ITMI20060449A1 - PHOTOVOLTAIC OR MIXED THERMO-SOLAR PANEL WITH ADJUSTABLE CAPERS - Google Patents

PHOTOVOLTAIC OR MIXED THERMO-SOLAR PANEL WITH ADJUSTABLE CAPERS Download PDF

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ITMI20060449A1
ITMI20060449A1 IT000449A ITMI20060449A ITMI20060449A1 IT MI20060449 A1 ITMI20060449 A1 IT MI20060449A1 IT 000449 A IT000449 A IT 000449A IT MI20060449 A ITMI20060449 A IT MI20060449A IT MI20060449 A1 ITMI20060449 A1 IT MI20060449A1
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IT
Italy
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sensors
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photovoltaic
fixed structure
panel
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IT000449A
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Inventor
Perry Allan King
Camino Santiago Miranda
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King & Miranda Design S R L
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Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

dell’invenzione industriale avente per titolo: of the industrial invention entitled:

“Pannello termosolare, fotovoltaico o misto con captatori orientabili” "Solar, photovoltaic or mixed panel with adjustable sensors"

La presente invenzione concerne un pannello per termosolare o fotovoltaico con captatori orientabili. The present invention relates to a solar or photovoltaic panel with adjustable sensors.

Il crescente costo dell’energia ha portato a sviluppare tecnologie di approvvigionamento di energia solare, che ha il vantaggio di essere gratuita. The rising cost of energy has led to the development of solar energy supply technologies, which have the advantage of being free.

I pannelli termosolari sono utilizzati per scaldare l’acqua; si configurano come grosse superfici di materiale termoconduttore in contatto con tubi entro i quali scorre acqua che viene fornita agli utenti alla temperatura desiderata. Thermo solar panels are used to heat water; they are configured as large surfaces of heat-conducting material in contact with pipes through which water flows and is supplied to users at the desired temperature.

I pannelli fotovoltaici sono utilizzati per generare energia elettrica; essi sono superfici di materiale semiconduttore che, se irraggiato, è in grado di generare energia elettrica. Photovoltaic panels are used to generate electricity; they are surfaces of semiconductor material which, if irradiated, is capable of generating electrical energy.

Le prestazioni di entrambi i tipi di pannelli variano soprattutto a seconda della loro orientazione: è chiaro che una maggior esposizione ai raggi solari permette di approvvigionare maggiore energia solare, e quindi l’orientazione ideale è rivolta verso l’alto ed in direzione sud, con inclinazioni che variano a seconda della latitudine. Molti proprietari, pertanto, installano detti pannelli sul versante meridionale del tetto di casa. Non tutti gli edifici, però, hanno il tetto rivolto verso sud: non sempre, quindi, il funzionamento dei pannelli è ottimizzato. The performances of both types of panels vary mainly according to their orientation: it is clear that a greater exposure to the sun's rays allows to supply more solar energy, and therefore the ideal orientation is facing upwards and towards the south, with inclinations that vary according to latitude. Many owners therefore install these panels on the southern slope of the house roof. Not all buildings, however, have the roof facing south: therefore, the operation of the panels is not always optimized.

Un’ulteriore esigenza si è posta perché alcuni proprietari, soddisfatti del rendimento del proprio pannello, ambiscono ad aumentare il numero di pannelli e, dopo aver impegnato tutta la superficie disponibile sul tetto di casa, applicano pannelli a murature verticali rivolte verso sud. Anche in questo caso il funzionamento dei pannelli non è ottimizzato, perché i pannelli verticali non hanno il grado di inclinazione adatto. A further need arose because some owners, satisfied with the performance of their panel, aspire to increase the number of panels and, after having occupied all the available surface on the roof of the house, apply panels to vertical walls facing south. Also in this case the operation of the panels is not optimized, because the vertical panels do not have the suitable degree of inclination.

Detta esigenza è sentita anche da utenti che desiderano installare pannelli sul tetto per ragioni di integrazione con l’architettura, giacché raramente l’inclinazione ottimale dei pannelli coincide con quella dei tetti o delle coperture degli edifici. This need is also felt by users who wish to install panels on the roof for reasons of integration with the architecture, since the optimal inclination of the panels rarely coincides with that of the roofs or roofs of buildings.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un pannello termosolare o fotovoltaico o misto che presenti caratteristiche tali da permettere un irraggiamento ottimale ed un’integrazione estetica nell’architettura dell’edificio. The purpose of the present invention is to create a thermosolar or photovoltaic or mixed panel that has characteristics such as to allow optimal irradiation and aesthetic integration in the architecture of the building.

In accordo con la presente invenzione tale scopo è raggiunto con un pannello termosolare, fotovoltaico o misto, caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di captatori termosolari e/o fotovoltaici, ciascuno dei quali è girevolmente imperniato ad una struttura fissa, essendo previsti mezzi di trattenuta per bloccare detti captatori in posizioni angolari selezionate. In accordance with the present invention, this object is achieved with a thermal solar panel, photovoltaic or mixed, characterized in that it comprises a plurality of thermal solar and / or photovoltaic sensors, each of which is rotatably pivoted to a fixed structure, with retaining means being provided. to lock said sensors in selected angular positions.

In questo modo, già durante la fase di fabbricazione del pannello i captatori possono essere ruotati e bloccati in una posizione che consente Γ irraggiamento ottimale dei captatori medesimi, secondo il posizionamento desiderato nell’edificio. In this way, already during the manufacturing phase of the panel, the sensors can be rotated and locked in a position that allows optimal irradiation of the sensors themselves, according to the desired positioning in the building.

Queste ed altre caratteristiche della presente invenzione saranno rese maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata di tre esempi di realizzazione illustrati a titolo non limitativo nei disegni allegati, in cui: la figura 1 mostra una vista frontale di un pannello termosolare; These and other characteristics of the present invention will be made clearer by the detailed description of three embodiments illustrated by way of non-limiting purposes in the attached drawings, in which: Figure 1 shows a front view of a thermo-solar panel;

la figura 2 mostra una vista in sezione secondo la linea II-II di figura 1 ; la figura 3 mostra una vista in sezione ingrandita di un captatore termosolare del pannello di figura 1 ; Figure 2 shows a section view along the line II-II of Figure 1; Figure 3 shows an enlarged sectional view of a thermosolar sensor of the panel of Figure 1;

la figura 4 mostra una vista prospettica semplificata di un gruppo di captatori del pannello delle figure 1 e 2; figure 4 shows a simplified perspective view of a group of sensors of the panel of figures 1 and 2;

la figura 5 mostra un particolare della figura 4; figure 5 shows a detail of figure 4;

la figura 6 mostra una vista frontale di un pannello fotovoltaico; figure 6 shows a front view of a photovoltaic panel;

la figura 7 mostra una vista in sezione secondo la linea VII-VII di fig. 6; la figura 8 mostra una vista frontale di una parte del pannello delle figure 6 e 7; figure 7 shows a section view along the line VII-VII of fig. 6; figure 8 shows a front view of a part of the panel of figures 6 and 7;

la figura 9 mostra una vista in pianta rispetto alla figura 8; figure 9 shows a plan view with respect to figure 8;

la figura 10 una vista in sezione secondo la linea X-X di figura 9; Figure 10 is a sectional view along the line X-X of Figure 9;

la figura 11 mostra una vista frontale di un pannello misto termosolare e fotovoltaico; figure 11 shows a front view of a mixed thermosolar and photovoltaic panel;

la figura 12 mostra una vista in sezione secondo la linea XII-XII di figura 11. figure 12 shows a sectional view along the line XII-XII of figure 11.

Un primo esempio di pannello secondo l’invenzione è un pannello termosolare 1, illustrato nelle figure 1-5. A first example of a panel according to the invention is a thermosolar panel 1, illustrated in figures 1-5.

Il pannello 1 prevede una struttura metallica fissa 40, a cui è applicato per adesione ed incastro un materiale termoisolante 2. Detta struttura fissa 40 comprende una pluralità di doppie serie di fori 20, 21, ciascuna disposta ad arco come in figura 2, e fori 22 situati in posizione mediana tra dette serie 20, 21. The panel 1 provides a fixed metal structure 40, to which a thermal insulating material 2 is applied by adhesion and interlocking. Said fixed structure 40 comprises a plurality of double series of holes 20, 21, each arranged in an arch as in figure 2, and holes 22 located in the middle position between said series 20, 21.

A detta struttura fissa 40 sono girevolmente imperniati captatori 3, illustrati nelle figure 2 e 3. Ciascuno di detti captatori 3 è formato dai seguenti strati aderenti tra loro: Collectors 3, illustrated in Figures 2 and 3, are pivotally pivoted to said fixed structure 40. Each of said collectors 3 is formed by the following layers adhering to each other:

uno strato 6 di materiale termoisolante; a layer 6 of heat-insulating material;

- una superficie di irraggiamento 5, costituita in materiale termoconduttore. - an irradiation surface 5, made of heat-conducting material.

Come illustrato nelle figure 3-5, lo strato 5 è solidale ad una barra cilindrica 8, in materiale termoconduttore, dotata di un foro assiale 9, e a due elementi longitudinali 10, 12 dotati di cavità 11, 13. La barra 8 si prolunga longitudinalmente rispetto agli strati 5, 6 ed è inserita girevolmente in un corrispondente foro 22 della struttura fissa 40, fungendo da perno per la rotazione del captatore 3. As shown in figures 3-5, the layer 5 is integral with a cylindrical bar 8, made of heat-conducting material, equipped with an axial hole 9, and with two longitudinal elements 10, 12 with cavities 11, 13. The bar 8 extends longitudinally with respect to the layers 5, 6 and is rotatably inserted in a corresponding hole 22 of the fixed structure 40, acting as a pivot for the rotation of the sensor 3.

Come illustrato in figura 2, i captatori 3 possono così essere ruotati per raggiungono molteplici posizioni A, B, C. In questo modo è possibile orientare ciascuno di detti captatori 3 in modo da ottimizzarne Γ irraggiamento. As illustrated in Figure 2, the sensors 3 can thus be rotated to reach multiple positions A, B, C. In this way it is possible to orient each of said sensors 3 so as to optimize their irradiation.

Come illustrato in figura 5, una volta posizionato uno dei suddetti captatori 3 secondo una direzione opportuna, è possibile bloccarne l’orientazione mediante l’inserimento di elementi filettati 30 in fori selezionati 20, 21 di elementi profilati 41 della struttura fissa 40 e nelle cavità 11, 13 degli elementi 10, 12 dei captatori. As shown in Figure 5, once one of the aforesaid sensors 3 has been positioned in a suitable direction, it is possible to block its orientation by inserting threaded elements 30 in selected holes 20, 21 of profiled elements 41 of the fixed structure 40 and in the cavities 11, 13 of the elements 10, 12 of the sensors.

Un tubo 50 in materiale termoconduttore percorre l’interno della cavità 9 di ciascuno di detti captatori 3 per consentire la circolazione di acqua, che viene riscaldata per conduzione termica dalle pareti di detta cavità 9. 1 tubi 50 dei vari captatori 3 sono collegati tra loro e ad un circuito idraulico per l’impiego del calore generato per assorbimento dell’energia solare. A pipe 50 made of heat-conducting material runs through the interior of the cavity 9 of each of said sensors 3 to allow the circulation of water, which is heated by thermal conduction from the walls of said cavity 9. The pipes 50 of the various sensors 3 are connected to each other. and to a hydraulic circuit for the use of the heat generated by the absorption of solar energy.

Un secondo esempio di pannello secondo l’invenzione è un pannello fotovoltaico 101, illustrato nelle figure 6-10. A second example of a panel according to the invention is a photovoltaic panel 101, illustrated in Figures 6-10.

Il pannello fotovoltaico 101 prevede una struttura metallica fissa 140, a cui è applicato per incastro ed adesione un materiale elettricamente isolante 102. The photovoltaic panel 101 provides a fixed metal structure 140, to which an electrically insulating material 102 is applied by interlocking and adhesion.

Come si vede in figura 7, detta struttura fissa 140 comprende una pluralità di doppie serie di fori 120, 121, ciascuna delle quali è disposta ad arco, e fori 122 situati in posizione mediana fra dette serie 120, 121. As can be seen in Figure 7, said fixed structure 140 comprises a plurality of double series of holes 120, 121, each of which is arranged in an arc, and holes 122 located in a median position between said series 120, 121.

A detta struttura fissa 140 sono girevolmente imperniati captatori 103, illustrati nelle figure 7 e 10. Ciascuno di detti captatori 3 comprende i seguenti strati aderenti l’uno all’altro: To said fixed structure 140 are rotatably pivoted sensors 103, illustrated in Figures 7 and 10. Each of said sensors 3 includes the following layers adhering to each other:

- uno strato 107 di materiale metallico; - a layer 107 of metallic material;

- uno strato 106 di materiale elettricamente isolante; - a layer 106 of electrically insulating material;

- uno strato fotosensibile 105, sede della reazione di generazione di energia elettrica; detto strato 105 è collegato, mediante un circuito elettrico non illustrato nelle figure, ad una rete elettrica. - a photosensitive layer 105, seat of the reaction for generating electrical energy; said layer 105 is connected, by means of an electric circuit not shown in the figures, to an electric network.

Lo strato 107 è solidale ad una barra cilindrica 108 dotata di un foro assiale 109 e a due elementi longitudinali 110, 112 dotati di cavità 111, 113. La barra 108 si prolunga maggiormente in direzione longitudinale rispetto al resto del captatore 103 ed è girevolmente inserita in un corrispondente foro 122 della struttura fissa. The layer 107 is integral with a cylindrical bar 108 provided with an axial hole 109 and with two longitudinal elements 110, 112 provided with cavities 111, 113. The bar 108 extends further in the longitudinal direction with respect to the rest of the sensor 103 and is rotatably inserted in a corresponding hole 122 of the fixed structure.

Ciascun captatore 103 può così essere ruotato per raggiungere molteplici posizioni angolari, fra le quali vengono evidenziate le posizioni D, E, F di figura 7, in modo da raggiungere l’orientamento migliore per ottimizzare l’irraggiamento del suo strato fotosensibile 105. Each sensor 103 can thus be rotated to reach multiple angular positions, among which the positions D, E, F of figure 7 are highlighted, in order to reach the best orientation to optimize the irradiation of its photosensitive layer 105.

Una volta posizionato, il captatore 103 può essere bloccato con mezzi di trattenuta, ad esempio mediante rinserimento di elementi filettati, non illustrati nelle figure, in due fori della struttura fissa 140 opportunamente scelti fra quelli delle corrispondenti serie 120, 121 e nelle cavità 111, 113 di detti elementi 110, 112 del captatore. Once positioned, the sensor 103 can be locked with retaining means, for example by re-inserting threaded elements, not shown in the figures, in two holes of the fixed structure 140 suitably selected from those of the corresponding series 120, 121 and in the cavities 111, 113 of said elements 110, 112 of the sensor.

Un terzo esempio è un pannello misto 201 con captatori termosolari e fotovoltaici, illustrato nelle figure 10-11. Esso prevede una struttura fissa simile a quelle degli esempi precedenti, sulla quale vengono imperniati captatori per pannelli fotovoltaici (primo esempio) alternati a captatori per pannelli termosolari (secondo esempio). A third example is a mixed panel 201 with thermal solar and photovoltaic sensors, illustrated in Figures 10-11. It provides a fixed structure similar to those of the previous examples, on which sensors for photovoltaic panels are pivoted (first example) alternating with sensors for thermal solar panels (second example).

Il pannello 201 è formato da una struttura fissa metallica fissa 240, a cui è applicato materiale elettricamente e termicamente isolante 202. La struttura fissa 240 comprende una pluralità di doppie serie di fori 220, 221 , illustrate in figura 11 , ciascuna disposta ad arco, e fori 222 situati in posizione mediana fra dette serie 220, 221. The panel 201 is formed by a fixed metal fixed structure 240, to which electrically and thermally insulating material 202 is applied. The fixed structure 240 comprises a plurality of double series of holes 220, 221, illustrated in figure 11, each arranged in an arc, and holes 222 located in a median position between said series 220, 221.

A detta struttura fiss 240 sono girevolmente imperniati captatori termosolari 3 alternati a captatori fotovoltaici 103. Pivotally pivoted to said fixed structure 240 are thermosolar collectors 3 alternating with photovoltaic collectors 103.

Detti captatori 3 e 103 sono assemblati a detta struttura fissa 240 ed orientati esattamente come nei due esempi precedenti, e svolgono le medesime funzioni secondo le stesse modalità. Said sensors 3 and 103 are assembled to said fixed structure 240 and oriented exactly as in the two previous examples, and perform the same functions according to the same modalities.

Il procedimento di fabbricazione di un pannello (1, 101, 201) deve prevedere, per ogni captatore (3, 103), le seguenti fasi: The manufacturing process of a panel (1, 101, 201) must include, for each sensor (3, 103), the following steps:

- una prima fase di inserimento, della cavità (22, 122), della barra (8, 108) solidale con detto captatore (3, 103); - a first step of insertion, of the cavity (22, 122), of the bar (8, 108) integral with said sensor (3, 103);

- una seconda fase di rotazione di detto captatore (3, 103) fino a raggiungere una posizione (A, B, C, D, E, F) desiderata; - a second phase of rotation of said sensor (3, 103) until reaching a desired position (A, B, C, D, E, F);

una terza fase di blocco di detto captatore (3, 103) in detta posizione (A, B, C, D, E, F) mediante l’uso di elementi di trattenuta (130). a third blocking step of said sensor (3, 103) in said position (A, B, C, D, E, F) through the use of retaining elements (130).

Claims (1)

RIVENDICAZIONI 1. Pannello termosolare, fotovoltaico o misto, caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di captatori fotovoltaici (3) e/o termosolari (103), ciascuno dei quali è girevolmente imperniato ad una struttura fissa (40, 140, 240) ed essendo previsti mezzi di trattenuta (130) per bloccare detti captatori (3, 130) in posizioni angolari selezionate (A, B, C, D, E, F) 2. Pannello secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti captatori (3, 103) è solidale ad una barra (8, 108) girevole rispetto a detta struttura fisa (40, 140, 240). 3. Pannello secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che ciascuna di dette barre (8, 108) è inserita girevolmente alle estremità in una cavità (22, 122) compresa in detta struttura fissa (40, 140, 240). 4. Pannello secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti captatori (3, 103) è bloccabile nella posizione angolare selezionata mediante inserimento di elementi di bloccaggio (130) in elementi cavi (11, 13; 111, 113) di detti captatori (3, 1203) e in fori selezionati di doppie serie di fori (20, 21; 120, 121) di detta struttura fissa (40, 140, 240). 5. Pannello secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-4, caratterizzato dal fatto che detti captatori sono termosolari (3). 6. Pannello secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-4, caratterizzato dal fatto che detti captatori sono termovoltaici (103). 7. Pannello secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-4, caratterizzato dal fatto di avere almeno un captatore termosolare (3) ed almeno captatore fotovoltaico (103). 8. Pannello secondo la rivendicazione 5 o 7, caratterizzato dal fatto che ciascuna di dette barre (8) è cava. 9. Pannello secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che all’interno della cavità (9) di ciascuna di dette barre (8) è inserito un tubo (50) per permettere la circolazione di acqua. 10. Pannello secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detti tubi (50) sono collegati fra loro a formare un circuito idraulico per l’impiego del calore raccolto. 11. Pannello secondo la rivendicazione 5 o 7, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti captatori termosolari (3) comprende materiale termoisolante (2)· 12. Pannello secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzato dal fatto che detti captatori fotovoltaici (103) sono collegati ad una rete elettrica. 13. Pannello secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti captatori fotovoltaici (103) comprende materiale elettricamente isolante (102).CLAIMS 1. Thermal solar panel, photovoltaic or mixed, characterized in that it comprises a plurality of photovoltaic (3) and / or thermosolar (103) sensors, each of which is rotatably pivoted to a fixed structure (40, 140, 240) and being provided retaining means (130) for locking said sensors (3, 130) in selected angular positions (A, B, C, D, E, F) 2. Panel according to claim 1, characterized in that each of said sensors (3, 103) is integral with a bar (8, 108) rotatable with respect to said fixed structure (40, 140, 240). 3. Panel according to claim 2, characterized in that each of said bars (8, 108) is rotatably inserted at the ends into a cavity (22, 122) included in said fixed structure (40, 140, 240). 4. Panel according to any one of the preceding claims, characterized in that each of said sensors (3, 103) can be locked in the selected angular position by inserting locking elements (130) in hollow elements (11, 13; 111, 113) of said sensors (3, 1203) and in selected holes of double series of holes (20, 21; 120, 121) of said fixed structure (40, 140, 240). 5. Panel according to any one of claims 1-4, characterized in that said sensors are thermosolar (3). 6. Panel according to any one of claims 1-4, characterized in that said sensors are thermovoltaic (103). 7. Panel according to any one of claims 1-4, characterized in that it has at least one thermosolar sensor (3) and at least photovoltaic sensor (103). 8. Panel according to claim 5 or 7, characterized in that each of said bars (8) is hollow. 9. Panel according to claim 8, characterized by the fact that inside the cavity (9) of each of said bars (8) a tube (50) is inserted to allow the circulation of water. 10. Panel according to claim 9, characterized by the fact that said pipes (50) are connected together to form a hydraulic circuit for the use of the collected heat. 11. Panel according to claim 5 or 7, characterized in that each of said thermal solar collectors (3) comprises heat-insulating material (2). 12. Panel according to claim 6 or 7, characterized in that said photovoltaic sensors (103) are connected to an electrical network. 13. Panel according to claim 6 or 7, characterized in that each of said photovoltaic sensors (103) comprises electrically insulating material (102).
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