare in energia elettrica e termica, secondo la rivendicazione 1 , in cui il collettore solare termico, al quale è affidata sia la funzione di tenuta all’acqua che di captazione del calore, è costituito da almeno due strati realizzati in materiale vario (Es: alluminio,. . .), tra i quali strati viene ricavata una canalizzazione opportuna in cui viene fatto circolare internamente il fluido termovettore.
- 3. Pannello energetico ibrido, con funzione isolante, acustica, impermeabile, capace di garantire la conversione dell’energia solare in energia elettrica e termica, secondo la rivendicazione 1, in cui il modulo fotovoltaico, che può essere del tipo flessibile o rigido, può essere laminato direttamente alla superficie inferiore o fissato meccanicamente e le celle fotovoltaiche prodotte in silicio mono o policristallino o in silicio amorfo e rivestite da materiali di varia natura (Es : vetro, ... ).
- 4. Pannello energetico ibrido, con funzione isolante, acustica, impermeabile, capace di garantire la conversione dell’energia solare in energia elettrica e termica, secondo la rivendicazione 1, tale che il rivestimento fotovoltaico, il collettore solare termico e il pannello isolante inferiore ai precedenti elementi, risultano come un unico elemento costruttivo a tenuta di acqua, mediante l’interposizione di un legante e in grado da favorire la trasmissione del calore dal componente fotovoltaico al collettore solare termico.
- 5. Pannello energetico ibrido, con funzione isolante, acustica, impermeabile, capace di garantire la conversione dell’energia solare in energia elettrica e termica, secondo la rivendicazione 1, in cui lo strato di materiale isolante può essere di natura varia (Es: schiuma poliuretanica, lana di vetro, fibre di legno, ecc. . .) ed avente spessore e caratteristiche termiche tali da garantire un isolamento termico nonché un isolamento acustico conforme agli standard previsti da normativa per il comfort.
- 6. Pannello energetico ibrido, con funzione isolante, acustica, impermeabile, capace di garantire la conversione dell’energia solare in energia elettrica e termica, secondo la rivendicazione 1 , in cui le canalizzazioni ricavate per il passaggio dei collettori di mandata e ritorno del fluido termo-vettore nonché i cavi elettrici del pannello fotovoltaico sono realizzati in materiali conformi ai rispettivi utilizzi (Es: rame, pvc, polietilene,. .
- 7. Pannello energetico ibrido, con funzione isolante, acustica, impermeabile, capace di garantire la conversione dell’energia solare in energia elettrica e termica, secondo la rivendicazione 1, modulabile nello spessore (Es: mediante modularità dello strato isolante,...) e nelle dimensioni, tali da renderlo un prodotto industrializzabile.
- 8. Pannello energetico ibrido, con funzione isolante, acustica, impermeabile, capace di garantire la conversione dell’energia solare in energia elettrica e termica, secondo la rivendicazione 1 , conformato lateralmente in modo da essere assemblabile con facilità in contesti edilizi secondo tecniche note (Es: incastro,...), velocizzando quindi le operazioni di installazione.
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| JI J ET AL: "Effect of fluid flow and packing factor on energy performance of a wall-mounted hybrid photovoltaic/water-heating collector system", ENERGY AND BUILDINGS, LAUSANNE, CH, vol. 38, no. 12, 1 December 2006 (2006-12-01), pages 1380 - 1387, XP027939112, ISSN: 0378-7788, [retrieved on 20061201] * |
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