ITRM20070474A1 - COVERING AND / OR COVERING STRUCTURE WITH LINEAR SOLAR CONCENTRATION MEANS. - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
"Struttura di copertura e/o di rivestimento coibentante con mezzi lineari di concentrazione solare". "Roof structure and / or insulating coating with linear means of solar concentration".
La presente invenzione riguarda una struttura di copertura e/o di rivestimento coibentante con mezzi lineari di concentrazione solare. The present invention relates to a roofing and / or insulating coating structure with linear solar concentration means.
Più dettagliatamente l'invenzione concerne una struttura di copertura e/o di rivestimento coibentante modulare con mezzi lineari di concentrazione solare che utilizzano l'energia solare per produrre calore, utilizzabile in impianti di cogenerazione (sistema di produzione congiunta di energia elettrica e/o termica e/o frigorifera, utilizzando come unica fonte l'energia solare). More in detail, the invention relates to a modular roofing and / or insulating coating structure with linear means of solar concentration that use solar energy to produce heat, usable in cogeneration plants (joint production system of electrical and / or thermal energy and / or refrigerator, using solar energy as the only source).
Com'è ben noto attualmente il problema di una corretta gestione delle risorse energetiche è sempre più sentito. As is well known, the problem of a correct management of energy resources is increasingly felt.
Infatti, sia a livello industriale sia domestico, l'energia elettrica richiesta e consumata cresce costantemente. Inoltre i continui aumenti del costo del petrolio e del gas naturale implicano un corrispondente elevato aumento del costo dell'energia elettrica e quindi della spesa sopportata dalle famiglie o dalle aziende. In fact, both at an industrial and domestic level, the electricity required and consumed is constantly growing. Furthermore, the continuous increases in the cost of oil and natural gas imply a corresponding high increase in the cost of electricity and therefore in the expenditure borne by households or companies.
Attualmente, si stanno diffondendo sempre maggiormente sistemi alternativi di generazione dell'energia non solo nell'ambito industriale, ma anche in quello domestico. In particolare, è assai diffusa l'installazione di collettori o pannelli solari, in grado di integrare l'approvvigionamento dell'energia elettrica. La diffusione di detti collettori o pannelli solari è anche promossa dagli enti governativi, che consentono delle agevolazioni fiscali per chi acquisti ed installi questo tipo di sistemi. Currently, alternative energy generation systems are spreading more and more not only in the industrial field, but also in the domestic one. In particular, the installation of collectors or solar panels, capable of integrating the supply of electricity, is widespread. The spread of these collectors or solar panels is also promoted by government bodies, which allow tax breaks for those who purchase and install this type of systems.
Tuttavia, gli impianti suddetti, nonostante la sempre maggiore diffusione commerciale, risultano ancora piuttosto costosi, anche perché è necessario predisporre apposite strutture di sostegno per la loro installazione. Ciò implica ulteriori spese per la realizzazione di un impianto a collettori o pannelli solari, nonché la necessità di disporre di spazio sufficiente per l'installazione di dette strutture di sostegno. Appare evidente come ciò sia molto oneroso in termini economici. However, the aforementioned systems, despite the increasing commercial diffusion, are still rather expensive, also because it is necessary to provide suitable support structures for their installation. This implies further costs for the construction of a solar panel or collector system, as well as the need to have sufficient space for the installation of said support structures. It is clear that this is very costly in economic terms.
Alla luce di quanto sopra, è pertanto scopo della presente invenzione quello di proporre una struttura di copertura e/o di rivestimento coibentante dotata di mezzi lineari di concentrazione solare, idonei per il funzionamento in impianti per la produzione congiunta (cogenerazione) di energia elettrica e/o termica e/o frigorifera mediante l'energia solare, che presenti anche funzioni di copertura e isolamento, permettendo dei risparmi costruttivi. In light of the above, it is therefore an aim of the present invention to propose a roofing and / or insulating coating structure equipped with linear means of solar concentration, suitable for operation in plants for the joint production (cogeneration) of electricity and / or thermal and / or refrigeration through solar energy, which also has roofing and insulation functions, allowing construction savings.
Forma pertanto oggetto specifico della presente invenzione una struttura di rivestimento coibentante comprendente: una pluralità di travi di sostegno, posizionate parallelamente tra loro, fissabili ad una struttura portante; uno strato di supporto collocato su dette travi di sostegno; una pluralità di mezzi lineari di concentrazione solare, installati su detto strato di supporto in corrispondenza di detta pluralità di travi di sostegno e collegabili ad un impianto di generazione di energia; e uno strato isolante accoppiato a detto strato di supporto. Therefore, the specific object of the present invention is an insulating covering structure comprising: a plurality of support beams, positioned parallel to each other, which can be fixed to a bearing structure; a support layer placed on said support beams; a plurality of linear solar concentrating means, installed on said support layer in correspondence with said plurality of support beams and connectable to an energy generation plant; and an insulating layer coupled to said support layer.
Sempre secondo l'invenzione, ciascuno di detti mezzi lineari di concentrazione solare può comprendere un tubo ricettore, nel quale scorre un fluido termovettore, collegabile a detto impianto di generazione di energia, e uno strato riflettente, presentante in sezione trasversale, una curvatura parabolica avente come luogo dei punti di fuoco un asse focale, disposto sostanzialmente parallelamente alla relativa trave, detto tubo ricettore essendo collocato lungo detto asse focale, in modo tale che detto strato riflettente rifletta una luce incidente concentrandola su detto tubo ricettore, così da riscaldare detto fluido termovettore. Always according to the invention, each of said linear solar concentrating means can comprise a receiving tube, in which a heat-carrying fluid flows, which can be connected to said power generation plant, and a reflecting layer, having in cross section a parabolic curvature having as the locus of the focus points a focal axis, arranged substantially parallel to the relative beam, said receiving tube being placed along said focal axis, in such a way that said reflecting layer reflects an incident light concentrating it on said receiving tube, so as to heat said heat-carrying fluid .
Ancora secondo l'invenzione, detto tubo ricettore può essere collocato in una camera in vetro sottovuoto o un tubo in vetro sottovuoto. Still according to the invention, said receiving tube can be placed in a vacuum glass chamber or a vacuum glass tube.
Ulteriormente secondo l'invenzione, detto strato riflettente di ciascuno di detti mezzi lineari di concentrazione solare può essere realizzato in vetro. Furthermore, according to the invention, said reflecting layer of each of said linear solar concentrating means can be made of glass.
Preferibilmente secondo l'invenzione, detto strato di supporto può essere ondulato, detti mezzi lineari di concentrazione solare essendo alloggiati sulle cui porzioni concave superiori di detto strato di supporto. Preferably according to the invention, said support layer can be corrugated, said linear solar concentration means being housed on whose upper concave portions of said support layer.
Sempre secondo l'invenzione, detto strato di supporto è realizzato in policarbonato e/o plastica e/o materiali compositi o in metallo. Always according to the invention, said support layer is made of polycarbonate and / or plastic and / or composite materials or metal.
Ancora secondo l'invenzione, detto strato isolante può presentare una o più aperture atte a consentire il passaggio di luce attraverso detto strato di supporto, così da realizzare lucernari. Still according to the invention, said insulating layer can have one or more openings suitable for allowing the passage of light through said support layer, so as to make skylights.
Ulteriormente secondo l'invenzione, detto strato di supporto e detto strato isolante possono presentare una o più aperture sovrapposte così da consentire il passaggio di luce tra le travi di supporto e/o l'installazione di un lucernario. Furthermore, according to the invention, said support layer and said insulating layer can have one or more overlapping openings so as to allow the passage of light between the support beams and / or the installation of a skylight.
Vantaggiosamente secondo l'invenzione, detto strato isolante può essere interposto tra detto strato di supporto e detti mezzi lineari di concentrazione solare o essere collocato inferiormente a detto strato di supporto. Advantageously according to the invention, said insulating layer can be interposed between said support layer and said linear solar concentration means or be placed below said support layer.
Sempre secondo l'invenzione, detto strato isolante può essere realizzato in poliuretano. Always according to the invention, said insulating layer can be made of polyurethane.
Ancora secondo l'invenzione, dette travi di sostegno possono presentare una sezione sostanzialmente a "Y". Still according to the invention, said support beams can have a substantially "Y" section.
Ulteriormente secondo l'invenzione, detto impianto di generazione di energia può essere un impianto di cogenerazione e preferibilmente un impianto di trigenerazione. Further according to the invention, said power generation plant can be a cogeneration plant and preferably a trigeneration plant.
Vantaggiosamente secondo l'invenzione, detto sistema può essere applicabile ad un fabbricato, alla cui struttura portante sono fissate dette travi di sostegno. Advantageously according to the invention, said system can be applicable to a building, to whose supporting structure said support beams are fixed.
Ulteriormente secondo l'invenzione, detto sistema può essere applicabile ad una pensilina. Further according to the invention, said system can be applicable to a shelter.
La presente invenzione verrà ora descritta a titolo illustrativo ma non limitativo, secondo le sue preferite forme di realizzazione, con particolare riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui: la figura 1 mostra una vista prospettica di una struttura di copertura e/o rivestimento coibentante con mezzi lineari di concentrazione solare secondo la presente invenzione; The present invention will now be described for illustrative but not limitative purposes, according to its preferred embodiments, with particular reference to the figures of the attached drawings, in which: Figure 1 shows a perspective view of an insulating covering and / or cladding structure with linear means of solar concentration according to the present invention;
la figura 2 mostra una sezione trasversale della struttura secondo la figura 1; e Figure 2 shows a cross section of the structure according to Figure 1; And
la figura 3 mostra una sezione trasversale di un elemento longitudinale e dei mezzi di concentrazione solare lineare della struttura secondo la figura 1. Figure 3 shows a cross section of a longitudinal element and the linear solar concentration means of the structure according to Figure 1.
Nelle varie figure le parti simili verranno indicate con gli stessi riferimenti numerici. In the various figures similar parts will be indicated with the same numerical references.
Facendo riferimento alle figure 1 e 2 si osserva una struttura di copertura e/o di rivestimento 1 applicabile ad esempio ad edifici domestici o fabbricati industriali, secondo l'invenzione. With reference to Figures 1 and 2, a covering and / or cladding structure 1 can be seen, applicable for example to domestic buildings or industrial buildings, according to the invention.
Detta struttura 1 è costituita da una pluralità di travi di sostegno 3 disposte parallelamente l'una all'altra in modo adiacente o in modo da lasciare delle intercapedini tra esse. Said structure 1 is constituted by a plurality of support beams 3 arranged parallel to each other in an adjacent manner or in such a way as to leave cavities between them.
Dette travi di sostegno 3 sono fissabili alla struttura portante dell'edificio a cui devono essere installate. Said support beams 3 can be fixed to the load bearing structure of the building to which they are to be installed.
In corrispondenza di ciascuna trave di sostegno 3, detta struttura 1 comprende anche un mezzi lineari di concentrazione solare parabolici 2, per la captazione dell'energia solare, collegabile ad impianti di generazione elettrica e/o di cogenerazione. In correspondence with each support beam 3, said structure 1 also comprises a linear parabolic solar concentration means 2, for capturing solar energy, which can be connected to electrical generation and / or cogeneration plants.
Secondo una preferita forma di realizzazione, le travi di sostegno 3 presentano, come è possibile osservare nelle figure, una sezione ad "Y". Questo tipo di trave di sostegno 3 presenta delle elevate caratteristiche di resistenza meccanica e ben si adatta all'installazione dei mezzi di concentrazione solare lineare 2 superiormente ad essi. According to a preferred embodiment, the support beams 3 have, as can be seen in the figures, a "Y" section. This type of support beam 3 has high mechanical strength characteristics and is well suited to the installation of the linear solar concentration means 2 above them.
Tornando ai mezzi lineari di concentrazione solare 2, si osserva che essi comprendono un tubo ricettore 4, la cui esatta disposizione sarà meglio discussa nel seguito, in cui scorre un fluido termovettore da riscaldare. Returning to the linear solar concentrating means 2, it can be observed that they comprise a receiving tube 4, the exact arrangement of which will be better discussed below, in which a heat-carrying fluid to be heated flows.
Sulle travi di sostegno 3 è collocato uno strato di supporto 5, realizzato in materiale composito, e.g. policarbonato, in metallo o in vetro. A support layer 5, made of composite material, is placed on the support beams 3, e.g. polycarbonate, metal or glass.
Detto strato di supporto è preferibilmente ondulato, e nelle porzioni in cui presenta delle concavità, sono alloggiati detti mezzi lineari di concentrazione solare 2. Said support layer is preferably corrugated, and said linear means of solar concentration 2 are housed in the portions in which it has concavities.
Inoltre, in corrispondenza di ciascuna trave 3, detto strato di supporto 5 è collocato uno strato riflettente lineare 8 di detti mezzi lineari di concentrazione solare 2. Detto strato riflettente lineare 8 presenta una superficie superiore curva avente una sezione trasversale parabolica, che ha come luogo dei punti di fuoco una retta 6 (che quindi è l'asse focale), sostanzialmente parallela alla trave 3 stessa, come è possibile osservare in particolare nella figura 3. Detto strato riflettente lineare 8 può essere realizzato in vetro o metallo, così realizzando degli specchi lineari parabolici. Furthermore, in correspondence with each beam 3, said support layer 5 is placed a linear reflecting layer 8 of said linear means of solar concentration 2. Said linear reflecting layer 8 has a curved upper surface having a parabolic cross-section, which has the place of the focus points a straight line 6 (which is therefore the focal axis), substantially parallel to the beam 3 itself, as can be observed in particular in Figure 3. Said linear reflective layer 8 can be made of glass or metal, thus making linear parabolic mirrors.
Tra detto strato di supporto 5 e detto strato riflettente 8 è collocato un ulteriore strato isolante 7, atto a consentire la coibentazione. Between said support layer 5 and said reflective layer 8 there is a further insulating layer 7, suitable for allowing insulation.
La struttura di copertura e/o di rivestimento 1 oggetto dell'invenzione può presentare delle discontinuità, utilizzabili come lucernari (non mostrate nelle figure) tra una o più travi di sostegno 3 e l'altra. Eventualmente, detti lucernari possono essere realizzati impiegando come materiale per lo strato di supporto 5 un materiale composito trasparente e distribuendo in modo opportuno lo strato isolante 7. The covering and / or covering structure 1 object of the invention can have discontinuities, which can be used as skylights (not shown in the figures) between one or more support beams 3 and the other. Optionally, said skylights can be made using a transparent composite material as material for the support layer 5 and appropriately distributing the insulating layer 7.
In altre parole, sono possibili le seguenti alternative per la realizzazione di un lucernario: In other words, the following alternatives are possible for the construction of a skylight:
• strato di supporto 5 realizzato in policarbonato e/o plastica e/o materiali compositi e presentante una superficie priva di aperture, allora in tal caso il lucernario può essere ottenuto mediante la realizzazione di opportune aperture sullo strato isolante 7, essendo possibile realizzare detto strato di supporto 5 trasparente; • strato di supporto 5, eventualmente anche realizzato in metallo, e strato isolante presentanti delle aperture sovrapposte, in cui possono eventualmente anche essere installati degli appositi lucernari. • support layer 5 made of polycarbonate and / or plastic and / or composite materials and having a surface without openings, then in this case the skylight can be obtained by making suitable openings on the insulating layer 7, it being possible to make said layer support 5 transparent; • support layer 5, possibly also made of metal, and insulating layer having overlapping openings, in which suitable skylights can also be installed.
Nel caso si presentassero discontinuità tra una trave di sostegno 3 e l'altra (i.e., nella parte convessa dello strato di supporto 5), saranno installati mezzi lineari di concentrazione solare coibentati non riflettenti con o senza lucernari (creati sui detti pannelli). If there are discontinuities between one support beam 3 and the other (i.e., in the convex part of the support layer 5), linear non-reflective insulated solar concentration means will be installed with or without skylights (created on said panels).
Il tubo ricettore 4 di ciascuno di detti mezzi di concentrazione solare lineare 2 è collocato lungo l'asse focale 6. The receiving tube 4 of each of said linear solar concentration means 2 is located along the focal axis 6.
Una volta installati, gli strati riflettenti 8 di ciascuno di detti mezzi di concentrazione solare lineari 2 concentrano la luce su essi incidente sull'asse focale 6, lungo il quale, come detto, è posizionato detto tubo ricettore 4. In tal modo, il fluido termovettore viene riscaldato ad alta temperatura (che può raggiungere anche più di 800 °C) e viene utilizzato come energia primaria per azionare, ad esempio, un generatore elettrico (non mostrato in figura). Once installed, the reflecting layers 8 of each of said linear solar concentrating means 2 concentrate the light incident thereon on the focal axis 6, along which, as said, said receiving tube 4 is positioned. In this way, the fluid heat carrier is heated to a high temperature (which can even reach more than 800 ° C) and is used as primary energy to drive, for example, an electric generator (not shown in the figure).
Detto fluido termovettore, una volta raffreddato in uscita dal generatore, può essere usato per il riscaldamento e/o per la produzione di acqua calda e/o acqua refrigerata per condizionamento (o per processi industriali) utilizzando allo scopo un frigorifero ad assorbimento. In altre parole, l'energia accumulata può essere impiegata in impianti di cogenerazione, ad esempio per produrre contemporaneamente energia elettrica e termica, ma anche in impianti di trigenerazione che, come è noto, oltre a consentire la produzione di energia elettrica, consentono di utilizzare l'energia termica recuperata dalla trasformazione anche per produrre energia frigorifera, o acqua refrigerata per condizionamento o processi industriali. Said heat-carrying fluid, once cooled at the outlet of the generator, can be used for heating and / or for the production of hot water and / or chilled water for conditioning (or for industrial processes) using an absorption refrigerator for this purpose. In other words, the stored energy can be used in cogeneration plants, for example to produce electrical and thermal energy at the same time, but also in trigeneration plants which, as is known, in addition to allowing the production of electrical energy, make it possible to use the thermal energy recovered from the transformation also to produce cooling energy, or chilled water for air conditioning or industrial processes.
Ciascun tubo ricettore 4 è preferibilmente realizzato in acciaio e protetto da un ulteriore tubo in vetro sottovuoto o da una camera in vetro sempre sottovuoto 9. Each receiving tube 4 is preferably made of steel and protected by a further vacuum glass tube or by a still vacuum glass chamber 9.
Al tubo ricettore 4 è collegato anche un dispositivo inseguitore solare meccanico (non mostrato nelle figure), atto ad orientarlo rispetto ai raggi solari per consentire una maggiore efficienza. Also connected to the receiving tube 4 is a mechanical solar tracker device (not shown in the figures), able to orient it with respect to the sun's rays to allow greater efficiency.
La struttura oggetto della presente invenzione può essere realizzata anche con tecnologia honeycomb, che permette alla struttura di essere coibentata e autoportante. The structure object of the present invention can also be made with honeycomb technology, which allows the structure to be insulated and self-supporting.
Nel caso in cui detta struttura di copertura e/o di rivestimento coibentante non sia utilizzata per edifici o sia utilizzata per edifici dove non è possibile installare detta trave di sostegno (3) con sezione ad "Y", i mezzi di concentrazione solare lineari di detta struttura saranno installati su sostegni progettati secondo le esigenze strutturali. In the event that said roofing and / or insulating coating structure is not used for buildings or is used for buildings where it is not possible to install said support beam (3) with a "Y" section, the linear solar concentration means of this structure will be installed on supports designed according to the structural requirements.
Il vantaggio principale della presente invenzione è quello di consentire la realizzazione di sistemi di cogenerazione e/o trigenerazione solare, costituendo al tempo stesso un sistema di copertura e/o rivestimento e di isolamento termico per fabbricati e non (e.g. pensiline). The main advantage of the present invention is that of allowing the realization of solar cogeneration and / or trigeneration systems, at the same time constituting a roofing and / or coating and thermal insulation system for buildings and not (e.g. shelters).
Un ulteriore vantaggio della presente invenzione è quello di essere modulare, consentendo di aggregare i mezzi di concentrazione solare lineari 2 anche secondo differenti geometrie. A further advantage of the present invention is that of being modular, allowing to aggregate the linear solar concentrating means 2 also according to different geometries.
La presente invenzione è stata descritta a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo le sue forme preferite di realizzazione, ma è da intendersi che variazioni e/o modifiche potranno essere apportate dagli esperti del ramo senza per questo uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate. The present invention has been described for illustrative but not limitative purposes, according to its preferred embodiments, but it is to be understood that variations and / or modifications may be made by those skilled in the art without thereby departing from the relative scope of protection, such as defined by the attached claims.
Claims (9)
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