ITMO20100282A1 - Pannello fotovoltaico ad elevata efficienza - Google Patents

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Description

"Pannello fotovoltaico ad elevata efficienza ".
DESCRIZIONE
Il presente trovato ha per oggetto un pannello fotovoltaico ad elevata efficienza.
E' ben noto l'utilizzo della tecnologia fotovoltaica per la produzione di energia elettrica tramite pannelli o moduli fotovoltaici.
Tali pannelli vengono esposti direttamente ai raggi solari in modo da poter trasformare al meglio tutta l'energia solare possibile in energia elettrica. L'irraggiamento del sole, oltre a produrre energia elettrica, aumenta la temperatura del pannello stesso e, in particolare, delle celle fotovoltaiche che tendono ad essere meno efficienti, diminuendo il rendimento globale del pannello.
Per ovviare a questo problema sono stati introdotti sul mercato sistemi di copertura temporanea, come ad esempio tendine, che oscurano il pannello surriscaldato fino al suo raffreddamento naturale a temperature prefissate.
Tale soluzione nota, tuttavia, non à ̈ scevra di inconvenienti. Infatti, nel momento in cui il pannello risulta coperto, quindi oscurato, non à ̈ in grado di produrre energia elettrica. La produzione di energia elettrica avrà quindi un andamento intermittente per permettere il raffreddamento del pannello, risultando non fruibile in assenza di un dispositivo di accumulo. Compito precipuo del presente trovato à ̈ quello di eliminare gli inconvenienti sopra lamentati della tecnica nota escogitando un pannello fotovoltaico ad elevata efficienza che consenta di mantenere la temperatura interna in un intervallo di valori accettabili per un buon funzionamento e, conseguentemente, di ottimizzare il rendimento globale del pannello.
Nell'ambito di tale compito tecnico, uno scopo del presente trovato à ̈ quello di ottenere un funzionamento continuo dello stesso.
Altro scopo del presente trovato à ̈ quello di presentare una struttura semplice, di relativamente facile attuazione pratica, di sicuro impiego ed efficace funzionamento, nonché di costo relativamente contenuto. Questo compito, nonché questo scopo ed altri che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un pannello fotovoltaico ad elevata efficienza comprendente un basamento di supporto di una pluralità di celle fotovoltaiche caratterizzato dal fatto di comprendere al suo interno almeno una intercapedine atta al passaggio di un mezzo fluido di raffreddamento.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di dettaglio di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un pannello fotovoltaico ad elevata efficienza, illustrata a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unite tavole di disegni in cui:
la figura 1 illustra in vista prospettica un pannello fotovoltaico ad elevata efficienza, secondo il trovato; la figura 2 Ã ̈ una vista in esploso del pannello di figura 1;
la figura 3 illustra in scala ingrandita un particolare della figura 2;
le figure 4 e 5 illustrano rispettive forme di realizzazione di un elemento terminale del pannello, secondo il trovato.
Con particolare riferimento a tali figure, il pannello fotovoltaico, secondo il trovato, à ̈ globalmente indicato con 1. Il pannello 1 comprende un basamento 2 di supporto di una pluralità di celle fotovoltaiche 12 tra loro collegate elettricamente secondo una tecnologia nota al tecnico del ramo, che presenta al suo interno almeno una intercapedine 3 per il passaggio di un mezzo fluido di raffreddamento.
Il basamento 2 Ã ̈ costituito da un corpo sostanzialmente lastriforme e poligonale in pianta, preferibilmente quadrangolare, che definisce una prima superficie di posa, per la messa in opera del pannello 1, ed una seconda superficie, contrapposta alla prima, su cui sono distribuite le celle fotovoltaiche 12.
Vantaggiosamente, il basamento 2 à ̈ realizzato in materiale ceramico, o altro materiale termicamente conduttore, ed à ̈ preferibilmente ottenuto per estrusione .
Il pannello fotovoltaico 1 comprende, inoltre, mezzi di protezione 13 delle celle fotovoltaiche 12 a cui à ̈ sovrapposta una lastra 14 di copertura in vetro.
Tali mezzi di protezione 13 possono essere di tipo convenzionale, quali pellicole in acetato vinile etilenico, ovvero essere costituiti da uno strato di materiale semi-rigido comprendente almeno un polimero siliconico come insegnato dalla domanda di brevetto n. M02010A271 a nome dello stesso Richiedente.
L'intercapedine 3 si sviluppa per tutta l'estensione del basamento 2 lungo una direzione D.
Più preferibilmente il basamento 2 à ̈ dotato di una pluralità di intercapedini 3 tra loro non comunicanti. Nella forma di attuazione rappresentata, in particolare, le intercapedini 3 si sviluppano tra loro parallele lungo la direzione D e ciascuna di esse presenta le relative estremità aperte affacciate in corrispondenza di due lati opposti 2a e 2b del basamento 2 .
Si fa notare che la direzione D, secondo cui si sviluppano le intercapedini 3, coincide con la direzione di estrusione del basamento 2. In questo modo le intercapedini 3 possono essere formate direttamente in fase di estruzione del basamento 2 in cui sono incorporate .
Il pannello 1 comprende, inoltre, in corrispondenza dei lati opposti 2a e 2b, dove si affacciano le estremità aperte delle intercapedini 3, due elementi terminali 4. Tali elementi terminali 4 coprono tutto il lato 2a e 2b del basamento 2 a cui si accoppiano saldamente. L'elemento terminale 4 comprende, sul lato affacciato al basamento 2 almeno una cavità per la connessione fluida delle intercapedini 3.
In una prima forma di attuazione, mostrata in figura 4, ciascun elemento terminale 4 comprende un unica cavità 6a aperta in corrispondenza del lato dell'elemento stesso affacciato verso il basamento 2.
In questo modo tutte le intercapedini 3 sono in comunicazione con la cavità 6a e si può ottenere un passaggio di mezzo fluido di raffreddamento lungo il basamento 2 lungo la direzione D.
In una seconda forma di attuazione, mostrata in figura 5, ciascun elemento terminale 4 comprende una pluralità di cavità 6b a forma di u che le cui estremità aperte si affacciano verso il corrispondente lato 2a o 2b in corrispondenza di due intercapedini 3 tra loro adiacenti. In questo caso si ottiene il passaggio di mezzo fluido di raffreddamento lungo un percorso a serpentina definito lungo le varie intercapedini 3 e le corrispondenti cavità 6b.
Ogni elemento terminale 4 presenta, inoltre, almeno un elemento di connessione 5 di tipo idraulico cavo, del tipo di un manicotto, comunicante con la cavità 6a od una delle cavità 6b per consentire l'ingresso o l'uscita del mezzo fluido di raffreddamento dal basamento 2.
Nella· configurazione proposta ad esempio à ̈ previsto un manicotto 5 associato a ciascun elemento terminale 4 in corrispondenza del lato opposto a quello accoppiato al basamento 2.
Nell'uso, uno dei manicotti 5 viene associato ad un sistema di alimentazione del mezzo fluido di raffreddamento, mentre l'altro a mezzi di scarico ed eventuale recupero del mezzo fluido stesso, che può essere costituito, ad esempio, da acqua o altro liquido refrigerante, ovvero da aria forzata.
Il basamento 2 e gli elementi terminali 4 sono assemblati saldamente tra loro garantendo una tenuta stagna secondo una metodologia nota, ad esempio tramite barre filettate 10 e dadi autobloccanti 11, sfruttando le intercapedini estremali 3a del basamento 2.
Il basamento 2 comprende, infine, mezzi di connessione ad incastro con un pannello adiacente in corrispondenza almeno di due lati contrapposti 2c e 2d.
In particolare i mezzi di connessione sono costituiti da profili sagomati di tipo maschio 8, associato al lato 2c, e di tipo femmina 9, associato al lato 2d, tra loro complementari .
Il profilo di tipo maschio 8 o femmina 9 può quindi essere accoppiato con un corrispondente profilo femmina o maschio di un pannello posto adiacente ad ottenere una pannellatura senza soluzione di continuità che consente di rivestire ed isolare la struttura edilizia sottostante .
Una volta installato il pannello 1 il suo utilizzo à ̈ il seguente .
Come sopra descritto, il pannello 1 à ̈ dotato di una sorta di circuito all'interno del basamento 2, composto dalle intercapedini e dalle cavità 6a o 6b ricavate negli elementi terminali 4, per il passaggio del mezzo fluido di raffreddamento.
Il passaggio del mezzo fluido di raffreddamento lungo tale circuito permette di asportare calore alle celle fotovoltaiche 12 attraverso il basamento 2.
Questa sottrazione di calore ridurrà la temperatura del pannello 1, portando le celle fotovoltaiche 12 ad una temperatura più bassa, offrendo così una condizione di lavoro migliore.
Diverse conformazioni delle cavità interne agli elementi terminali 4 offrono diverse configurazioni di circuito. Ad esempio si può avere un primo circuito con la cavità 6a dove il mezzo fluido di raffreddamento percorre il basamento 2 senza alcun ordine preciso, mentre nella possibile seconda configurazione con una pluralità di cavità 6b si può ottenere una vera e propria serpentina di raffreddamento nel basamento 2. Durante l'installazione dei pannelli in loco lo stesso pannello 1 può essere alloggiato al fianco di pannelli identici, giustapponendo i lati dei pannelli 2c e 2d che presentano i mezzi di connessione 8 e 9. Tali mezzi di connessione permettono un vera e propria connessione, ad esempio ad incastro, in modo da ottenere una superficie continua di pannelli a due a due contigui. Tali mezzi di connessione 8 e 9 possono essere ricoperti da profilati metallici 15 e 16, ad esempio profilati in alluminio, che, oltre a proteggere i mezzi di connessione stessi da eventuali contatti accidentali durante l'installazione, applicando una leggere pressione sul vetro 14 con un loro lato, consentendo di immobilizzare le celle fotovoltaiche 12 nel mezzo di protezione 13 al basamento 2.
In questa configurazione si potrà collegare l'uscita del circuito di raffreddamento di un pannello con l'ingresso del circuito di raffreddamento del pannello successivo, creando un unico circuito di raffreddamento lungo il filare dei pannelli 1 connessi.
Si à ̈ in pratica constatato come il pannello secondo il trovato, raggiunga il compito e gli scopi proposti, in particolare sottolineando il fatto che il pannello riesce a produrre energia elettrica senza interruzioni o variazioni di rendimento dovuti al surriscaldamento delle celle fotovoltaiche.
Il trovato così concepito à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo.
Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti.
In pratica i materiali impiegati, nonché-le forme e le dimensioni contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze senza per questo uscire dall'ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni .

Claims (12)

  1. RIVENDICAZIONI 1) Pannello fotovoltaico (1) ad elevata efficienza comprendente un basamento (2) di supporto di una pluralità di celle fotovoltaiche (12) caratterizzato dal fatto di comprendere al suo interno almeno una intercapedine (3) atta al passaggio di un mezzo fluido di raffreddamento.
  2. 2) Pannello fotovoltaico (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta almeno una intercapedine (3) si estende per tutta l'estensione di detto basamento (2) lungo una direzione (D).
  3. 3) Pannello fotovoltaico (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di dette intercapedini (3) tra loro non comunicanti.
  4. 4) Pannello fotovoltaico (1) secondo le rivendicazioni 2 e 3, caratterizzato dal fatto che dette intercapedini (3) si estendono tra loro sostanzialmente parallele lungo detta direzione (D) e presentano le relative estremità aperte in corrispondenza di due lati (2a e 2b) contrapposti detto basamento (2).
  5. 5) Pannello fotovoltaico (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno due elementi terminali (4) associati a detto basamento (2) in corrispondenza di detti lati (2a e 2b) contrapposti per la connessione di dette intercapedini (3).
  6. 6) Pannello fotovoltaico (1) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che almeno uno di detti elementi terminali (4) comprende almeno un elemento di connessione di tipo idraulico (5) per l'ingresso/uscita di detto mezzo fluido di raffreddamento .
  7. 7) Pannello fotovoltaico (1) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti elementi terminali (4) presenta un'unica cavità (6a) affacciata al corrispondente lato (2a o 2b) di detto basamento (2) per l'interconnessione di dette intercapedini (3).
  8. 8) Pannello fotovoltaico (1) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti elementi terminali (4) presenta una pluralità di cavità (6b) a forma di U aventi le relative estremità affacciate al corrispondente lato (2a o 2b) di detto basamento (2) per il raccordo di intercapedini (3) limitrofe.
  9. 9) Pannello fotovoltaico (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprende mezzi di connessione (8 e 9) ad incastro associati a detto basamento (2) in corrispondenza di almeno una coppia di lati (2c e 2d) contrapposti per il collegamento a pannelli (1) adiacenti e detti mezzi di connessione (8 e 9) sono ricoperti da profilati metallici (15 e 16).
  10. 10) Pannello fotovoltaico (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto basamento (2) ha una conformazione sostanzialmente lastriforme quadrangolare in pianta e presenta una prima coppia di lati contrapposti (2a e 2b) in corrispondenza dei quali si affacciano dette intercapedini (3) ed una seconda coppia di lati contrapposti (2c e 2d) associati a detti mezzi di connessione (8 e 9).
  11. 11) Pannello fotovoltaico (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto basamento (2) à ̈ realizzato in materiale ceramico ed à ̈ ottenibile per estrusione.
  12. 12) Pannello fotovoltaico (1) secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detta direzione (D) Ã ̈ sostanzialmente parallela alla direzione di estrusione di detto basamento (2).
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