ITTO20110554A1 - HYBRID SOLAR PANEL - Google Patents

HYBRID SOLAR PANEL Download PDF

Info

Publication number
ITTO20110554A1
ITTO20110554A1 IT000554A ITTO20110554A ITTO20110554A1 IT TO20110554 A1 ITTO20110554 A1 IT TO20110554A1 IT 000554 A IT000554 A IT 000554A IT TO20110554 A ITTO20110554 A IT TO20110554A IT TO20110554 A1 ITTO20110554 A1 IT TO20110554A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
heat
channel
solar panel
fluid
heat exchange
Prior art date
Application number
IT000554A
Other languages
Italian (it)
Inventor
Marta Zambon
Original Assignee
Brancaleoni Paola
Costa Riccardo
Piccione Gabriella
Marta Zambon
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brancaleoni Paola, Costa Riccardo, Piccione Gabriella, Marta Zambon filed Critical Brancaleoni Paola
Priority to IT000554A priority Critical patent/ITTO20110554A1/en
Priority to PCT/IB2012/053116 priority patent/WO2012176136A2/en
Publication of ITTO20110554A1 publication Critical patent/ITTO20110554A1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/052Cooling means directly associated or integrated with the PV cell, e.g. integrated Peltier elements for active cooling or heat sinks directly associated with the PV cells
    • H01L31/0521Cooling means directly associated or integrated with the PV cell, e.g. integrated Peltier elements for active cooling or heat sinks directly associated with the PV cells using a gaseous or a liquid coolant, e.g. air flow ventilation, water circulation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/90Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation
    • F24S10/95Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation having evaporator sections and condenser sections, e.g. heat pipes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0233Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes the conduits having a particular shape, e.g. non-circular cross-section, annular
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
    • F28F3/14Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels by separating portions of a pair of joined sheets to form channels, e.g. by inflation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40Thermal components
    • H02S40/44Means to utilise heat energy, e.g. hybrid systems producing warm water and electricity at the same time
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/60Thermal-PV hybrids

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

“Pannello solare ibrido†⠀ œHybrid solar panelâ €

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

Campo dell’invenzione Field of invention

La presente invenzione si riferisce a un pannello solare ibrido, del tipo comprendente una pluralità di celle fotovoltaiche e mezzi di raffreddamento delle suddette celle fotovoltaiche predisposti per trasferire un flusso termico a un fluido, ad esempio acqua, veicolato all’esterno per altri impieghi. The present invention refers to a hybrid solar panel, of the type comprising a plurality of photovoltaic cells and cooling means of the aforesaid photovoltaic cells arranged to transfer a thermal flow to a fluid, for example water, conveyed outside for other uses.

In particolare, l'invenzione si riferisce a un pannello fotovoltaico ibrido comprendente: In particular, the invention refers to a hybrid photovoltaic panel comprising:

- uno strato fotovoltaico includente una pluralità di celle fotovoltaiche, - a photovoltaic layer including a plurality of photovoltaic cells,

- uno strato di scambio termico includente mezzi di raffreddamento di dette celle fotovoltaiche, - a heat exchange layer including cooling means for said photovoltaic cells,

- un elemento collettore predisposto per veicolare un fluido, particolarmente un liquido, in relazione di scambio termico con detto strato di scambio termico, - a collector element designed to convey a fluid, particularly a liquid, in a heat exchange relationship with said heat exchange layer,

in cui in which

lo strato di scambio termico comprende uno o più dispositivi a condotto termico atti a contenere un fluido termovettore e ciascuno comprendente: the heat exchange layer comprises one or more heat conduit devices adapted to contain a heat transfer fluid and each comprising:

- un lato di evaporazione del fluido termovettore predisposto per assorbire un flusso di calore dalle celle fotovoltaiche e definente detti mezzi di raffreddamento, - un lato di condensazione del fluido termovettore in corrispondenza del quale à ̈ applicato detto elemento collettore, - an evaporation side of the heat-carrying fluid arranged to absorb a flow of heat from the photovoltaic cells and defining said cooling means, - a condensation side of the heat-carrying fluid in correspondence with which said collector element is applied,

in cui le celle fotovoltaiche dello strato fotovoltaico sono applicate in corrispondenza del lato di evaporazione di detti uno o più dispositivi a condotto termico e sono in relazione di scambio termico con essi. in which the photovoltaic cells of the photovoltaic layer are applied in correspondence with the evaporation side of said one or more heat pipe devices and are in a heat exchange relationship with them.

Tecnica nota Known technique

I pannelli solari di tipo ibrido sono ampiamente noti nel campo tecnico di riferimento e offrono tanto la possibilità di trasformare l'energia associata alla radiazione solare in energia elettrica mediante celle fotovoltaiche quanto alla possibilità di riscaldare un fluido, in particolare un liquido, mediante un circuito di raffreddamento delle celle fotovoltaiche stesse. Hybrid solar panels are widely known in the technical field of reference and offer both the possibility of transforming the energy associated with solar radiation into electrical energy using photovoltaic cells as well as the possibility of heating a fluid, in particular a liquid, by means of a circuit. cooling of the photovoltaic cells themselves.

Diverse soluzioni note prevedono l'utilizzo di scambiatori di calore realizzati con tecnologia roll-bond e disposti in corrispondenza di un dorso delle celle fotovoltaiche. Tuttavia, a fronte degli indubbi benefici tipici delle soluzioni realizzate con tecnologia roll-bond, che comprendono ad esempio il costo molto competitivo, le buone prestazioni e la relativa semplicità della realizzazione, vi sono una serie di problemi tecnici che non possono essere considerati risolti. Various known solutions provide for the use of heat exchangers made with roll-bond technology and arranged in correspondence with a back of the photovoltaic cells. However, in the face of the undoubted benefits typical of solutions made with roll-bond technology, which include, for example, the very competitive cost, good performance and relative simplicity of implementation, there are a series of technical problems that cannot be considered solved.

In particolare, l'utilizzo di uno scambiatore di calore realizzato con tecnologia roll-bond implica, a causa delle dimensioni relativamente piccole delle sezioni di passaggio dei canali dello scambiatore, di dover tollerare perdite di carico elevate del fluido all'interno dello scambiatore, con conseguente aumento della potenza necessaria per il trascinamento in rotazione di una pompa predisposta per far circolare un fluido di raffreddamento, in particolare un liquido, all'interno dello scambiatore suddetto. In particular, the use of a heat exchanger made with roll-bond technology implies, due to the relatively small dimensions of the passage sections of the exchanger channels, of having to tolerate high pressure drops of the fluid inside the exchanger, with consequent increase in the power necessary for driving a pump into rotation which is designed to circulate a cooling fluid, in particular a liquid, inside the aforesaid exchanger.

I problemi succitati sono ulteriormente aggravati dal fatto che il fluido di raffreddamento utilizzato à ̈ nella quasi totalità dei casi acqua, che crea non pochi problemi nell’impiego con le leghe di alluminio delle quali sono realizzati gli scambiatori di calore prodotti con tecnologia roll-bond. The aforementioned problems are further aggravated by the fact that the cooling fluid used is in almost all cases water, which creates many problems in use with the aluminum alloys of which the heat exchangers produced with roll technology are made. bond.

Infatti, in presenza di soluzioni acquose l'alluminio puro o in lega presenta un comportamento anfotero, il che lo rende soggetto a fenomeni di corrosione distruttivi. Nelle soluzioni note il problema viene risolto tramite additivi che vengono periodicamente immessi nel circuito di raffreddamento, i quali però possono provocare incrostazioni e hanno un costo tutt'altro che trascurabile. In fact, in the presence of aqueous solutions, pure or alloy aluminum exhibits an amphoteric behavior, which makes it subject to destructive corrosion phenomena. In known solutions the problem is solved by means of additives which are periodically introduced into the cooling circuit, which however can cause encrustations and have a cost that is anything but negligible.

Oltretutto, i pannelli solari ibridi di tipo noto realizzati con scambiatori di calore prodotti con tecnologia roll-bond presentano talvolta forti disuniformità termiche fra diverse aree del pannello che si accentuano durante i transitori di funzionamento. Tali disuniformità termiche riducono notevolmente l'efficienza delle celle fotovoltaiche, specie qualora esse siano connesse in serie. Moreover, hybrid solar panels of the known type made with heat exchangers produced with roll-bond technology sometimes have strong thermal unevenness between different areas of the panel which are accentuated during transients of operation. These thermal non-uniformities considerably reduce the efficiency of the photovoltaic cells, especially if they are connected in series.

Non va dimenticato infatti che l'efficienza delle celle fotovoltaiche tendenzialmente aumenta al diminuire della loro temperatura, ragion per cui il raffreddamento di esse é un fatto benefico non solo perché consente di ottenere un ulteriore effetto energetico utile, ma anche perché aumenta l'efficienza di conversione delle celle fotovoltaiche. In fact, it should not be forgotten that the efficiency of photovoltaic cells tends to increase as their temperature decreases, which is why cooling them is a beneficial fact not only because it allows to obtain a further useful energy effect, but also because it increases the conversion efficiency of photovoltaic cells.

Una ulteriore soluzione nota à ̈ illustrata nel documento WO-A-2011/032164, in cui viene illustrato un pannello solare ibrido comprendente uno strato di celle fotovoltaiche disposte a schiere su alette di rispettivi dispositivi a condotto termico (c.d. "heat pipe"). Come noto al tecnico del ramo, i dispositivi a condotto termico comprendono un fluido termovettore all'interno di essi che subisce due passaggi di fase, uno all'interno di un lato di evaporazione (liquido-gassoso) l'altro all'interno di un lato di condensazione (gassoso-liquido) e funzionano sostanzialmente come un diodo termico, ossia esiste un unico verso di circolazione del fluido termovettore all'interno di essi e un unico verso di trasferimento del calore. A further known solution is illustrated in document WO-A-2011/032164, which illustrates a hybrid solar panel comprising a layer of photovoltaic cells arranged in arrays on the fins of respective heat pipe devices. As known to those skilled in the art, heat conduit devices comprise a heat transfer fluid inside them which undergoes two phase transitions, one inside an evaporation side (liquid-gaseous) the other inside a condensation side (gaseous-liquid) and function substantially as a thermal diode, i.e. there is a single direction of circulation of the heat-carrying fluid inside them and a single direction of heat transfer.

Le celle fotovoltaiche sono disposte su alette applicate in corrispondenza del lato di evaporazione dei dispositivi a condotto termico mentre i lati di condensazione di ciascun dispositivo a condotto termico sono inseriti in una testata ove scambiano calore con un fluido che scorre all'interno di essa. The photovoltaic cells are arranged on fins applied at the evaporation side of the heat conduit devices while the condensation sides of each heat conduit device are inserted in a head where they exchange heat with a fluid flowing inside it.

La soluzione illustrata nel documento WO-A-2011/032164 presenta innanzitutto una notevole complicazione dal punto di vista costruttivo. Inoltre, i dispositivi a condotto termico utilizzati hanno struttura tubolare e avendo un unico volume interno entro il quale avvengono i cambiamenti di fase del fluido termovettore, sono fortemente limitati nel loro funzionamento da problemi di trascinamento, ossia di migrazione di particelle di fluido termovettore in fase liquida nella corrente gassosa del medesimo fluido termovettore che risale verso il lato di condensazione. The solution illustrated in document WO-A-2011/032164 first of all presents a considerable complication from the constructive point of view. Furthermore, the heat conduit devices used have a tubular structure and having a single internal volume within which the phase changes of the heat transfer fluid occur, they are severely limited in their operation by problems of entrainment, i.e. migration of particles of the heat transfer fluid in phase. liquid in the gaseous stream of the same heat transfer fluid that rises towards the condensation side.

La struttura del pannello solare ibrido presentato nel suddetto documento à ̈ inoltre decisamente poco compatta ed à ̈ pertanto poco indicata all'applicazione in contesti che richiedano il minor ingombro possibile o un agevole camuffamento del pannello solare. The structure of the hybrid solar panel presented in the aforementioned document is also decidedly not very compact and is therefore not very suitable for application in contexts that require the smallest possible footprint or easy camouflage of the solar panel.

Scopo dell'invenzione Purpose of the invention

Lo scopo della presente invenzione à ̈ quello di risolvere i problemi tecnici precedentemente descritti. The purpose of the present invention is to solve the technical problems previously described.

In particolare, lo scopo dell'invenzione à ̈ quello di fornire un pannello solare ibrido a struttura compatta, di semplice costruzione, di basso costo e di elevata efficienza. In particular, the object of the invention is to provide a hybrid solar panel with a compact structure, of simple construction, low cost and high efficiency.

Sintesi dell'invenzione Summary of the invention

Lo scopo dell'invenzione raggiunto da un pannello solare ibrido avente le caratteristiche formanti oggetto di una o più delle rivendicazioni che seguono, le quali formano parte integrante dell'insegnamento tecnico qui somministrato in relazione all'invenzione. The object of the invention is achieved by a hybrid solar panel having the characteristics forming the subject of one or more of the following claims, which form an integral part of the technical teaching administered herein in relation to the invention.

In particolare, lo scopo à ̈ raggiunto da un pannello solare ibrido avente tutte le caratteristiche elencate all'inizio della presente descrizione e caratterizzato inoltre dal fatto che ciascun dispositivo a condotto termico comprende un circuito chiuso predisposto per la circolazione del fluido termovettore e includente un primo canale atto a ricevere il fluido termovettore in fase liquida dal lato di condensazione e atto a veicolarlo verso almeno un secondo canale, il quale à ̈ a sua volta atto a veicolare il fluido termovettore in fase vapore verso il lato di condensazione, in cui ciascun dispositivo a condotto termico é realizzato mediante unione di un primo e un secondo foglio di materiale metallico in corrispondenza di aree delimitanti detto circuito chiuso di ciascun dispositivo a condotto termico. In particular, the object is achieved by a hybrid solar panel having all the characteristics listed at the beginning of the present description and further characterized by the fact that each heat pipe device comprises a closed circuit arranged for the circulation of the heat-carrying fluid and including a first channel adapted to receive the heat-carrying fluid in the liquid phase from the condensation side and able to convey it towards at least a second channel, which is in turn able to carry the heat-carrying fluid in the vapor phase towards the condensation side, in which each device a heat conduit is made by joining a first and a second sheet of metal material in correspondence with areas delimiting said closed circuit of each heat conduit device.

Breve descrizione delle figure Brief description of the figures

L’invenzione sarà ora descritta con riferimento alle figure annesse, date a puro titolo di esempio non limitativo, in cui: The invention will now be described with reference to the attached figures, given purely by way of non-limiting example, in which:

- la figura 1 é una vista prospettica di un pannello solare ibrido in base a una forma di esecuzione preferita dell'invenzione, Figure 1 is a perspective view of a hybrid solar panel according to a preferred embodiment of the invention,

- la figura 2 é vista prospettica esplosa del pannello solare di figura 1, - figure 2 is an exploded perspective view of the solar panel of figure 1,

- le figure 3 e 4 sono viste in pianta, rispettivamente secondo le frecce III e IV di figura 2 di un componente del pannello secondo l'intenzione, - figures 3 and 4 are plan views, respectively according to arrows III and IV of figure 2, of a component of the panel according to the intention,

- le figure 5 e 6 sono viste ingrandite di particolari indicati con le frecce V e VI in figura 3, - figures 5 and 6 are enlarged views of details indicated with arrows V and VI in figure 3,

- le figure 7 e 8 sono viste secondo le frecce VII e VIII di figura 1, - figures 7 and 8 are seen according to arrows VII and VIII of figure 1,

- le figure 9 e 10 sono viste in sezione secondo le tracce, rispettivamente, IX - IX e X - X di figura 7. - figures 9 and 10 are sectional views according to the traces IX - IX and X - X respectively of figure 7.

- la figura 11 illustra una ulteriore forma di esecuzione di un componente del pannello secondo l’invenzione, e - figure 11 illustrates a further embodiment of a component of the panel according to the invention, e

- le figure 12, 13 sono viste ingrandite di particolari indicati, rispettivamente, con frecce XII, XIII in figura 11. - figures 12, 13 are enlarged views of details indicated, respectively, with arrows XII, XIII in figure 11.

Descrizione particolareggiata Detailed description

In figura 1 il numero di riferimento 1 indica un pannello solare ibrido in base a una forma di esecuzione preferita della presente invenzione. In figure 1 the reference number 1 indicates a hybrid solar panel according to a preferred embodiment of the present invention.

Con riferimento inoltre alla figura 2, il pannello solare ibrido 1 comprende uno strato fotovoltaico 2 includente una pluralità di celle fotovoltaiche 4, uno strato di scambio termico 6 e un pannello dorsale 8, in cui lo strato di scambio termico 6 à ̈ disposto fra lo strato fotovoltaico 2 e il pannello dorsale 8. Il pannello solare 1 comprende inoltre un elemento collettore 10, all’interno del quale à ̈ ricavato un condotto 11, e una piattabanda 12 disposti da parti opposte dell'elemento di scambio termico 6 esternamente rispetto allo strato fotovoltaico 2 al pannello dorsale 8. With reference also to Figure 2, the hybrid solar panel 1 comprises a photovoltaic layer 2 including a plurality of photovoltaic cells 4, a heat exchange layer 6 and a back panel 8, in which the heat exchange layer 6 is arranged between the photovoltaic layer 2 and the back panel 8. The solar panel 1 also comprises a collector element 10, inside which there is a duct 11, and a flange 12 arranged on opposite sides of the heat exchange element 6 externally with respect to to the photovoltaic layer 2 to the back panel 8.

Con riferimento alla figura 1, lo strato fotovoltaico 2, lo stato di scambio termico 6 e il pannello dorsale 8 sono chiusi a pacco fra di loro mediante una cornice 14, di preferenza comprendente profilati metallici. With reference to Figure 1, the photovoltaic layer 2, the heat exchange state 6 and the back panel 8 are packaged together by means of a frame 14, preferably comprising metal profiles.

Con riferimento alle figure 3, 4, lo strato di scambio termico 6 comprende una pluralità di dispositivi a condotto termico indicati con il numero di riferimento 16 contenenti un fluido termovettore e realizzati mediante l'unione con tecnologia roll-bond di un primo e un secondo foglio S1, S2 di materiale metallico, di preferenza alluminio. With reference to figures 3, 4, the heat exchange layer 6 comprises a plurality of heat conduit devices indicated with the reference number 16 containing a heat transfer fluid and made by joining a first and a second with roll-bond technology sheet S1, S2 of metallic material, preferably aluminum.

Come noto al tecnico del ramo, la tecnologia roll-bond prevede la creazione di intercapedini e/o canali, aventi un percorso qualsiasi, fra due fogli di materiale metallico tramite l'applicazione di una serigrafia riproducente, sostanzialmente in pianta, il percorso delle intercapedini e/o dei canali e la successiva pressatura e laminazione a caldo dei fogli di lamiera. Quest’ultima operazione provoca la giunzione del materiale solo in corrispondenza delle aree dove non à ̈ stata applicata la serigrafia, ossia in corrispondenza delle aree delimitanti i canali e/o le intercapedini. As known to those skilled in the art, roll-bond technology provides for the creation of cavities and / or channels, having any path, between two sheets of metal material by applying a serigraphy reproducing, substantially in plan, the path of the cavities and / or channels and the subsequent pressing and hot rolling of the sheet metal. This last operation causes the joining of the material only in correspondence with the areas where screen printing has not been applied, ie in correspondence with the areas delimiting the channels and / or the cavities.

Successivamente, i volumi delle intercapedini e/o dei canali prendono forma mediante gonfiaggio pneumatico, che prevede l’inoculazione di aria in pressione (tipicamente compresa fra 90 e 130 bar) fra i fogli di lamiera. La pressione dell’aria à ̈ comunque dipendente dagli spessori, dalla natura delle lamiere unite e dalla conformazione delle intercapedini e/o canali. Subsequently, the volumes of the cavities and / or channels take shape by pneumatic inflation, which involves the inoculation of pressurized air (typically between 90 and 130 bar) between the sheet metal sheets. The air pressure is in any case dependent on the thicknesses, the nature of the joined sheets and the conformation of the cavities and / or channels.

Ciascun dispositivo a condotto termico 16 comprende un circuito chiuso predisposto per la circolazione del fluido termovettore e comprendente un lato di evaporazione 18 e un lato di condensazione 20 del fluido termovettore separati da una zona adiabatica 22. Each heat pipe device 16 comprises a closed circuit arranged for the circulation of the heat carrier fluid and comprising an evaporation side 18 and a condensation side 20 of the heat carrier fluid separated by an adiabatic zone 22.

Dette inoltre LC, LEed LAle lunghezze, rispettivamente, del lato di condensazione 18 e del lato di evaporazione 20 di ciascun singolo dispositivo a condotto termico 16 e della zona adiabatica 22, e detta inoltre LTOTla loro somma, valori tipici sono: Also called LC, LE and LA, the lengths, respectively, of the condensation side 18 and of the evaporation side 20 of each individual heat pipe device 16 and of the adiabatic zone 22, and also called LTOT their sum, typical values are:

- compresi fra 0,03 e 0,4 per LC/LTOT- between 0.03 and 0.4 for LC / LTOT

- compresi fra 0,5 e 0,97 mm per LE/LTOT, e - between 0.5 and 0.97 mm for LE / LTOT, e

- compresi fra 0,001 e 0,4 per LA/LTOT- between 0.001 and 0.4 for LA / LTOT

Il lato di evaporazione 18 comprende un primo canale 24 in comunicazione di fluido con un secondo canale 26 mediante un tratto di collegamento 28, avente geometria sostanzialmente a "U" e disposto a un'estremità opposta rispetto al lato di condensazione 20. The evaporation side 18 comprises a first channel 24 in fluid communication with a second channel 26 by means of a connection section 28, having a substantially U-shaped geometry and arranged at an opposite end with respect to the condensation side 20.

Quest'ultimo comprende un serbatoio 30 in comunicazione di fluido con il primo canale 24 mediante una bocca di deflusso 32 e in comunicazione di fluido con il secondo canale 26 mediante una bocca di afflusso 34. The latter comprises a reservoir 30 in fluid communication with the first channel 24 by means of an outflow mouth 32 and in fluid communication with the second channel 26 by means of an inlet mouth 34.

Il termine "serbatoio" utilizzato nella presente descrizione intende indicare una porzione del circuito chiuso entro il quale scorre (e viene accumulato temporaneamente) fluido termovettore, avente sezioni di passaggio apprezzabilmente superiori rispetto a quelli dei canali 24, 26 (e in generale del resto del circuito) e tali da introdurre una capacità idraulica localizzata nel circuito chiuso. The term "tank" used in the present description is intended to indicate a portion of the closed circuit within which the heat-carrying fluid flows (and is temporarily accumulated), having significantly higher passage sections than those of the channels 24, 26 (and in general the rest of the circuit) and such as to introduce a localized hydraulic capacity in the closed circuit.

Con riferimento alle figure 5, 6, in una forma di esecuzione preferita il primo canale 24 à ̈ in comunicazione di fluido con la bocca di deflusso 32 mediante un condotto a sifone indicato globalmente con il numero di riferimento 36. Il condotto a sifone 36 comprende una prima e una seconda ansa 38, 40 disposte fluidodinamicamente in serie, in cui – in questa forma di esecuzione - l’ansa 38 si trova a una distanza D38dal serbatoio 30 superiore a una distanza D40della seconda ansa 40 dal serbatoio 30 stesso. Inoltre, le anse 38,40 definiscono un percorso curvo avente forma sostanzialmente a "S" comprendente una tratto di deflusso 38a che collega la bocca di deflusso 32 alla prima ansa 38, la quale realizza una prima curva di ampiezza di preferenza pari a 180° che si immette su un tratto di risalita 40a. Il tratto di risalita 40a sfocia direttamente nella seconda ansa 40, la quale a sua volta realizza una seconda curva, di ampiezza preferibilmente pari a 180°, per sfociare quindi direttamente nel primo canale 24. With reference to figures 5, 6, in a preferred embodiment the first channel 24 is in fluid communication with the outflow mouth 32 by means of a siphon duct generally indicated by the reference number 36. The siphon duct 36 comprises a first and a second loop 38, 40 arranged fluid-dynamically in series, in which - in this embodiment - the loop 38 is located at a distance D38 from the tank 30 greater than a distance D40 of the second loop 40 from the tank 30 itself . Furthermore, the loops 38,40 define a curved path having a substantially "S" shape comprising an outflow portion 38a which connects the outflow mouth 32 to the first loop 38, which creates a first curve with an amplitude preferably equal to 180 ° which joins a stretch of slope 40a. The rising portion 40a leads directly into the second loop 40, which in turn creates a second curve, preferably 180 ° wide, to then flow directly into the first channel 24.

Si osservi che l'ampiezza delle curve delle anse 38,40 può essere scelta a piacere, nei limiti imposti dalla funzione del condotto a sifone 36, come apparirà più chiaro in seguito. Inoltre, utilizzando come riferimento il serbatoio 30 l'ansa 40 ha una quota geometrica superiore rispetto all'ansa 38. Utilizzando la stessa logica la bocca di deflusso 32 ha una quota geometrica inferiore rispetto alla bocca di afflusso 34. Anche il significato del termine "quota geometrica" risulterà più chiaro nel seguito, con riferimento in particolare alla descrizione funzionale del pannello solare 1. It should be observed that the width of the curves of the loops 38,40 can be chosen at will, within the limits imposed by the function of the siphon duct 36, as will become clearer later on. Furthermore, using the tank 30 as a reference, the loop 40 has a higher geometric height than the loop 38. Using the same logic, the outflow mouth 32 has a lower geometric height compared to the inlet 34. Also the meaning of the term " geometric dimension "will be clearer in the following, with particular reference to the functional description of the solar panel 1.

Con riferimento alle figure 3 a 6, si osservi inoltre che di preferenza il condotto a sifone 36 e le bocche di afflusso e deflusso 34, 32 sono realizzate nel lato di condensazione 20. With reference to Figures 3 to 6, it should also be noted that preferably the siphon duct 36 and the inflow and outflow openings 34, 32 are made on the condensation side 20.

Ciascun primo canale 24 é di preferenza bordato, lungo il lato di evaporazione 18, da una prima e una seconda interruzione termica 42, 44. Con il termine "interruzione termica" si intende designare un’interruzione fisica del materiale dei fogli S1, S2 o un inserto di materiale termicamente isolante o ancora una combinazione di entrambi, e in generale una qualsiasi predisposizione atta a limitare lo scambio termico conduttivo fra il canale 24 e il materiale metallico dei fogli S1, S2 circostante – che funge sostanzialmente da aletta ed à ̈ pertanto potenzialmente in grado di veicolare un massiccio flusso termico. Each first channel 24 is preferably bordered, along the evaporation side 18, by a first and a second thermal interruption 42, 44. The term "thermal interruption" is intended to designate a physical interruption of the material of the sheets S1, S2 or an insert of thermally insulating material or a combination of both, and in general any arrangement designed to limit the conductive heat exchange between the channel 24 and the surrounding metal material of the sheets S1, S2 - which substantially acts as a fin and is therefore potentially capable of conveying a massive thermal flux.

Le interruzioni termiche 42 e 44 si estendono sostanzialmente da una area di confine con la zona adiabatica 22 fino in corrispondenza del tratto di collegamento 28. The thermal interruptions 42 and 44 substantially extend from a border area with the adiabatic zone 22 up to the connection section 28.

Inoltre le interruzioni termiche 42, 44 possono comprendere, ad esempio, interruzioni del materiale dei fogli S1, S2 realizzate mediante taglio laser, inserti di materiale termicamente isolante o una combinazione di essi. Furthermore, the thermal interruptions 42, 44 may include, for example, interruptions in the material of the sheets S1, S2 made by laser cutting, inserts of thermally insulating material or a combination thereof.

La zona adiabatica 22 comprende una pluralità di aperture aventi orientamento sostanzialmente trasversale rispetto al primo e al secondo canale 24, 26 e comprendenti prime aperture 46 disposte fra i canali 24, 26 di ciascun dispositivo a condotto termico 16 e una pluralità di seconde aperture 48 disposte canali 26 e 24 di dispositivi a condotto termico 16 adiacenti. The adiabatic zone 22 comprises a plurality of openings having a substantially transverse orientation with respect to the first and second channels 24, 26 and comprising first openings 46 arranged between the channels 24, 26 of each heat pipe device 16 and a plurality of second openings 48 arranged channels 26 and 24 of adjacent heat pipe devices 16.

Alle estremità della schiera dei dispositivi 16 sono previsti inoltre recessi 50. Le aperture 46, 48 e i recessi 50 hanno la funzione di limitare la continuità strutturale fra il lato di condensazione 20 e il lato di evaporazione 18 solo alle zone ove questo sia strettamente necessario, limitando in tal modo il flusso termico trasmissibile per conduzione fra il lato di evaporazione 18 e il lato di condensazione 20 (in tal senso definiscono anch’esse una interruzione termica). At the ends of the array of devices 16 there are also recesses 50. The openings 46, 48 and the recesses 50 have the function of limiting the structural continuity between the condensation side 20 and the evaporation side 18 only to the areas where this is strictly necessary, thus limiting the heat flow transmissible by conduction between the evaporation side 18 and the condensation side 20 (in this sense they also define a thermal interruption).

Con riferimento inoltre alle figure 3, 4, in base a un vantaggioso aspetto dell’invenzione il percorso dei canali 24, 26, del tratto di collegamento 28, del condotto a sifone 36 e il serbatoio 16 sono realizzati mediante rigonfiamento verso l'esterno di uno solo dei fogli S1, S2, in particolare il foglio S1. With reference also to figures 3, 4, on the basis of an advantageous aspect of the invention, the path of the channels 24, 26, of the connection section 28, of the siphon duct 36 and the tank 16 are made by swelling towards the outside of only one of the sheets S1, S2, in particular sheet S1.

Questo perché, con riferimento alla figura 4, per l'applicazione qui considerata à ̈ preferibile avere una superficie, corrispondente al foglio S2, sostanzialmente planare per l'accoppiamento con lo strato fotovoltaico 2. This is because, with reference to Figure 4, for the application considered here it is preferable to have a surface, corresponding to sheet S2, substantially planar for coupling with the photovoltaic layer 2.

È preferibile avere il foglio S2 con geometria planare almeno in corrispondenza del lato di evaporazione 18 di ciascun dispositivo a condotto termico 16, e ancora di preferenza in corrispondenza dell’intera estensione di ciascun dispositivo a condotto termico 16. It is preferable to have sheet S2 with planar geometry at least in correspondence with the evaporation side 18 of each heat pipe device 16, and again preferably in correspondence with the entire extension of each heat pipe device 16.

Come visibile inoltre in figura 4, di preferenza le interruzioni termiche 42, 44 sono passanti e attraversano entrambi i fogli S1, S2. Ciò vale anche nel caso in cui le interruzioni termiche siano realizzate, ad esempio, mediante inserti di materiale termicamente isolante. As can also be seen in Figure 4, the thermal interruptions 42, 44 preferably pass through and pass through both sheets S1, S2. This also applies if the thermal interruptions are made, for example, by inserts of thermally insulating material.

Con riferimento alla figura 2 e alle figure 7 a 10, verrà brevemente descritta la modalità con cui i componenti del pannello 1 sono assemblati fra loro. With reference to Figure 2 and Figures 7 to 10, the manner in which the components of the panel 1 are assembled together will be briefly described.

Lo strato di scambio termico 6 Ã ̈ disposto fra lo strato fotovoltaico 2 e il pannello dorsale 8 in modo che questi ultimi due si trovino da parti opposte rispetto allo strato di scambio termico 6 e siano disposti di preferenza unicamente in corrispondenza del lato di evaporazione dei dispositivi a condotto termico 16 ed eventualmente anche in corrispondenza della zona adiabatica 22. The heat exchange layer 6 is arranged between the photovoltaic layer 2 and the back panel 8 so that the latter two are on opposite sides with respect to the heat exchange layer 6 and are preferably arranged only in correspondence with the evaporation side of the thermal conduit devices 16 and possibly also in correspondence with the adiabatic zone 22.

In tal modo, una volta che gli strati 2, 6 e il pannello dorsale 8 sono bloccati e chiusi a pacco mediante la cornice 14, il lato di condensazione 20 di ciascuno dei dispositivi a condotto termico 16 rimane esposto all'esterno. Si osservi inoltre che la superficie planare del foglio S2 ben si presta all’accoppiamento con la superficie delle celle fotovoltaiche 4. Tale accoppiamento, come verrà in seguito descritto, può essere sia diretto, sia con un elemento interposto (indiretto). In this way, once the layers 2, 6 and the back panel 8 are blocked and packaged by the frame 14, the condensation side 20 of each of the heat pipe devices 16 remains exposed to the outside. It should also be noted that the planar surface of sheet S2 lends itself well to coupling with the surface of photovoltaic cells 4. Such coupling, as will be described below, can be either direct or with an interposed (indirect) element.

Le parti in rilievo sulla superficie del foglio S1 vengono invece a contatto con il pannello dorsale 8. Per quanto riguarda il lato di condensazione 20, questo viene chiuso fra una piattabanda 12, disposta sul foglio S2 e avente funzione di schermatura contro la radiazione solare, e l'elemento collettore 10, che viene fissato dalla parte opposta del lato di condensazione 20 a contatto e in relazione di scambio termico con i serbatoi 30. The parts in relief on the surface of the sheet S1, on the other hand, come into contact with the back panel 8. As regards the condensation side 20, this is closed between a flange 12, arranged on the sheet S2 and having a shielding function against solar radiation, and the collector element 10, which is fixed on the opposite side of the condensation side 20 in contact and in heat exchange relationship with the tanks 30.

Il funzionamento del pannello solare 1 à ̈ il seguente. Il pannello solare 1 é atto all'installazione su una struttura di supporto quale, ad esempio, il tetto di un edificio, in modo che il lato di condensazione 20 dello strato di scambio termico 6 abbia una quota geometrica superiore rispetto al lato di evaporazione 18. Questo perché ciascun dispositivo a condotto termico 16 à ̈ predisposto per il funzionamento per gravità, ossia il fluido termovettore contenuto nel circuito chiuso di ciascuno di essi circola principalmente sotto l’azione della forza di gravità. Ciò chiarisce ulteriormente il significato del termine “quota geometrica†già utilizzato precedentemente con riferimento al serbatoio 30. The operation of solar panel 1 is as follows. The solar panel 1 is suitable for installation on a support structure such as, for example, the roof of a building, so that the condensation side 20 of the heat exchange layer 6 has a higher geometric height than the evaporation side 18. This is because each heat pipe device 16 is designed for operation by gravity, ie the heat carrier fluid contained in the closed circuit of each of them circulates mainly under the action of the force of gravity. This further clarifies the meaning of the term â € œgeometric dimensionâ € previously used with reference to tank 30.

Il pannello 1 à ̈ istallato in modo che lo strato fotovoltaico 2 venga esposto direttamente alla radiazione solare, cosicché il pannello dorsale 8 risulta essere in ombra. Quando la radiazione solare incide sullo strato fotovoltaico 2 le celle fotovoltaiche 4 trasformano l'energia associata alla radiazione solare (almeno parte di essa) in energia elettrica che viene prelevata con dispositivi collettori di per sé noti. Contestualmente, le celle fotovoltaiche 4 subiscono un riscaldamento a causa sia dell'incidenza da parte della radiazione solare, sia della trasformazione dell'energia ricevuta in energia elettrica. In base alle modalità preferenziali con le quali i componenti del pannello 1 sono dimensionati e accoppiati fra loro (precedentemente descritte), le celle fotovoltaiche 4 si trovano accoppiate al foglio S2 dello strato di scambio termico 6 e sono applicate unicamente in corrispondenza del lato di evaporazione 18 di ciascun dispositivo 16. Le celle 4 possono essere applicate a diretto contatto con il foglio S2 o possono essere accoppiate ad esso tramite un sottile strato di materiale di accoppiamento, che svolge la funzione di ancoraggio e di prevenzione della creazione di punti caldi sulle celle fotovoltaiche 4 Panel 1 is installed so that the photovoltaic layer 2 is directly exposed to solar radiation, so that the back panel 8 is in the shade. When the solar radiation affects the photovoltaic layer 2, the photovoltaic cells 4 transform the energy associated with the solar radiation (at least part of it) into electrical energy which is collected with per se known collector devices. At the same time, the photovoltaic cells 4 undergo heating due to both the incidence of solar radiation and the transformation of the energy received into electrical energy. Based on the preferential methods with which the components of the panel 1 are sized and coupled together (previously described), the photovoltaic cells 4 are coupled to sheet S2 of the heat exchange layer 6 and are applied only in correspondence with the evaporation side 18 of each device 16. The cells 4 can be applied in direct contact with the sheet S2 or can be coupled to it by means of a thin layer of coupling material, which performs the function of anchoring and preventing the creation of hot spots on the cells. photovoltaic 4

In tal modo le celle fotovoltaiche 4 trasferiscono un flusso termico allo strato di scambio termico 6 – in particolare al lato di evaporazione 18 di ciascun dispositivo 16 - che alimenta il funzionamento dei dispositivi a condotto termico 16 stessi, creando una differenza di temperatura fra il lato di evaporazione 18 e il lato di condensazione 20 e fornendo calore necessario affinché il fluido termovettore evapori nel canale 26, come verrà ora descritto. In this way the photovoltaic cells 4 transfer a heat flow to the heat exchange layer 6 - in particular to the evaporation side 18 of each device 16 - which powers the operation of the heat pipe devices 16 themselves, creating a temperature difference between the evaporation side 18 and the condensation side 20 and providing the heat necessary for the heat transfer fluid to evaporate in the channel 26, as will now be described.

Il primo canale 24 di ciascun dispositivo 16 é atto a ricevere il fluido termovettore in fase liquida (per gravità) dal serbatoio 30 attraverso il condotto a sifone 36, ed à ̈ atto a veicolare il fluido termovettore verso il secondo canale 26. In particolare, quando il fluido termovettore fuoriesce dal serbatoio 30 attraverso la bocca di deflusso 32, esso imbocca il condotto a sifone 36 subendo un riavvicinamento al serbatoio 30, a seguito della percorrenza del tratto di deflusso 38a, della prima ansa 38 e del tratto di risalita 40a, e un successivo allontanamento a seguito della percorrenza dell'ansa 40, dopo la quale il fluido viene avviato verso il canale 24. The first channel 24 of each device 16 is adapted to receive the heat-carrying fluid in liquid phase (by gravity) from the tank 30 through the siphon duct 36, and is able to convey the heat-carrying fluid towards the second channel 26. In particular , when the heat-carrying fluid exits from the tank 30 through the outflow mouth 32, it enters the siphon duct 36 undergoing a re-approach to the tank 30, following the travel of the outflow section 38a, the first loop 38 and the rising section 40a , and a subsequent removal following the passage of the loop 40, after which the fluid is sent towards the channel 24.

Grazie alla presenza delle interruzioni termiche 42, 44 viene limitato fortemente lo scambio termico conduttivo fra il canale 24 di ciascun dispositivo 16 e il materiale circostante dei fogli S1, S2. Si osservi che ciò à ̈ molto importante poiché se non vi fosse una barriera sufficiente contro lo scambio termico conduttivo fra il canale 24 e il materiale metallico circostante, si avrebbe un grosso rischio di evaporazione prematura di fluido termovettore all'interno del canale 24, il quale à ̈ al contrario destinato a ospitare il fluido termovettore in fase liquida e a veicolarlo, possibilmente sempre in fase liquida, verso il canale 26. Thanks to the presence of the thermal interruptions 42, 44 the conductive heat exchange between the channel 24 of each device 16 and the surrounding material of the sheets S1, S2 is strongly limited. It should be noted that this is very important since if there was not a sufficient barrier against the conductive heat exchange between the channel 24 and the surrounding metal material, there would be a great risk of premature evaporation of heat transfer fluid inside the channel 24, on the contrary, it is intended to house the heat-carrying fluid in the liquid phase and to convey it, possibly always in the liquid phase, towards channel 26.

Il fluido termovettore quindi imbocca il secondo canale 26 nel quale, grazie al flusso termico proveniente dalle celle fotovoltaiche 4, evapora e viene veicolato in fase vapore dal canale 26 al serbatoio 30. Si osservi che l’evaporazione é favorita, fra altri fattori, dall'assenza di interruzioni termiche attorno al canale 26. The heat carrier fluid then enters the second channel 26 in which, thanks to the thermal flow coming from the photovoltaic cells 4, it evaporates and is conveyed in the vapor phase from channel 26 to tank 30. It should be noted that evaporation is favored, among other factors , by the absence of thermal interruptions around channel 26.

Il lato di condensazione 20 Ã ̈ in relazione di scambio termico con un fluido, particolarmente acqua, che viene veicolato all'interno del condotto 11 dell'elemento collettore 10. The condensation side 20 is in a heat exchange relationship with a fluid, particularly water, which is conveyed inside the duct 11 of the collector element 10.

L'acqua che scorre entro il condotto 11 assorbe un flusso termico dal fluido termovettore in fase vapore che si avvia verso ed entra in ciascun serbatoio 30, provocandone la condensazione e la successiva ricaduta in fase liquida verso il fondo del serbatoio 30 stesso, ove si trova il corrispondente condotto a sifone 36. The water that flows inside the duct 11 absorbs a thermal flow from the heat-carrying fluid in the vapor phase that moves towards and enters each tank 30, causing it to condense and then fall back into the liquid phase towards the bottom of the tank 30 itself, where it find the corresponding siphon duct 36.

In tal modo, l'acqua che scorre entro il condotto 11 aumenta di temperatura e può essere veicolata all'esterno del collettore 10 per l'utilizzo, ad esempio, come acqua calda sanitaria. In this way, the water flowing inside the duct 11 increases in temperature and can be conveyed outside the manifold 10 for use, for example, as domestic hot water.

Il fluido termovettore all’interno di ciascuno dei dispositivi a condotto termico 16 percorre dunque un ciclo che comprende due cambiamenti di fase, l'uno nel lato di evaporazione 18, l'altro nel lato di condensazione 20. Tale processo procede spontaneamente e si ripete in modo ciclico fintanto che sussiste una differenza di temperatura apprezzabile fra il lato di condensazione 20 e il lato di evaporazione 18, in particolare la temperatura di quest'ultimo deve essere più alta. The heat transfer fluid inside each of the heat pipe devices 16 therefore goes through a cycle that includes two phase changes, one on the evaporation side 18, the other on the condensation side 20. This process proceeds spontaneously and occurs it repeats cyclically as long as there is an appreciable difference in temperature between the condensation side 20 and the evaporation side 18, in particular the temperature of the latter must be higher.

In tal modo, oltre ad ottenere acqua calda che può essere impiegata altrove, si ottiene anche un raffreddamento delle celle fotovoltaiche 4 ad opera del fluido termovettore che scorre nel circuito chiuso di ciascun dispositivo a condotto termico 16, in particolare nel lato di evaporazione 18. In this way, in addition to obtaining hot water which can be used elsewhere, cooling of the photovoltaic cells 4 is also obtained by the heat transfer fluid which flows in the closed circuit of each heat pipe device 16, in particular on the evaporation side 18.

Si osservi inoltre che il fluido termovettore può essere, e preferibilmente lo à ̈, diverso dall'acqua, il che elimina i problemi di corrosione dell'alluminio precedentemente citati. It should also be noted that the heat transfer fluid can be, and preferably is, different from water, which eliminates the aluminum corrosion problems mentioned above.

Grazie inoltre al funzionamento per gravità e al procedere sostanzialmente spontaneo del ciclo del fluido termovettore non à ̈ necessaria una pompa per l’alimentazione di fluido al sistema di raffreddamento delle celle 4, che di fatto à ̈ definito dal lato di evaporazione di ciascun dispositivo 16. Moreover, thanks to the operation by gravity and to the substantially spontaneous proceeding of the heat transfer fluid cycle, a pump is not necessary to supply the fluid to the cooling system of the cells 4, which in fact is defined by the evaporation side of each device. 16.

In tal modo si abbatte la richiesta di potenza necessaria per il funzionamento dell'impianto, risparmiando la quota di potenza destinata all’azionamento di una pompa per liquido di raffreddamento. Le celle fotovoltaiche 4, inoltre, possono lavorare con rendimenti più elevati poiché la loro temperatura di esercizio viene mitigata dallo strato di scambio termico 6. In this way, the required power required for the operation of the system is reduced, saving the amount of power destined to drive a coolant pump. Furthermore, the photovoltaic cells 4 can work with higher yields since their operating temperature is mitigated by the heat exchange layer 6.

La struttura a circuito sostanzialmente sdoppiato di ciascun dispositivo a condotto termico 16, ossia comprendente un canale per il fluido termovettore in fase liquida e un canale per il fluido termovettore in fase vapore, garantisce inoltre l'assenza di problematiche di trascinamento di fluido termovettore in fase liquida nella corrente gassosa dello stesso fluido termovettore, in quanto sostanzialmente non vi sono zone di interfaccia a sviluppo longitudinale fra il fluido termovettore in fase liquida e il fluido termovettore in fase vapore in alcuno dei canali 24, 26. L'unica zona d'interfaccia à ̈ quella ove si realizza il passaggio di fase nel lato di evaporazione che ha un fronte a sviluppo preminentemente trasversale rispetto allo sviluppo dei canali 24, 26. The substantially split circuit structure of each heat pipe device 16, i.e. comprising a channel for the heat carrier fluid in the liquid phase and a channel for the heat carrier fluid in the vapor phase, also guarantees the absence of problems of entrainment of the heat carrier fluid in phase liquid in the gaseous stream of the same heat-carrying fluid, as there are substantially no interface zones with longitudinal development between the heat-carrying fluid in the liquid phase and the heat-carrying fluid in the vapor phase in any of the channels 24, 26. The only interface zone It is the one where the phase transition takes place on the evaporation side which has a pre-eminently transversal development front with respect to the development of the channels 24, 26.

La presenza dei condotti a sifone 36 à ̈ poi molto importante nell'ottica del mantenimento della controllabilità del flusso termico trasmesso all’esterno attraverso il lato di condensazione 20 di ciascun dispositivo a condotto termico 16. In particolare, uno dei problemi più frequenti dei dispositivi a condotto termico di tipo noto à ̈ quello della totale (o pressoché totale) evaporazione del fluido termovettore a causa di un eccessivo flusso termico entrante nel sistema. The presence of the siphon ducts 36 is also very important in order to maintain the controllability of the heat flow transmitted to the outside through the condensation side 20 of each heat pipe device 16. In particular, one of the most frequent problems of known type heat pipe devices is that of the total (or almost total) evaporation of the heat transfer fluid due to an excessive heat flow entering the system.

Grazie al condotto a sifone 36 à ̈ garantita la presenza di una certa quantità di fluido termovettore in fase liquida intrappolata fra la bocca di deflusso 32 ed eventualmente parte del serbatoio 30 - tipicamente in prossimità del fondo di esso - e la prima ansa 38. In tal modo si può avere comunque una certa quantità di fluido intrappolata in parte nel serbatoio 30, in parte nel tratto di deflusso 38a, in parte nella prima ansa 38 e in parte, eventualmente, nel tratto di risalita 40a. Thanks to the siphon duct 36, the presence of a certain quantity of heat-carrying fluid in the liquid phase is ensured between the outflow mouth 32 and possibly part of the tank 30 - typically near the bottom of it - and the first loop 38. in this way it is possible to have a certain quantity of fluid trapped partly in the tank 30, partly in the outflow section 38a, partly in the first loop 38 and partly, possibly, in the rising section 40a.

Si osservi infatti che il funzionamento del condotto a sifone 36 à ̈ assimilabile a quello di uno scarico a sifone per un lavello di cucina, in cui si ha la presenza di una certa quantità di liquido in una sezione del sifone che si trova a una quota inferiore rispetto alla bocca di deflusso, in questo caso la bocca 32. In tal modo, anche in condizioni di massiccio trasferimento di calore dalle celle fotovoltaiche 4 à ̈ possibile mantenere la controllabilità del sistema e scongiurare l'evaporazione completa del fluido termovettore, mantenendo buone prestazioni anche sotto condizioni di impiego particolarmente gravose. In fact, it should be observed that the operation of the siphon duct 36 is similar to that of a siphon drain for a kitchen sink, in which there is the presence of a certain quantity of liquid in a section of the siphon which is located at a lower than the outflow port, in this case the port 32. In this way, even in conditions of massive heat transfer from the photovoltaic cells 4 it is possible to maintain the controllability of the system and prevent the complete evaporation of the heat transfer fluid, maintaining good performance even under particularly severe conditions of use.

Un'ulteriore aiuto nella direzione del mantenimento della controllabilità del flusso termico trasferito all’esterno é offerto inoltre dalla piattabanda 12, di preferenza realizzata di materiale termicamente isolante, che offre un’azione di schermatura al lato di condensazione 20 sostanzialmente limitando il flusso termico trasferito per irraggiamento ai serbatoi 30. Further help in maintaining the controllability of the heat flow transferred to the outside is also offered by the flange 12, preferably made of thermally insulating material, which offers a shielding action on the condensation side 20 substantially limiting the thermal flow transferred by radiation to the tanks 30.

Nelle forme di esecuzione descritte le celle fotovoltaiche 4 sono disposte preferibilmente unicamente in corrispondenza del lato di evaporazione dei dispositivi a condotto termico 16, in quanto à ̈ nel lato di evaporazione 6 che lo stato di scambio termico dovrebbe ricevere flusso termico affinché i dispositivi a condotto termico 16 funzionino al meglio. Si osservi infatti che nel caso di disposizione dello strato fotovoltaico 2, ad esempio, a cavallo fra i lati di condensazione 18 e di evaporazione 20 oppure in modo tale da coprirli entrambi, come accade in diversi dispositivi di tipo noto, si creerebbero numerose disuniformità nel campo di temperatura sul dorso delle celle 4 con conseguenti malfunzionamenti del sistema. In the embodiments described, the photovoltaic cells 4 are preferably arranged only in correspondence with the evaporation side of the heat pipe devices 16, since it is in the evaporation side 6 that the heat exchange state should receive heat flow so that the devices at heat pipe 16 work best. In fact, it should be noted that in the case of the arrangement of the photovoltaic layer 2, for example, between the condensation sides 18 and the evaporation sides 20 or in such a way as to cover both sides, as occurs in various devices of known type, numerous non-uniformities would be created in the temperature field on the back of the cells 4 with consequent malfunctions of the system.

Numerose varianti e modifiche sono possibili senza per questo perdere i vantaggi qui descritti. È possibile ad esempio realizzare lo strato di scambio termico 6 con dispositivi a condotto termico a circuito sdoppiato privi di condotto a sifone 36, quindi più vicini a una soluzione tradizionale e nota. È altresì possibile realizzare i dispositivi a condotto termico 16 privi del serbatoio 30, realizzando quindi un sistema in cui la capacità idraulica à ̈ sostanzialmente di tipo distribuito. Numerous variations and modifications are possible without losing the advantages described here. For example, it is possible to realize the heat exchange layer 6 with split-circuit heat duct devices without a siphon duct 36, therefore closer to a traditional and known solution. It is also possible to realize the thermal conduit devices 16 without the tank 30, thus realizing a system in which the hydraulic capacity is substantially of the distributed type.

È inoltre possibile variare il percorso dei canali 24, 26 in funzione delle esigenze. Nella forma di esecuzione preferita qui descritta i canali 24, 26 hanno sviluppo rettilineo ma sono possibili forme di esecuzione in cui, ad esempio, il canale 26 ha sviluppo a serpentina oppure in cui à ̈ previsto più di un canale 26 per veicolare il fluido termovettore in fase vapore verso il lato di condensazione. E’ infatti possibile prevedere soluzioni in cui il canale 24 si biforca in una coppia (o una terna e così via) di canali 26 che afferiscono a due (o più) bocche di afflusso separate su ciascun serbatoio 30. In tal caso, anche il condotto a sifone fra il canale 24 singolo e il serbatoio 30 può essere realizzato in forma “plurima†con più bocche di deflusso 16 direttamente connesse a rispettivi tratti di deflusso, quindi a rispettive prime anse, rispettivi tratti di risalita per poi avere due (o più) seconde anse che confluiscono nel canale 24. In tal modo, si avrebbe sostanzialmente un condotto a sifone per ciascun canale 26. It is also possible to vary the route of channels 24, 26 according to needs. In the preferred embodiment described here, the channels 24, 26 have a rectilinear development but embodiments are possible in which, for example, the channel 26 has a serpentine development or in which more than one channel 26 is provided for conveying the heat transfer fluid in the vapor phase towards the condensation side. In fact, it is possible to provide solutions in which the channel 24 forks into a pair (or a set of three and so on) of channels 26 which connect to two (or more) separate inflow outlets on each tank 30. In this case, also the siphon duct between the single channel 24 and the tank 30 can be made in a â € œplurimaâ € form with several outflow openings 16 directly connected to respective outflow sections, therefore to respective first loops, respective rising sections to then have two (or more) second loops that flow into channel 24. In this way, there would be substantially a siphon duct for each channel 26.

In figura 11 à ̈ indicata con il numero di riferimento 106 una ulteriore forma di esecuzione dello strato di scambio termico 6. Nell’esempio qui illustrato lo strato di scambio termico 106 comprende due dispositivi a condotto termico 116, ma naturalmente à ̈ possibile prevedere un numero diverso di dispositivi 116, da un minimo di uno a un massimo dipendente dalle dimensioni dello strato 106. In Figure 11, the reference number 106 indicates a further embodiment of the heat exchange layer 6. In the example illustrated here, the heat exchange layer 106 comprises two heat pipe devices 116, but of course it is possible to provide a different number of devices 116, from a minimum of one to a maximum depending on the size of the layer 106.

Ciascun dispositivo a condotto termico 116 comprende un circuito chiuso predisposto per la circolazione di un fluido termovettore e includente un lato di evaporazione e un lato di condensazione del fluido termovettore, indicati rispettivamente con i numeri di riferimento 118, 120. Each heat conduit device 116 comprises a closed circuit arranged for the circulation of a heat carrier fluid and including an evaporation side and a condensation side of the heat carrier fluid, indicated respectively with reference numbers 118, 120.

Analogamente alla forma di esecuzione precedentemente descritta, lo strato di scambio termico 106 e ciascun dispositivo 116 sono realizzati unendo un primo e un secondo foglio di materiale metallico S1, S2 con tecnologia roll bond, ossia unendo i fogli S1, S2 in corrispondenza delle aree delimitanti il circuito chiuso di ciascun dispositivo 116, in modo da inoculare aria in pressione nelle regioni che definiscono il percorso del circuito chiuso per formare i volumi interni del circuito stesso. Similarly to the previously described embodiment, the heat exchange layer 106 and each device 116 are made by joining a first and a second sheet of metal material S1, S2 with roll bond technology, i.e. joining the sheets S1, S2 in correspondence with the delimiting areas the closed circuit of each device 116, so as to inoculate pressurized air in the regions defining the path of the closed circuit to form the internal volumes of the circuit itself.

In corrispondenza di una zona di interfaccia fra il lato di evaporazione 118 e il lato di condensazione 120 à ̈ provvista una zona adiabatica, funzionalmente analoga alla zona adiabatica dei dispositivi assorbitori precedentemente descritti, indicata con il numero di riferimento 125 e comprendente una prima e una seconda interruzione termica 125A, 125B, la prima con sviluppo rettilineo, la seconda con geometria a “V†. In tal modo il lato di condensazione ha una pianta sostanzialmente “a scalino†, in cui lo scalino à ̈ definito dalla interruzione termica con geometria a “V†. à ̈ possibile quindi individuare una estensione (longitudinale) massima e una estensione (longitudinale) minima per il lato di condensazione 120, rispettivamente LC, LC’. An adiabatic zone is provided in correspondence with an interface zone between the evaporation side 118 and the condensation side 120, functionally analogous to the adiabatic zone of the previously described absorber devices, indicated with the reference number 125 and comprising a first and a second thermal interruption 125A, 125B, the first with a straight development, the second with a â € œVâ € geometry. In this way the condensation side has a substantially â € œa stepâ € plan, in which the step is defined by the thermal break with â € œVâ € geometry. It is therefore possible to identify a maximum (longitudinal) extension and a minimum (longitudinal) extension for the condensation side 120, respectively LC, LCâ € ™.

Valori tipici possono essere: Typical values can be:

- compresi fra 1,1 e 3 per LC/LC’ - between 1.1 and 3 for LC / LCâ € ™

Le interruzioni termiche sono di preferenza realizzate mediante taglio laser, ma à ̈ possibile anche realizzarle mediante inserti di materiale termicamente isolante (preferibilmente passanti rispetto ai fogli S1, S2) oppure à ̈ possibile prevedere una combinazione di entrambe. The thermal interruptions are preferably made by laser cutting, but it is also possible to realize them by means of inserts of thermally insulating material (preferably passing through the sheets S1, S2) or it is possible to provide a combination of both.

Il lato di evaporazione 118 comprende un primo canale 124 in comunicazione di fluido con una pluralità di secondi canali 126 che partono da un primo ramo collettore 128. Più in dettaglio, il canale 124 à ̈ in comunicazione di fluido con il ramo collettore 128 e i canali 126 mediante un primo condotto a sifone 129. I canali 124 e 126 hanno sviluppo di preferenza rettilineo e parallelo, ma altre soluzioni sono possibili. The evaporation side 118 comprises a first channel 124 in fluid communication with a plurality of second channels 126 starting from a first collector branch 128. More in detail, the channel 124 is in fluid communication with the collector branch 128 and the channels 126 by means of a first siphon duct 129. The channels 124 and 126 preferably have a straight and parallel development, but other solutions are possible.

Con riferimento alla figura 13, il condotto a sifone 129 comprende una prima e una seconda ansa 129A, 129B disposte fluidodinamicamente in serie, in cui la prima ansa 129A ha quota geometrica inferiore rispetto alla seconda ansa 129B. With reference to Figure 13, the siphon duct 129 comprises a first and a second loop 129A, 129B arranged fluid-dynamically in series, in which the first loop 129A has a lower geometric height than the second loop 129B.

Di preferenza, la prima ansa 129A realizza una curva di ampiezza pari a 180°, mentre la seconda ansa 129B realizza di preferenza una curva di ampiezza pari a 90°. Preferably, the first loop 129A produces a curve with an amplitude equal to 180 °, while the second loop 129B preferably produces a curve with an amplitude equal to 90 °.

In altre parole, sempre con riferimento alla figura 13, il canale 124 sfocia direttamente nell’ansa 129a, la quale sostanzialmente realizza un’inversione del percorso del fluido termovettore rispetto al canale 124. L’ansa 129A sfocia quindi nell’ansa 129B, la quale realizza un parziale “raddrizzamento†del percorso del fluido termovettore sfociando nel ramo collettore 128, che ha quindi preferibilmente orientamento trasversale rispetto al canale 124. In other words, again with reference to figure 13, the channel 124 flows directly into the loop 129a, which essentially inverses the path of the heat-carrying fluid with respect to the channel 124. The loop 129A therefore flows into the loop 129A. loop 129B, which performs a partial â € œRighteningâ € of the path of the heat-carrying fluid flowing into the manifold branch 128, which therefore preferably has a transverse orientation with respect to the channel 124.

I canali 126 affluiscono a un serbatoio 130 mediante un secondo ramo collettore 131. Il secondo ramo collettore 131 ha orientamento trasversale (preferibilmente) rispetto ai canali 126 (e 124) e in questa forma di esecuzione ha sezione di passaggio crescente procedendo dal canale 126 più lontano al canale 126 più vicino rispetto a un’uscita comune 131A. The channels 126 flow into a tank 130 by means of a second collector branch 131. The second collector branch 131 has a transverse orientation (preferably) with respect to the channels 126 (and 124) and in this embodiment it has an increasing passage section proceeding from the channel 126 further. far to channel 126 closer than a common exit 131A.

Verranno ora meglio dettagliati i collegamenti fra il lato di condensazione 120 e il lato di evaporazione 118, in particolare i collegamenti fra il serbatoio 130 e i canali 124, 126. The connections between the condensation side 120 and the evaporation side 118 will now be better detailed, in particular the connections between the tank 130 and the channels 124, 126.

Con riferimento alla figura 12, il primo canale 124 e i secondi canali 126 sono in comunicazione di fluido con il serbatoio 130 mediante, rispettivamente, una bocca di deflusso 132 e una bocca di afflusso 134, avente una quota geometrica superiore rispetto alla bocca di deflusso 132. Si osservi inoltre che il serbatoio 130 ha un fondo 130A inclinato verso la bocca di deflusso 132, ossia il fondo 130A ha un profilo che degrada dalla bocca di afflusso 134 verso la bocca 132 in modo da favorire il deflusso del fluido termovettore. With reference to Figure 12, the first channel 124 and the second channels 126 are in fluid communication with the tank 130 by means of, respectively, an outflow mouth 132 and an inlet mouth 134, having a higher geometric height than the outflow mouth 132 It should also be noted that the tank 130 has a bottom 130A inclined towards the outflow mouth 132, ie the bottom 130A has a profile which degrades from the inlet mouth 134 towards the mouth 132 so as to favor the outflow of the heat-carrying fluid.

Più in dettaglio, il canale 124 à ̈ in comunicazione di fluido con la bocca 132 mediante un secondo condotto a sifone 136, funzionalmente analogo ai condotti a sifone precedentemente descritti, comprendente una prima e una seconda ansa 138, 140 disposte fluidodinamicamente in serie. La prima e la seconda ansa 138, 140 definiscono un percorso a doppia curva (con geometria sostanzialmente a “S†), in cui ciascuna ansa realizza una curva di ampiezza preferibilmente pari a 180°. More in detail, the channel 124 is in fluid communication with the mouth 132 by means of a second siphon duct 136, functionally analogous to the previously described siphon ducts, comprising a first and a second loop 138, 140 arranged fluid-dynamically in series. The first and second loops 138, 140 define a double curve path (with essentially â € œSâ € geometry), in which each loop creates a curve with an amplitude preferably equal to 180 °.

Analogamente ai condotti a sifone precedentemente descritti, il condotto 138 comprende un tratto di deflusso 138a che parte dalla bocca di deflusso 132 e sfocia nella prima ansa 138, e un tratto di risalita 140a nel quale sfocia la prima ansa 138 che a sua volta sfocia nella seconda ansa 140, la quale infine sfocia direttamente nel canale 124. Similarly to the siphon ducts described above, the duct 138 comprises an outflow section 138a which starts from the outflow mouth 132 and flows into the first loop 138, and a rising section 140a into which the first loop 138 flows, which in turn flows into the second loop 140, which finally flows directly into channel 124.

Si osservi inoltre che in questa forma di esecuzione la prima ansa 138 e la seconda ansa 140 sono disposte da parti opposte rispetto alla bocca di deflusso 132, in particolare l’ansa 140 à ̈ situata al di sopra della bocca 132. It should also be noted that in this embodiment the first loop 138 and the second loop 140 are arranged on opposite sides with respect to the outflow mouth 132, in particular the loop 140 is located above the mouth 132.

Analogamente alle forme di esecuzione descritte, dette D138e D140le distanze, rispettivamente, fra il serbatoio 130 e le anse 138, 140, di preferenza la distanza D138Ã ̈ maggiore della distanza D140, ma in questa forma di esecuzione, data la disposizione delle anse, Ã ̈ possibile prevedere anche il contrario. Similarly to the embodiments described, called D138 and D140, the distances, respectively, between the tank 130 and the loops 138, 140, preferably the distance D138 is greater than the distance D140, but in this embodiment, given the arrangement of the loops, It is also possible to predict the opposite.

Infine, ciascun canale 124 à ̈ bordato da un’interruzione termica 144, di preferenza avente forma a “L†in modo da bordare anche il condotto a sifone 129, realizzabile ad esempio, mediante taglio laser o mediante un inserto di materiale termicamente isolante. Finally, each channel 124 is bordered by a thermal break 144, preferably having a â € œLâ € shape so as to also border the siphon duct 129, which can be made, for example, by laser cutting or by means of an insert of thermally material. insulating.

Solo uno dei fogli S1, S2 (in particolare il foglio S1) à ̈ rigonfio verso l’esterno in corrispondenza del percorso del circuito chiuso di ciascun dispositivo 116, per ragioni di accoppiamento ottimale con le celle fotovoltaiche 4. Only one of the sheets S1, S2 (in particular the sheet S1) is swollen towards the outside in correspondence with the path of the closed circuit of each device 116, for reasons of optimal coupling with the photovoltaic cells 4.

Per quanto riguarda il funzionamento, poche sono le variazioni rispetto alla forma di esecuzione precedentemente descritta. As regards the operation, there are few variations with respect to the previously described embodiment.

Nel circuito chiuso realizzato dai canali 124, 126, dal serbatoio 130 e da tutti i canali di collegamento fra i suddetti elementi circola un fluido termovettore che subisce un primo cambiamento di fase nel lato di evaporazione (liquido-vapore) e un secondo passaggio di fase nel lato di condensazione (vapore-liquido). Il pannello solare ibrido 1 viene installato in modo che ciascun dispositivo 116 sia disposto con il serbatoio 130 a una quota geometrica superiore rispetto al resto del circuito, cosicché il funzionamento avvenga essenzialmente per gravità. In the closed circuit created by the channels 124, 126, the tank 130 and all the connecting channels between the aforementioned elements, a heat-carrying fluid circulates which undergoes a first phase change on the evaporation side (liquid-vapor) and a second phase passage on the condensation side (vapor-liquid). The hybrid solar panel 1 is installed so that each device 116 is arranged with the tank 130 at a higher geometric height than the rest of the circuit, so that operation takes place essentially by gravity.

Inoltre, l’elemento collettore 10 viene applicato in corrispondenza del lato di condensazione 118, come precedentemente descritto, in particolare sul foglio S1 (e dalla parte opposta viene disposta la piattabanda 12. Furthermore, the collector element 10 is applied in correspondence with the condensation side 118, as previously described, in particular on the sheet S1 (and on the opposite side the flange 12 is arranged.

Il fluido termovettore lascia il serbatoio 130 in fase liquida (aiutato in parte dal profilo del fondo 130A) attraverso la bocca di deflusso 132 e percorre il condotto a sifone 138, quindi il primo canale 124. Quest’ultimo à ̈ atto a veicolare il fluido termovettore verso il primo ramo collettore 128 e verso ciascuno dei canali 126. Si osservi che l’evaporazione del fluido termovettore all’interno del canale 124 à ̈ scongiurata o per lo meno ostacolata dall’interruzione termica 144, che limita lo scambio termico conduttivo con le porzioni dei fogli S1, S2 circostanti. The heat transfer fluid leaves the tank 130 in the liquid phase (helped in part by the profile of the bottom 130A) through the outflow mouth 132 and passes through the siphon duct 138, then the first channel 124. The latter is suitable for conveying the heat-carrying fluid towards the first collector branch 128 and towards each of the channels 126. It should be observed that the evaporation of the heat-carrying fluid inside the channel 124 is averted or at least hindered by the thermal interruption 144, which limits the conductive heat exchange with the portions of the surrounding sheets S1, S2.

Quando il fluido termovettore imbocca i canali 126, il flusso termico disperso dalle celle fotovoltaiche 4 viene trasferito al fluido termovettore che evapora e risale verso il ramo collettore 131 e verso la bocca di afflusso 134, attraverso la quale entra nel serbatoio 130. Nell’atraversare il lato di condensazione 120 il fluido termovettore condensa trasferendo calore al liquido nell’elemento collettore 10, che può quindi essere impiegato altrove, ad esempio come acqua calda sanitaria. When the heat-carrying fluid enters the channels 126, the thermal flow dispersed by the photovoltaic cells 4 is transferred to the heat-carrying fluid which evaporates and goes up towards the collector branch 131 and towards the inflow outlet 134, through which it enters the tank 130. Nellâ € ™ the heat transfer fluid condenses through the condensation side 120, transferring heat to the liquid in the collector element 10, which can then be used elsewhere, for example as domestic hot water.

Si osservi che la sezione di passaggio variabile del ramo 131 consente di smaltire in modo ottimale la portata di fluido termovettore, poiché aumenta man mano che il ramo 131 intercetta un canale 126 più vicino all’uscita 131A. It should be noted that the variable passage section of the branch 131 allows the flow of heat transfer fluid to be disposed of in an optimal way, since it increases as the branch 131 intercepts a channel 126 closer to the outlet 131A.

In tal modo si limitano le disuniformità del campo di moto del fluido termovettore all’interno del circuito. In this way the non-uniformity of the flow field of the heat carrier fluid inside the circuit is limited.

Il ciclo quindi si ripete durante il funzionamento di ciascun dispositivo 116, che si interrompe quando la differenza di temperatura fra il lato di condensazione e il lato di evaporazione à ̈ pressoché nulla. The cycle then repeats itself during the operation of each device 116, which stops when the temperature difference between the condensation side and the evaporation side is practically zero.

La presenza dei condotti a sifone 129 e 136 à ̈ poi molto importante nell’ottica del mantenimento della controllabilità del flusso termico scambiato anche sotto condizioni di funzionamento gravose (ossia con forte radiazione solare incidente le celle fotovoltaiche 4). Analogamente ai condotti a sifone precedentemente descritti, il condotto a sifone 136 garantisce, grazie alla propria geometria, la presenza di fluido termovettore in fase liquida in un tratto compreso fra il serbatoio 130 e la seconda ansa 140. The presence of the siphon ducts 129 and 136 is also very important in order to maintain the controllability of the heat exchanged even under severe operating conditions (ie with strong solar radiation incident on the photovoltaic cells 4). Similarly to the siphon ducts described above, the siphon duct 136 guarantees, thanks to its geometry, the presence of heat-carrying fluid in the liquid phase in a section between the tank 130 and the second loop 140.

Il condotto a sifone 129 inoltre fornisce un ulteriore contributo nell’ottica del mantenimento di una certa quantità di fluido termovettore in fase liquida anche a valle del canale 124 e immediatamente a monte dei canali 126. In particolare, grazie al condotto a sifone 129 à ̈ possibile mantenere fluido termovettore in fase liquida almeno nella prima ansa 129A e a monte di essa, ossia nel canale 124. The siphon duct 129 also provides a further contribution in terms of maintaining a certain amount of heat transfer fluid in the liquid phase also downstream of the duct 124 and immediately upstream of the ducts 126. In particular, thanks to the siphon duct 129 à It is possible to maintain the heat-carrying fluid in the liquid phase at least in the first loop 129A and upstream thereof, that is, in the channel 124.

In forme di esecuzione alternative, à ̈ possibile prevedere la presenza del solo condotto a sifone 129. Lo stesso può essere applicato anche allo schema di circuito chiuso precedentemente descritto, con il quale à ̈ inoltre possibile implementare una soluzione a due sifoni distinti del tipo descritto in figura 11. In alternative embodiments, it is possible to provide for the presence of only the siphon duct 129. The same can also be applied to the previously described closed circuit scheme, with which it is also possible to implement a solution with two distinct siphons of the type described. in figure 11.

Sostanzialmente, nelle varie forme di esecuzione qui presentate ciascun dispositivo assorbitore solare comprende un serbatoio che à ̈ in comunicazione con uno o più canali atti a veicolare verso di esso il fluido termo vettore in fase vapore (“canale/i vapore†) mediante uno o più condotti a sifone. Gli uno o più canali vapore afferiscono inoltre al serbatoio stesso mediante una o più bocche di afflusso -rispetto alle quali gli uno o più condotti a sifone sono disposti fluidodinamicamente a monte -. Basically, in the various embodiments presented here, each solar absorber device comprises a tank which is in communication with one or more channels designed to convey towards it the thermo-vector fluid in the vapor phase (`` vapor channel / s '') by means of a or more siphon ducts. The one or more steam channels also affect the tank itself through one or more inflow outlets - with respect to which the one or more siphon ducts are fluid-dynamically arranged upstream -.

I suddetti condotti a sifone sono disposti a monte dei suddetti uno o più canali vapore e possono essere provvisti all’uscita del serbatoio a monte del canale atto a ricevere il fluido termovettore in fase liquida (“canale liquido†) o a valle di esso (e a monte del/dei canale/i vapore) o in entrambe i luoghi. Nel primo caso il condotto a sifone à ̈ connesso alla bocca di deflusso del serbatoio e sfocia nel canale liquido, collegando e mettendo in comunicazione di fluido il canale liquido e il serbatoio (ferma restando, naturalmente, la comunicazione di fluido che stabilisce fra il serbatoio e il/i canale/i vapore). The aforementioned siphon ducts are arranged upstream of the aforementioned one or more steam channels and can be provided at the outlet of the tank upstream of the channel designed to receive the heat carrier fluid in the liquid phase (â € œLiquid channelâ €) or downstream of it (and upstream of the steam channel (s)) or in both places. In the first case, the siphon duct is connected to the tank outflow mouth and flows into the liquid channel, connecting and communicating with the liquid channel and the tank (without prejudice, of course, to the fluid communication established between the tank and the steam channel (s)).

Nel secondo caso il condotto a sifone collega e stabilisce una comunicazione di fluido fra il canale liquido e il/i canale/i vapore (eventualmente tramite il ramo collettore 128, se presente), essendo disposto in corrispondenza di una zona di interfaccia fra essi. In the second case, the siphon duct connects and establishes a fluid communication between the liquid channel and the steam channel (s) (possibly through the manifold branch 128, if present), being arranged in correspondence with an interface zone between them.

Naturalmente, i particolari di realizzazione e le forme di esecuzione potranno essere ampiamente variate rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo di esempio, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione, così come definite dalle rivendicazioni annesse. Naturally, the details of construction and the embodiments may be widely varied with respect to what has been described and illustrated purely by way of example, without thereby departing from the scope of the present invention, as defined by the attached claims.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI 1. Pannello solare ibrido (1), comprendente: - uno strato fotovoltaico (2) includente una pluralità di celle fotovoltaiche (4), - uno strato di scambio termico (6; 106) includente mezzi di raffreddamento di dette celle fotovoltaiche (4), - un elemento collettore (10) predisposto per veicolare un fluido, particolarmente un liquido, in relazione di scambio termico con detto strato di scambio termico (6; 106), in cui detto strato di scambio termico (6; 106) comprende uno o più dispositivi a condotto termico (16; 116) atti a contenere un fluido termovettore, ciascun dispositivo a condotto termico (16; 116) comprendendo: - un lato di evaporazione (18; 118) di detto fluido termovettore predisposto per assorbire un flusso di calore da dette celle fotovoltaiche (4) e definente detti mezzi di raffreddamento, - un lato di condensazione (20; 120) di detto fluido termovettore, in corrispondenza del quale à ̈ applicato detto elemento collettore (10), dette celle fotovoltaiche (4) di detto strato fotovoltaico (2) essendo applicate in corrispondenza del lato di evaporazione (18; 118) di detti uno o più dispositivi a condotto termico (16; 116) ed essendo in relazione di scambio termico con essi, il pannello solare (1) essendo caratterizzato dal fatto che ciascun dispositivo a condotto termico (16; 116) comprende un circuito chiuso (24, 26, 28, 30, 36; 124, 126, 128, 130, 136) predisposto per la circolazione di detto fluido termovettore e includente un primo canale (24; 124) atto a ricevere il fluido termovettore da detto lato di condensazione (20; 120) in fase liquida e atto a veicolare il fluido termovettore verso almeno un secondo canale (26; 126), detto almeno un secondo canale (26; 126) essendo a sua volta atto a veicolare il fluido termovettore in fase vapore verso detto lato di condensazione (20; 120), e dal fatto che detto strato di scambio termico (6; 106) à ̈ realizzato mediante unione di un primo e un secondo foglio (S1, S2) di materiale metallico in corrispondenza di aree delimitanti il circuito chiuso (24, 26, 28, 30, 36; 124, 126, 128, 130, 136) di ciascun dispositivo a condotto termico (16; 116). CLAIMS 1. Hybrid solar panel (1), comprising: - a photovoltaic layer (2) including a plurality of photovoltaic cells (4), - a heat exchange layer (6; 106) including cooling means for said photovoltaic cells (4), - a collector element (10) arranged to convey a fluid, particularly a liquid, in a heat exchange relationship with said heat exchange layer (6; 106), in which said heat exchange layer (6; 106) comprises one or more heat conduit devices (16; 116) adapted to contain a heat transfer fluid, each heat conduit device (16; 116) comprising: - an evaporation side (18; 118) of said heat-carrying fluid arranged to absorb a flow of heat from said photovoltaic cells (4) and defining said cooling means, - a condensation side (20; 120) of said heat-carrying fluid, in correspondence with which said collector element (10) is applied, said photovoltaic cells (4) of said photovoltaic layer (2) being applied at the evaporation side (18; 118) of said one or more heat conduit devices (16; 116) and being in a heat exchange relationship with them, the solar panel (1) being characterized in that each heat pipe device (16; 116) comprises a closed circuit (24, 26, 28, 30, 36; 124, 126, 128, 130, 136) set up for circulation of said heat-carrying fluid and including a first channel (24; 124) adapted to receive the heat-carrying fluid from said condensation side (20; 120) in the liquid phase and able to convey the heat-carrying fluid towards at least a second channel (26; 126) , said at least one second channel (26; 126) being in turn adapted to convey the heat transfer fluid in the vapor phase towards said condensation side (20; 120), and by the fact that said heat exchange layer (6; 106) is ̈ made by joining a first and a second sheet (S1, S2) of metal material in correspondence with areas delimiting the closed circuit (24, 26, 28, 30, 36; 124, 126, 128, 130, 136) of each heat conduit device (16; 116). 2. Pannello solare (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che unicamente il primo foglio (S1) di materiale metallico di detto strato di scambio termico (6; 106) à ̈ rigonfio verso l'esterno in corrispondenza del percorso del circuito chiuso (24, 26, 28, 30, 36; 124, 126, 128, 130, 136) di detti uno o più dispositivi a condotto termico (16; 116), detto secondo foglio (S2) di materiale metallico avendo una superficie piana estendentesi almeno in corrispondenza del lato di evaporazione (18; 118) di detti uno o più dispositivi a condotto termico (16; 116), di preferenza lungo l'intera estensione di essi, detta superficie piana essendo accoppiata a dette celle fotovoltaiche (4). 2. Solar panel (1) according to claim 1, characterized in that only the first sheet (S1) of metal material of said heat exchange layer (6; 106) swells towards the outside in correspondence with the circuit path closed (24, 26, 28, 30, 36; 124, 126, 128, 130, 136) of said one or more heat pipe devices (16; 116), said second sheet (S2) of metallic material having a flat surface extending at least in correspondence with the evaporation side (18; 118) of said one or more heat pipe devices (16; 116), preferably along their entire extension, said flat surface being coupled to said photovoltaic cells (4) . 3. Pannello solare (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che il lato di condensazione (20; 120) di ciascun dispositivo a condotto termico (16; 116) comprende: - un serbatoio (30; 130) in comunicazione di fluido con detto almeno un secondo canale (26; 126) mediante una bocca di afflusso (32; 132), e - almeno un condotto a sifone (36; 136) mediante il quale detto serbatoio (30; 130) à ̈ in comunicazione di fluido con detto almeno un secondo canale (26; 126). Solar panel (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the condensation side (20; 120) of each heat pipe device (16; 116) comprises: - a reservoir (30; 130) in fluid communication with said at least one second channel (26; 126) by means of an inlet (32; 132), and - at least one siphon duct (36; 136) through which said tank (30; 130) is in fluid communication with said at least one second channel (26; 126). 4. Pannello solare (1) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il lato di condensazione (20; 120) di ciascun dispositivo a condotto termico (16; 116) comprende un condotto a sifone (36; 136) disposto a monte di detto primo canale (24; 124) e connettente detto primo canale a detta bocca di deflusso (32; 132), detto condotto a sifone (36; 136) comprendendo una prima e una seconda ansa (38, 40; 138, 140) disposte fluidodinamicamente in serie. 4. Solar panel (1) according to claim 3, characterized in that the condensation side (20; 120) of each heat pipe device (16; 116) comprises a siphon pipe (36; 136) arranged upstream of said first channel (24; 124) and connecting said first channel to said outflow mouth (32; 132), said siphon duct (36; 136) comprising a first and a second loop (38, 40; 138, 140) arranged fluid dynamically in series. 5. Pannello solare (1) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che ciascun condotto a sifone (36; 136) comprende inoltre: - un tratto di deflusso (38a; 138a) connesso a detta bocca di deflusso (32; 132) e sfociante in detta prima ansa (38; 138), e - un tratto di risalita (40a; 140a) nel quale sfocia detta prima ansa (38; 138), detto tratto di risalita (40a; 140a) sfociando a sua volta in detta seconda ansa (40; 140), la quale sfocia in detto primo canale (24; 124). 5. Solar panel (1) according to claim 4, characterized in that each siphon duct (36; 136) further comprises: - an outflow section (38a; 138a) connected to said outflow mouth (32; 132) and leading into said first loop (38; 138), and - an upward stretch (40a; 140a) into which said first loop (38; 138) flows, said upward stretch (40a; 140a) leading in turn to said second loop (40; 140), which flows into said first channel (24; 124). 6. Pannello solare (1) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il lato di evaporazione (118) di ciascun dispositivo a condotto termico (116) comprende un ulteriore condotto a sifone (129) disposto a valle di detto primo canale (124) in corrispondenza di un’interfaccia fra detti primo e almeno un secondo canale (124, 126). 6. Solar panel (1) according to claim 4, characterized in that the evaporation side (118) of each heat pipe device (116) comprises a further siphon pipe (129) arranged downstream of said first channel (124 ) at an interface between said first and at least one second channel (124, 126). 7. Pannello solare (1) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto lato di condensazione (20; 120) à ̈ accoppiato a detto elemento collettore (10) in corrispondenza del serbatoio (30; 130) di ciascuno di detti uno o più dispositivi a condotto termico (16; 116). 7. Solar panel (1) according to claim 3, characterized in that said condensation side (20; 120) is coupled to said collector element (10) in correspondence with the tank (30; 130) of each of said one or multiple heat pipe devices (16; 116). 8. Pannello solare (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detto strato di scambio termico (6; 106) comprende una zona adiabatica (22; 125) in corrispondenza di un’interfaccia fra detto lato di evaporazione (18; 118) e detto lato di condensazione (20; 120) di ciascuno di detti uno o più dispositivi a condotto termico (16; 116), in cui detta zona adiabatica (22; 125) comprende una pluralità di interruzioni termiche. 8. Solar panel (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that said heat exchange layer (6; 106) comprises an adiabatic zone (22; 125) at an interface between said evaporation side ( 18; 118) and said condensation side (20; 120) of each of said one or more heat pipe devices (16; 116), wherein said adiabatic zone (22; 125) comprises a plurality of thermal interruptions. 9. Pannello solare (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che comprende inoltre un pannello dorsale (8) disposto a contatto con detto primo foglio (S1) di materiale metallico da una parte opposta rispetto a detto strato fotovoltaico (2), in cui detto pannello solare (1) comprende inoltre una cornice (14) predisposta per chiudere a pacco fra loro detto strato fotovoltaico (2), detto strato di scambio termico (6; 106) e detto pannello dorsale (8). Solar panel (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a back panel (8) arranged in contact with said first sheet (S1) of metal material on an opposite side with respect to said photovoltaic layer (2 ), in which said solar panel (1) further comprises a frame (14) designed to pack together said photovoltaic layer (2), said heat exchange layer (6; 106) and said back panel (8). 10. Pannello solare (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il primo canale (24; 124) di ciascun dispositivo a condotto termico (16; 116) é bordato da una prima e una seconda interruzione termica (42, 44; 144) comprendenti: - interruzioni realizzate mediante taglio laser, - inserti di materiale termicamente isolante, o - una combinazione di essi.10. Solar panel (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the first channel (24; 124) of each heat pipe device (16; 116) is bordered by a first and a second thermal interruption (42 , 44; 144) comprising: - interruptions made by laser cutting, - inserts of thermally insulating material, or - a combination of them.
IT000554A 2011-06-23 2011-06-23 HYBRID SOLAR PANEL ITTO20110554A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000554A ITTO20110554A1 (en) 2011-06-23 2011-06-23 HYBRID SOLAR PANEL
PCT/IB2012/053116 WO2012176136A2 (en) 2011-06-23 2012-06-20 Hybrid solar panel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000554A ITTO20110554A1 (en) 2011-06-23 2011-06-23 HYBRID SOLAR PANEL

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ITTO20110554A1 true ITTO20110554A1 (en) 2012-12-24

Family

ID=44511332

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT000554A ITTO20110554A1 (en) 2011-06-23 2011-06-23 HYBRID SOLAR PANEL

Country Status (2)

Country Link
IT (1) ITTO20110554A1 (en)
WO (1) WO2012176136A2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107420968A (en) * 2017-09-04 2017-12-01 天津城建大学 Solar heat pipe integrated hot air heating plant

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2503108A (en) * 2013-06-10 2013-12-18 Gert Pille Cooling Photo-Voltaic Cells Using Thermosyphon Cooling Circuit
ES2775015B2 (en) * 2019-01-23 2020-12-30 Univ Burgos HYBRID SOLAR PANEL
CN113782874B (en) * 2021-08-13 2023-11-10 哈尔滨工业大学(深圳) Power battery thermal management system
WO2024030193A2 (en) * 2022-06-13 2024-02-08 Icarus Rt, Inc. Hybrid photovoltaic-thermal and co-generation system
DE102022128776A1 (en) 2022-10-28 2024-05-08 Kleemann Gmbh Material processing unit and method for opening and closing a housing part of a housing of a material processing unit

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4120943A1 (en) * 1991-06-25 1992-01-16 Schaefertoens Joern Henrich Solar collector for combined water heating and electrical power - has panel with solar energy cells and transmits thermal energy to water
US6837236B1 (en) * 2002-08-21 2005-01-04 Michael Lichtenberger Solar energy conversion system
US20070186922A1 (en) * 2006-01-27 2007-08-16 Hydrogain Technologies, Inc. Solar panel with a translucent multi-walled sheet for heating a circulating fluid
EP2262004A1 (en) * 2009-06-11 2010-12-15 Anaf Europe S.A. Photovoltaic plant for production of electric energy
EP2284910A1 (en) * 2009-08-12 2011-02-16 Roth Werke GmbH Solar absorber
WO2011032164A2 (en) * 2009-09-14 2011-03-17 Kmetovicz Ronald E Solar heat pipe heat exchanger

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4120943A1 (en) * 1991-06-25 1992-01-16 Schaefertoens Joern Henrich Solar collector for combined water heating and electrical power - has panel with solar energy cells and transmits thermal energy to water
US6837236B1 (en) * 2002-08-21 2005-01-04 Michael Lichtenberger Solar energy conversion system
US20070186922A1 (en) * 2006-01-27 2007-08-16 Hydrogain Technologies, Inc. Solar panel with a translucent multi-walled sheet for heating a circulating fluid
EP2262004A1 (en) * 2009-06-11 2010-12-15 Anaf Europe S.A. Photovoltaic plant for production of electric energy
EP2284910A1 (en) * 2009-08-12 2011-02-16 Roth Werke GmbH Solar absorber
WO2011032164A2 (en) * 2009-09-14 2011-03-17 Kmetovicz Ronald E Solar heat pipe heat exchanger

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107420968A (en) * 2017-09-04 2017-12-01 天津城建大学 Solar heat pipe integrated hot air heating plant

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012176136A3 (en) 2013-06-06
WO2012176136A2 (en) 2012-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ITTO20110554A1 (en) HYBRID SOLAR PANEL
CN101929813B (en) Flat-plate heat pipe
US20070186922A1 (en) Solar panel with a translucent multi-walled sheet for heating a circulating fluid
CN104764353A (en) Heat exchanger fin and heat exchanger
US20160161144A1 (en) Sectional heat exchanger for use in a heat cell
ITRM20110448A1 (en) TUBULAR PROFILE FOR BIPHASIC RADIATOR AND ITS BIPHASIC RADIATOR
CN107062963B (en) A kind of alternating expression micro-channel condenser for hair cell regeneration
RU2498184C2 (en) Plate-type heat exchanger
CN102646651A (en) Thin hot plate structure
ITTO20110553A1 (en) SOLAR ABSORBER DEVICE AND SOLAR PANEL INCORPORATING THE DEVICE
KR20220057030A (en) Wall type solar photovoltaic composite module
CN202142519U (en) Thin type hot plate structure
CN202041109U (en) Superconductive microcirculation groove-type flat heat pipe
CN202613757U (en) Heat pump water heater
ITMI20071883A1 (en) HIGH EFFICIENCY RADIANT PLATE RADIATOR
US20140007429A1 (en) High efficiency flat plate solar energy system
CN106705499B (en) Heat exchanger
CN206818002U (en) A kind of straight channel air cooled condenser
CN201561594U (en) Heat-absorption heat-dissipation aluminum section bar
JP5751447B2 (en) Heat exchanger and heat source device
CN204301331U (en) Solar thermal collector
CN102252548B (en) Fin for heat exchanger and heat exchanger with fin
CN204301336U (en) Flat type solar heat collector
CN205748046U (en) Double medium Heating installation heat exchangers
KR101466785B1 (en) Manifolder for solar heat