ITPN20110028A1 - Sistema di calibrazione del gruppo ottico facente parte di un collettore solare modulare a concentrazione dei raggi solari, mediante doppia riflessione, per la conversione di energia solare in energia termica, fotovoltaica e/o termo-fotovoltaica. - Google Patents

Description

Domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“SISTEMA DI CALIBRAZIONE DEL GRUPPO OTTICO FACENTE PARTE DI UN COLLETTORE SOLARE MODULARE A CONCENTRAZIONE DEI RAGGI SOLARI, MEDIANTE DOPPIA RIFLESSIONE, PER LA CONVERSIONE DI ENERGIA SOLARE IN ENERGIA TERMICA, FOTOVOLTAICA E/O TERMO-FOTOVOLTAICA"

Il presente trovato ha per oggetto un sistema di calibrazione del gruppo ottico di un collettore solare modulare a concentrazione, mediante doppia riflessione, dei raggi solari per la loro conversione in energia termica fotovoltaica e/o termo-fotovoltaica. Tale sistema di calibrazione del gruppo ottico del collettore solare modulare essendo provvisto di una pluralità d specchi concavi inamovibili, di prima riflessione, che concentrano i ragg solari su una seconda pluralità di specchi convessi amovibili, di seconda riflessione, i quali andranno a far incidere i raggi solari, così concentrati in una preferita zona del detto collettore solare modulare che risulta provvista di elemento amovibile di ricezione e trasformazione dell’energia solare in energia termica e/o fotovoltaica.

Sono comunemente noti allo stato della tecnica i vari tipi di collettori solari modulari e non, essi hanno sempre e comunque limitazioni nell'utilizzo pratico, non di meno anche nello sfruttamento della radiazione solare, infatti i collettori solari esistenti riescono a raccogliere, captare e trasformare solo una piccola parte dell'energia solare contenuta nei raggi incidenti i collettori formanti i pannelli solari esistenti e conosciuti, tali limitazioni sono dovute alla loro conformazione e quindi anche all'impossibilità di una regolazione fine delle loro configurazioni che sono fisse ed inalterabili.

Non ci si dilunga oltre nella discussione e tantomeno nella descrizione dei collettori costituenti i pannelli solari conosciuti in quanto il tecnico medio è in grado di conoscerli e di ravvisare le limitazioni ed i difetti costruttivi, utilizzativi e trasformativi dovuti alle carenze di regolazioni posizionale degli elementi di concentrazione e di assorbimento che sono altresì ancora insiti nello stato della tecnica conosciuta.

Si precisa solamente che tale sistema di regolazione e calibrazione delle ottiche di riflessione è parte fondamentale di un sistema di captazione solare mediante collettori modulari oggetto di privativa contemporaneamente depositata con la presente.

Scopo del presente trovato è quello di ovviare agli inconvenienti, alle limitazioni ed a tutte, od almeno in buona parte, le problematiche esistenti allo stato della tecnica nelle regolazioni di “ottiche” di collettori solari al fine di ottimizzare la captazione dell’energia solare caso per caso ed applicazione per applicazione.

Per meglio comprendere le caratteristiche ed i vantaggi ottenibili con il presente trovato, il tutto a solo titolo esemplificativo e non limitativo viene qui di seguito descritto con riferimento alle figure allegate in cui:

- La figura 1 è una vista prospettica dell'elemento base costituente il collettore modulare e comprende i due elementi di prima e seconda riflessione;

La figura 2 è una vista frontale delle "sezioni” dei componenti fondamentali costituenti l'elemento base completo di figura 1 ;

La figura 3 è una vista ingrandita di un particolare di figura 2 in cui si evidenziano alcuni componenti del collettore modulare per utilizzo termico;

La figura 4 è una vista ingrandita di un particolare di figura 2 in cui si evidenziano alcuni componenti del collettore modulare per utilizzo termofotovoltaico;

La figura 5 illustra una possibile conformazione dell'elemento per uso termico schematizzato nell'ingrandimento in figura 3;

La figura 6 illustra una possibile conformazione dell'elemento per uso termo-fotovoltaico schematizzato nell’ingrandimento di figura 4;

La figura 7 illustra in modo schematico l'incidenza dei raggi solari, la conseguente regolazione dei vari elementi di riflessione nel caso di uso termico ; La figura 8 è un esempio schematico di come si avrà l'incidenza dei raggi solari e la conseguente regolazione dei vari elementi di riflessione e captazione solare nel caso termo-fotovoltaico.

Si fa rilevare che i particolari comuni saranno richiamati con gli stessi riferimenti numerici.

Con particolare riferimento alle figure da 1 a 4 si descriverà l’elemento base 1 costituente il collettore solare modulare, ovvero esso (1) primariamente sarà a pianta fondamentalmente rettangolare, mentre la sua sezione longitudinale trasversale denoterà una pluralità di elementi speculari concavi 11 , di prima riflessione, preferibilmente a concavità circolare, essi (11) risulteranno tra loro prossimali longitudinalmente, al loro interno (11) saranno provvisti di fessure 111 per l'inserimento, al loro (111) interno, di elementi 3 e 4 descritti in seguito, oppure avranno al posto delle fessure 111 delle zone definibili come "corpo nero" praticate direttamente nella parte concava circolare di prima riflessione 11. L'elemento modulare di base 1 avrà inoltre, nella sua parte inferiore, i.e. al di sotto delle parti definite elementi concavi 11 , delle canalizzazioni laterali longitudinali 13, prossimali all'esterno del detto elemento modulare di base 1 e ulteriori canalizzazioni longitudinali 14 poste centralmente e sempre inferiormente tra un elemento speculare concavo 11 e l’altro.

Si fa rilevare che superiormente all’elemento modulare di base 1 e precisamente longitudinalmente centralmente rispetto alle singole pluralità di elementi concavi speculari 11 di prima riflessione saranno posti degli elementi speculari convessi 2, di seconda riflessione, con convessità anch’essa ad andamento circolare.

Definita la conformazione, brevemente descritta, dell'elemento modulare di base 1 di passerà a descrivere, con riferimento alle figure 5 e 6, due preferiti elementi 3 e 4 che andranno ad inserirsi, con le loro estremità superiori 333 e 44, nelle fessure 111 ricavate longitudinalmente centralmente nell'elemento di prima riflessione 11 e che saranno i reali assorbitori dell'energia solare captata con l’elemento modulare base 1 di concentrazione a doppia riflessione,

I due elementi 3 e 4 saranno come segue:

L’elemento 3, con riferimento a figura 5, avrà conformazione trasversale definibile a scala, i.e. avrà due elementi piani, od ali, 31 da cui (3) si alzerà verticalmente un per breve tratto, che si interromperà, sino a formare un secondo elemento planare 32 che a sua volta si alzerà per arrivare alla sua (3) sommità con una superficie la cui conformazione piana 33 sarà risolta da una leggera sporgenza rettangolare longitudinale 333, internamente ad esso (3) vi saranno elementi longitudinali laterali cavi 34 ed uno longitudinale centrale cavo 35 che sarà unito ad una coppia di tubicini 36, posti alle sue (3) estremità, di idonee dimensioni per lo scorrimento, al suo (3) interno, del liquido termico.

Si fa rilevare che la superficie superiore 333 dell'elemento 3 sarà provvista di una superficie definibile come "corpo nero”, per l'assorbimento della radiazione solare e per la sua conseguente conversione totale in energia termica, ma potrà altresì anche alloggiare celle fotovoltaiche di dimensioni appropriate al fine di generare anche energia elettrica.

Descrizione a parte va fatta per l'elemento 4 che sarà idoneo sia per l'uso termico che fotovoltaico. Detto elemento 4 avrà conformazione a "scala" come l'elemento 3 prima descritto, precisamente avrà due elementi laterali piani, od ali, 41 da queste, centralmente, si alzerà di un'idonea altezza, fino a fermarsi, e generare altre due porzioni piane 42, per salire ancora formando altre due porzioni piane 43 e quindi generare una breve superficie planare rettangolare 44 su cui saranno poste con idonei mezzi noti delle celle fotovoltaiche 45 opportunamente dimensionate che saranno il cosiddetto "corpo nero”. Nella parte inferiore dell’elemento 4 saranno ricavate canalizzazioni 47 provviste di tubi 46 di adduzione del liquido termico e 48, anch’esse per lo scorrimento del liquido termico.

Definiti praticamente gli elementi che formano base del presente trovato si passerà a descrivere con riferimento a figura 7 e 8 come, primariamente, i raggi solari verranno captati e concentrati su uno dei due elementi 3 e 4 dianzi descritti, i.e. sull'elemento 4, chiaramente accade lo stesso per l'elemento 3 solo che, in questo caso (elemento 3) con funzione solamente termica, mentre per l'elemento 4 si avrà termica e fotovoltaica. I raggi solari R quindi, provenienti dal sole, andranno ad impattare contro la superficie concava circolare dell'elemento di prima riflessione 11 , da questo (11) verranno per la prima volta riflessi e concentrati, dando dei raggi solari praticamente invariati R1 rispetto ai raggi iniziali R, su un secondo elemento di riflessione convesso 2 che a sua volta li rifletterà rendendoli R2 concentrati in una piccola porzione pari alla larghezza delle celle fotovoltaiche 45.

Si fa rilevare che chiaramente la riflessione sarà praticamente totale e quindi i raggi R, R1 , ed R2 avranno sempre pari energia e sono stati nominati in questo modo, i.e. R, R1 e R2 per indicare i vari passaggi di riflessione e concentrazione.

Si noterà quindi, sempre dalle figure 7 e 8, che alla fine delle varie riflessioni i raggi solari R saranno raggi solari R2 e saranno concentrati in un punto di fuoco F.

Per ottimizzare quanto evidenziato in figura 7 ed in figura 8, ovvero per avere un’ottimale concentrazione dei raggi solari si opererà quindi primariamente, come indicato dalle frecce F con una regolazione fine delle posizioni reciproche degli elementi di riflessione, ovvero avvicinando o allontanando gli elementi 2 di seconda riflessione rispetto all’elemento 11 di prima riflessione e conseguentemente anche dalla superficie superiore 333 degli elementi 3 e 44 degli elementi 4.

Con riferimento alle figure 2, 3, 4, 7 e 8 si noterà che gli elementi 3 e 4 verranno inseriti con le loro estremità superiori, i.e. 333 per l'elemento 3 e 44 per l'elemento 4, all'interno delle fessure 111 dell'elemento modulare di base 1 , essi (3 e 4), inoltre verranno fissati in modi e con mezzi noti, non indicati, alla parte inferiore dell’elemento modulare di base 1 in zone prossimali alle pluralità di elementi di doppia riflessione 11 , ma al di sotto di esse, tali inserzioni degli elementi 3 e 4 potranno altresì avvenire con una regolazione di altezza delle loro superfici superiori 333 e 44 solo mediante lo spessoramento delle zone di contatto, i.e. ali 31 e 41 e/o elementi planari 32, o 42, 43, in tal modo la regolazione delle distanze tra elemento di seconda riflessione 2 e elementi ricettori o di captazione 3 e 4 saranno possibili in due differenti maniere, al fine di aumentare la possibilità di regolazione stessa e la conseguente calibrazione del collettore stesso in base alle caratteristiche dell’ambiente in cui lo si va a collocare, i.e. angolazione terrestre, terreni piani o montuosi, ecc..

Si sottolinea che i particolari descritti sono rappresentati in una preferita forma realizzala ed a solo titolo esemplificativo e non limitativo.

Ben si comprende quindi che varianti diverse potranno venire applicate all'oggetto del presente trovato senza peraltro uscire dall'ambito di quanto sin qui descritto e di seguito rivendicato con riferimento ai disegni allegati e quindi dall’ambito della presente privativa industriale

Claims (2)

1. RIVENDICAZIONI 1) Sistema di calibrazione del gruppo ottico facente parte di un collettore solare modulare a concentrazione dei raggi solari, mediante doppia riflessione, per la conversione di energia solare in energia termica, fotovoltaica e/o termo-fotovoltaica costituito da un elemento collettore modulare di base (1), provvisto di elementi di prima riflessione (11), ad andamento concavo circolare, provvisti di fessure longitudinali mediane (111) o di corrispondenti zone (112) sostitutive delle fessure longitudinali (111) atte a formare il “corpo nero”; entro dette fessure (111 ) potendosi andare ad impegnare gli elementi (3 o 4) con le loro estremità superiori (333 o 44) che saranno altri eventuali “corpi neri"; detto elemento modulare (1) essendo provvisto superiormente, centralmente e corrispondentemente alle zone mediane delle superfici definite elementi di prima riflessione (11) di elementi convessi (2) di seconda riflessione e concentrazione dei raggi solari, caratterizzato dal fatto che la distanza “focale” di concentrazione entro cui è posto il fuoco (F) potrà venire regolata, mediante mezzi noti di spostamento e regolazione fine che faranno spostare l'elemento convesso di seconda riflessione (2), allontanandolo od avvicinandolo (2), rispetto alla superficie concava dell'elemento di prima riflessione (11).
2. 2) Sistema come da rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che oltre ad ottenere una regolazione fine della distanza focale di concentrazione dei raggi solari con lo spostamento dell’elemento di seconda riflessione (2) in avvicinamento od allontanamento dalla superficie di prima riflessione (11), tale regolazione potrà avvenire anche mediante una regolazione in altezza delle superfici degli elementi (3 e/o 4) ovvero delle loro superfici superiori (333 e/o 44) solo mediante lo spessoramento delle zone di contatto, i.e. ali (31 e/o 41) e/o elementi planari (32 e/o 42-43) in questo modo la regolazione delle distanze tra elemento di seconda riflessione (2) e gli elementi ricettori o di captazione (3 e/o 4)saranno possibili in due differenti modi, i.e. sia come descritto in rivendicazione 1 , sia come nella presente rivendicazione al fine di aumentare e migliorare la possibilità di regolazione stessa e la conseguente calibrazione del collettore stesso in base alle caratteristiche ambientali in cui si applicano i collettori