ITMI20102230A1

ITMI20102230A1 - Infrastruttura dotata di pannelli solari

Info

Publication number: ITMI20102230A1
Application number: IT002230A
Authority: IT
Inventors: Silvia Locatelli; Marco Pozzi
Original assignee: Polo S R L
Priority date: 2010-12-02
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2012-06-03
Also published as: EP2461115A1

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per BREVETTO D’INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo:

“INFRASTRUTTURA DOTATA DI PANNELLI SOLARI”

CAMPO DEL TROVATO

La seguente invenzione ha per oggetto una infrastruttura dotata di pannelli solari termici e/o fotovoltaici. La seguente invenzione trova impiego in un qualsiasi edificio di nuova o vecchia costruzione il quale richieda un sistema di produzione di energia termica e/o elettrica per mezzo di pannelli solari.

STATO DELL'ARTE

Come noto, è oggi sempre più diffusa la produzione di energia termica o elettrica tramite la cattura ed eventuale conversione dell'energia solare. Diversi sono le strutture e i mezzi utilizzati per addivenire a tale scopo cercando di ottenere il massimo rendimento e la massima durata dei pannelli.

Il rendimento dei pannelli è in generale legato alla struttura e natura intrinseca degli stessi ed anche alla corretta esposizione alla radiazione solare.

La massimizzazione della vita operativa del pannello è ovviamente anch'essa legata alla struttura del pannello in termini di resistenza, ad esempio, agli agenti atmosferici ed anche legata alla corretta manutenzione dell'impianto solare.

Dal punto di vista della massimizzazione della vita operativa diversi sono gli esempi in letteratura che illustrano sistemi o metodologie per proteggere i pannelli solari dagli agenti atmosferici che costituiscono una delle cause principali del degrado funzionale degli impianti.

Un esempio realizzativo di una struttura in grado di prevenire almeno parzialmente danni ai pannelli in presenza di pioggia, grandine o neve (si faccia riferimento al documento brevettuale CN 101640225) utilizza un peculiare sistema di movimentazione studiato a tale scopo. I pannelli solari in accordo con il documento citato sono collegati ad un telaio di sostegno mediante perni che ne consentono un supporto ed una rotazione rispetto ad un asse orizzontale; inoltre i pannelli sono anche collegati in serie tra loro tramite delle opportune barre di comando. La movimentazione delle barre comporta la simultanea rotazione rispetto al telaio di sostegno di tutti i pannelli solari vincolati alla medesima barra di comando; i pannelli pertanto ruotano simultaneamente nella stessa direzione. Inclinando via via la superficie attiva di ciascuno dei pannelli è possibile portarla da una condizione piana in cui tipicamente viene assorbita la massima radiazione solare ad una posizione sostanzialmente verticale ove, in caso di necessità, i pannelli subiscono un minor degrado per effetto degli agenti atmosferici quali pioggia, neve o grandine. La soluzione descritta risulta semplice da applicare ma non è in grado di proteggere completamente i pannelli i quali comunque rimangono esposti all’ambiente esterno e conseguentemente subiscono una diminuzione della vita utile e del rendimento,

Inoltre la tipologia di movimentazione sopra accennata richiede elevati ingombri in senso verticale e attuatori per la movimentazione piuttosto onerosi, oltre ad un sistema di controllo abbastanza complesso.

Un secondo esempio di sistemi di protezione dell’impianto solare è descritto nel documento EP 1818626 che prevede l’installazione di un dispositivo addizionale accoppiato alfimpianto ai fini di una protezione selettiva dei pannelli solari. Il sistema di protezione comprende due manicotti rotanti ad asse orizzontale disposti in corrispondenza di lati contrapposti del pannello solare ai quali si trova accoppiato un telo flessibile il quale è in grado di avvolgersi sui/svolgersi dai manicotti. L'azionamento del sistema di protezione comanda l'avvolgimento o lo svolgimento del telo il quale copre o scopre, a seconda delle esigenze, il pannello solare. Come appare immediatamente chiaro, la soluzione descritta richiede la predisposizione di un sistema di movimentazione e di un sistema di protezione aggiuntivo con conseguente aumento dei costi di installazione e manutenzione.

La soluzione descritta peraltro non protegge efficacemente il pannello da situazioni in cui la neve che si dovesse depositare sull'elemento laminare di protezione fosse troppo pesante e tale per cui la movimentazione del telo tramite i manicotti fosse impossibilitata e non è efficace anche in situazioni, viceversa, in cui l'elemento flessibile dovesse scorrere relativamente alla neve che si trova su di esso senza trascinarla (neve ghiacciata o bagnata ad esempio).

In questa situazione si avrebbe infatti una notevole perdita di efficienza in quanto, finché coperti di neve, i pannelli non potrebbero produrre energia nemmeno i presenza di giornate soleggiate.

Un terzo esempio di sistemi di protezione dei pannelli, con particolare riferimento al documento DE 2603811, è costituito da una infrastruttura presentente pannelli fotovoltaici fissabili ad una parete esterna dell'edificio. I pannelli fotovoltaici, data la loro intrinseca leggerezza (rispetto a pannelli solari termici) sono connessi tra di loro in sequenza a formare una struttura pieghevole a soffietto la quale può disporsi un una condizione operativa di completa estensione (in configurazione sostanzialmente piana) per ricevere la radiazione solare. Alternativamente i pannelli possono disporsi in una condizione di chiusura in cui la struttura si ripiega su se stessa in modo da definire un corpo compatto appoggiato alla parete laterale dell'inffastruttura edilizia. Questo terzo esempio è preposto ad essere vincolato ad una parete laterale dell’edificio solo parzialmente protetta dalle intemperie e necessita inoltre di una addizionale struttura di supporto in grado di sostenere i pannelli solari in condizione di massima estensione in quanto gli stessi a risultano a sbalzo rispetto alla parete dell'infrastruttura. L'aggiunta di una struttura di supporto incide sui costi di impianto ed installazione oltre a risultare di difficile applicazione in caso di solare termico. Un'ulteriore considerazione importante riguarda l'impatto estetico dell'intero sistema che risulta infatti visivamente invasivo.

Un ulteriore esempio di cui al documento US 4459973 concerne un'infrastruttura dotata di un esteso pannello solare termico singolo che viene adattato per scorrere sino all'intemo della soletta dell’edificio risultando interposto tra due piani dell'abitazione ad occuparne sostanzialmente l’intero ingombro in pianta. In particolare il pannello può essere movimentato dall'intemo dell'infrastruttura all'esterno ove riceve la radiazione solare e quindi retratto a rilasciare calore all’edificio.

L'oggetto dell'invenzione menzionata necessita di un alloggiamento dedicato e piuttosto oneroso in termini di volume occupato all'interno dell'infrastruttura nella quale il pannello può essere ritirato. Anche in questa forma realizzativa è necessario fornire al pannello mobile una struttura di supporto in grado di sostenerlo nella sua posizione operativa di completa estrazione. Infatti in posizione di lavoro il pannello si trova completamente a sbalzo rispetto alle pareti dell'infrastruttura e necessita conseguentemente un supporto strutturale.

Il pannello quando ritirato all'intemo della struttura dell'abitazione rilascia passivamente per irraggiamento il calore accumulato durante il giorno contribuendo a riscaldare il piano a cui lo stesso è inferiormente associato. L'installazione del pannello mobile, viste le sue dimensioni, la sua strutturalità ed il suo uso, deve essere prevista in fase di progettazione in quanto è sostanzialmente impossibile alla luce dei costi di messa in opera poter intervenire su un edificio già realizzato e non predisposto al suo alloggiamento per predisporlo a tale sistema. Oltre a presentare costi molto elevati la possibilità di implementare il dispositivo sopra sommariamente descritto è pertanto legata alla presenza dei requisiti strutturali dell'edificio, alla presenza della necessaria intercapedine di alloggiamento ed anche alla presenza di un'importante area esterna libera che deve poter accogliere il pannello estratto e la relativa struttura di supporto in uso.

SCOPI DEL TROVATO

Un primo scopo della presente invenzione è quello di risolvere una o più delle limitazioni e degli inconvenienti delle precedenti soluzioni.

Un obiettivo del trovato è quello di consentire di proteggere efficacemente i pannelli per aumentare la durata della vita utile e garantire l'efficienza degli stessi.

Un addizionale scopo è quello di offrire un sistema in grado aumentare le possibilità di sfruttare l'energia solare in aree ad elevata precipitazione nevosa rispetto ai sistemi attualmente noti ed in uso.

Un ulteriore scopo è quello di realizzare un impianto a basso costo di installazione ed il quale non necessiti di grossi interventi sull'infrastruttura.

Un obiettivo ausiliario prevede che il sistema proposto possa, oltre ad offrire una semplice e rapida messa in opera, avere un ridotto impatto estetico.

SOMMARIO

Uno o più degli scopi indicati sono sostanzialmente raggiunti da un'infrastruttura secondo una o più delle unite rivendicazioni.

Ulteriori aspetti del trovato sono qui di seguito elencati.

Un 1° aspetto indipendente concerne un'infrastruttura comprendente: un edificio avente almeno un locale comprendente un prefissato numero di pareti le quali separano un ambiente interno da un ambiente esterno, almeno un tetto presentante una superficie superiore rivolta verso l'ambiente esterno ed una superficie inferiore rivolta verso detto locale; un prefissato numero di pannelli solari; un sistema di vincolo per ciascun pannello solare per vincolare detti pannelli solari a detto edificio.

In un 2° aspetto, in accordo con il primo aspetto, detti pannelli solari sono disposti in prossimità di detto tetto, il sistema di vincolo di ciascuno di detti pannelli solari essendo configurato per permettere ai pannelli solari di disporsi in una prima condizione di lavoro in cui il pannello è esposto per ricevere la radiazione solare e di disporsi in una seconda condizione di riposo in cui il pannello è almeno parzialmente protetto, detto pannello solare disposto in detta seconda condizione non potendo ricevere la radiazione solare.

In un 3° aspetto, in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti, detti pannelli solari sono disposti in prossimità di detta superficie inferiore di detto tetto.

In un 4° aspetto, in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti, detto sistema di vincolo di ciascuno di detti pannelli solari è configurato per permettere ai pannelli solari di assumere una posizione operativa di lavoro in cui il pannello sporge da detto tetto e di assumere una posizione di riposo nella quale il pannello solare è almeno parzialmente protetto da detto tetto.

In un 5° aspetto, in accordo con uno qualsiasi degli aspetto precedenti, detti pannelli solari, in posizione di riposo, sono contenuti aH'intemo dell'ingombro verticale del tetto.

In un 6° aspetto, in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti, detto tetto, in vista dall'alto, presenta un profilo sostanzialmente poligonale.

In un 7° aspetto, in accordo con il 6° aspetto, prefissato numero di detti pannelli solari è allineato su almeno un lato di detto profilo.

In un 8° aspetto, in accordo con il 6° o 7° aspetto, un prefissato numero di pannelli solari, in condizione operativa, sporge su almeno un lato di detto profilo affiancato uno rispetto all'altro in maniera tale da essere allineati in uso.

In un 9° aspetto, in accordo con uno qualsiasi degli aspetto precedenti, detta infrastruttura comprende almeno un circuito in comunicazione con detti pannelli solari, detto circuito essendo destinato a prelevare una parte di energia assorbita dai pannelli solari ed a trasferirla ad almeno un'utenza. In un 10° aspetto, in accordo con il 9° aspetto, detta infrastruttura comprende almeno un dispositivo per il trasferimento energetico disposto su detto circuito.

In un 11° aspetto, in accordo con il 10° aspetto, detto dispositivo per il trasferimento energetico è configurato per ricevere l'energia prodotta dai pannelli solari.

In un 12° aspetto, in accordo con il 10° o 11° aspetto, detto dispositivo per il trasferimento energetico è inoltre configurato per trasferire una parte dell'energia solare assorbita dai pannelli ed inviarla ad un prefissato numero di utenze.

In un 13° aspetto, in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti, detti pannelli solari sono pannelli solari termici.

In un 14° aspetto, in accordo con gli aspetti dal 9° al 13°, detto circuito è un circuito idraulico che pone in comunicazione di fluido detti pannelli solari termici con detto dispositivo per il trasferimento energetico e dette utenze.

In un 15° aspetto, in accordo con gli aspetti dal 10° al 14°, detto dispositivo per il trasferimento energetico è uno scambiatore di calore configurato per ricevere l'energia termica prodotta dai pannelli solari. In un 16° aspetto, in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti, detta infrastruttura comprende almeno una pompa configurata per far circolare il fluido alfinterno del circuito.

In un 17° aspetto, in accordo con gli aspetti dal 1° al 12°, detti pannelli solari sono pannelli solari fotovoltaici.

In un 18° aspetto, in accordo con il 17° e con gli aspetti dal 10° al 12°, detto circuito collega detti pannelli fotovoltaici con detto dispositivo per il trasferimento energetico e dette utenze.

In un 19° aspetto, in accordo con il 18° aspetto, detto dispositivo per il trasferimento energetico è un inverter configurato per convertire la corrente continua prodotta dai pannelli solari fotovoltaici in una corrente alternata da inviare alle utenze o detto dispositivo per il trasferimento energetico è una batteria per accumulare l’energia prodotta ai fini di un successivo riutilizzo.

In un 20° aspetto, in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti, detti pannelli solari sono configurati per passare dalla prima condizione operativa di lavoro alla seconda condizione di riposo e viceversa attraverso una traslazione.

In un 21° aspetto, in accordo con il 20° aspetto, la traslazione di detti pannelli solari presenta una direzione di traslazione sostanzialmente parallela all'inclinazione del tetto.

In un 22° aspetto, in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti, detto sistema di vincolo comprende almeno un dispositivo di movimentazione.

In un 23° aspetto, in accordo con il 22° aspetto, detto dispositivo di movimentazione comprende almeno un attuatore attivo su detto pannello solare, detto attuatore consentendo la movimentazione dei pannelli solari. In un 24° aspetto, in accordo con il 23° aspetto, detto attuatore di detto dispositivo di movimentazione è un attuatore elettrico, idraulico o pneumatico.

In un 25° aspetto, in accordo con il 24° aspetto, detta infrastruttura comprende una pluralità di attuatori elettrici, idraulici o pneumatici.

In un 26° aspetto, in accordo con il 25° aspetto, detta infrastruttura presenta un attuatore ad esempio elettrico, uno per ciascun pannello solare. In un 27° aspetto, in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti, detto sistema di vincolo comprende almeno una guida la quale consente di guidare detti pannelli solari dalla posizione di lavoro a quella di riposo e viceversa.

In un 28° aspetto, in accordo con il 27° aspetto, detta infrastruttura comprende una pluralità di guide, almeno una per ciascun pannello solare. In un 29° aspetto, in accordo con il 27° o 28° aspetto, detto pannello solare è impegnato con almeno una coppia di guide.

In un 30° aspetto, in accordo con il 29° aspetto, dette guide sono sostanzialmente parallele tra loro attive su due rispettivi lati contrapposti del pannello solare.

In un 31° aspetto, in accordo con il 27° o 28° o 29° o 30° aspetto, detta guida è sostanzialmente fissa rispetto alla superficie inferiore di detto tetto.

In un 32° aspetto, in accordo con gli aspetti dal 27° al 31°, detta guida è sostanzialmente parallela alla direzione di sviluppo del tetto.

In un 33° aspetto, in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti, detta infrastruttura comprende un’unità di controllo,

In un 34° aspetto, in accordo con il 33° aspetto, detta unità di controllo è collegata a detto attuatore elettrico e configurata per azionare detto attuatore elettrico.

In un 35° aspetto, in accordo con il 33° e 34° aspetto, detta unità di controllo è configurata per consentire la programmabilità della movimentazione dei pannelli solari.

In un 36° aspetto, in accordo con il 35° aspetto, detto dispositivo di controllo consente di programmare un tempo di permanenza di detti pannelli solari in condizione operativa di lavoro.

In un 37° aspetto, in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti, detta infrastruttura comprende almeno un sensore.

In un 38° aspetto, in accordo con il 37° aspetto, detto sensore è configurato per emettere automaticamente un segnale di controllo.

In un 39° aspetto, in accordo con il 38° aspetto, detto segnale di comando determina lo spostamento dei pannelli solari nelle diverse condizioni operative di lavoro e di riposo.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Alcune forme realizzative ed alcuni aspetti del trovato saranno qui di seguito descritti con riferimento agli uniti disegni, fomiti a solo scopo indicativo e pertanto non limitativo in cui :

> La figura 1 è una vista prospettica dell'inffastruttura comprendente due possibili forme realizzative alternative dell’invenzione;

> La figura 2 è una vista laterale dell'infrastruttura che illustra la prima ed un’ulteriore possibile forma realizzativa dell’invenzione; > La figura 3 è una sezione trasversale dell'infrastruttura di figura 2; > La figura 4 è una vista prospettica dell'infrastruttura in accordo con la prima forma realizzativa con pannelli in condizione di lavoro; > La figura 5 è una vista dall'alto dell'infrastruttura di figura 4;

> La figura 6 è una vista laterale dell'infrastruttura in accordo con la prima forma realizzativa con pannelli in condizione di riposo;

> La figura 7 è una sezione trasversale dell'infrastruttura di figura 6; > La figura 8 è un dettaglio di una vista prospettica dal basso dell'infrastruttura in accordo con la prima forma realizzativa;

> La figura 9 è una vista prospettica di un pannello solare e del rispettivo sistema di vincolo.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

Con riferimento alle unite figure, con 1 è complessivamente indicata una infrastruttura comprendente un edificio 2, quale una comune abitazione, a cui si trova associato un prefissato numero di pannelli solari 3 tramite un opportuno sistema di vincolo 4 degli stessi alla struttura dell’edificio.

L'edificio 2 presenta almeno un locale 5 il quale comprende un prefissato numero di pareti 6 che separano un ambiente interno all’edificio da un ambiente esterno.

L'edificio 2 presenta inoltre un tetto 7 avente una superficie superiore 8 rivolta verso l'ambiente esterno ed una superficie inferiore 9 rivolta verso il locale. Come meglio chiarito in seguito i pannelli solari vincolati all’edificio potranno essere in alternativa o in combinazione tra loro pannelli solari termici o pannelli solari fotovoltaici a seconda delle esigenze e delle necessità dell’ utilizzatore senza tuttavia uscire dal concetto inventivo in accordo con la presente invenzione.

Una peculiarità delle diverse forme realizzative di seguito descritte è legata al particolare posizionamento dei pannelli ed alla tipologia di protezione loro offerta.

Le configurazioni in cui è possibile disporre i pannelli solari 3 rispetto all’ edificio sono svariate e verranno qui di seguito descritte le principali.

Una prima forma realizzativa preferita, visibile nelle figure da 1 a 8, prevede l'installazione di pannelli solari 3 in prossimità del tetto 7 ed in maggior dettaglio in prossimità ed in corrispondenza della superficie inferiore 9 del tetto 7.

Come mostrano le figure 4 e 5 i pannelli sono configurabili tra una posizione estratta di lavoro in cui sono esposti all’ambiente esterno ed in particolare alla radiazione solare incidente ed una posizione retratta di riposo in cui sono almeno parzialmente (ed in generale completamente) retratti e protetti sotto il tetto 7.

In particolare in posizione di riposo i pannelli solari 3 sono contenuti all'interno dell'ingombro verticale del tetto (ed immediatamente al di sotto dello stesso) in modo che quest’ultimo possa proteggere il pannello dagli agenti atmosferici. E’ possibile notare dalla vista dall'alto dell'infrastruttura 1 (fìg. 5) come quest'ultima presenti un profilo 11 sostanzialmente poligonale (tipicamente, ma non necessariamente rettangolare) e che una pluralità di pannelli solari 3 è disposta in prossimità del profilo 11.

In generale i pannelli 3 avranno ingombri in pianta relativamente ridotti (almeno un ordine di grandezza rispetto allo sviluppo della superficie del tetto) in modo da poter essere alloggiati nelle intercapedini normalmente già presenti definite tra le travi di sostegno 20 della copertura.

In altri termini i pannelli 3 si troveranno alloggiati tra due travi 20 affiancate occupandone il volume libero interposto.

In questo modo non è necessario intervenire sulla struttura del tetto in fase di installazione.

In particolare è vantaggioso posizionare un prefissato numero di pannelli su uno o più lati del profilo 11 in funzione dell’esposizione al sole dello stesso. Si noti che su ogni lato del profilo è possibile allineare una pluralità di pannelli, che, in condizione operativa, sporgono a sbalzo esternamente al profilo 11 affiancati uno all'altro e distanziati tra loro di un intervallo leggermente superiore alla sezione della trave di sostegno 20.

L’orientamento del pannello è in generale tale da risultare giacente in un piano parallelo a quello di sviluppo del tetto o in un piano leggermente inclinato (+/-5°) rispetto a quello del tetto stesso.

La movimentazione di ciascuno dei pannelli 3 tra la posizione retratta e quella estratta è garantita dal sistema di vincolo 4.

Di seguito si riportano i dettagli di una forma realizzativa specifica e non limitativa del sistema di vincolo 4 che potrà essere lo stesso in tutte le ulteriori forme realizzati ve di seguito illustrate.

Innanzitutto la funzione principale del sistema di vincolo 4 è quella di consentire di passare dalla posizione di riposo alla posizione operativa di lavoro (e viceversa) attraverso una traslazione, in particolare attraverso una traslazione nel piano del pannello e che presenta una direzione di movimentazione sostanzialmente parallela all'inclinazione del tetto 7 (ed all’asse di sviluppo delle travi di sostegno 20).

Alternativamente alla movimentazione sopra descritta (che appare la più semplice in termini di messa in opera e gestione) è possibile configurare il sistema di vincolo 4 in modo da poter eseguire un moto rotatorio o una combinazione tra moto traslatorio e rotatorio per portare il rispettivo pannello tra le due condizioni di lavoro e di riposo.

II sistema di vincolo 4 può movimentare simultaneamente tutti i pannelli tra le citate posizioni anche se opzionalmente (e con una gestione più complessa) è possibile disporre un sistema di vincolo 4 che possa controllare la movimentazione solo di un prefissato numero di pannelli (ad esempio i soli pannelli situati sul medesimo lato del profilo 11 del tetto 7, o solo alcuni dei pannelli di un medesimo lato).

Come si può notare dalle unite figure è di preferenza adottato un sistema di vincolo 4 per ciascun pannello solare 3.

Come già evidenziato, il sistema di vincolo 4 è configurato per permettere ai pannelli solari 3 di disporsi in una prima condizione di lavoro in cui il pannello è esposto per ricevere la radiazione solare (completa o parziale estrazione a sbalzo) e di disporsi in una seconda condizione di riposo in cui il pannello è almeno parzialmente protetto, non potendo così ricevere la radiazione solare o comunque ricevendone una percentuale estremamente bassa e notevolmente inferiore rispetto alla condizione di lavoro.

Come visibile in figura 3, anche in caso di abbondanti nevicate, i pannelli 3 restano coperti e protetti e possono essere estratti quando fosse possibile ricevere la radiazione solare anche in presenza di neve che, viceversa, impedirebbe il funzionamento di installazioni standard.

Sempre in figura 3 è stato rappresentato esemplificativamente un pannello standard 21 che risulta nelle condizioni illustrate del tutto inutilizzabile.

Dettagliando maggiormente una forma esemplificativa del sistema di vincolo nelle sue componenti principali e come possibile notare dalle figure 8 e 9, lo stesso comprende un dispositivo di movimentazione 12 ed una corrispondente guida 13. Il dispositivo di movimentazione 12 comprende almeno un attuatore 14, il quale in particolare può essere rappresentato da un attuatore pneumatico, idraulico o elettrico.

E’ evidente che altre forme realizzative e/o sistemi di trasmissione del moto saranno possibili (ad esempio tramite vite senza fine, etc) purché consentano lo spostamento reversibile tra le posizioni di riposo e di lavoro,

L'attuatore è attivo sul pannello solare 3 e ne consente la movimentazione. La guida 13 consente viceversa di guidare con precisione i pannelli solari 3 nel loro spostamento dalla posizione di lavoro a quella di riposo.

La guida 13 è sostanzialmente fissata all'infrastruttura 1, vantaggiosamente alla, 0 in corrispondenza della, superficie inferiore 9 del tetto 7. Il tipo di guida è ovviamente vincolato alla forma del pannello ed il suo posizionamento legato alle posizioni relative di alloggiamento ed estrazione a sbalzo che si vogliono imporre al pannello 3; di fatto com'è possibile notare dalle unite figure (si veda anche la figura 9) vengono vantaggiosamente utilizzate delle guide lineari 13 a scorrimento, opzionalmente telescopiche, fissate alla o in corrispondenza della superficie inferiore 9 del tetto 7. Se presenti sulfinfrastruttura, è possibile vincolare le guide 13, alle travi di sostegno 20 del tetto, od anche opzionalmente fissarle alle pareti 6 dell'edificio 2.

1 pannelli si impegnano ad almeno una guida 13, ed in generale ad una coppia di guide 13 parallele in modo da ottenere una precisione di movimento.

Conformemente alla direzione di movimentazione desiderata, le guide 13 possono essere disposte parallelamente all'inclinazione del tetto 7, o anche disposte orizzontalmente.

In una variante realizzativa sarà anche possibile dotare il sistema di un dispositivo 22 dedicato alla pulizia della superficie superiore 3 a del pannello ad esempio che sfrutti il movimento relativo tra il pannello 3 e l’edificio.

In questo modo ad ogni traslazione in uscita e/o in entrata del pannello tale dispositivo 22 pulisce la superficie superiore 3a mantenendo un migliore livello di efficienza del pannello stesso senza necessità di intervento manuale o di altri dispositivi più complessi.

In una forma esemplificativa estremamente semplice il dispositivo di pulizia superficiale 22 comprende almeno un raschiatore 23 una cui superficie attiva 23a è posta in prossimità/contatto con la superficie superiore 3a del pannello 3. Il raschiatore potrà essere vincolato, ad esempio, alle guide 13, ma anche a diverse parti dell’edificio, quali il tetto o la struttura portante dell’edificio stesso in maniera fissa cosi che il moto di uscita/ingresso del pannello dalla sua sede sotto il tetto comporti un automatico raschiamento della superficie.

In una seconda forma realizzativa schematicamente rappresentata in figura 1, i pannelli 3 possono essere disposti (in alternativa o in aggiunta a quelli sotto il tetto) sulla superficie superiore 8 del tetto 7. In questo particolare caso è necessario che il tetto 7 disponga di una struttura rigida di copertura 10 addizionale la quale garantisce protezione ai pannelli solari 3 in condizione di riposo. La seconda forma realizzativa è rappresentata in figura 1 con i pannelli solari in condizione di riposo, ovvero retratti all’interno del volume definito dalla struttura di copertura fissa e disposti al di sotto dell'ingombro verticale della struttura di copertura 10 stessa.

Per quanto concerne la movimentazione dei pannelli solari 3, essa è garantita da un sistema di vincolo 4, ad esempio del tipo precedentemente descritto, il quale consente la fuoriuscita dalla struttura di copertura 10 ponendo i pannelli in condizione di lavoro.

La terza forma realizzativa prevede la disposizione di pannelli solari 3 in corrispondenza di una superficie inferiore (e quindi protetta) di balconi o terrazze (configurazione visibile in figura 3). In particolare i pannelli solari 3 sono sottostanti al rispettivo balcone o terrazza, i quali, sporgendo dalle pareti dell'edificio 2 garantiscono una protezione (anche se in parte meno efficace) del pannello in condizione di riposo retratta (condizione di figura 3). La movimentazione del pannello, come descritto precedentemente, è garantita dal sistema di vincolo 4.

L'infrastruttura sopra descritta potrà, in forme realizzative più avanzate, comprendere un’unità di controllo 15 dotata di intelligenza, la quale è direttamente collegata con il sistema di vincolo 4, in particolare con gli attuatori 14.

L’unità di controllo 15 è configurata (programmata) per azionare gli attuatori 14. In una forma più primitiva l’unità di controllo 15 potrà essere rappresentata da un interruttore manualmente azionabile; alternativamente sarà costituita da un dispositivo programmabile quale un microprocessore o simile.

La programmabilità del dispositivo di controllo 15 consente di gestire la movimentazione dei pannelli solari 3 secondo varie funzioni ed in accordo a prestabiliti parametri.

In particolare è possibile programmare tramite un timer o temporizzatore un tempo di permanenza dei pannelli solari in condizione operativa di lavoro.

Si può pensare infatti di rendere automatica l’uscita ed il rientro dei pannelli legandoli alle ore di luce della località in cui sono installati.

Ovviamente sarà sempre possibile forzarne la condizione operativa a seconda delle decisioni dell’utente.

Oltre alla programmabilità temporale (o in alternativa alla stessa) è possibile adottare anche uno o più sensori 16 cablati all’unità di controllo che emettano automaticamente un segnale di controllo al verificarsi di determinate condizioni. Si potranno implementare sensori di luce ambiente o di presenza di radiazione solare di un certo livello di soglia che potranno permettere all’unità di controllo di comandare automaticamente la posizione operativa dei pannelli 3.

In caso di buio o neve o pioggia il/i sensore/i potranno inviare il corrispondente segnale alla CPU che reagirà a seconda delle istruzioni memorizzate.

In questo modo il variare delle condizioni atmosferiche/ambientali comporterà l’adeguamento del sistema massimizzandone le performances e la protezione rispetto agli agenti atmosferici.

Il segnale di controllo sarà fornito in ingresso all’unità di controllo 15, la quale determina lo spostamento dei pannelli solari 3 nelle diverse condizioni operative di lavoro e di riposo.

Come illustrato in figura 7 è possibile posizionare i sensori 16 sulla superficie superiore 8 del tetto 7.

I sensori 16 possono essere ovviamente dei sensori di diversa natura, di pressione per rilevare eventuali eccessi di carico dovuti alla neve, sensori che consentono di rilevare l'intensità della radiazione solare, oppure sensori di temperatura, di umidità, ecc...

Con riferimento all’impianto solare nella sua interezza, va notato che i pannelli solari comunicano direttamente con un circuito 17 esterno tipicamente alloggiato all’edificio, il quale è destinato a prelevare l'energia termica o elettrica prodotta dai pannelli solari e trasferirla ad almeno un'utenza 18 trasportandola (convogliandola) lungo un percorso prevalentemente chiuso quale può essere quello definito da una tubazione o da una linea/cavo elettrico. L'impianto comprende inoltre un dispositivo per il trasferimento energetico 19 disposto sul circuito 17 e configurato per ricevere l'energia prodotta dai pannelli solari 3. Il dispositivo per il trasferimento energetico 19 è inoltre configurato per trasferire una parte dell'energia solare assorbita dai pannelli ed inviarla ad un prefissato numero di utenze 18 (in tal senso il dispositivo potrà essere uno scambiatore di calore, ma anche un inverter o un accumulatore).

Come citato è possibile dotare l'infrastruttura di diverse tipologie di pannelli solari, per esempio: termici, fotovoltaici, ibridi e termodinamici.

Di seguito viene descritto con maggiore dettaglio il circuito con pannelli solari di tipo termico e quello con pannelli di tipo fotovoltaico.

Nel caso in cui si utilizzino pannelli solari di tipo termico, il circuito 17 sarà di tipo idraulico. Il circuito idraulico 17 pone in comunicazione di fluido i pannelli solari termici con il dispositivo per il trasferimento energetico 19 e le utenze 18. In questo particolare caso il circuito idraulico 17 comprende un circuito idraulico primario chiuso che trasferisce un fluido (ad esempio glicole propilenico miscelato con acqua, acqua o altro ancora) dal pannello 3 al dispositivo per il trasferimento energetico 19 (e viceversa). Il dispositivo per il trasferimento energetico 19 sarà rappresentato da un accumulatore.

Sarà poi presente un circuito idraulico secondario indipendente ed isolato dal circuito primario che porrà in comunicazione il dispositivo per il trasferimento energetico 19 con le utenze 18; In particolare il circuito secondario comprenderà l’accumulatore ove il secondo fluido potrà ricevere calore dal primo fluido. Dall’accumulatore l’acqua potrà quindi venir trasferita alle utenze per il consumo. L’impianto potrà comprendere o meno una o più pompe di ricircolazione configurate per forzare la circolazione di fluido alfintemo del circuito.

Nel caso in cui si utilizzino pannelli solari di tipo fotovoltaico il circuito 17 collega i pannelli solari 3 fotovoltaici con il dispositivo per il trasferimento energetico 19 e le utenze 18.

Il circuito sarà un circuito elettrico atto a porre in serie (o alternativamente in parallelo) i pannelli fotovoltaici ed trasferire la corrente prodotta al dispositivo per il trasferimento energetico 19.

In quest'ultimo caso il dispositivo per il trasferimento energetico 19 è costituito da un inverter configurato per convertire la corrente continua prodotta dai pannelli solari 3 fotovoltaici in una corrente alternata da inviare alle utenze alternativamente, è rappresentato da un accumulatore o batteria atta a consentire l’uso dell’energia accumulata in un secondo momento.

Il numero di pannelli solari installati e quindi della capacità produttiva dei pannelli dipende ovviamente dal fabbisogno e dalle superfici/volumi disponibili. In ogni caso si noti che la capacità energetica di quattro pannelli solari termici di dimensione pari a circa 2 mtq è di circa 6,4 kW considerando una potenza media assorbita di 880 Watt/mtq; utilizzando due vasche di accumulo di circa 300 litri ciascuna si avrà un accumulo massimo di 600 litri di acqua, che corrisponde al fabbisogno di due famiglie; in altri termini ogni coppia di pannelli ed ogni vasca assolve al fabbisogno di una famiglia media. L'utilizzo di quattro pannelli come illustrato in figura 4, i quali presentano una superficie di irradiata complessiva di circa 4 m<2>non occupano un grande spazio e sono da soli sufficienti per il fabbisogno di due famiglie.

LEGENDA

1 Infrastrutura

2 Edificio

3 Pannelli solari

4 Sistema di vincolo

5 Locale

6 Pareti

7 Tetto

8 Superficie superiore

9 Superficie inferiore

10 Strutura di copertura

11 Profilo

12 Dispositivo di movimentazione

13 Guida

14 Atuatore

15 Dispositivo di controllo

16 Sensore

17 Circuito

18 Utenze

19 Dispositivo per il trasferimento energetico 0 Travi di sostegno

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Infrastruttura ( 1 ) comprendente : un edificio (2) avente: almeno un locale (5) comprendente una pluralità di pareti (6) le quali separano un ambiente interno da un ambiente esterno all’edificio, almeno un tetto (7) presentante una superficie superiore (8) rivolta verso l'ambiente esterno ed una superficie inferiore (9) rivolta verso detto locale (5), una pluralità di pannelli solari (3); un sistema di vincolo (4) per ciascun pannello solare (3) per vincolare detti pannelli solari (3) a detto edificio (2), caratterizzato dal fatto che detti pannelli solari (3) sono disposti in prossimità di detto tetto (7), il sistema di vincolo (4) di ciascuno di detti pannelli solari (3) essendo configurato per permettere la movimentazione dei pannelli solari (3) al fine di permettere agli stessi almeno di: disporsi in una prima condizione di lavoro in cui il pannello solare (3) è esposto per ricevere la radiazione solare, disporsi in una seconda condizione di riposo in cui il pannello solare (3) è almeno parzialmente protetto, detto pannello solare (3) disposto in detta seconda condizione non potendo ricevere la radiazione solare o potendola ricevere in proporzione trascurabile rispetto alla prima condizione di lavoro.
2. Infrastruttura secondo la rivendicazione 1, in cui detti pannelli solari (3) sono disposti in prossimità di detta superficie inferiore (9) di detto tetto (7), ed in cui il sistema di vincolo (4) di ciascuno di detti pannelli solari (3) è configurato per permettere ai pannelli solari (3) di: assumere una posizione operativa di lavoro in cui il pannello solare (3) sporge da un ingombro verticale di detto tetto (7), assumere una posizione di riposo nella quale il pannello solare (3) è almeno parzialmente retratto rispetto alla posizione operativa di lavoro e almeno parzialmente protetto da detto tetto (7).
3. Infrastruttura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti pannelli solari (3), in posizione di riposo, sono contenuti all'interno dell'ingombro verticale del tetto (7).
4. Infrastruttura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto tetto (7), in vista dall'alto, presenta un profilo (11) sostanzialmente poligonale, ed in cui un prefissato numero di detti pannelli solari (3) è allineato su almeno un lato di detto profilo poligonale (11), in particolare un prefissato numero di pannelli solari (3), in condizione operativa, sporge da almeno un lato di detto profilo (11) in configurazione affiancata uno rispetto all'altro lungo il lato del profilo (11).
5. Infrastruttura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti pannelli solari (3) sono configurati per passare dalla prima condizione operativa di lavoro alla seconda condizione di riposo e viceversa attraverso una traslazione lungo un piano di sviluppo principale del pannello, in particolare la traslazione presentando una direzione di traslazione sostanzialmente parallela all'inclinazione del tetto (7).
6. Infrastruttura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto sistema di vincolo (4) presenta un dispositivo di movimentazione (12) ed almeno una guida (13), detto dispositivo di movimentazione (12) comprendendo almeno un attuatore (14), in particolare un attuatore elettrico o idraulico, attivo su detto pannello solare (3) per consentirne una movimentazione, detta guida (13) consentendo di guidare detti pannelli solari (3) dalla posizione di lavoro a quella di riposo e viceversa, detta guida (13) essendo in particolare fissa rispetto alla superficie inferiore (8) di detto tetto (7), ancor più in particolare detta guida (13) essendo sostanzialmente parallela alla direzione di sviluppo del tetto (7).
7. Infrastruttura secondo la rivendicazione 6, in cui detta infrastruttura (1) comprende una pluralità di attuatori, almeno uno per ciascun pannello solare (3), ed in cui detta infrastruttura (1) comprende una pluralità di guide (13), in particolare almeno una e preferibilmente due per ciascun pannello solare (3), parallele tra loro ed attive su due rispettivi lati contrapposti del pannello solare (3).
8. Infrastruttura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti 6 o 7 comprendente: - un’unità di controllo (15) collegata a detto attuatore e configurata per comandare l’azionamento di detto attuatore; e, alternativamente o in combinazione tra loro - almeno un sensore (16) configurato per emettere un segnale di controllo, detto segnale di controllo essendo ricevuto da detta unità di controllo (15) la quale determina, in funzione dello stesso, lo spostamento dei pannelli solari (3) nelle diverse condizioni operative di lavoro e di riposo, detto sensore essendo ad esempio un sensore di presenza di luce o di radiazione solare; e/o - un temporizzatore per stabilire un tempo di permanenza di detti pannelli solari (3) in condizione operativa di lavoro e/o di riposo, detta unità di controllo (15) essendo configurata per consentire la programmabilità della movimentazione dei pannelli solari (3) dalla condizione operativa di lavoro a quella di riposo tramite impostazione del temporizzatore.
9. Infrastruttura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti comprendente almeno un circuito (17) esterno ai pannelli solari (3) per il trasferimento di energia lungo un predeterminato percorso ed in comunicazione con detti pannelli solari (3), detto circuito (17) essendo destinato a prelevare parte dell’energia assorbita dai pannelli solari (3) ed a trasferirla lungo detto percorso ad almeno un'utenza (18) ove detta energia può essere prelevata ed utilizzata, in particolare Γ infrastruttura comprendendo inoltre almeno un dispositivo per il trasferimento energetico (19) disposto su detto circuito (17) configurato per ricevere l'energia assorbita dai pannelli solari (3), detto dispositivo per il trasferimento energetico (19) essendo inoltre configurato per trasferire una parte dell'energia solare assorbita dai pannelli solari (3) ed inviarla ad una pluralità di utenze (18).
10. Infrastruttura secondo la rivendicazione 9, in cui detti pannelli solari (3) sono pannelli solari termici, ed in cui detto circuito (17) comprende un circuito idraulico primario che pone in comunicazione di fluido detti pannelli solari (3) termici con detto dispositivo per trasferimento energetico (19) e comprende inoltre un circuito idraulico secondario indipendente dal circuito idraulico primario per porre in comunicazione di fluido detto dispositivo per il trasferimento energetico (19) con dette utenze (18).
1 1. Infrastruttura secondo la rivendicazione precedente, in cui detto dispositivo per il trasferimento energetico (19) è uno scambiatore di calore configurato per ricevere tramite il circuito idraulico primario un fluido ad elevata temperatura scaldato dai pannelli solari (3) e per trasferire calore ad un differente fluido, ad esempio acqua, contenuto nel circuito idraulico secondario ai fini della sua distribuzione alle utenze (18).
12. Infrastruttura secondo la rivendicazione 9, in cui detti pannelli solari (3) sono pannelli solari fotovoltaici, ed in cui detto circuito (17) è un circuito elettrico che collega detti pannelli solari fotovoltaici con detto dispositivo di trasferimento energetico (19) e dette utenze (18) ed in cui detto dispositivo per il trasferimento energetico (19) è un inverter configurato per convertire una corrente continua prodotta dai pannelli solari (3) fotovoltaici in una corrente alternata da inviare alle utenze (18) attraverso una rete di distribuzione elettrica o, alternativamente, in cui detto dispositivo per il trasferimento energetico (19) è un accumulatore per accumulare l’energia elettrica prodotta dai pannelli (3).