ITMI20090062A1 - METHOD FOR INSTALLING AN EQUIPMENT FOR RECEPTION AND EXPLOITATION OF SOLAR ENERGY - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo: Attached to a patent application for INDUSTRIAL INVENTION entitled:
“METODO PER INSTALLARE UN’APPARECCHIATURA PER LA RICEZIONE E LO SFRUTTAMENTO DELL’ENERGIA SOLARE” "METHOD FOR INSTALLING EQUIPMENT FOR THE RECEPTION AND USE OF SOLAR ENERGY"
La presente invenzione si riferisce ad un metodo installare un’apparecchiatura per la ricezione e lo sfruttamento dell’energia solare. The present invention refers to a method of installing an equipment for receiving and exploiting solar energy.
Com’è noto, sono attualmente disponibili apparecchiature per la ricezione e lo sfruttamento dell’energia solare. As is known, equipment for the reception and exploitation of solar energy is currently available.
Sono noti, per esempio, pannelli solali termici (che sfruttano le radiazioni solari per riscaldare un fluido destinato al riscaldamento di abitazioni, o per fornire direttamente acqua calda), pannelli solari fotovoltaici (che convertono l’energia solare in energia elettrica sfruttando l’effetto fotovoltaico), apparecchiature solari termodinamiche (in cui il calore del sole viene utilizzato per la movimentazione di una turbina e la generazione di energia elettrica), ecc. che vengono montati sui tetti degli edifici, per evitare zone d’ombra e cercare di ottimizzare così l’esposizione al sole (o quantomeno alla luce). For example, thermal solar panels are known (which exploit solar radiation to heat a fluid intended for heating homes, or to provide hot water directly), photovoltaic solar panels (which convert solar energy into electricity by exploiting the effect photovoltaic), thermodynamic solar equipment (in which the heat of the sun is used to move a turbine and generate electricity), etc. that are mounted on the roofs of buildings, to avoid shaded areas and thus try to optimize exposure to the sun (or at least to light).
Tuttavia, tali apparecchiature presentano un importante inconveniente relativo al fatto che sono fissate ai tetti o alle pareti sulle quali sono posizionate. However, such apparatuses have an important drawback relating to the fact that they are fixed to the roofs or walls on which they are positioned.
Tale modalità di installazione rende l’apparecchiatura poco efficiente, dal momento che la posizione reciproca del pannello e del sole varia nel corso della giornata, e per la maggior parte dell’esposizione le radiazioni incidono sul pannello secondo angoli non ottimali (cioè sostanzialmente non perpendicolari allo sviluppo planare del pannello). This method of installation makes the equipment inefficient, since the mutual position of the panel and the sun varies throughout the day, and for most of the exposure the radiation affects the panel at non-optimal angles (i.e. substantially not perpendicular to the planar development of the panel).
Scopo della presente invenzione è mettere a disposizione un metodo per installare un’apparecchiatura per la ricezione e lo sfruttamento dell’energia solare che consenta di mantenere il pannello (o i pannelli), facente parte dell’apparecchiatura medesima, orientato in maniera ottimale rispetto alla sorgente solare di radiazione. The purpose of the present invention is to provide a method for installing an apparatus for receiving and exploiting solar energy which allows to keep the panel (or panels), which are part of the apparatus itself, oriented in an optimal manner with respect to the source. solar radiation.
Un altro scopo dell’invenzione è mettere a disposizione un metodo che consenta di installare l’apparecchiatura in modo che l’impatto estetico della stessa sia ridotto rispetto alle installazioni di tipo noto, Another purpose of the invention is to provide a method that allows you to install the equipment so that its aesthetic impact is reduced compared to known installations,
Un altro scopo del trovato è mettere a disposizione un metodo che consenta di installare l’apparecchiatura in qualunque posizione, indipendentemente dalla presenza di reti di alimentazione elettrica esterne o di collegamenti con le stesse. Un altro scopo dell’invenzione è fornire un metodo di installazione che permetta all’apparecchiatura di limitare in maniera significativa i rischi di danneggiamento dovuti ad agenti atmosferici, quali per esempio il vento. Another object of the invention is to provide a method that allows the equipment to be installed in any position, regardless of the presence of external power supply networks or connections with them. Another purpose of the invention is to provide an installation method that allows the equipment to significantly limit the risk of damage due to atmospheric agents, such as for example the wind.
Questi ed altri scopi ancora sono sostanzialmente raggiunti dal metodo di installazione secondo quanto descritto nelle unite rivendicazioni. These and other objects are substantially achieved by the installation method according to what is described in the attached claims.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi appariranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita e non esclusiva dell’ invenzione. Tale descrizione viene fornita qui di seguito con riferimento alle unite figure, anch’esse aventi scopo puramente esemplificativo e pertanto non limitativo, in cui: Further features and advantages will become more apparent from the detailed description of a preferred and non-exclusive embodiment of the invention. This description is provided below with reference to the accompanying figures, also having a purely illustrative and therefore non-limiting purpose, in which:
- la figura 1 mostra una vista prospettica schematica di alcuni pannelli montati secondo il metodo oggetto della presente invenzione; Figure 1 shows a schematic perspective view of some panels mounted according to the method object of the present invention;
- la figura 2 mostra una vista schematica laterale di un pannello di figura 1 ; - le figure 3 e 4 mostrano schematicamente configurazioni operative di un pannello di figura 1 ; figure 2 shows a side schematic view of a panel of figure 1; Figures 3 and 4 schematically show operational configurations of a panel of Figure 1;
- la figura 5 mostra una vista schematica dettagliata di un pannello di figura 1, con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre; figure 5 shows a detailed schematic view of a panel of figure 1, with some parts removed to better highlight others;
- la figura 6 mostra uno schema a blocchi di un’apparecchiatura montata in accordo con il metodo oggetto dell’ invenzione. - Figure 6 shows a block diagram of an equipment mounted in accordance with the method object of the invention.
Con riferimento alle unite figure, con 1 è stata complessivamente indicata un’apparecchiatura installata tramite il metodo secondo l’invenzione. With reference to the accompanying figures, 1 indicates an equipment installed by the method according to the invention.
L’apparecchiatura 1 comprende innanzitutto almeno un pannello 2, adatto a ricevere e sfruttare l’energia solare. The equipment 1 first of all comprises at least one panel 2, suitable for receiving and exploiting solar energy.
Il pannello 2 può essere per esempio un pannello solare termico, adatto a sfruttare le radiazioni solari per riscaldare un fluido destinato al riscaldamento di abitazioni o ambienti chiusi in genere, oppure adatto a scaldare direttamente acqua calda da rendere disponibile ad uno o più utilizzatori. The panel 2 can be, for example, a thermal solar panel, suitable for exploiting solar radiation to heat a fluid intended for heating houses or closed environments in general, or suitable for directly heating hot water to be made available to one or more users.
Il pannello 2 può essere per esempio un pannello solare fotovoltaico, adatto a convertire l’energia solare in energia elettrica sfruttando l’effetto fotovoltaico. Il pannello 2 può essere per esempio parte di un’apparecchiatura solare termodinamica, in cui il calore del sole viene accumulato riscaldando un fluido, ed il relativo aumento di pressione viene impiegato per la movimentazione di una turbina e la generazione di energia elettrica. Panel 2 can be, for example, a photovoltaic solar panel, suitable for converting solar energy into electricity using the photovoltaic effect. Panel 2 can for example be part of a thermodynamic solar device, in which the heat of the sun is accumulated by heating a fluid, and the relative pressure increase is used for the movement of a turbine and the generation of electricity.
Nella presente descrizione e nelle successive rivendicazioni viene fatto riferimento ad un unico pannello 2. In the present description and in the subsequent claims reference is made to a single panel 2.
Tuttavia, il metodo secondo l’invenzione può essere applicato a diversi pannelli, come esemplificativamente mostrato in figura 1. However, the method according to the invention can be applied to different panels, as shown by way of example in Figure 1.
L’apparecchiatura 1 comprende inoltre un dispositivo di controllo 3 associato al pannello 2. The equipment 1 also comprises a control device 3 associated with the panel 2.
Il dispositivo di controllo 3 comprende un attuatole 4 attivo sul pannello 2 per movimentare lo stesso. The control device 3 comprises an actuator 4 active on the panel 2 to move the same.
L’attuatore 4 può comprendere, per esempio, un motore elettrico 4a, meccanicamente collegato al pannello 2 tramite un cinematismo 5 includente una coppia di ruote dentate 6 (figura 1). The actuator 4 may comprise, for example, an electric motor 4a, mechanically connected to the panel 2 by means of a kinematic mechanism 5 including a pair of toothed wheels 6 (Figure 1).
Il dispositivo di controllo 3 comprende inoltre almeno un primo sensore 7, adatto a rilevare radiazioni solari ed a generare un corrispondente segnale di trasmissione SI, preferibilmente rappresentativo di direzione e/o intensità di dette radiazioni solari. The control device 3 further comprises at least a first sensor 7, suitable for detecting solar radiations and for generating a corresponding transmission signal SI, preferably representative of the direction and / or intensity of said solar radiations.
Il primo sensore 7 è operativamente associato ad un’unità di elaborazione 8, adatta a ricevere il segnale di trasmissione SI ed a generare un corrispondente segnale di comando S2, destinato all’attuatore 4 affinché lo stesso movimenti il pannello 2 in funzione del segnale di trasmissione S 1. The first sensor 7 is operatively associated with a processing unit 8, suitable for receiving the transmission signal S1 and for generating a corresponding command signal S2, intended for the actuator 4 so that it moves the panel 2 as a function of the transmission S 1.
Più in particolare, il primo sensore 7, eventualmente in cooperazione con l’unità di elaborazione 8, provvede a determinare la zona più luminosa del cielo, corrispondente al posizionamento corrente del sole. More specifically, the first sensor 7, possibly in cooperation with the processing unit 8, determines the brightest area of the sky, corresponding to the current positioning of the sun.
L’unità di elaborazione 8 può quindi fare in modo che l’attuatore 4 posizioni il pannello 2 perpendicolarmente alle radiazioni solali, così da massimizzare l’efficienza dell’apparecchiatura 1, The processing unit 8 can therefore make the actuator 4 positions panel 2 perpendicular to solar radiation, so as to maximize the efficiency of the equipment 1,
L’unità di elaborazione 8 può comprendere per esempio una CPU, opportunamente programmata per svolgere le funzioni che vengono qui descritte. The processing unit 8 may include, for example, a CPU, suitably programmed to perform the functions described herein.
Vantaggiosamente, l’apparecchiatura 1 è montata sul tetto 9 e/o su una parete verticale 9 a di un edifìcio. Advantageously, the equipment 1 is mounted on the roof 9 and / or on a vertical wall 9 a of a building.
L’utilizzo delle pareti verticali degli edifici può risultare particolarmente utile nel caso in cui il tetto non possa essere utilizzato (per esempio per motivi di confine tra diversi lotti, oppure per vincoli urbanisti e storici), o anche per massimizzare l’esposizione al sole. The use of the vertical walls of the buildings can be particularly useful in the event that the roof cannot be used (for example for reasons of boundary between different lots, or for urban and historical constraints), or even to maximize exposure to the sun. .
Preferibilmente, il pannello 2 è incernierato ad una struttura di supporto 10 fissata al tetto 9 e/o alla parete 9a, in modo che il pannello 2 stesso possa ruotare intorno ad un asse di rotazione X trasversale alla direzione geografica Est-Ovest. In particolare, l’asse di rotazione X è sostanzialmente perpendicolare alla citata direzione geografica Est-Ovest. Preferably, the panel 2 is hinged to a support structure 10 fixed to the roof 9 and / or to the wall 9a, so that the panel 2 itself can rotate around an axis of rotation X transverse to the East-West geographical direction. In particular, the axis of rotation X is substantially perpendicular to the aforementioned East-West geographical direction.
Preferibilmente, la struttura di supporto 10 comprende una coppia di staffe 1 la, l lb. Preferably, the support structure 10 comprises a pair of brackets 11a, 11b.
La prima staffa 1 la presenta una guida 12, che permette una regolazione iniziale dell’inclinazione del pannello 2 rispetto al terreno; in altre parole, facendo scorrere il perno 13 nella guida 12, nella fase di installazione è possibile stabilire il cosiddetto angolo di “tilt” a. The first bracket 1 has a guide 12, which allows an initial adjustment of the inclination of the panel 2 with respect to the ground; in other words, by sliding the pin 13 into the guide 12, during the installation phase it is possible to establish the so-called “tilt” angle a.
La seconda staffa 1 lb presenta invece una cerniera che permette al pannello 2 di ruotare intorno al proprio asse di rotazione X ed intorno alla direzione Est-Ovest. The second bracket 1 1b, on the other hand, has a hinge which allows the panel 2 to rotate around its own axis of rotation X and around the East-West direction.
L’angolo di tilt a ottimale dipende sostanzialmente dalla latitudine del luogo in cui Γ apparecchiatura 1 viene installata e, se scelto opportunamente, consente di massimizzare l’esposizione del pannello 2 ai raggi solari, The optimal tilt angle a substantially depends on the latitude of the place where Γ equipment 1 is installed and, if chosen appropriately, allows to maximize the exposure of panel 2 to sunlight,
Per esempio, nel nord Italia l’angolo di tilt a sarà di circa 29°, mentre nel sud Italia l’angolo di tilt a sarà di circa 32°. For example, in northern Italy the tilt angle a will be around 29 °, while in southern Italy the tilt angle a will be around 32 °.
Una volta disposto il pannello 2 secondo l’angolo di tilt a determinato, il perno 13 viene fissato così da non poter più scorrere nella guida 12, consentendo quindi al pannello 2 la sola rotazione intorno all’asse X. Once the panel 2 has been arranged according to the angle of tilt a determined, the pin 13 is fixed so that it can no longer slide in the guide 12, thus allowing panel 2 to rotate only around the X axis.
Preferibilmente il pannello 2 ha una conformazione sostanzialmente piastriforme e presenta un profilo esterno sostanzialmente rettangolare, definito da un lato maggiore ed un lato minore. Preferably the panel 2 has a substantially plate-like conformation and has a substantially rectangular external profile, defined on a longer side and a smaller side.
Preferibilmente l’asse X è sostanzialmente parallelo al lato maggiore. Preferably the X axis is substantially parallel to the longer side.
Preferibilmente l’asse X è un asse mediano del pannello 2, ed in particolare del citato profilo rettangolare. Preferably the X axis is a median axis of the panel 2, and in particular of the aforementioned rectangular profile.
In pratica, in una vista in pianta del pannello 2 l’asse X può intersecare i due lati minori nei rispettivi punti medi, In practice, in a plan view of panel 2, the X axis can intersect the two shorter sides at their respective midpoints,
Preferibilmente, terminata la fase di installazione, l’asse mediano X presenta un’inclinazione costante rispetto al suolo. Preferably, at the end of the installation phase, the median axis X has a constant inclination with respect to the ground.
Tale inclinazione è definita dal sopra citato angolo di tilt a. This inclination is defined by the aforementioned tilt angle a.
Ciò significa che, anche a fronte di movimentazioni del pannello 2 volte a seguire le variazioni di posizione del sole, l’asse mediano X non modifica la propria inclinazione rispetto al suolo. This means that, even when the panel is moved twice to follow the changes in the position of the sun, the median axis X does not change its inclination with respect to the ground.
Nella forma di realizzazione preferita, l’apparecchiatura 1 comprende un coipo scatolare 16, preferibilmente montato sulla seconda staffa 1 lb; il corpo scatolare 16 può alloggiare almeno parzialmente il dispositivo di controllo 3, come schematicamente illustrato in figura 5. In the preferred embodiment, the apparatus 1 comprises a box-like type 16, preferably mounted on the second bracket 11b; the box-like body 16 can at least partially house the control device 3, as schematically illustrated in Figure 5.
Sempre in figura 5 è possibile notare una finestra 17, costituita da un’apertura o da una zona trasparente alle radiazioni solari, in corrispondenza della quale è posizionato il citato primo sensore 7. Also in figure 5 it is possible to see a window 17, consisting of an opening or an area transparent to solar radiation, in correspondence with which the aforementioned first sensor 7 is positioned.
Il pannello 2 è movimentabile tra una posizione di inizio corsa ed una posizione di fine corsa. The panel 2 can be moved between a stroke start position and a stroke end position.
La posizione di inizio corsa (figura 3) può essere definita dalla massima inclinazione verso Est del pannello 2, ed è la posizione in cui al mattino il pannello 2 inizia ad operare. The start position (figure 3) can be defined by the maximum inclination towards the East of the panel 2, and it is the position in which the panel 2 starts to operate in the morning.
La posizione di fine corsa (figura 4) può essere definita dalla massima inclinazione verso Ovest, ed è la posizione in cui alla sera il pannello 2 termina la propria attività. The end-of-stroke position (figure 4) can be defined by the maximum inclination towards the West, and is the position in which panel 2 ends its activity in the evening.
Preferibilmente il dispositivo di controllo 3 comprende mezzi di rilevamento 15 adatti a determinare quando il pannello 2 si trova nella posizione di fine corsa ed a generare un corrispondente segnale di fine corsa S5. Preferably the control device 3 comprises detection means 15 suitable for determining when the panel 2 is in the end-of-stroke position and for generating a corresponding end-of-stroke signal S5.
L’unità di elaborazione 8 è preferibilmente adatta a ricevere segnale di fine corsa S5 e ad inviare un corrispondente segnale di ripristino S6 all’ attuai ore 4 per movimentare il pannello 2 nella posizione di inizio corsa. The processing unit 8 is preferably suitable for receiving end-of-stroke signal S5 and sending a corresponding reset signal S6 at 4 o'clock to move the panel 2 to the start position.
Preferibilmente tale operazione è svolta prima del tramonto del sole. Preferably this operation is carried out before sunset.
Vantaggiosamente, il dispositivo di controllo 3 comprende inoltre un secondo sensore 18 adatto a rilevare una direzione e/o un’intensità del vento ed a generare un corrispondente segnale di comunicazione S3. Advantageously, the control device 3 also comprises a second sensor 18 suitable for detecting a direction and / or intensity of the wind and for generating a corresponding communication signal S3.
L’unità di elaborazione 8 è adatta a ricevere il segnale di comunicazione S3 e ad inviare all’attuatore 4 un corrispondente segnale di allarme S4, per movimentare il pannello 2 in una posizione di sicurezza. The processing unit 8 is suitable for receiving the communication signal S3 and sending a corresponding alarm signal S4 to the actuator 4, to move the panel 2 into a safety position.
In particolare, la posizione di sicurezza viene definita in modo da minimizzare la forza resistente sviluppata contro il vento. In particular, the safety position is defined in such a way as to minimize the resistant force developed against the wind.
Nella forma di realizzazione preferita, l’unità di elaborazione 8 effettua una prima verifica sull’intensità del vento, a prescindere dalla direzione dello stesso; nel caso in cui tale intensità risulta maggiore di una prefissata soglia, allora viene determinata la posizione di sicurezza del pannello 2 e viene generato il segnale di allarme S4 di conseguenza. In the preferred embodiment, the processing unit 8 performs a first check on the intensity of the wind, regardless of its direction; if this intensity is greater than a predetermined threshold, then the safety position of the panel 2 is determined and the alarm signal S4 is generated accordingly.
Preferibilmente, il segnale di allarme S4 ha prevalenza sugli altri possibili segnali di posizionamento inviati all’attuatore 4; in altre parole, anche se in funzione della posizione del sole o del raggiungimento della posizione di fine corsa l’attuatore 4 dovrebbe fare in modo che il pannello 2 sia posizionato in un certo modo, quando il segnale di allarme S4 viene generato il pannello 2 viene posto in condizione di sicurezza, almeno fino a quando il secondo sensore 18 non rileva che il vento ha ridotto la propria intensità al di sotto della soglia critica. Preferably, the alarm signal S4 prevails over the other possible positioning signals sent to the actuator 4; in other words, even if according to the position of the sun or the reaching of the end position the actuator 4 should make sure that the panel 2 is positioned in a certain way, when the alarm signal S4 is generated, the panel 2 it is placed in a safe condition, at least until the second sensor 18 detects that the wind has reduced its intensity below the critical threshold.
Come sopra accennato, è possibile che il pannello 2 sia adatto a generare energia elettrica a partire dalie radiazioni ricevute. As mentioned above, it is possible that the panel 2 is suitable for generating electrical energy starting from the received radiation.
In tal caso, l’apparecchiatura 1 può comprendere vantaggiosamente un’unità di alimentazione 14, adatta a ricevere parte dell’energia elettrica generata dal pannello 2 ed a fornire la stessa almeno alfattuatore 4 per un’alimentazione elettrica di quest’ultimo. In this case, the equipment 1 can advantageously comprise a power supply unit 14, suitable for receiving part of the electricity generated by the panel 2 and supplying the same to at least the actuator 4 for an electrical power supply of the latter.
Preferibilmente, l’unità di alimentazione 14 fornisce alimentazione elettrica anche all’unità di elaborazione 8, ed eventualmente, se necessario, anche agli altri elementi facenti parte del dispositivo di controllo 3. Preferably, the power supply unit 14 also supplies power to the processing unit 8, and possibly, if necessary, also to the other elements forming part of the control device 3.
Per esempio, una percentuale di energia elettrica pari al 4% di quella prodotta può essere dedicata al dispositivo di controllo 3. For example, a percentage of electrical energy equal to 4% of that produced can be dedicated to the control device 3.
L’invenzione consegue importanti vantaggi. The invention achieves important advantages.
Innanzitutto, l’apparecchiatura installata tramite il metodo secondo l’invenzione presenta sempre un orientamento ottimale rispetto al sole, massimizzando così la propria efficienza. First of all, the equipment installed using the method according to the invention always has an optimal orientation with respect to the sun, thus maximizing its efficiency.
Un altro vantaggio consiste nel fatto che l’impatto estetico delle apparecchiature installate secondo il metodo oggetto dell’invenzione è estremamente ridotto, e l’aspetto dell’edifìcio sul quale tali apparecchiature sono montate rimane sostanzialmente inalterato. Another advantage consists in the fact that the aesthetic impact of the equipment installed according to the method object of the invention is extremely reduced, and the appearance of the building on which such equipment is mounted remains substantially unchanged.
Un altro vantaggio consiste nel fatto che viene consentito di installale l’apparecchiatura in qualunque posizione, indipendentemente dalla presenza di reti di alimentazione elettrica esterne o di collegamenti con le stesse. Another advantage consists in the fact that it is allowed to install the equipment in any position, regardless of the presence of external power supply networks or connections with them.
Un altro consiste nel fatto che vengono ridotti in maniera significativa i rischi di danneggiamento all’apparecchiatura dovuti ad agenti atmosferici, quali per esempio il vento. Another is that the risks of damage to the equipment due to atmospheric agents, such as wind for example, are significantly reduced.
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2009
- 2009-01-22 IT IT000062A patent/ITMI20090062A1/en unknown
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