ITBS20120027A1 - Sistema riflettente ad inclinazione variabile per il recupero dell'energia solare esterna ai generatori fotovoltaici - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per Invenzione Industriale avente per TITOLO:

“Sistema riflettente ad inclinazione variabile per il recupero dell’energia solare esterna ai generatori fotovoltaici"

DESCRIZIONE

Oggetto e ambito tecnico

L’invenzione rientra nell’abito della generazione di energia elettrica attraverso i generatori fotovoltaici.

Si intende sfruttare la parte di radiazione solare che ricade all’esterno dei pannelli realizzando un sistema che rifletta la radiazione verso i generatori fotovoltaici, incrementandone la produzione di energia.

Stato della tecnica preesistente

Per quanto a conoscenza dell’inventore i teli riflettenti sono utilizzati in ambito agrario per migliorare la produzione e la qualità dei frutti; tali teli però sono semplicemente distesi sul terreno. Esistono anche guaine per l'impermeabilizzazione delle coperture ad alto indice di dilettanza per migliorare le condizioni termiche degli edifici, che, associate alla presenza di generatori fotovoltaici ne possono incrementare la produttività. Anche in questo caso la guaina à ̈ completamente aderente alla copertura.

Problema tecnico

Gli impianti fotovoltaici disposti a file parallele devono mantenere una distanza minima tra le file dei pannelli per evitare l’ombreggiamento reciproco. La radiazione solare che incide la superficie interfila à ̈ in parte assorbita e in parte riflessa, l’indice di dilettanza dipende dalla superficie (tipicamente erba, terreno incolto o superfici opache). Di fatto tale radiazione à ̈ sostanzialmente persa, sia perché gli indici di dilettanza sono molto bassi, sia perché l'angolo di riflessione della superficie orizzontale non à ̈ ottimale e gran parte della poca energia riflessa à ̈ dispersa verso l’atmosfera e non verso i generatori fotovoltaici.

Soluzione proposta

L’invenzione propone di interporre tra le file dei pannelli una superficie inclinata ad angolo regolabile, non rigida, avvolgibile, e ad alta dilettanza. La radiazione solare incidente tale superficie à ̈ così riflessa anziché assorbita. Esemplificando si crea artificialmente l’effetto albedo della neve, ottimizzando però nell’arco dell’anno la riflessione della radiazione solare regolando l'inclinazione della superficie riflettente, si veda il disegno 1.

Ad esempio l’incremento della produzione annua di energia elettrica, considerando un indice di dilettanza del telo R pari a 0,75 à ̈ di circa l’8.5% della produzione totale. L'incremento à ̈ quindi decisamente superiore rispetto a quello che si avrebbe posizionando orizzontalmente a terra un telo o una guaina riflettente, in quanto si attesta intorno al 3-4 %.

Il sistema riflettente inoltre non necessita di apposite strutture di sostegno, poiché à ̈ ancorato alla strutture portapannelli esistenti mediante bracci realizzati in materiale metallico. Le dimensioni del telo riflettente sono tali per cui superiormente ed inferiormente à ̈ consentito il passaggio dell’ attraverso delle apposite finestre che agevolano sia la ventilazione e il raffrescamento dei generatori fotovoltaici che lo smaltimento delle acque piovane.

Descrizione dei disegni

L’invenzione sarà ora descritta con riferimento ai disegni annessi che ne illustrano un esempio di realizzazione non limitativo. Tutti gli elementi riguardanti l’invenzione sono in tratto continuo nero.

Disegno 1

E’ uno schema del funzionamento fisico del sistema riflettente. La figura 1 mostra il caso tipico di un impianto fotovoltaico a file parallele; considerando una fila ennesima dell’impianto e la fila subito successiva si può notare che, per un periodo intermedio dell’anno, come quello rappresentato in figura, ad esempio quello che à ̈ caratterizzato da un equinozio, la radiazione solare (segmento continuo in figura) che colpisce lo spazio inter-fìla viene in parte assorbita dal terreno e in parte rilessa (segmento a zig zag della figura) ma comunque persa.

Le figure 2 e 3 mostrano come il trovato possa apportare benefici incrementando la radiazione del generatore fotovoltaico posto alla fila n+1 sia per effetto della componente riflessa, dipendente dal coefficiente di riflessione del telo (segmento a zig zag della figura 2) che fino a un dato angolo risulta a riflessione totale, sia per effetto della componente diffusa o di albedo che la stessa restituisce per il fatto stesso di esistere (figura 3)

Disegno 2

Rappresenta una sezione del sistema applicato ad una esempio di struttura portapannelli esistente sul mercato. Superiormente sono ancorati alla struttura portapannelli i rulli su cui può essere arrotolato, secondo necessità, il telo riflettente. Inferiormente sui bracci metallici avvitati alla trave portapannelli sono ancorati i tirantini in acciaio per mantenere in tensione il telo.

Il telo può essere agganciato sul braccio inferiore in varie posizioni, variandone l'inclinazione. L’inclinazione massima o minima dipende dalla distanza interfila e dall’altezza minima dal suolo dei pannelli. Nell’esempio sono state illustrate le due posizioni estreme, la massima (posizione A) e la minima (posizione B).

Disegno 3

Sostanzialmente il sistema à ̈ uguale a quello presentato nel disegno 2 ad eccezione del braccio di ancoraggio inferiore, che assume quella conformazione particolare per ovviare ad eventuali problematiche strutturali, scaricando a terra, mediante fondazione che può essere profonda, o superficiale su plinti, parte delle sollecitazioni dovute alle azioni sul telo riflettente.

Disegno 4

E’ un’ulteriore variante del sistema di ancoraggio, che può essere utilizzato nel caso in cui, per svariati motivi tecnici, normativi, di autorizzazione amministrative, i generatori fotovoltaici devono essere posizionati molto vicini al suolo. Si tratta di una piastra ancorata al suolo, se à ̈ necessario strutturalmente, saldata al braccio inferiore che à ̈ a sua volta collegato alla struttura portapannelli.

Disegno 5

Rappresenta un estratto dell’invenzione vista in pianta. E’ rappresentato un tratto di due file di pannelli. Il telo riflettente, ipotizzato nella posizione A, non copre tutta la superficie interfila, ma lascia delle finestre per consentire il passaggio deH'aria e il deflusso delle acque meteoriche.

Disegno 6

Come il disegno 5 con il telo nella posizione B, ovvero la posizione di minima inclinazione sul suolo.

Fabbricazione ed utilizzo dell’invenzione in ambito industriale

Il sistema riflettente à ̈ di semplice realizzazione, non richiede di tecnologie particolari per sua costruzione e messa in opera. Il costo per la sua realizzazione à ̈ limitato ed ampiamente coperto dall’incremento di rendimento dei generatori fotovoltaici cui

viene associato.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per il recupero di energia solare, in impianti fotovoltaici (5), caratterizzato dal fatto di comprendere una superficie riflettente (10) atta ad essere connessa tra due file adiacenti (1, 2) di pannelli fotovoltaici in modo da occupare lo spazio libero fra dette due file (1, 2) e catturare la radiazione (3) incidente tra dette due file di pannelli fotovoltaici e convogliarla su una di dette file (1, 2).
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta superficie riflettente (10) Ã ̈ in materiale morbido, flessibile.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta superficie riflettente (10) à ̈ avvolgibile attorno ad un rullo (13) disposto ad un'estremità di un braccio (12) atto ad essere connesso ad una struttura portapannelli fotovoltaici (6).
4. 4. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta superficie riflettente (10) comprende una pluralità di asole (30) atte ad essere impegnate da tiranti (32) per la connessione a dette strutture di supporto (6) di detti pannelli fotovoltaici.
5. 5. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta superficie riflettente (10) à ̈ un telo riflettente.
6. 6. Impianto fotovoltaico, comprendente una pluralità di file (1, 2) di pannelli fotovoltaici supportati da rispettive strutture di supporto (6), detti pannelli fotovoltaici essendo disposti inclinati rispetto alla radiazione solare incidente (3), caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti.
7. 7. Impianto fotovoltaico secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che dette strutture di supporto (6) sono provviste di un braccio (12) provvisto di un rullo di avvolgimento (13) di detta superficie riflettente (10).
8. 8. Impianto fotovoltaico secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detta superficie riflettente (10) Ã ̈ connessa a strutture di supporto (6) di pannelli fotovoltaici appartenenti a file adiacenti (1, 2) mediante tiranti (32) atti ad essere agganciati ad anelli (34) previsti in corrispondenza di piastre (33) definite sulle strutture di supporto (6) di detti pannelli fotovoltaici.
9. 9. Impianto fotovoltaico secondo una o più delle rivendicazioni da 6 a 8, caratterizzato dal fatto che detta superficie riflettente (10) à ̈ agganciata ad un braccio superiore (12) di una struttura di supporto (6) e ad un braccio inferiore (16; 18) di una struttura di supporto adiacente (6).
10. 10. Impianto fotovoltaico secondo una o più delle rivendicazioni da 6 a 11, caratterizzato dal fatto che detta superficie riflettente (10) à ̈ ancorata a detti bracci superiore (12) ed inferiore (16; 18), lasciando spazi vuoti (22) tra detti bracci superiore ed inferiore e detta superficie riflettente (10), in prossimità di detti bracci superiore e inferiore, per il passaggio di aria e dello scolo delle acque piovane.