ITFO20110022A1 - Sistema di raffreddamento per pannelli fotovoltaici - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

;ssa a domanda di Brevetto per Invenzione Industriale denominata :

“SISTEMA DI RAFFREDDAMENTO PER PANNELLI FOTOVOLTAICI”

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE

tituisce oggetto della presente domanda un sistema di raffreddamento delle celle voltaiche che fa riferimento al settore delle energie rinnovabili da fonte solare, loto che una delle caratteristiche dei pannelli fotovoltaici utilizzati per la conversione energia solare in energia elettrica è costituita dalla progressiva riduzione delle proprie tazioni con l’aumento della temperatura di funzionamento: l’entità di tale fenomeno viene enziata dal costruttore con l’indicazione del coefficiente di temperatura generalmente preso fra 0,4 e 0,5 per cui, ad esempio, ad un incremento della temperatura di lavoro di D corrisponde una minore produzione del 4-5%.

significa che nei mesi e nelle ore di maggiore insolazione la produzione di energia rica viene penalizzata notevolmente con punte che possono raggiungere anche il 27-28%. itt’oggi l’unico rimedio recentemente introdotto sul mercato è costituito da pannelli voltaici ibridi con il fine dichiarato di ottenere sia acqua calda sia una maggiore luzione di energia elettrica per effetto della loro capacità di asportazione del calore dai ìelli stessi: si tratta di veri e propri scambiatori costituiti da tubi a serpentina in rame o da era di alluminio sulla quale sono stampati percorsi simili, incollati o comunque ad intimo atto con la superficie posteriore del pannello fotovoltaico.

e tubazioni o nei percorsi a serpentina viene fatta circolare, quale liquido refrigerante, la ad una pressione di 1,5-2 bar con una portata di circa 2 litri/l’, mentre uno strato di jretano o altro materiale assicura l’isolamento termico dello scambiatore verso ibiente.

st ruttori indicano a regime temperature dell’acqua di ingresso TI e di uscita T2 diverse, conda che si voglia privilegiare la produzione di acqua calda o di energia elettrica ; vidente che con tali valori la possibilità di coniugare una apprezzabile riduzione della jeratura di funzionamento delle celle fv , e quindi un incremento della produzione di già elettrica, con contestuale produzione di acqua calda è limitato ad alcune particolari izioni: ad esempio, nelle piscine ove è possibile innalzare la temperatura dell’acqua anche un valore in uscita dallo scambiatore compreso fra 25 e 30°C ottenendo un contestuale e ificativo raffreddamento dei pannelli nelle ore più calde; occorre invece avere una jeratura in uscita di 45°-50°C per la produzione di acqua calda sanitaria e ciò limita :mente la capacità di raffreddamento dello scambiatore e quindi l’incremento di energia rica prodotta.

tra parte l’impiego dei pannelli fotovoltaici ibridi finalizzato al solo aumento della iuzione di energia elettrica non risulta conveniente per il loro eccessivo costo: nativamente da 600 a 800 Euro/kw di ricarico sul prezzo di un qualsiasi pannello fv. istema di raffreddamento oggetto della presente domanda di Brevetto Industriale è ruttivamente semplice, prevede semilavorati e componenti largamente presenti sul nato e , dato il basso costo, può essere ammortizzato in breve tempo: esso viene di [ito descritto con l’ausilio di tre disegni allegati quali parti integranti,

pompa centrifuga aspira, quale liquido refrigerante, acqua decalcificata da una vasca->sito inviandola in una tubazione di polipropilene o polietilene la quale alimenta una serie amificazioni o collettori fissati sul lato sopraelevato di una successione di pannelli voltaici inclinati di 20-30° rispetto al piano orizzontale.

la parte superiore dei singoli collettori, in corrispondenza delle estremità di ogni pannello, > montati con opportuna inclinazione n° 2 ugelli irrigatori con getto d’acqua a 90° così e rappresentato nel disegno n°l; un terzo ugello irrigatore con getto a 180° può essere unto in posizione equidistante fra i due precedenti qualora si voglia farlo intervenire solo resenza di temperature di lavoro dei pannelli particolarmente elevate oppure allo scopo di entare permanentemente la capacità di raffreddamento con una maggiore portata ed una iore distribuzione del liquido refrigerante.

asso idrico su ciascun pannello ha una portata di circa 1,5-2 litri/min., una pressione di 0,8 bar ad una temperatura di 22-30°C ed è distribuito uniformemente su una superficie nata di 20-30° caratterizzata da temperature che possono raggiungere anche 80-82°C.

Claims (2)

1. RIVENDICAZIONI Rlv. 1 Impianto idraulico rappresentato nel disegno n° 2 comprendente : — decalcificatore ( ad osmosi inversa o magnetico) oppure addolcitore a base di resine a scambio ionico per la decalcifìcazione dell’acqua proveniente dalla rete idrica con immissione nella vasca-deposito al fine di assicurare permanentemente un costante livello del liquido ed evitare la formazione di depositi calcarei sui pannelli fotovoltaici; — pompa centrifuga per l’invio ad ogni pannello dell’acqua necessaria al loro raffreddamento con opportuni valori di portata e pressione; — vasca-deposito a cielo aperto per acqua decalcificata; — tubazioni e raccordi sia di andata che di rito in polipropilene o polietilene , con derivazioni costituenti i collettori di alimentazione, dotati di saracinesche per la regolazione manuale della portata, e i collettori di scarico; — Ugelli irrigatori con getto a 90° e 180°; Riv. 2 ugelli irrigatori con getto a 90° posizionati, opportunamente inclinati ed orientati, in ragione di due unità alle estremità di ogni pannello f.v., sulle tubazioni costituenti i collettori di alimentazione collocate sul lato sopraelevato dei pannelli stessi. Disegno n.1. Riv. 3 Sistema di raccolta dell’acqua proveniente dagli ugelli irrigatori al fine di evitare che in impianti fotovoltaici installati a terra il liquido, dopo essere sceso lungo la superficie vetrata dei pannelli, cada sul terreno sottostante ed in esso si disperda determinando un consumo e quindi un costo tale da rendere antieconomico l’impiego del sistema di raffreddamento. Λ ciò si provvede con il montaggio di una lamiera sagomata sul lato inferiore del pannello e raccordata sui lati obliqui così come rappresentato nel disegno n.l fig. 2 : l’acqua viene raccolta e convogliata sul collettore di scarico sottostante. Riv. 4 Quale collettore dell’acqua a cielo aperto in uscita dai pannelli f.v. impiego di grondaie costituite da semitubi di PVC già in commercio o di polietilene o polipropilene tagliati in senso longitudinale così come evidenziato nello stesso disegno n.1 fig.
2. 2 . Riv.5 Modalità di utilizzo in qualsiasi tipologia di immobile del preesistente sistema di raccolta dell’acqua piovana anche per la raccolta ed il convogliamento dell’acqua in uscita dai pannelli f.v. alla vasca-deposito. Così come rappresentato dal disegno n°3 contestualmente all’avvio della pompa centrifuga vengono attivate due elettrovalvole delle quali NA , in posizione di riposo, è normalmente aperta ed NC è normalmente chiusa realizzando una contestuale manovra con la quale l’acqua di raffreddamento in caduta dai pannelli e proveniente dalla copertura dell’immobile viene deviata verso la vasca-deposito. Quando la pompa si ferma e impianto di raffreddamento è inattivo viene ripristinato il normale deflusso delle acque piovane verso il sistema fognario. In impianti f.v. di notevole potenza la portata di acqua proveniente dalla copertura dell’immobile può essere rilevante richiedendo l’utilizzo di elettrovalvole motorizzate. Riv. 6 Sistema di comando per l’avvio automatico dell’impianto mediante termostati posizionati sui pannelli f.v, in funzione di un determinato valore della temperatura di lavoro rilevata. Riv. 7 Regolazione del numero di giri della pompa centrifuga con apparecchiatura elettronica, a taglio di fase, a gradini ottenendo così la regolazione della pressione idraulica e quindi l’ampiezza della superficie irrorata in ogni pannello ed anche l’attivazione del terzo ugello (Riv. 10) Riv. 8 Regolazione manuale della portata mediante l’inserimento di una saracinesca su ogni collettore di alimentazione prima della rispettiva serie di pannelli f.v. Riv.9 Inserimento di un terzo ugello con irrigazione a 180° posizionato in maniera equidistante sulla tubazione fra gli altri due: è così possibile limitare le ore di funzionamento del sistema di raffreddamento concentrandolo e potenziandone l’efficacia con una maggiore portata di acqua nelle ore caratterizzate da una rilevante irradiazione solare. Riv.10 In alternativa a quanto previsto al punto precedente inserimento di un terzo ugello con irrigazione a 180° ma con automatica entrata in funzione solo in presenza di particolari elevate temperature di lavoro dei pannelli f.v. rilevate da apposito termostato con valore di taratura superiore a quella prevista alla Riv.6, superato il quale aumenta la velocità di rotazione della pompa centrifuga, cosi come previsto alla Riv.7, e quindi della pressione idraulica determinando l’attivazione del terzo ugello di tipo meccanico con automatismo a sfera e molla tarata per un valore di pressione superiore a quello di normale funzionamento dei due ugelli laterali.