ITMI20100853A1 - PHOTOVOLTAIC SOUND ABSORBENT PANEL FOR ANTI-NOISE BARRIERS - Google Patents
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Description
Descrizione dell’ Invenzione avente per titolo: Description of the Invention entitled:
"PANNELLO FONOASSORBENTE FOTOVOLTAICO PER BARRIERE ANTIRUMORE" "PHOTOVOLTAIC SOUND ABSORBING PANEL FOR NOISE BARRIERS"
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione riguarda un pannello fonoassorbente fotovoltaico per una barriera antirumore da installare ai lati di un 'infrastruttura di trasporto, come, ad esempio, un’autostrada, una superstrada, una linea ferroviaria, e simili, per impedire la diffusione del rumore generato lungo detta infrastruttura al di fuori dell’infrastnittura stessa e per produrre allo stesso tempo energia elettrica da immettere in rete e/o da utilizzare - preferibilmente - per alimentare i sistemi d’illuminazione e/o di segnalazione luminosa posti lungo detta infrastruttura. L’invenzione riguarda, inoltre, una barriera antirumore contenente almeno uno di detti pannelli fonoassorbenti fotovoltaici. The present invention relates to a photovoltaic sound-absorbing panel for a noise barrier to be installed on the sides of a transport infrastructure, such as, for example, a motorway, a freeway, a railway line, and the like, to prevent the spread of noise generated along said infrastructure outside the infrastructure itself and at the same time to produce electricity to be fed into the network and / or to be used - preferably - to power the lighting and / or light signaling systems located along said infrastructure. The invention also relates to a noise barrier containing at least one of said photovoltaic sound-absorbing panels.
Costituisce prassi comune e consolidata combattere l’inquinamento ambientale di tipo acustico installando barriere antirumore ai lati di un’ infrastruttura rumorosa, in particolare lungo i tratti di tale infrastruttura posti in ambito urbano o, più in generale, accanto a complessi abitativi, ospedali, e simili. It is a common and consolidated practice to combat environmental noise pollution by installing noise barriers on the sides of a noisy infrastructure, in particular along the stretches of this infrastructure located in an urban setting or, more generally, next to residential complexes, hospitals, and similar.
Tra le barriere antirumore note si citano, a titolo d’esempio non limitativo, quelle fonoisolanti e quelle fonoassorbenti. Among the known noise barriers are mentioned, by way of non-limiting example, the soundproofing and sound-absorbing ones.
Lungo un 'infrastruttura di trasporto si prevedono normalmente dei sistemi d’illuminazione e di segnalazione luminosa, posti ad esempio in corrispondenza degli svincoli, atti a consentire agli utenti di vedere chiaramente, anche di notte e/o in condizioni ambientali sfavorevoli, la segnaletica, almeno nei punti considerati particolarmente importanti e/o pericolosi. I sistemi di segnalazione luminosa, ciascuno dei quali assorbe normalmente una potenza limitata, richiedono una rete d’alimentazione elettrica, la cui installazione e manutenzione è normalmente onerosa. Along a transport infrastructure, lighting and light signaling systems are normally provided, for example at junctions, designed to allow users to see clearly, even at night and / or in unfavorable environmental conditions, the signs, at least in the points considered particularly important and / or dangerous. The light signaling systems, each of which normally absorbs a limited power, require an electrical power supply network, whose installation and maintenance is usually expensive.
Per ovviare parzialmente a tale inconveniente, i segnali luminosi vengono spesso alimentati da batterie (ri)caricate da generatori fotovoltaici abbinati alle barriere antirumore. Si parla, in tal caso, di barriere combinate antirumore fotovoltaiche. To partially obviate this drawback, the light signals are often powered by batteries (re) charged by photovoltaic generators combined with noise barriers. In this case we speak of combined photovoltaic noise barriers.
In particolare, un generatore fotovoltaico è costituito da più settori o campi, ciascuno comprendente una pluralità di moduli fotovoltaici tra essi collegati in serie ed i quali generano una corrente continua. Ciascun campo è dotato di un inverter avente la funzione di convertire, da continua in alternata, la corrente generata dai moduli collegati in serie. I diversi campi, con i relativi inverter, sono, infine, collegati in parallelo ad una dorsale elettrica di collegamento con un cosiddetto "punto di consegna", ad esempio una cabina elettrica di trasformazione oppure un quadro elettrico, a seconda della tensione. In particular, a photovoltaic generator consists of several sectors or fields, each comprising a plurality of photovoltaic modules connected together in series and which generate a direct current. Each field is equipped with an inverter whose function is to convert, from direct to alternating, the current generated by the modules connected in series. Finally, the various fields, with the relative inverters, are connected in parallel to an electrical connection backbone with a so-called "delivery point", for example an electrical transformer cabin or an electrical panel, depending on the voltage.
Un generatore fotovoltaico del tipo sopra descritto risulta complesso, particolarmente in termini di collegamenti elettrici tra i suoi diversi moduli, i quali richiedono interventi ad opera di personale qualificato da eseguirsi sul posto. A photovoltaic generator of the type described above is complex, particularly in terms of electrical connections between its various modules, which require interventions by qualified personnel to be carried out on site.
Il problema summenzionato si complica nel caso in cui il generatore fotovoltaico debba essere integrato in una barriera antirumore, le difficoltà derivando da possibili ostacoli ed intralci di tipo strutturale, che limitano l’accessibilità all’impianto elettrico. The aforementioned problem becomes complicated in the event that the photovoltaic generator must be integrated into a noise barrier, the difficulties deriving from possible structural obstacles and hindrances, which limit accessibility to the electrical system.
Scopo principale della presente invenzione è, dunque, quello di eliminare, o quantomeno ridurre, gli inconvenienti sopra lamentati con riferimento alle barriere combinate antirumore fotovoltaiche della tecnica nota, rendendo disponibile un pannello fonoassorbente fotovoltaico in grado di produrre in uscita direttamente un segnale in corrente alternata, evitano così, vantaggiosamente, complessi collegamenti in corrente continua tra moduli fotovoltaici in una barriera combinata antirumore fotovoltaica. The main purpose of the present invention is therefore to eliminate, or at least reduce, the drawbacks mentioned above with reference to the combined photovoltaic noise barriers of the known art, making available a photovoltaic sound-absorbing panel capable of directly producing an alternating current signal. , thus advantageously avoid complex direct current connections between photovoltaic modules in a combined photovoltaic noise barrier.
Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un pannello fonoassorbente fotovoltaico, il quale risulti di facile utilizzo e possa essere prodotto a costi di fabbricazione competitivi. Another object of the present invention is to provide a photovoltaic sound-absorbing panel, which is easy to use and can be produced at competitive manufacturing costs.
Non ultimo scopo della presente invenzione è quello di fornire una barriera antirumore contenente almeno uno dei suddetti pannelli fonoassorbenti fotovoltaici. Not least object of the present invention is to provide an anti-noise barrier containing at least one of the aforesaid photovoltaic sound-absorbing panels.
Questi ed altri scopi, che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti in accordo all’invenzione con le caratteristiche elencate nelle annesse rivendicazioni indipendenti 1 e 9. These and other purposes, which will appear better later, are achieved in accordance with the invention with the characteristics listed in the attached independent claims 1 and 9.
Secondo un primo aspetto della presente invenzione, si fornisce un pannello fonoassorbente fotovoltaico per barriera antirumore comprendente un supporto ed un modulo fonoassorbente ed un modulo fotovoltaico portati dal supporto. Il pannello si caratterizza per il fatto che il modulo fotovoltaico è collegato elettricamente ad un inverter dotato di mezzi di collegamento di tipo plug-in al modulo fotovoltaico di un pannello adiacente. According to a first aspect of the present invention, a photovoltaic sound-absorbing panel is provided for an anti-noise barrier comprising a support and a sound-absorbing module and a photovoltaic module carried by the support. The panel is characterized by the fact that the photovoltaic module is electrically connected to an inverter equipped with plug-in connection means to the photovoltaic module of an adjacent panel.
Secondo un altro aspetto dell’invenzione, si fornisce una barriera antirumore comprendente almeno uno dei suddetti pannelli fonoassorbenti fotovoltaici. According to another aspect of the invention, an anti-noise barrier is provided comprising at least one of the aforementioned photovoltaic sound-absorbing panels.
Preferibilmente, la barriera comprende almeno un pannello fonoassorbente fotovoltaico dell’invenzione collegato elettricamente ad uno o più moduli fotovoltaici della tecnica nota, ossia moduli fotovoltaici privi di inverter integrato e, quindi, tra loro collegati in corrente continua. Preferably, the barrier comprises at least one photovoltaic sound-absorbing panel of the invention electrically connected to one or more photovoltaic modules of the prior art, ie photovoltaic modules without integrated inverter and, therefore, connected to each other in direct current.
Più preferibilmente, la barriera comprende una pluralità di pannelli fonoassorbenti fotovoltaici dell’invenzione tra loro collegati elettricamente in modalità plug-in. More preferably, the barrier comprises a plurality of photovoltaic sound-absorbing panels of the invention electrically connected to each other in plug-in mode.
Ulteriori aspetti vantaggiosi dell’invenzione appaiono dalle rivendicazioni dipendenti. Further advantageous aspects of the invention appear from the dependent claims.
Le caratteristiche dell’invenzione risulteranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita ad una sua forma di realizzazione puramente esemplificativa, e quindi non limitativa, illustrata nei disegni annessi, in cui: The characteristics of the invention will be clearer from the detailed description that follows, referring to a purely exemplary and therefore non-limiting embodiment, illustrated in the attached drawings, in which:
la Figura 1 è una vista schematica in sezione verticale di un pannello fonoassorbente fotovoltaico con inverter integrato secondo una forma di realizzazione preferita dell’invenzione; Figure 1 is a schematic vertical section view of a photovoltaic sound-absorbing panel with integrated inverter according to a preferred embodiment of the invention;
la Figura 2 è una vista schematica di due pannelli di Figura 1, la quale mostra la modalità di collegamento elettrico di tipo plug-in dei rispettivi moduli fotovoltaici; Figure 2 is a schematic view of two panels of Figure 1, which shows the plug-in electrical connection mode of the respective photovoltaic modules;
la Figura 2a è una vista ingrandita del particolare cerchiato in Figura 2; Figure 2a is an enlarged view of the detail circled in Figure 2;
la Figura 3 è una vista in sezione verticale di una barriera antirumore secondo una forma di realizzazione preferita dell’invenzione, ottenuta combinando una pluralità di pannelli di Figura 1; Figure 3 is a vertical sectional view of a noise barrier according to a preferred embodiment of the invention, obtained by combining a plurality of panels of Figure 1;
la Figura 4 è una vista frontale della barriera di Figura 3; e Figure 4 is a front view of the barrier of Figure 3; And
la Figura 5 è una vista, che mostra schematicamente la barriera di figura 3 investita da un’onda sonora generata da un veicolo e dalla radiazione solare. Figure 5 is a view, which schematically shows the barrier of Figure 3 hit by a sound wave generated by a vehicle and by solar radiation.
Nelle figure sopra elencate, elementi uguali o simili saranno identificati mediante gli stessi riferimenti numerici. In the figures listed above, identical or similar elements will be identified by means of the same numerical references.
Con riferimento alle Figure da 1 a 2a, un pannello fonoassorbente fotovoltaico secondo l’invenzione, indicato in generale con il numero di riferimento 10, comprende un supporto 11, preferibilmente una scocca metallica, ed un modulo fonoassorbente 12 ed un modulo fotovoltaico 13 fìssati sulla scocca metallica 11 secondo modalità di per sé note. With reference to Figures 1 to 2a, a photovoltaic sound-absorbing panel according to the invention, indicated in general with the reference number 10, comprises a support 11, preferably a metal body, and a sound-absorbing module 12 and a photovoltaic module 13 fixed on the metal body 11 according to methods known per se.
Il modulo fotovoltaico può essere costituito da un semiconduttore cristallino o semicristallino o, preferibilmente, da un sottile film di semiconduttore. The photovoltaic module can consist of a crystalline or semicrystalline semiconductor or, preferably, of a thin semiconductor film.
Preferibilmente, il modulo fonoassorbente 12 ed un modulo fotovoltaico 13 vengono fissati sulla scocca metallica 11 del pannello 10 opportunamente inclinati, rispettivamente di un angolo a ed un angolo β, rispetto all’orizzontale. Preferably, the sound-absorbing module 12 and a photovoltaic module 13 are fixed on the metal body 11 of the panel 10 suitably inclined, respectively by an angle a and an angle β, with respect to the horizontal.
L’angolo a di inclinazione del modulo fonoassorbente 12 rispettto all’orizzontale è compreso, preferibilmente, tra circa 15° e circa 65°, più preferibilmente tra circa 20° e circa 40°, un valore particolarmente preferito essendo 30°. The angle a of inclination of the sound-absorbing module 12 with respect to the horizontal is preferably between about 15 ° and about 65 °, more preferably between about 20 ° and about 40 °, a particularly preferred value being 30 °.
L’angolo β di inclinazione del modulo fotovoltaico 13 rispettto all’orizzontale è, preferibilmente, non inferiore a (60-a)°, e comunque compreso tra (120-a)° e (60-a)°, questo per impedire che il modulo fonoassorbente 12 possa oscurare eccessivamente il modulo fotovoltaico 13 di un pannello 10 sottostante, quando i pannelli 10 vengono combinati a formare una barriera antirumore. Altre combinazioni di angoli a e β sono comunque possibili in casi particolari di esposizione alla luce solare ed al rumore. The angle β of inclination of the photovoltaic module 13 with respect to the horizontal is, preferably, not less than (60-a) °, and in any case between (120-a) ° and (60-a) °, this to prevent the sound-absorbing module 12 can excessively obscure the photovoltaic module 13 of an underlying panel 10, when the panels 10 are combined to form an anti-noise barrier. Other combinations of angles a and β are however possible in particular cases of exposure to sunlight and noise.
Il modulo fotovoltaico 13 del pannello 10 è collegato elettricamente ad un inverter 14, preferibilmente alloggiato nello spazio delimitato tra la scocca metallica 11 ed i moduli, fonoassorbente 12 e fotovoltaico 13, del pannello 10. The photovoltaic module 13 of the panel 10 is electrically connected to an inverter 14, preferably housed in the space delimited between the metal body 11 and the sound-absorbing 12 and photovoltaic modules 13 of the panel 10.
L’ in verter 14 presenta mezzi di collegamento elettrico di tipo a plug-in, rispettivamente 15, 16, al modulo fotovoltaico 13 di un pannello 10 adiacente. Preferibilmente, i mezzi di collegamento elettrico di tipo a plug-in sono mezzi a spina 15 - presa 16. The verter 14 has plug-in electrical connection means, respectively 15, 16, to the photovoltaic module 13 of an adjacent panel 10. Preferably, the plug-in type electrical connection means are plug means 15 - socket 16.
In alternativa, Γ in verter 14 ed i cavi elettrici di collegamento con il modulo fotovoltaico 13 possono essere integrati in una scheda per circuito stampato. Ciò permette, vantaggiosamente, di rendere più agevole il collegamento tra pannelli, grazie ad una totale assenza di cavi elettrici. Alternatively, Γ in verter 14 and the electrical cables connecting to the photovoltaic module 13 can be integrated in a printed circuit board. This advantageously allows to make the connection between panels easier, thanks to the total absence of electric cables.
In uso, e come mostrato in dettaglio in Figura 2, il modulo fotovoltaico 13 del pannello 10 trasforma la radiazione solare su esso incidente in un segnale elettrico in corrente continua Sdc, il quale viene trasmesso all’ inverter 14. L’ inverter 14 riceve il segnale Sdce lo trasforma in un corrispondente segnale in corrente alternata Sac, che può essere trasmesso ad un pannello 10 adiacente mediante il collegamento elettrico di tipo spina 15 - presa 16, oppure direttamente ad un punto di consegna. In use, and as shown in detail in Figure 2, the photovoltaic module 13 of the panel 10 transforms the solar radiation incident on it into an electrical signal in direct current Sdc, which is transmitted to the inverter 14. The inverter 14 receives the signal Sdce transforms it into a corresponding alternating current signal Sac, which can be transmitted to an adjacent panel 10 by means of the electrical connection of the plug 15 - socket 16 type, or directly to a delivery point.
Le Figure da 3 a 5 mostrano una barriera antirumore 100 secondo una forma di realizzazione preferita dell’invenzione, ottenuta combinando una pluralità di pannelli 10 del tipo sopra descritto. Figures 3 to 5 show a noise barrier 100 according to a preferred embodiment of the invention, obtained by combining a plurality of panels 10 of the type described above.
I pannelli 10 vengono, preferibilmente, fìssati secondo righe e colonne tra due o più montanti 110 ancorati ad un cordolo in calcestruzzo 120, e successivamente si procede a collegare elettricamente i relativi moduli fotovoltaici inserendo la spina 15 di un modulo fotovoltaico 13 nella presa 16 del modulo fotovoltaico 13 adiacente. The panels 10 are preferably fixed in rows and columns between two or more uprights 110 anchored to a concrete curb 120, and then the relative photovoltaic modules are electrically connected by inserting the plug 15 of a photovoltaic module 13 into the socket 16 of the photovoltaic module 13 adjacent.
Con particolare riferimento alla Figura 3, viene, ora, descritta la modalità di funzionamento della barriera antirumore 100 ottenuta combinando quattro pannelli 10 sopra descritti con riferimento alle Figure da 1 a 2a. With particular reference to Figure 3, the operating mode of the noise barrier 100 obtained by combining four panels 10 described above with reference to Figures 1 to 2a is now described.
Come detto in precedenza, i moduli fotovoltaici 13 di ciascun pannello 10 trasformano la radiazione solare R (Figura 5) su essi incidente in un segnale elettrico in corrente continua, rispettivamente Side, S2dc, S3dced S4dc, ciascuno dei quali viene trasmesso al relativo inverter 14, in cui viene trasformato in un segnale elettrico in corrente alternata, rispettivamente S jac, S2ac, S3aced S4ac. As previously mentioned, the photovoltaic modules 13 of each panel 10 transform the solar radiation R (Figure 5) incident on them into an electrical signal in direct current, respectively Side, S2dc, S3dced S4dc, each of which is transmitted to the relative inverter 14 , in which it is transformed into an electrical signal in alternating current, respectively S jac, S2ac, S3aced S4ac.
In particolare, procedendo dall’alto verso il basso lungo la barriera 100, il modulo fotovoltaico 13 del primo pannello 10 genera un segnale SJdc, il quale viene trasmesso all’inverter 14, che lo trasforma in un segnale in corrente alternata Siac. Tramite il collegamento spina 15 presa 16 tra i pannelli 10, tale segnale Slacraggiunge l’inverter 14 del secondo pannello 10, in cui viene sommato al segnale Sjacda esso prodotto. Dall’inverter 14 del secondo pannello 10 esce, quindi, un segnale Si2ac<=>Sjac+ S2ac, il quale viene trasmesso tramite il collegamento spina 15 presa 16 tra i pannelli, all’ inverter 14 del terzo pannello 10. In particular, proceeding from top to bottom along the barrier 100, the photovoltaic module 13 of the first panel 10 generates a signal SJdc, which is transmitted to the inverter 14, which transforms it into an alternating current signal Siac. Through the connection plug 15 socket 16 between the panels 10, this Slacr signal reaches the inverter 14 of the second panel 10, in which it is added to the Sjacda signal produced. A Si2ac <=> Sjac + S2ac signal comes out of the inverter 14 of the second panel 10, which is transmitted via the connection plug 15 socket 16 between the panels, to the inverter 14 of the third panel 10.
NelTinverter 14 del terzo pannello 10, il segnale S!2acsi somma al segnale S3aced il segnale risultante S123ac= Slac+ S2ac+ S3acviene trasmesso tramite il collegamento spina 15 presa 16 tra i pannelli, alPinverter 14 del quarto pannello 10. In the inverter 14 of the third panel 10, the signal S! 2acsi adds to the signal S3aced the resulting signal S123ac = Slac + S2ac + S3ac is transmitted through the connection plug 15 socket 16 between the panels, to the inverter 14 of the fourth panel 10.
Analogamente, nell’inverter 14 del quarto pannello 10, il segnale Sj23acsi somma al segnale S4aced il segnale risultante Stotac= S]ac+ S2ac+ S3ac+ S4acviene trasmesso al punto di consegna (non mostrato), ad esempio una cabina elettrica oppure un quadro elettrico, e da questo a mezzi atti ad utilizzare elaborare e/o accumulare detto segnale di corrente risultante. Similarly, in the inverter 14 of the fourth panel 10, the signal Sj23acsi adds to the signal S4aced the resulting signal Stotac = S] ac + S2ac + S3ac + S4ac is transmitted to the delivery point (not shown), for example an electrical cabinet or an electrical panel, and from this to means adapted to use processing and / or accumulating said resulting current signal.
Pertanto, grazie alla presenza di un inverter integrato in ciascun pannello 10 della barriera 100, ed al collegamento di tipo plug-in tra pannelli 10 adiacenti, si evitano, vantaggiosamente, complessi collegamenti in corrente continua tra moduli fotovoltaici. Therefore, thanks to the presence of an inverter integrated in each panel 10 of the barrier 100, and to the plug-in connection between adjacent panels 10, complex direct current connections between photovoltaic modules are advantageously avoided.
Inoltre, il segnale elettrico in uscita dalla barriera 100 è un segnale in corrente alternata e ciò evita, vantaggiosamente, collegamenti serie/parallelo, e relative protezioni, tra campi di un generatore fotovoltaico. Furthermore, the electrical signal at the output of the barrier 100 is an alternating current signal and this advantageously avoids series / parallel connections, and relative protections, between fields of a photovoltaic generator.
Infine, la presenza di collegamenti di tipo a plug-in tra pannelli adiacenti consente, vantaggiosamente, più agevoli interventi di manutenzione sui pannelli. Finally, the presence of plug-in type connections between adjacent panels advantageously allows easier maintenance interventions on the panels.
Una barriera antirumore secondo l’invenzione consente, in definitiva, di ottenere risparmi importanti nella realizzazione di opere di risanamento acustico, con conseguente aumento dei benefici a favore della popolazione, a partità di risorse investite a tale scopo, ad esempio dallo Stato. A noise barrier according to the invention ultimately allows for significant savings in the construction of noise abatement works, with a consequent increase in benefits for the population, in part of the resources invested for this purpose, for example by the state.
Alla forma di realizzazione dell’invenzione sopra descritta possono essere apportate numerose modifiche e variazioni di dettaglio alla portata di un tecnico del ramo, rientranti comunque entro l’ambito dell’invenzione espresso dalle rivendicazioni annesse. Numerous modifications and variations of detail within the reach of a person skilled in the art can be made to the embodiment of the invention described above, however falling within the scope of the invention expressed by the attached claims.
Ad esempio, sebbene nella presente descrizione si sia fatto sempre riferimento ad una barriera antirumore costituita da pannelli tutti dotati di inverter integrato, è possibile realizzare barriere antirumore costitute da gruppi di pannelli comprendenti due o più pannelli privi di inverter tra loro collegati in corrente continua ed un pannello con inverter integrato secondo Γ invenzione. For example, although in the present description reference has always been made to a noise barrier consisting of panels all equipped with integrated inverters, it is possible to produce noise barriers consisting of groups of panels comprising two or more panels without inverters connected to each other in direct current and a panel with integrated inverter according to the invention.
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