ITCE20110002A1 - "sistema di raffreddamento statico per pannelli solari" - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell'invenzione avente per TITOLO:
"Sistema di raffreddamento statico per pannelli solari",
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un sistema di raffreddamento statico ad alte prestazioni che abbinato ad un pannello solare ne permette il suo raffreddamento, il calore asportato potrà essere utilizzato o meno per il preriscaldamento di acqua sanitaria, acqua di riscaldamento, aria, combustibili o usi in cui serva calore. Più in dettaglio questa invenzione prevede l'accoppiamento di un sistema che attraverso cambiamenti sta-to o transizioni di fase, permette il trasferimento del calore dal pannello solare con cui è in stretto contatto alle molecole di una sostanza chimica. Tale variazione di fase o di stato può essere più precisamente da solido a liquido per materiali conduttivi sia termicamente che elettricamente e da liquido a vapore con liquidi conduttivi termicamente e non, che hanno punti di ebollizione tra i 10 e 300<o>C. Più in dettaglio liquidi con le caratteristiche su definite che cambiano stato da liquido a vapore in un campo di temperatura tra i 30<e>C e 80°C a pressione compresa tra i 20 e 760 mmHg {millimetri di mercurio), e solido a liquido tra una temperatura di 30°C a 200°C. Tali tipi di sostanze saranno in seguito chiamate assorbitori. L'assorbitore così definito è inglobato o confinato in una struttura metallica come rame materiale metallico conduttivo di spessore tale da resistere alla pressione del vapore ed incollato o in stretto contatto con un pannello solare sia del tipo fotovoltaico che termico con un collante conduttivo sia termicamente e/o elettricamente che ne permette il trasferimento veloce del calore dal pannello solare all'involucro metallico e successivamente all'assorbitore, che a sua volta trasferisce il calore alle molecole costituenti la propria struttura sia per aumentarne la temperatura interna che per il cambio di fase. Tale assorbimento permette di asportare più calore con un sistema statico che per flusso di massa. Il calore accumulato nel liquido o nel vapore viene successivamente asportato attraverso sistemi convenzionali a flusso di massa esempio aria, acqua o liquido di raffreddamento o ciclo frigorifero. Quando il calore è stato trasferito, l'assorbitore ritorna al suo stato originario solido o liquido per riassorbire nuovamente calore. In dettaglio il pacchetto del sistema di raffreddamento solidale con il pannello è sostanzialmente composto da: pannello solare, collante conduttivo, scatola o contenitore o involucro metallico contenente l'assorbitore, assorbitore, ed isolante termico. Più in dettaglio:
1. Pannello solare termico è incollato con un collante termoconduttivo a base di Nitrato di Boro per una percentuale da 0 a 50%, polvere metallica costituita preferibilmente da Alluminio puro o in lega in polvere o trucioli derivante preferibilmente da materiale riciclato per una percentuale da 0 a 80%, tale metallo può essere sostituito con argento o nichel o grafite nelle percentuali da 0 al 80%, la matrice del collante può essere sia a base siliconica sia a base epossidica per il restante a 100, la scelta della matrice dipende dal materiale di cui è costituito il supporto del pannello solare e dalle condizioni ambientali della zona di istallazione dell'impianto. Tale collante deve condurre calore e preferibilmente essere elettricamente conduttivo per permettere il trasferimento del calore dal pannello solare termico al contenitore metallico dell'assorbitore. Il metallo contenente l'assorbitore deve essere preferibilmente in reme o in alluminio o compatibile con il materiale di supporto del pannello solare e deve contenere l'assorbitore. Il retro del pannello solare è incollato al contenitore dell'assorbitore e questi a sua volta è incollato ad un materiale isolante in modo da creare una barriera termica che eviti la dispersione del calore verso l'ambiente trasferendo all'assorbitore tutto il calore prodotto dal pannello minimizzando le perdite termiche, la scelta del materiale isolante non è vincolante e verrà utilizzato materiale commerciale la cui scelta dipende dal costo del materiale, dal peso, dalle condizioni ambientali e dalla tecnologia disponibile sul mercato. Quando le condizioni ambientali di istallazione lo permettano è possibile utilizzare contemporaneamente entrambi i tipi di assorbitori sia in fase liquida che solida in modo da asportare maggiore calore possibile. Tale abbinamento aumenta l'efficienza del pannello solare termico asportando più calore a parità di energia di ricevuta.
2. Pannello solare fotovoltaico è incollato con un collante termo-conduttivo a base di Nitruro di Boro per una percentuale da 0 a 50% e/o grafite nelle percentuali da 0 al 70%, la matrice del collante può essere sia a base siliconica sia a base epossidica per il restante a 100. Tale collante deve condurre calore e preferibilmente non deve essere elettricamente conduttivo per permettere il trasferimento del calore dal pannello solare fotovoltaico al contenitore metallico dell'assorbitore. Il metallo contenente l'assorbitore deve essere preferibilmente in rame o in alluminio o compatibile con il materiale di supporto del pannello fotovoltaico e deve contenere l'assorbitore. Il retro del pannello fotovoltaico è incollato al contenitore dell'assorbitore e questi a sua volta è incollato ad un materiale isolante in modo da creare una barriera termica che eviti la dispersione del calore verso l'ambiente trasferendo all'assorbitore tutto il calóre prodotto dal pannello minimizzando le perdite termiche, la scelta del materiale isolante non è vincolante e verrà utilizzato materiale commerciale la cui scelta dipende dal costo del materiale, dal peso, dalle condizioni ambientali e dalla tecnologia disponibile sul mercato. Quando le condizioni ambientali di istallazione lo permettano è possibile utilizzare contemporaneamente entrambi i tipi di assorbitori sìa in fase liquida che solida in modo da asportare maggiore calore possibile.
Tale sistema abbinato al pannello fotovoltaico permette di ottenere i seguenti vantaggi:
a. Recupero del rendimento elettrico pèrso con la riduzione delle temperature di lavoro da 1% al 30%.
b. Aumento della vita del pannello fotovoltaico in quanto lavora a temperature più basse e non subendo stress termici si recupera 1-2% anno di perdita elettrica per invecchiamento.
c. Produzione di calore che in un pannello fotovoltaico viene disperso, l'uso del calore recuperato è utilizzabile per molteplici usi. Quali acqua sanitaria a 40°-50°G, riscaldamento ambientale, preriscaldamento acqua, preriscaldamento combustibili, accumulo termico e la dove serva calore.
Assorbitori :Gli assorbitori sono solidi o liquidi. Sono caratterizzati da un cambiamento di fase o di stato senza che questi alteri il composto o la miscela per un numerò di cicli corrispondenti ad almeno 20 anni:
Gli assorbitori solidi possono essere a loro volta di due tipi e così costituiti:
1. Sodio Solfato deca-idrato di formula (NajSO, 10H*O) per una percentuale o Litio Nitrato tri-idrato con formula LINO,, 3H,0 da 20% a 100%. Grafite in polvere per una percentuale di 0% a 50%. In sostituzione o in abbinamento con polvere di Nichel o Argento o Indio o Bismuto o Piombo o Mitrerò di Boro solido per una percentuale da 0% a 50%. La composizione dell'assorbitore deve garantire un punto di fusione o di transizione di fase compreso tra 30°C e 150°C. Tale composizione non deve produrre degradazione o alterazione o corrosione dei componenti costitutivi, a tal proposito è ammesso l'aggiunta di sostanze anticorrosive commerciali per una percentuale massima del 1%, tale componente sarà definito in funzione del materiale del contenitore dell'assorbitore.
2. Paraffina o cera o acidi grassi sia di tipo naturale del tipo animale o minerale, che artificiale come composti organici alifatici per una percentuale da 10% a 100%
Grafite in polvere per una percentuale di 0% a 501 e Alluminio o Nitruro di Boro solido per una percentuale da 0 a 30%. Tale composizione deve garantire un punto di fusione o cambio di fase da 30°C a 80°C. Tale composizione non deve produrre degradazione o alterazione dei componenti costitutivi o corrosione fino ad una temperatura di 150°C, a tal proposito è ammesso l'aggiunta di sostanze anticorrosive commerciali per una percentuale massima del 1%, tale componente sarà definito in funzione del materiale del contenitore dell'assorbitore.
Gli assorbitori liquidi possono essere di due tipi e cosi costituiti:
1. Acqua distillata con conduttività minore di 50 micro Siemens o con un contenuto di solidi sospesi totali (TDS) pari a 100 ppm (parti per milione). EDTA (etilen diammino tetra acetico sale sodico} per una percentuale massima di 0,1%. Tale composizione deve garantire un punto di ebollizione da 30°C a 80°C ad una pressione da 20 a 760 mmHg (millimetri di mercurio). Tale composizione non deve produrre degradazione o alterazione dei componenti costitutivi fino a 150°C.
2. Acqua distillata con conduttività minore dì 50 micro Siemens o con un contenuto di solidi sospesi totali (TDS) pari a 100 ppm (parti per milione). Glicole etilenico per una percentuale da 5% al 80% e/o Etanolo per una percentuale da 5% al 80% e/o Pentano per una percentuale da 5% al 50% o Eptano per una percentuale Da 5% al 50% e/o Nitruro di Boro liquido da 5% al 50%. Tale composizione deve garantire Un punto di ebollizione da 30°G a 80°C ad una pressione da 20 a 760 mmHg (millimetri di mercurio). Tale composizione non deve produrre degradazione o alterazione dei componenti costitutivi fino a 150°C.
Claims (1)
- RIVENDICAZIONI dell'invenzione avente per TITOLO: "Sistema di raffreddamento statico per pannelli solari" , RIVENDICAZIONI L L'abbinamento posteriore ad un pannello solare sia termico che fotovoltaico di un sistema di raffreddamento statico a cambiamento di fase e che si possono abbinare anche contemporaneamente due assorbitori sìa solidi che liquidi e che per quelli lìquidi sfruttano il principio fisico di trasferimento di massa associato al principio di Marangoni ed il principio fisico di Marangoni inverso contemporaneamente. 2. l'abbinamento secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che le sostanze definite assorbitori sono tèrmicamente conduttive e che quelli solidi abbiano un valore di conducibilità da 5 a 10000 volte maggiore del valore di conducibilità della matrice di base del composto, inoltre che siano elettricamente conduttive e composte secondo quanto dichiarato come assorbitori , 3. Secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni è che la funzione degli assorbitori sia quella di asportare il calore prodotto dal pannello e che questo produca un transizione di fase o da solido a liquido o da liquido a vapore entro un campo di temperatura compreso tra 30°C e 80°C per il liquido/vapore e 30°C e,150°C per il sólido/liquido e che gli assorbitori aumentino l'efficienza della potenza elettrica dei pannelli fotovoltaici fino al 30% e del rendimento termico del pannello solare termico fino al 30%.
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