ITRM20120477A1

ITRM20120477A1 - Modulo fotovoltaico a concentrazione comprendente almeno un elemento di supporto mobile per ricevitore ottico-cella fotovoltaica .

Info

Publication number: ITRM20120477A1
Application number: IT000477A
Authority: IT
Inventors: Andrea Bartolazzi
Original assignee: Andrea Bartolazzi
Priority date: 2012-10-09
Filing date: 2012-10-09
Publication date: 2014-04-10
Also published as: EP2752892A1

Description

MODULO FOTOVOLTAICO A CONCENTRAZIONE COMPRENDENTE ALMENO UN ELEMENTO DI SUPPORTO MOBILE PER RICEVITORE

OTTICO -CELLA FOTOVOLTAICA

La presente invenzione si riferisce ad un modulo fotovoltaico a concentrazione comprendente almeno un elemento di supporto mobile per ricevitore ottico-cella fotovoltaica.

PiÃ¹ specificatamente, l'invenzione riguarda la struttura di un modulo fotovoltaico a concentrazione, che permette a ciascun elemento di supporto di ruotare attorno ad un primo asse e/o attorno ad un secondo asse, perpendicolare, a detto primo asse.

Attualmente, sono noti diversi moduli fotovoltaici a concentrazione.

Come Ã ̈ noto, un modulo fotovoltaico a concentrazione comprende una cella fotovoltaica, ad esempio grande come un quadrato di lem di lato, e mezzi ottici, generalmente una lente di Fresnel o specchi, piÃ¹ grandi di tale cella fotovoltaica, per deviare e concentrare i raggi del sole su detta cella fotovoltaica con il risultato che detta cella fotovoltaica viene illuminata da una intensitÃ di luce dalle 2 alle 800 volte maggiore di quella di una normale giornata di sole. Questa concentrazione di luce Ã ̈ definita come dai 2 agli 800 soli, che sta proprio a significare il riferimento all'intensitÃ luminosa del sole.

Per aumentare l'efficienza, tali moduli fotovoltaici a concentrazione devono inseguire la posizione nel cielo del sole in modo da essere sempre allineati al sole in termini di angolo di azimut e di angolo di elevazione del sole, in quanto in assenza di allineamento, detti mezzi ottici non sarebbero piÃ¹ in grado di concentrare ottimamente i raggi solari nel fuoco e la cella fotovoltaica, posizionata su un piano che Ã ̈ in prossimitÃ del piano focale, riceverebbe un fascio di luce troppo variabile per una corretta progettazione. A tale scopo detti moduli fotovoltaici a concentrazione sono posizionati su un unico pannello di supporto e sono previsti dei dispositivi meccanici automatici, definiti inseguitori, per orientare detto pannello di supporto rispetto ai raggi del sole. Di conseguenza, tutti i moduli fotovoltaici fissati sullo stesso pannello di supporto vengono orientati rispetto al sole grazie all'inseguitore o agli inseguitori previsto/i per detto pannello di supporto.

In particolare, nel campo della concentrazione solare un inseguitore Ã ̈ utile a mantenere costante il punto di fuoco generato dal paraboloide rispetto alla cella fotovoltaica. Tanto maggiore Ã ̈ l'allineamento perpendicolare con i raggi solari tanto maggiore sarÃ l'efficienza di conversione e l'energia prodotta a paritÃ di superficie.

Uno svantaggio di detta struttura Ã ̈ dato dal fatto che gli elementi di supporto per le rispettive coppie lente-cella fotovoltaica contenuti in ciascun modulo fotovoltaico a concentrazione sono fissi e il loro orientamento segue quello del modulo fotovoltaico a concentrazione, i.e. l'orientamento del pannello di supporto su cui quest'ultimo Ã ̈ fissato.

Un secondo svantaggio Ã ̈ dato dalla necessitÃ di prevedere due servocomandi di posizionamento, rispettivamente uno per l'azimut ed un secondo per l'elevazione, aventi una struttura complessa, e costosi .

Un altro svantaggio Ã ̈ dato dalla difficoltÃ di integrare un modulo fotovoltaico a concentrazione in una struttura fissa, come ad esempio il tetto di una costruzione o di una serra.

Ancora uno svantaggio Ã ̈ dato dal fatto che il modulo fotovoltaico a concentrazione genera una ombra nell'ambiente sottostante, rendendo cosÃ¬ difficili attivitÃ che potrebbero essere svolte in detto ambiente, come ad esempio la coltivazione o una qualsiasi attivitÃ che potrebbe essere svolta in un ambiente illuminato.

Scopo della presente invenzione Ã ̈ quello di superare detti svantaggi, fornendo un modulo fotovoltaico a concentrazione comprendente almeno un elemento di supporto per la produzione di una maggiore quantitÃ di energia elettrica, avente una struttura semplificata ed un basso costo.

Un ulteriore scopo dell'invenzione Ã ̈ quello di fornire un modulo fotovoltaico a concentrazione che consente il passaggio e la regolazione della quantitÃ di raggi solari all'interno di un ambiente in modo tale che detto ambiente possa essere illuminato direttamente dai raggi solari.

CiÃ² Ã ̈ stato ottenuto con un modulo fotovoltaico a concentrazione che comprende:

- almeno una cella fotovoltaica,

almeno un ricevitore ottico per deviare e concentrare dei raggi di sole su una rispettiva cella fotovoltaica, detto almeno un ricevitore ottico essendo posizionato tra la rispettiva cella fotovoltaica ed il sole,

- almeno un elemento di supporto per supportare il rispettivo complesso ricevitore ottico - cella fotovoltaica, detto elemento di supporto avendo un asse longitudinale .

In particolare, detto almeno un elemento di supporto Ã ̈ normalmente in una posizione neutra, sostanzialmente parallela ad un piano di appoggio per detto modulo fotovoltaico a concentrazione, e ruota in entrambe le direzioni rispetto a detta posizione neutra attorno a detto asse longitudinale. Detta rotazione consente di regolare l'angolo di azimut di detto modulo fotovoltaico a concentrazione.

Il modulo fotovoltaico a concentrazione comprende ulteriormente mezzi di movimentazione per ruotare detto almeno un elemento di supporto rispetto al suo asse longitudinale, in maniera da consentirne il posizionamento in una qualsiasi posizione raggiungibile .

Secondo l'invenzione, il modulo fotovoltaico a concentrazione puÃ² comprendere una pluralitÃ di elementi di supporto, ciascuno dei quali puÃ² supportare un rispettivo complesso ricevitore ottico - cella fotovoltaica.

Vantaggiosamente, quando il modulo fotovoltaico a concentrazione comprende una pluralitÃ di elementi di supporto, detto modulo fotovoltaico a concentrazione puÃ² comprendere mezzi di accoppiamento per accoppiare detta pluralitÃ di elementi di supporto in modo tale che detta pluralitÃ di elementi di supporto sia mobile solidalmente rispetto a detto asse longitudinale.

Secondo l'invenzione, ciascun elemento di supporto puÃ² comprendere mezzi di accoppiamento per accoppiare detto ricevitore ottico a detta cella fotovoltaica in modo tale da consentire il rispettivo movimento basculante di ciascun elemento di supporto rispetto a detto asse longitudinale.

In particolare, detti mezzi di accoppiamento possono comprendere due elementi di collegamento sostanzialmente verticali, basculanti rispetto a detto asse longitudinale, in modo tale che ciascun elemento di supporto trasli da una posizione iniziale, in cui detti elementi di collegamento sono ortogonali al piano su cui Ã ̈ disposto detto ricevitore ottico, ad una posizione finale, dove detti elementi di collegamento sono inclinati rispetto al piano su cui Ã ̈ disposto detto ricevitore ottico. Il passaggio da detta posizione iniziale a d,etta posizione finale di detti elementi di supporto permette di regolare l'angolo di elevazione di detto modulo fotovoltaico a concentrazione.

Ancora secondo l'invenzione, detto modulo fotovoltaico a concentrazione puÃ² comprendere almeno una guida, associata ad un percorso del sole, ed un braccio, scorrevole in detta almeno una guida, e mobile all'interno della stessa a seguito del movimento di detto almeno un elemento di supporto rispetto a detto asse longitudinale.

Ãˆ preferibile che detto modulo fotovoltaico a concentrazione comprenda una pluralitÃ di guide nonchÃ© dei mezzi di spostamento per spostare detto braccio da una guida ad un'altra guida, a seconda del percorso solare appropriato alla latitudine e alla stagione dell'anno .

Detti mezzi di spostamento possono comprendere un elemento di raccordo per raccordare dette guide in modo tale che detto braccio entri ed esca da ciascuna di dette guide, dove nella traslazione di ciascun elemento di supporto da detta posizione iniziale a detta posizione finale, detto braccio Ã ̈ imperniato scorrevolmente su una di dette guide e/o su detto elemento di raccordo. Inoltre, detto modulo fotovoltaico a concentrazione puÃ² comprendere ulteriormente un elemento di spinta per spingere detto braccio in una di dette guide; la selezione di una di dette guide essendo in funzione dell'altezza del sole sull'orizzonte nel corso dell'anno.

Ãˆ preferibile che dette guide siano curve, e disposte in successione in modo tale che la loro ampiezza sia crescente, dove ciascuna di dette guide ha una prima estremitÃ ed una seconda estremitÃ , e che detto modulo fotovoltaico a concentrazione comprenda un elemento di raccordo per raccordare dette prime estremitÃ e dette seconde estremitÃ di dette guide.

Detto elemento di raccordo ha una prima estremitÃ ed una seconda estremitÃ , di cui almeno una estremitÃ Ã ̈ esterna rispetto ad una estremitÃ della guida con l'ampiezza maggiore. Detto elemento di raccordo essendo anche un elemento di guida per guidare detto braccio da una prima posizione, corrispondente ad un primo punto sostanzialmente al centro di detto elemento di raccordo, ad una seconda posizione, corrispondente ad un secondo punto di detto elemento di raccordo che Ã ̈ o tra due estremitÃ di due guide successive o tra una estremitÃ della guida con l'ampiezza maggiore e una delle estremitÃ di detto elemento di raccordo. Detto elemento di spinta puÃ² essere posizionato in prossimitÃ di dette prime estremitÃ o di dette seconde estremitÃ e puÃ² essere configurato per bloccare detto braccio in detto secondo punto su detto elemento di raccordo, quando ciascun elemento di supporto viene ruotato di un determinato angolo in una prima direzione, e per spingere detto braccio in una di dette guide, quando detti mezzi di movimentazione ruotano ciascun elemento di supporto in una seconda direzione, opposta a detta prima direzione.

Ãˆ preferibile che detti mezzi di movimentazione comprendano mezzi di rilevazione per rilevare la posizione di detti mezzi di movimentazione.

Secondo l'invenzione, il ricevitore ottico di almeno un elemento di supporto puÃ² comprendere tre porzioni, una porzione centrale, una prima porzione di estremitÃ , ed una seconda porzione di estremitÃ , ciascuna delle quali ha un rispettivo fuoco, dove i fuochi delle porzioni di estremitÃ sono posizionati su una porzione di piano opposta a quella contenente la rispettiva porzione di estremitÃ rispetto ad un asse passante per una cella fotovoltaica di un elemento di supporto ed il fuoco della porzione centrale.

In una prima configurazione di detto ricevitore ottico, il fuoco di detta porzione centrale puÃ² giacere su un primo piano, detto primo piano essendo ad una prima distanza dalla cella fotovoltaica, ed i fuochi di dette porzioni di estremitÃ possono giacere su un secondo piano, detto secondo piano essendo ad una seconda distanza da detta cella fotovoltaica, dove detta seconda distanza puÃ² essere maggiore o minore di detta prima distanza.

In una seconda configurazione di detto ricevitore ottico, il fuoco di detta porzione centrale ed i fuochi di dette porzioni di estremitÃ possono giacere su uno stesso piano.

La presente invenzione verrÃ ora descritta, a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo una sua forma di realizzazione, con particolare riferimento alle figure allegate, in cui:

la figura 1 mostra una prima forma di realizzazione del modulo fotovoltaico a concentrazione, oggetto dell'invenzione, comprendente una pluralitÃ di elementi di supporto per un rispettivo complesso ricevitore ottico - cella fotovoltaica, dove ad uno di detti elementi di supporto Ã ̈ stato asportato il ricevitore ottico;

la figura 2 mostra il modulo fotovoltaico a concentrazione di fig. 1, quando ciascun elemento di supporto per il complesso ricevitore ottico - cella fotovoltaica ha compiuto una rotazione;

la figura 3 Ã ̈ una vista laterale degli elementi di supporto per il complesso ricevitore ottico - cella fotovoltaica di fig. 2;

la figura 4 mostra una applicazione del modulo fotovoltaico a concentrazione secondo l'invenzione come copertura di una serra;

la figura 5 mostra schematicamente una seconda forma di realizzazione del modulo fotovoltaico a concentrazione, secondo l'invenzione, comprendente un braccio ed una pluralitÃ di guide per detto braccio, a ciascuna delle quali Ã ̈ associato un rispettivo percorso del sole;

la figura 6 mostra un dettaglio del modulo fotovoltaico a concentrazione di fig. 5, relativo alle guide di detto braccio;

la figura 7 mostra il modulo fotovoltaico a concentrazione di fig. 5 quando gli elementi di supporto per l'assieme ricevitore ottico - cella fotovoltaica sono stati ruotati di un determinato angolo nella stessa direzione;

la figura 8 mostra il braccio quando scorre su una prima guida;

la figura 9 mostra schematicamente una terza forma di realizzazione di un modulo fotovoltaico a concentrazione, secondo l'invenzione, dove ciascun ricevitore ottico comprende tre porzioni;

la figura 10 mostra un particolare del modulo fotovoltaico a concentrazione di fig. 9, relativo ad un ricevitore ottico.

Con riferimento alla figure 1-3, nella prima forma di realizzazione che si descrive, si prevede un modulo fotovoltaico a concentrazione 1 che comprende una pluralitÃ di celle fotovoltaiche 4, una pluralitÃ di ricevitori ottici 3 per deviare i raggi di sole su una rispettiva cella fotovoltaica 4, ed una pluralitÃ di elementi di supporto 2 per supportare un rispettivo assieme ricevitore ottico 3 e da una cella fotovoltaica 4, ciascuno dei quali presenta un asse longitudinale X.

In particolare, ciascun ricevitore ottico 3 Ã ̈ posizionato tra una rispettiva cella fotovoltaica 4 ed il sole, ad una predeterminata distanza da detta cella fotovoltaica 4, e ciascuna cella fotovoltaica 4 Ã ̈ posizionata tra il rispettivo ricevitore ottico 3 e il piano focale della stessa.

Secondo l'invenzione, ciascun elemento di supporto 2 comprende mezzi di accoppiamento 5 per accoppiare detto ricevitore ottico 3 a detta cella fotovoltaica 4, ed Ã ̈ accoppiato in modo rotoidale, mediante due perni 6, alla struttura interna del modulo fotovoltaico a concentrazione 1 in modo tale ruotare in modo bidirezionale attorno a detto asse longitudinale X.

Nella forma di realizzazione che si descrive, gli elementi di supporto 2 passano da una prima posizione, in cui ciascun ricevitore ottico 3 Ã ̈ disposto su un primo piano o piano di riferimento (fig. 1), ed una seconda posizione, in cui ciascun ricevitore ottico 3 Ã ̈ disposto su un rispettivo secondo piano, inclinato rispetto a detto piano di riferimento, formando con esso un angolo (fig. 2).

Secondo l'invenzione, il modulo fotovoltaico a concentrazione 1 comprende dei mezzi di movimentazione 7 per muovere ciascun elemento di supporto 2 tra detta prima posizione e detta seconda posizione, e viceversa. Tali mezzi di movimentazione 7 consentono di regolare il modulo fotovoltaico a concentrazione 1 in termini di angolo di azimut.

PiÃ¹ in generale, senza uscire dall'ambito dell'invenzione, gli elementi di supporto 2 sono normalmente in una posizione neutra, sostanzialmente parallela ad un piano di appoggio per detto modulo fotovoltaico a concentrazione 1, e sono in grado di ruotare in entrambe le direzioni rispetto a detta posizione neutra attorno a detto asse longitudinale X, portando in rotazione solidale con se il complesso ricevitore ottico 3 - cella fotovoltaica 4 ad esso associato. I mezzi di movimentazione 7 ruotano detti elementi di supporto 2 rispetto ai loro assi longitudinali, in maniera da consentire il posizionamento di ciascun elemento di supporto 2 in una qualsiasi posizione raggiungibile.

AffinchÃ© tutti gli elementi di supporto 2 -del modulo fotovoltaico a concentrazione 1 ruotino di un determinato angolo nella stessa direzione, detti elementi di supporto 2 sono collegati tra loro mediante dei mezzi di accoppiamento 8 accoppiati a ciascuno di detti elementi di supporto 2 mediante un rispettivo perno 9 (figg. 2-3). Nell'esempio che si descrive, detti mezzi di accoppiamento 8 comprendono un'asta. Nell'esempio che si descrive detti mezzi di movimentazione 7 comprendono mezzi di rilevazione della posizione degli stessi mezzi di movimentazione, come ad esempio nel caso di un motore passo passo. Inoltre, ciascuna cella fotovoltaica 4 Ã ̈ connessa ad un inverter (non mostrato) mediante mezzi di conduzione della corrente elettrica (non mostrati), e ciascun ricevitore ottico 3 comprende una lente. Detta lente puÃ² essere una lente di Fresnel.

Nella figura 4 Ã ̈ mostrata un'applicazione di una pluralitÃ di detti moduli fotovoltaici a concentrazione 1 utilizzata come elemento di copertura o tetto per una serra, al cui interno sono presenti delle piante.

Come Ã ̈ visibile in figura 4, da un lato una prima quantitÃ di raggi di sole, aventi una direzione tale da colpire direttamente la rispettiva cella fotovoltaica e/o deviati dal ricevitore ottico 3 sulla rispettiva cella fotovoltaica 4, va ad incidere su detta cella fotovoltaica 4 cosÃ¬ che detta prima quantitÃ possa essere trasformata in correte elettrica. Dall'altro lato, una seconda quantitÃ di raggi di sole, aventi una direzione tale da non colpire direttamente la rispettiva cella fotovoltaica 4 e/o deviati dal ricevitore ottico 3 in modo tale da non colpire la rispettiva cella fotovoltaica 4, penetra all'interno della serra cosÃ¬ da illuminare e riscaldare lo spazio interno alla serra stessa.

Il dettaglio rappresentato nel cerchietto di figura 4 mostra come una parte di radiazione luminosa venga concentrata sulla cella fotovoltaica 4 ed un'altra parte di radiazione luminosa penetri nella serra. Il passaggio di raggi di sole all'interno della serra favorisce il riscaldamento della serra e la crescita delle piante. Inoltre, in caso di luce riflessa e/o diffusa, la radiazione luminosa che penetra all'interno della serra Ã ̈ maggiore della radiazione luminosa diretta in quanto non viene captata dal ricevitore ottico 3.

Per consentire ai raggi di sole di penetrare all'interno della serra, il modulo fotovoltaico a concentrazione 1 ha una parete avente almeno una porzione di materiale trasparente per consentire ai raggi di sole che non colpiscono una cella fotovoltaica 4 e/o che non sono deviati su detta cella fotovoltaica di passare dall'esterno all'interno della serra. In alternativa alla porzione trasparente, il modulo fotovoltaico a concentrazione puÃ² essere dotato di un'apertura o un foro.

Nell'applicazione che si descrive, i moduli fotovoltaici a concentrazione 1 possono essere accoppiati uno all'altro in modo tale da essere affiancati uno all'altro e si prevede che solo uno di detti moduli fotovoltaici a concentrazione sia dotato di mezzi di movimentazione 7.

Tuttavia, sebbene nella figura 4 i moduli fotovoltaici a concentrazione 1 siano utilizzati per costituire il tetto di una serra, detti moduli fotovoltaici a concentrazione 1 possono essere applicati su una qualsiasi struttura fissa per illuminare e/o riscaldare l'ambiente interno ad essa. In figura 5 Ã ̈ mostrata una seconda forma di realizzazione del modulo fotovoltaico a concentrazione I, che comprende un braccio 10, una pluralitÃ di guide II, 12, 13, 14 per detto braccio disposte in successione, curve e sostanzialmente concentriche, a ciascuna delle quali Ã ̈ associato un rispettivo percorso del sole, nonchÃ© un elemento di spinta 18, accoppiato alla struttura interna di detto modulo fotovoltaico a concentrazione, per spingere detto braccio 10 in una di dette guide. Detto elemento di spinta 18 puÃ² essere un elemento elastico o un magnete. In quest'ultimo caso, si prevede che il braccio 10 abbia almeno una porzione comprendente materiale magnetico.

In particolare, i mezzi di accoppiamento 5 per accoppiare detto ricevitore ottico a detta cella fotovoltaica sono configurati per accoppiare detto ricevitore ottico 3 a detta cella fotovoltaica 4 in modo tale da consentire il rispettivo movimento basculante di ciascun elemento di supporto 2 rispetto al suo asse longitudinale X, come indicato dalla doppia freccia Z. PiÃ¹ in particolare, detti mezzi di accoppiamento 5 comprendono due elementi di collegamento 50, sostanzialmente verticali, basculanti rispetto all'asse longitudinale X.

Nella forma di realizzazione che si descrive, sono previste quattro guide sostanzialmente concentriche, una prima guida 11, una seconda guida 12, una terza guida 13, una quarta guida 14. Tuttavia, sebbene non mostrato nelle figure, Ã ̈ possibile prevedere un numero qualsiasi di guide cosÃ¬ come Ã ̈ possibile prevedere delle guide disposte in successione, ad ampiezza crescente nella direzione che va da una parete del modulo fotovoltaico a concentrazione verso il suo interno, che non si intersecano tra loro, e che non sono necessariamente sostanzialmente concentriche o circolari .

Ciascuna di dette guide 11, 12, 13, 14 presenta una prima estremitÃ HA, 12A, 13A, 14A ed una seconda estremitÃ 11B, 12B, 13B, 14B, ed Ã ̈ previsto un elemento di raccordo 17 che raccorda le estremitÃ di dette guide in modo tale che detto braccio 10 possa entrare ed uscire da una rispettiva guida mediante detta prima estremitÃ e detta seconda estremitÃ . Anche detto elemento di raccordo 17 presenta una prima estremitÃ 17A ed una seconda estremitÃ 17B ed ha una lunghezza dimensionata in modo tale che dette prime estremitÃ e dette seconde estremitÃ di dette guida siano all'interno delle sue estremitÃ 17A, 17B (fig. 6). Tuttavia Ã ̈ sufficiente che detto elemento di raccordo 17 abbia una lunghezza che ecceda una delle estremitÃ della guida con l'ampiezza maggiore, i.e. la quarta guida 14.

Secondo l'invenzione, il modulo fotovoltaico a concentrazione 1 comprende un elemento di supporto 19 accoppiato alla struttura interna del modulo fotovoltaico a concentrazione 1 stesso per supportare dette guide 11, 12 ,13, 14, detto elemento di raccordo 17 e detto elemento di spinta 18.

Nella forma di realizzazione che si descrive dette guide 11, 12 ,13, 14, e detto elemento di raccordo 17 comprendono rispettivamente una scanalatura prevista su detto elemento di supporto 19.

Contemporaneamente al passaggio dalla prima posizione alla seconda posizione di detti elementi di supporto 2 per regolare l'angolo di azimut del modulo fotovoltaico a concentrazione 1, lo scorrimento di detto braccio 10 su una di dette guide consente a ciascun elemento di supporto 2 di traslare da una posizione iniziale, dove detti elementi di collegamento 50 sono ortogonali al piano su cui Ã ̈ disposto detto ricevitore ottico 3, ad una posizione finale, dove detti elementi di collegamento 50 sono inclinati rispetto al piano su cui Ã ̈ disposto detto ricevitore ottico 3. Con la traslazione di ciascun elemento di supporto 2 viene regolato l'angolo di elevazione del modulo fotovoltaico a concentrazione 1. La selezione della guida in cui viene fatto scorrere detto braccio 10 Ã ̈ in funzione dell'altezza del sole sull'orizzonte nel corso dell'anno. Quindi una guida viene selezionata a seconda del percorso solare idoneo alla latitudine e alla stagione dell'anno.

In particolare, il braccio 10 ha una prima estremitÃ accoppiata ad un elemento di supporto mobile 2 ed una seconda estremitÃ che Ã ̈ imperniata scorrevolmente su detto elemento di raccordo 17 e su dette guide 11, 12, 13, 14.

Come mostrato in figura 5, quando ciascun elemento di supporto mobile 2 Ã ̈ nella prima posizione, i.e. nella posizione in cui ciascun ricevitore ottico 3 Ã ̈ disposto su un piano di riferimento, il braccio 10 Ã ̈ imperniato scorrevolmente su detto elemento di raccordo 17 in una prima posizione, corrispondente ad un primo punto sostanzialmente al centro di detto elemento di raccordo 17.

Durante il passaggio dalla prima posizione alla seconda posizione degli elementi di supporto mobili 2 per regolare l'angolo di elevazione del modulo fotovoltaico a concentrazione 1, detti elementi di supporto mobili 2 vengono ruotati di un determinato angolo in una prima direzione, ed il braccio 10 scorre lungo detto elemento di raccordo 17 in una seconda direzione, opposta a detta prima direzione, muovendosi da detta prima posizione ad una seconda posizione, corrispondente ad un secondo punto di detto elemento di raccordo 17 che Ã ̈ o tra due prime estremitÃ di due guide successive o tra la prima estremitÃ della guida con l'ampiezza maggiore (quarta guida 14) e la prima estremitÃ 17A di detto elemento di raccordo 17.

La figura 7 mostra gli elementi di supporto mobili 2 ruotati di un angolo di azimut pari a 25° in una prima direzione.

Come Ã ̈ possibile vedere dalla figura 7, il braccio 10 ha scorso su detto elemento di raccordo 17 dal centro ad un punto di detto elemento di raccordo 17 che Ã ̈ tra detta prima guida 11 e detta seconda guida 12, vincendo la resistenza di detto elemento di spinta 18.

In altre parole, il braccio 10 rimane imperniato scorrevolmente su detto elemento di raccordo 17 durante 11 passaggio dalla sua prima posizione alla sua seconda posizione .

Quando detto braccio 10 Ã ̈ imperniato su detto elemento di raccordo 17 in un punto tra la prima estremitÃ HA di detta prima guida 11 e la prima estremitÃ 12A di detta seconda guida 12, detto elemento di spinta 18 insiste su una porzione di estremitÃ di detto braccio 10 cosÃ¬ che detto braccio sia bloccato tra l'elemento di spinta 18 ed un bordo di detto elemento di raccordo 17.

Quando gli elementi di supporto mobili 2 vengono ruotati da detti mezzi di movimentazione 7 in una seconda direzione, opposta a detta prima direzione, il braccio 10 scorre nella direzione opposta a detta seconda direzione e viene spinto dall'elemento di spinta 18 nella prima guida 11 (fig. 8).

Quando il braccio 10 scorre nella prima guida 11, ciascun elemento di supporto mobile 2 trasla da una posizione iniziale, dove detti elementi di collegamento 50 sono ortogonali al piano su cui Ã ̈ disposto detto ricevitore ottico 3, ad una posizione finale, dove detti elementi di collegamento 50 sono inclinati rispetto al piano su cui Ã ̈ disposto detto ricevitore ottico 3. Come giÃ detto, la traslazione di ciascun elemento di supporto mobile 2 consente di regolare il modulo fotovoltaico a concentrazione in termini di angolo di elevazione.

Le guide 11, 12, 13, 14 corrispondenti a rispettivi percorsi del sole sono configurate in modo tale che durante la traslazione di ciascun elemento di supporto 2 i raggi del sole incidenti sulla cella fotovoltaica 4 siano paralleli agli elementi di collegamento 50, cosÃ¬ da ridurre la formazione di zone d'ombra alle estremitÃ delle celle fotovoltaiche.

Una volta che il braccio 10 ha terminato la sua corsa su un punto qualsiasi di detta prima guida, detto braccio 11 viene dapprima portato verso la seconda estremitÃ 11B della prima guida 11, i.e. l'estremitÃ della prima guida 11 opposta a quella che ha consentito allo stesso braccio di entrare nella prima guida stessa, e poi riportato dai mezzi di movimentazione 7 nella sua posizione iniziale, al centro dell'elemento di raccordo 17, prima che un altro percorso del sole venga selezionato, i.e. prima che il braccio 10 venga fatto scorrere su un'altra guida.

Inoltre, sebbene non mostrato nelle figure, Ã ̈ possibile prevedere che ciascuna seconda estremitÃ 11B, 12B, 13B, 14B delle guide 11, 12, 13, 14 sia dotata di una linguetta per consentire l'uscita del braccio 10 da una rispettiva guida ed evitare che detto braccio entri accidentalmente nella stessa guida da cui Ã ̈ uscito.

In figura 9 Ã ̈ mostrata una terza forma di realizzazione di un modulo fotovoltaico a concentrazione 1 dove il ricevitore ottico 3 di ciascun elemento di supporto mobile 2 comprende tre porzioni, di cui una porzione centrale 31, una prima porzione di estremitÃ 32, ed una seconda porzione di estremitÃ 33, ciascuna delle quali ha un rispettivo fuoco F1, F2, F3.

In particolare, i fuochi F2 e F3 sono posizionati su una porzione di piano opposta a quella contenente la rispettiva porzione di estremitÃ 32, 33 rispetto ad un asse A passante per la cella fotovoltaica 4 dell'elemento di supporto 2 ed il fuoco FI della porzione centrale 31.

Inoltre, il fuoco FI di detta porzione centrale 31 giace su un primo piano che Ã ̈ ad una prima distanza dalla cella fotovoltaica 4, mentre i rispettivi fuochi F2 , F3 di dette porzioni di estremitÃ 32, 33 giacciono su un secondo piano che Ã ̈ ad una seconda distanza da detta cella fotovoltaica 4, dove detta seconda distanza Ã ̈ maggiore di detta prima distanza (fig. 10).

Detti fuochi FI, F2, F3 sono disposti in modo tale da formare un triangolo isoscele, dove il primo ed il secondo vertice della base sono costituiti dai due fuochi F2, F3 delle porzioni di estremitÃ 32,33, ed il terzo vertice Ã ̈ costituito dal fuoco FI della porzione centrale 31.

Sebbene nella terza forma di realizzazione il secondo piano su cui giacciono i fuochi F2, F3 delle porzioni di estremitÃ 32, 33 sia ad una seconda distanza dalla cella fotovoltaica 4 che Ã ̈ maggiore della prima distanza tra la cella fotovoltaica 4 ed il primo piano su cui giace il fuoco FI della porzione centrale 31, detti fuochi F2, F3 possono giacere su un piano ad una distanza dalla cella fotovoltaica 4 minore di quella tra la cella fotovoltaica 4 ed il piano su cui giace il fuoco FI della porzione centrale 31, oppure detti fuochi F2, F3 delle porzioni di estremitÃ 32, 33 e detto fuoco FI della porzione centrale 31 possono giacere su uno stesso piano, senza uscire dall'ambito dell'invenzione. In quest'ultimo caso, i fuochi sono disposti sullo stesso piano in modo da essere allineati e equidistanti tra loro.

Ciascuna porzione di estremitÃ 32, 33 Ã ̈ disposta lateralmente a detta porzione centrale 31 in modo tale che la maggior quantitÃ di raggi di sole incidenti su dette porzioni di estremitÃ 32, 33 venga deviata sulla cella fotovoltaica 4, sulla quale vengono anche deviati i raggi di sole incidenti su detta porzione centrale 31. Vantaggiosamente, con un ricevitore ottico 3 cosÃ¬ configurato, Ã ̈ possibile ridurre la formazione di zone d'ombra generate ad una estremitÃ della cella fotovoltaica 4 di un elemento di supporto mobile 2 a causa di un elemento di supporto adiacente. Infatti, quando detti elementi di supporto mobili 2 vengono ruotati di un determinato angolo, una porzione di estremitÃ di un ricevitore ottico 3 di un elemento di supporto 2 viene oscurata dall'elemento di supporto adiacente. La riduzione di zone d'ombra comporta una migliore tenuta fotovoltaica della cella fotovoltaica.

Per ciascuna delle forme di realizzazione sopra descritte, Ã ̈ preferibile prevedere per ciascuna cella fotovoltaica 4 di ciascun elemento di supporto 2 dei rispettivi mezzi di raffreddamento (non mostrati) disposti a contatto con detta cella fotovoltaica 4, in quanto i raggi di sole che colpiscono direttamente la cella fotovoltaica 4 e/o che sono deviati dal ricevitore ottico 3 su detta cella fotovoltaica 4 riscaldano la cella fotovoltaica stessa, talvolta in modo eccessivo. Detti mezzi di raffreddamento possono consentire il passaggio al loro interno di un fluido, come ad esempio aria o liquido.

Vantaggiosamente, con il modulo fotovoltaico a concentrazione oggetto dell'invenzione Ã ̈ possibile inseguire il sole, regolando l'angolo di azimut e preferibilmente quello di elevazione, in modo tale che una maggiore quantitÃ di raggi di sole vengano deviati sulla cella fotovoltaica di ciascun elemento di supporto mobile per essere trasformati in corrente elettrica .

La presente invenzione Ã ̈ stata descritta a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo sue forme preferite di realizzazione, ma Ã ̈ 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.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Modulo fotovoltaico a concentrazione (1) comprendente : - almeno una cella fotovoltaica (4), - almeno un ricevitore ottico (3) per deviare e concentrare dei raggi di sole su una rispettiva cella fotovoltaica (4), detto almeno un ricevitore ottico (3) essendo posizionato tra la rispettiva cella fotovoltaica (4) ed il sole, - almeno un elemento di supporto (2) per supportare il rispettivo complesso ricevitore ottico (3) - cella fotovoltaica (4), dove detto elemento di supporto ha un asse longitudinale (X) ed Ã ̈ normalmente in una posizione neutra, sostanzialmente parallela ad un piano di appoggio per detto modulo fotovoltaico a concentrazione (1), e ruota in entrambe le direzioni rispetto a detta posizione neutra attorno a detto asse longitudinale (X); detta rotazione consentendo di regolare l'angolo di azimut di detto modulo fotovoltaico a concentrazione (1); - mezzi di movimentazione (7) per ruotare detto almeno un elemento di supporto (2) rispetto al suo asse longitudinale (X), in maniera da consentirne il posizionamento in una qualsiasi posizione raggiungibile; detto modulo fotovoltaico a concentrazione essendo caratterizzato dal fatto che comprende: - almeno una guida (11, 12, 13, 14), associata ad un percorso del sole, e - un braccio (10), scorrevole in detta almeno una guida, e mobile all'interno della stessa a seguito del movimento di detto almeno un elemento di supporto (2) rispetto a detto asse longitudinale (X).
2. Modulo fotovoltaico a concentrazione (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende una pluralitÃ di elementi di supporto (2), ciascuno dei quali supporta un rispettivo complesso ricevitore ottico (3) - cella fotovoltaica (4).
3. Modulo fotovoltaico a concentrazione (1) secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di accoppiamento (8) per accoppiare detta pluralitÃ di elementi di supporto (2) in modo tale che detta pluralitÃ di elementi di supporto (2) sia mobile solidalmente rispetto a detto asse longitudinale (X).
4. Modulo fotovoltaico a concentrazione (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che ciascun elemento di supporto (2) comprende mezzi di accoppiamento (5) per accoppiare detto ricevitore ottico (3) a detta cella fotovoltaica (4) in modo tale da consentire il rispettivo movimento basculante di ciascun elemento di supporto (2) rispetto a detto asse longitudinale (X).
5. Modulo fotovoltaico a concentrazione (1) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di accoppiamento (5) comprendono due elementi di collegamento (50) sostanzialmente verticali, basculanti rispetto a detto asse longitudinale (X), in modo tale che ciascun elemento di supporto (2) trasli da una posizione iniziale, in cui detti elementi di collegamento (50) sono ortogonali al piano su cui Ã ̈ disposto detto ricevitore ottico (3), ad una posizione finale, dove detti elementi di collegamento (50) sono inclinati rispetto al piano su cui Ã ̈ disposto detto ricevitore ottico (3) ; il passaggio da detta posizione iniziale a detta posizione finale di detti elementi di supporto (2) permettendo di regolare l'angolo di elevazione di detto modulo fotovoltaico a concentrazione (1).
6. Modulo fotovoltaico a concentrazione (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende una pluralitÃ di guide (11, 12, 13, 14); detto modulo fotovoltaico a concentrazione comprendendo inoltre mezzi di spostamento per spostare detto braccio (10) da una guida ad un'altra guida, a seconda del percorso solare appropriato alla latitudine e alla stagione dell'anno.
7. Modulo fotovoltaico a concentrazione (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di spostamento comprendono un elemento di raccordo (17) per raccordare dette guide (11, 12, 13, 14) in modo tale che detto braccio (10) entri ed esca da ciascuna di dette guide; nella traslazione di ciascun elemento di supporto (2) da detta posizione iniziale a detta posizione finale, detto braccio essendo imperniato scorrevolmente su una di dette guide (11,12,13,14) e/o su detto elemento di raccordo (17) , e dal fatto che comprende ulteriormente un elemento di spinta (18) per spingere detto braccio (10) in una di dette guide (11, 12, 13, 14); la selezione di una di dette guide (11, 12, 13, 14) essendo in funzione dell 'altezza del sole sull'orizzonte nel corso dell 'anno.
8. Modulo fotovoltaico a concentrazione (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che dette guide (11, 12, 13, 14) sono curve, e disposte in successione in modo tale che la loro ampiezza sia crescente, ciascuna di dette guide avendo una prima estremitÃ (HA ,12A, 13A, 14A) ed una seconda estremitÃ (11B, 12B, 13B, 14B), dal fatto che detto elemento di raccordo (17) raccorda dette prime estremitÃ (11A, 12A, 13A, 14A) e dette seconde estremitÃ (11B, 12B, 13B, 14B) di dette guide (11, 12, 13, 14), detto elemento di raccordo avendo una prima estremitÃ (17A) ed una seconda estremitÃ (17B), di cui almeno una estremitÃ (17A, 17B) Ã ̈ esterna rispetto ad una estremitÃ della guida con l'ampiezza maggiore; detto elemento di raccordo essendo anche un elemento di guida per guidare detto braccio (10) da una prima posizione, corrispondente ad un primo punto sostanzialmente al centro di detto elemento di raccordo (17), ad una seconda posizione, corrispondente ad un secondo punto di detto elemento di raccordo (17) che Ã ̈ o tra due estremitÃ (11A, 12A, 13A, 14A; 11B, 12B, 13B, 14B) di due guide successive o tra una estremitÃ (14A; 14B) della guida con l'ampiezza maggiore e una delle estremitÃ (17A; 17B) di detto elemento di raccordo (17), e dal fatto che detto elemento di spinta (18) Ã ̈ posizionato in prossimitÃ di dette prime estremitÃ (HA, 12A, 13A, 14A) o di dette seconde estremitÃ (11B, 12B, 13B, 14B), ed Ã ̈ configurato per bloccare detto braccio (10) in detto secondo punto su detto elemento di raccordo (17), quando ciascun elemento di supporto (2) viene ruotato di un determinato angolo in una prima direzione, e per spingere detto braccio (10) in una di dette guide (11, 12, 13, 14), quando detti mezzi di movimentazione (7) ruotano ciascun elemento di supporto (2) in una seconda direzione, opposta a detta prima direzione .
9. Modulo fotovoltaico a concentrazione (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di movimentazione (7) comprendono mezzi di rilevazione per rilevare la posizione di detti mezzi di movimentazione.
10. Modulo fotovoltaico a concentrazione (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazione 1-9, caratterizzato dal fatto che detto ricevitore ottico comprende tre porzioni, una porzione centrale (31), una prima porzione di estremitÃ (32), ed una seconda porzione di estremitÃ (33), ciascuna delle quali ha un rispettivo fuoco (FI, F2, F3), dove i fuochi (F2, F3) delle porzioni di estremitÃ (32, 33) sono posizionati su una porzione di piano opposta a quella contenente la rispettiva porzione di estremitÃ (32, 33) rispetto ad un asse (A) passante per una cella fotovoltaica (4) di un elemento di supporto (2) ed il fuoco (FI) della porzione centrale (31).
11. Modulo fotovoltaico a concentrazione (1) secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che il fuoco (FI) di detta porzione centrale (31) giace su un primo piano, detto primo piano essendo ad una prima distanza dalla cella fotovoltaica (4), ed i fuochi (F2, F3) di dette porzioni di estremitÃ (32, 33) giacciono su un secondo piano, detto secondo piano essendo ad una seconda distanza da detta cella fotovoltaica (4), dove detta seconda distanza Ã ̈ maggiore o minore di detta prima distanza.
12. Modulo fotovoltaico a concentrazione (1) secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che il fuoco (Fi) di detta porzione centrale (31) ed i fuochi (FI, F2, F3) di dette porzioni di estremitÃ (32,33) giacciono su uno stesso piano.