ITPD20110221A1 - Sistema di copertura, in particolare per serre con impianto fotovoltaico integrato, per la produzione di energia elettrica - Google Patents

Description

Sistema di copertura, in particolare per serre con impianto fotovoltaico integrato, per la produzione di energia elettrica

DESCRIZIONE

La presente invenzione concerne un sistema di copertura, in particolare per serre con impianto fotovoltaico integrato, avente le caratteristiche enunciate nel preambolo della rivendicazione principale n.1.

Come noto, negli ultimi anni le energie rinnovabili stanno espandendo sempre di più le proprie applicazioni e le proprie forme di impiego. Un esempio interessante di tale sviluppo, sebbene non limitativo del trovato, à ̈ rappresentato dall’integrazione delle tecnologie fotovoltaiche con il mondo dell’agricoltura, mondo nel quale à ̈ tipico l’utilizzo di serre dedicate alle coltivazioni agricole o alla floricoltura. Il trovato può trovare conveniente utilizzo anche su coperture o tettoie per esterni idonee ad esempio al ricovero di mezzi o alla copertura per ombreggiamento.

In relazione alle serre, esse presentano caratteristiche particolarmente favorevoli ad un impianto fotovoltaico, fra le quali si citano la corretta esposizione all’irradiazione solare e la disponibilità di ampie superfici.

La compatibilità di una serra con l’installazione fotovoltaica deriva da alcune prerogative di base favorevoli, fra le quali vi à ̈ il fatto che le serre hanno comunque necessità di schermare la radiazione luminosa, il fatto che l’esposizione delle serre à ̈ a favore dell’irraggiamento solare diretto e non ultimo il fatto che l’impianto permette di rendere la struttura energeticamente indipendente ovvero di generare un surplus di elettricità da immettere in rete.

In tale ambito, con il termine di “serra fotovoltaica†si individua una tipologia di installazione in cui i moduli fotovoltaici costituiscono parte degli elementi costruttivi della copertura, tipicamente concepita ad una o più falde.

Al fine di raggiungere un idoneo compromesso fra le esigenze colturali, per le quali à ̈ opportuno avere trasmissione di radiazione luminosa attraverso la copertura, e le esigenze di produzione di energia elettrica, per le quali à ̈ opportuno massimizzare la superficie captante la radiazione solare sulla copertura della serra (e che tipicamente à ̈ opaca alla radiazione solare), le norme tecniche possono imporre, come di fatto oggigiorno accade, il rispetto di prefissati valori del rapporto fra la superficie della copertura interessata dai moduli fotovoltaici e la superficie totale della copertura della serra.

Nell’ambito tecnico degli impianti per la produzione di energia elettrica, tramite conversione della radiazione luminosa per effetto foto-voltaico, sono altresì noti sistemi captanti la radiazione (celle fotovoltaiche) realizzati in forma di pannelli, i quali sono montati su strutture di supporto suscettibili di essere comandate in un movimento di orientamento attorno ad uno o più assi.

Al fine di aumentare l’efficienza e la produzione energetica sono altresì noti impianti fotovoltaici a concentrazione solare, in cui a ciascun pannello fotovoltaico sono associate rispettive superfici riflettenti, opportunamente inclinate rispetto alla superficie del pannello, mediante le quali i raggi solari incidenti vengono riflessi verso la superficie attiva del pannello fotovoltaico, aumentando in tal modo la radiazione solare per unità di superficie del pannello, con conseguente aumento in modo correlato della produzione di energia elettrica.

Questa soluzione prevede che superfici riflettenti, ad esempio realizzate in forma di pannellature lastriformi riflettenti, siano disposte in prossimità della superficie captante dei pannelli fotovoltaici con prescelte angolazioni, ad esempio lungo contrapposti bordi laterali dei pannelli fotovoltaici.

L’applicazione di un sistema fotovoltaico di tipo classico (senza superfici riflettenti) ovvero a concentrazione solare, con comando di orientamento monoassiale, del tipo anzidetto, si rivelerebbe particolarmente efficiente se integrata nella copertura delle falde di una serra fotovoltaica, ad esempio prevedendo un sistema di strutture di supporto dei pannelli fotovoltaici orientabili ed affiancate fra loro con assi di orientamento paralleli e collocati a prefissata distanza, così da lasciare libere parti superficiali della copertura della falda fra strutture adiacenti. L’ampiezza di tali superfici tuttavia, ad esempio riferendosi alla proiezione in pianta delle stesse (nel piano di terra della serra), varia nel tempo a causa del fatto che le superfici dei pannelli fotovoltaici ruotano attorno ai rispettivi assi di orientamento, e di conseguenza la distanza fra bordi affacciati di rispettive superfici captanti di supporti adiacenti, varia da un valore minimo ad un valore massimo, durante un ciclo di orientamento delle superfici fotovoltaiche. Poiché inoltre nello spazio superficiale della falda delimitato fra i bordi adiacenti dei sistemi fotovoltaici, deve comunque essere assicurata una copertura continua verso lo spazio interno della serra, sia contro agenti atmosferici (es. pioggia) sia per esigenze di climatizzazione interna della serra verso l’ambiente esterno, l’applicazione di sistemi fotovoltaici a concentrazione del tipo anzidetto, si dimostra problematica benché altamente efficiente dal punto di vista della produzione di energia elettrica.

Il problema alla base della presente invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione un sistema di copertura per serre con impianto fotovoltaico integrato, per la produzione di energia elettrica, strutturalmente e funzionalmente concepito così da consentire il superamento dei limiti lamentati con riferimento alla tecnica nota citata.

Questo problema à ̈ risolto dall'invenzione mediante un sistema di copertura per serre con impianto fotovoltaico integrato, per la produzione di energia elettrica realizzato in accordo con le rivendicazioni che seguono.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione meglio risulteranno dalla descrizione dettagliata che segue di un suo preferito esempio di attuazione illustrato, a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento agli uniti disegni in cui:

- la figura 1 à ̈ una vista in alzato frontale di un sistema di copertura per serre con impianto fotovoltaico integrato, in accordo con l’invenzione,

- la figura 2 Ã ̈ una vista in alzato laterale del sistema di figura 1,

- la figura 3 Ã ̈ una vista schematica in sezione trasversale del sistema delle figure precedenti in una prima configurazione operativa,

- la figura 4 Ã ̈ una vista corrispondente a quella di figura 3 con il sistema di copertura in una seconda distinta configurazione operativa,

- le figure 5 e 6 sono viste prospettiche di una copertura di serra ad una falda realizzata con il sistema dell’invenzione nelle due rispettive configurazioni operative.

Con riferimento alle figure citate, con 1 à ̈ complessivamente indicata e schematicamente illustrata la struttura di una serra fotovoltaica, ad esempio destinata a coltivazione agricola o floricoltura, includente, in modo di per sé convenzionale, una pluralità di montanti verticali 2, eretti da un piano di appoggio a terra P, nonché collegati da traversi superiori 3 definenti un piano Q di falda inclinato rispetto al piano P. La copertura della falda à ̈ realizzata con un sistema secondo l’invenzione, come apparirà in dettaglio nel seguito della descrizione, restando inteso che tale sistema possa essere applicato anche a strutture di serre con coperture multi-falda, tale sistema interessando almeno parzialmente una o più falde della copertura.

Si fa inoltre notare come il concetto stesso di serra fotovoltaica preveda che i moduli fotovoltaici dell’impianto costituiscano parte degli elementi costruttivi della copertura.

In maggior dettaglio, l’impianto fotovoltaico integrato nella copertura comprende una pluralità di dispositivi fotovoltaici a concentrazione solare, tutti indicati con 5, disposti in posizione affiancata fra loro, e con identica struttura, ragione per cui uno solo di tali dispositivi verrà descritto in dettaglio di seguito.

Ciascun dispositivo 5 comprende una struttura di supporto 6 per una superficie captante 7 formata da pannelli fotovoltaici 8 complanari e relative superfici riflettenti 9 ad essi abbinate.

L’esempio descritto à ̈ riferito ad un sistema fotovoltaico a concentrazione solare, ma resta inteso che il trovato avrebbe conveniente applicazione anche in relazione a sistemi fotovoltaici di tipo classico, non a concentrazione solare.

Al fine di sostenere la superficie captante 7 del sistema a concentrazione solare, la struttura 6 comprende una pluralità di elementi di supporto 10, predisposti per essere collocati, paralleli fra loro, in disposizione alternata ai pannelli 8, ed in cui ciascun elemento 10 à ̈ provvisto di mezzi per supportare una coppia di pannelli 7 contigui e mezzi per supportare le superfici riflettenti 9, abbinate a pannelli contigui, in un prescelto posizionamento angolare relativo. Le superfici riflettenti 9 sono convenientemente formate da pannellature lastriformi in materiale riflettente. La complessiva superficie captante 7 di ciascun dispositivo 5 à ̈ inoltre supportata in modo orientabile attorno ad un asse, indicato con X, parallelo alla direzione di sviluppo longitudinale degli elementi 10. Il comando di orientamento attorno all’asse X à ̈ opportunamente realizzato con idonei mezzi motori e relativi dispositivi di controllo per posizionare la superficie 7, nel movimento attorno all’asse X, in una prescelta posizione angolare.

Con riferimento particolare alla figura 1, una coppia di dispositivi 5 à ̈ supportata sul piano di falda mediante una pluralità di profili di sostegno 11, conformati a “U†, le cui contrapposte estremità libere, allineate parallelamente alla direzione X, costituiscono punti di supporto per rispettivi dispositivi 5 fra loro adiacenti. La previsione dei profili 11 permette altresì di elevare i dispositivi fotovoltaici 5 rispetto al piano di falda, così da evitare ombreggiamenti reciproci fra le superfici captanti 7 nel loro movimento di orientamento.

Indicando con 7a i contrapposti bordi laterali delle superfici captanti 7 correnti parallelamente all’asse X, risulta che fra ciascuna coppia di dispositivi 5 adiacenti resta definita nella falda una apertura 12 di ampiezza superficiale variabile in funzione della posizione angolare di orientamento relativo assunta dalle superfici captanti 7. Tale ampiezza variabile à ̈ altresì correlata alla proiezione A in pianta della distanza D tra i bordi 7a di superfici captanti 7 adiacenti fra loro. In figura 3 à ̈ mostrata una configurazione in cui le superfici captanti 7 sono inclinate di 45° rispetto al piano Q di falda e proiezione della distanza fra i bordi 7a contrassegnata con A’, mentre in figura 4 à ̈ mostrata una diversa configurazione in cui le superfici captanti 7 sono disposte parallelamente al piano Q di falda e proiezione minima della distanza fra i bordi contrassegnata con A’’ (e A’>A’’).

In accordo con una principale caratteristica del trovato, in corrispondenza di ciascuna apertura 12 nella falda, il sistema comprende un mezzo di copertura, contrassegnato con 15, a geometria variabile ma contraddistinto da una continuità superficiale nonché atto ad essere fissato tra i bordi 7a di superfici captanti 7 di dispositivi 5 adiacenti, così da garantire la chiusura della copertura di falda in corrispondenza dell’apertura 12 ad ampiezza variabile, in modo indipendente dalla posizione di orientamento relativo fra le superfici 7.

Il mezzo di copertura 15 presenta convenientemente una struttura a spessore sottile con caratteristiche di elevata flessibilità , così da poter assumere una idonea conformazione, con relativa curvatura della superficie, in funzione della ampiezza dell’apertura 12.

In un esempio preferito il mezzo 15 Ã ̈ costituito da un film sottile, ad esempio in materiale plastico.

Il mezzo 15 può altresì essere costituito, in via alternativa, da un materiale elasticamente estensibile.

In ulteriore alternativa il mezzo 15 può essere realizzato come telo in tessuto o in un materiale tessuto non tessuto.

Per ognuna delle forme realizzative anzidette, à ̈ inoltre previsto che il mezzo di copertura 15 abbia caratteristiche di impermeabilità all’acqua e sia, se opportuno, foto-selettivo alla radiazione luminosa.

Il sistema di fissaggio del mezzo di copertura 15 lungo i bordi laterali 7a di ciascuna superficie captante 7, può convenientemente prevedere il trattenimento di un profilo laterale del mezzo 15, corrente parallelo all’asse X, in una rispettiva sede (non rappresentata) formata nei contrapposti elementi di supporto 10 che supportano lateralmente i pannelli 8 di estremità della superficie captante 7.

Il sistema di copertura sopra descritto può essere vantaggiosamente ripetuto in sequenza lungo il piano di falda della serra 1, al fine di realizzare la intera copertura della falda stessa, in cui i mezzi di copertura 15 alternati ai dispositivi fotovoltaici 5 assicurano la funzionalità dell’impianto integrato nella copertura della falda, garantendo da un lato elevata efficienza nella produzione di energia elettrica, mediante il sistema fotovoltaico adottato, e dall’altro assicurando adeguata chiusura alle parti di falda non interessate dalle superfici captanti. Tale sistema può altresì essere provvisto su una o più falde di una copertura multi-falda per serre.

Nelle figure 5 e 6 à ̈ la serra 1 mono-falda à ̈ illustrata in due distinte e rispettive configurazioni della copertura, nella prima (fig.5) con superfici captanti 7 inclinate di 45° rispetto al piano di falda, nella seconda (fig. 6) con superfici captanti 7 complanari al piano di falda.

Resta altresì inteso che la realizzazione del mezzo 15 di copertura potrà comportare ulteriori soluzioni tecniche, tutte comunque accomunate dal medesimo concetto inventivo che prevede una geometria variabile del mezzo di copertura abbinata ad una continuità superficiale, capace di garantire idonea chiusura della falda in corrispondenza delle apertura ad ampiezza variabile delimitate dai dispositivi fotovoltaici nelle loro traiettorie di orientamento relativo.

L’invenzione risolve così il problema proposto conseguendo i vantaggi enunciati rispetto alle soluzioni note.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di copertura, in particolare per serre con impianto fotovoltaico integrato, predisposto per coprire almeno parzialmente la superficie di almeno una falda di una struttura di copertura, in particolare di una serra per coltivazione agricola o floricoltura, il sistema comprendendo una pluralità di dispositivi fotovoltaici recanti una superficie captante comprendente pannelli fotovoltaici complanari, detta superficie captante essendo orientabile con comando di orientamento attorno ad un rispettivo asse, detti dispositivi essendo predisposti su detta almeno una falda, affiancati fra loro con i corrispondenti assi di orientamento sostanzialmente paralleli fra loro in relazione distanziata, così che fra superfici captanti di dispositivi adiacenti resti definita una apertura nella falda di ampiezza superficiale variabile a seguito del movimento di orientamento delle superfici captanti, caratterizzato dal fatto di comprendere, in corrispondenza di detta almeno una falda e tra ciascuna coppia di dispositivi fotovoltaici di detta pluralità ed adiacenti fra loro, almeno un mezzo di copertura a geometria variabile con continuità superficiale atto ad essere fissato tra lati affacciati delle rispettive superfici captanti di dispositivi adiacenti, così da garantire la chiusura della copertura di falda in corrispondenza di detta apertura ad ampiezza variabile, indipendentemente dalla posizione di orientamento relativo fra dette superfici captanti.
2. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui detto mezzo di copertura presenta una struttura a spessore sottile con caratteristiche di flessibilità, per assumere idonea configurazione in funzione della ampiezza di detta apertura.
3. 3. Sistema secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto mezzo di copertura à ̈ un film sottile.
4. 4. Sistema secondo la rivendicazione 3, in cui detto film à ̈ in materiale plastico.
5. 5. Sistema secondo la rivendicazione 3, in cui detto film à ̈ realizzato in un materiale elasticamente estensibile.
6. 6. Sistema secondo la rivendicazione 2, in cui detto mezzo di copertura à ̈ un telo in tessuto o in un materiale tessuto non tessuto.
7. 7. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detto mezzo di copertura à ̈ realizzato in un materiale con caratteristiche di impermeabilità all’acqua e di foto-selezione alla radiazione luminosa.
8. 8. Sistema secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detti dispositivi fotovoltaici sono del tipo a concentrazione solare e comprendono superfici riflettenti associate ai pannelli fotovoltaici di detti dispositivi.