ITTO20110777A1 - Pannello solare a concentrazione con inseguimento biassiale e sistema di gestione comprendente tale pannello - Google Patents

Pannello solare a concentrazione con inseguimento biassiale e sistema di gestione comprendente tale pannello Download PDF

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ITTO20110777A1
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Marco Zangirolami
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Description

“PANNELLO SOLARE A CONCENTRAZIONE CON INSEGUIMENTO BIASSIALE E SISTEMA DI GESTIONE COMPRENDENTE TALE PANNELLO”
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un pannello solare a concentrazione con inseguimento biassiale e ad un sistema di gestione comprendente tale pannello.
Come noto, la tecnica propone diverse tipologie di dispositivi solari che consentono la conversione dell’irraggiamento solare in energia termica per mezzo di componenti preposti alla captazione della radiazione solare. In generale, il funzionamento di tali dispositivi prevede che la radiazione solare, una volta giunta al dispositivo di captazione, venga assorbita da un dispositivo assorbitore e trasferita ad un fluido termovettore, che può essere acqua, aria o un fluido diatermico. La parte di irraggiamento che raggiunge direttamente il suolo costituisce la radiazione diretta mentre la parte rimanente costituisce la radiazione diffusa. A queste va infine aggiunta la radiazione riflessa o albedo, che rappresenta la percentuale di radiazione diretta e diffusa che viene riflessa dal suolo o dalle superfici circostanti sulla superficie considerata: alcuni dei dispositivi solari sono in grado di sfruttare la sola radiazione diretta, mentre altri consentono di utilizzare le tre componenti (diretta, diffusa e riflessa) della radiazione stessa.
I dispositivi solari possono anche essere classificati in base alla temperatura del fluido termovettore e al rapporto di concentrazione Cr, definito come il rapporto tra la superficie di ammissione dell’irraggiamento solare non concentrato e la superficie di assorbimento del dispositivo.
Attualmente, i dispositivi solari sono rappresentati sostanzialmente da pannelli solari, concentratori e centrali solari.
I pannelli solari sono generalmente composti da:
- una superficie assorbente;
- una rete di tubazioni nella quale scorre il fluido termovettore;
- una copertura altamente trasparente, tipicamente in vetro, in grado di far passare i raggi visibili e nel vicino infrarosso, ma di fermare la radiazione infrarossa lontana;
- un rivestimento isolante;
- una struttura di contenimento che costituisce l’involucro esterno.
I pannelli solari piani utilizzano le tre componenti della radiazione solare e sfruttano l’effetto serra. La copertura trasparente è infatti realizzata con materiali trasparenti alla radiazione solare incidente, ma opachi alla radiazione infrarossa re-irraggiata. L’energia termica proveniente dal sole, viene così catturata all’interno del pannello e trasferita al fluido termovettore. Per limitare le perdite di calore verso l’esterno le zone laterali e posteriore vengono poi protette con materiale isolante.
Inoltre, all’interno della struttura di contenimento si trova una lastra, tipicamente in rame, rivestita con un assorbitore selettivo, che a sua volta ha la caratteristiche di assorbire con alti rendimenti la radiazione visibile e del vicino infrarosso limitando l’emissività sull’infrarosso termico emesso dalla stessa lastra una volta calda.
Il retro di questa lastra è isolato dall’esterno tramite un pannello tipicamente di lane minerali per evitare il più possibile le perdite di calore.
I vantaggi di un pannello piano sono quelli di poter essere facilmente installato su di un tetto e grazie, alla sua forma, non consentire un facile deposito di neve.
Inoltre, essendo il cammino ottico tra il vetro e l’assorbitore, disposto nella immediata adiacenza del vetro stesso ridotto al minimo il rendimento ottico (a ∆T = 0) è il più alto presente tra i dispositivi solari.
Lo svantaggio maggiore è però quello di avere una elevata superficie radiante, oltre che assorbente, e da questa superficie, sia per irraggiamento sia per conduzione con l’aria sovrastante e il pannello di isolante inferiore, sia per convezione con l’aria superiore e attraverso la lastra di vetro, il pannello perde calore tanto più la differenza di temperatura con l’esterno comincia a farsi importante, abbattendo così immediatamente il rendimento. In pratica, i pannelli solari piani non possono essere usati per alti salti di temperatura e anche la loro adozione per integrazione al riscaldamento in zone fredde non sempre è possibile, e comunque richiede l’installazione di elementi radianti a bassa temperatura (tipicamente pavimenti radianti), cosa non sempre possibile quando non si tratti di nuova costruzione (e comunque dispendiosa).
Per ottimizzare i rendimenti è inoltre necessario orientarli nel miglior modo possibile, cosa che nella maggior parte dei casi non corrisponde all’inclinazione della falda del tetto (tanto meno delle pareti) rendendo vano anche il vantaggio dello scivolamento della neve.
La tecnica propone inoltre pannelli solari dotati di tubi sottovuoto composti da una pluralità di thermos Dewar con il vaso esterno trasparente e quello interno rivestito di materiali assorbenti altamente selettivi. Dato che attraverso l’intercapedine di vuoto esistente tra i due vasi il calore si trasmette solo per irraggiamento, il grado di isolamento termico dell’assorbitore è molto alto. Affiancando molti di questi tubi e facendo passare al loro interno un tubo entro cui scorre il fluido termovettore si ottiene un pannello con buoni rendimenti anche a elevate differenze di temperatura.
Il circuito di asportazione del calore assorbito può essere realizzato con un tubo piegato ad U, con un Heat pipe o addirittura facendo circolare per convezione naturale l’acqua all’interno del tubo di vetro. Questa ultima soluzione, se presenta vantaggi per lo scambio termico, non consente però di far lavorare il collettore in pressione e in caso di rottura accidentale anche di un solo tubo causa lo svuotamento dell’impianto, impedendo così per motivi di inquinamento di utilizzare fluidi antigelo con facilità.
Il vantaggio dei pannelli solari con tubi sottovuoto è che essi presentano una maggiore temperatura operativa che consente di utilizzarli in climi più rigidi.
Gli svantaggi principali dei pannelli solari con tubi sottovuoto sono però la maggior complicazione tecnica, con il rischio che il tubo Dewar, per esempio a causa di una minima cricca. perda il vuoto interno diventando inefficiente, la difficoltà di liberarli dalla neve che si incastra tra i tubi e il fatto che essendo solo il tubo interno ad assorbire, essi hanno una superficie utile ortogonale inferiore a quella dei pannelli piani.
La tecnica propone inoltre pannelli solari con tubi sottovuoto CPC che comprendono degli specchi concentratori disposti al di sotto dei tubi Dewar per concentrare la luce, ridurre il numero dei tubi a parità di energia captata (e quindi le perdite che sono in ragione diretta del numero di tubi utilizzati). Essendo però tali specchi disposti in posizioni fisse, essi possono avere un elevato fattore di merito Q, altrimenti perderebbero di efficacia anche per piccoli disallineamenti. Inoltre essendo tali specchi esposti alle intemperie, la perdita di riflettività a causa dello sporco abbassa il rendimento del sistema nel tempo.
I concentratori sono invece composti da uno specchio o da lenti ottiche con fattore di merito elevato che convergono i raggi solari verso l’assorbitore in cui scorre il fluido termovettore. Poiché essi sfruttano la sola radiazione diretta, necessitano di dispositivi atti a mantenere in ogni istante la superficie riflettente ortogonale alla direzione dei raggi solari. Questo consente di concentrare la luce su piccole superfici ottenendo cosi, oltre che un aumento di temperatura, un aumento del rendimento ad alti ∆T dovuto al mero fattore di forma. Infatti, la quantità di energia radiante raccolta e fatta passare attraverso la superficie dell’assorbitore (più piccola di un fattore pari al rapporto di concentrazione) dipende dalla superficie proiettata degli specchi, mentre l’energia irradiata dipende solo dalla temperatura dell’assorbitore e dalla sua superficie. E’ necessario però limitare la perdita di calore per i moti convettivi dell’aria che potrebbe essere molto alta anche in caso di vento leggero.
Inoltre, i concentratori si distinguono in sistemi “ad immagine”, più comuni, che riproducono l’immagine del sole sul piano focale, ed a “non immagine” che concentrano casualmente i raggi solari sull’assorbitore.
I concentratori ad immagine possono essere a loro volta di tipo puntuale o lineare, se convergono i raggi solari nel punto focale o in un asse passante per il fuoco.
I principali concentratori ad immagine di tipo puntuale sono i concentratori parabolici, caratterizzati da una superficie riflettente parabolica e da un assorbitore posto nella zona focale.
Tra essi le due principali tipologie si differenziano per l’inseguimento solare: il primo tipo presenta l’assorbitore fisso e solidale con il riflettore che invece è mobile ed insegue il sole; il secondo tipo presenta invece il riflettore fisso e l’assorbitore mobile che si dirige nella zona in cui il riflettore converge la radiazione solare.
I concentratori cilindro-parabolici sono invece sistemi ad immagine di tipo lineare: essi sono costituiti da una superficie riflettente ottenuta per traslazione di una parabola lungo un asse passante per il suo fuoco e ortogonale al piano che la contiene. Nella zona focale della superficie riflettente è posto l’assorbitore lineare, in genere costituito da una tubazione in rame o acciaio inossidabile entro la quale scorre il fluido termovettore. Per ridurre le perdite per convezione e per favorire l’effetto serra, la tubazione può essere posta all’interno di un tubo di vetro.
Per quanto riguarda l’inseguimento solare, il sistema può presentare l’assorbitore fisso e la parabola rotante oppure presentare l’assorbitore solidale con la parabola a sua volta soggetta al moto di rotazione. L’inseguimento infine può essere su un asse (ed in tal caso l’assorbitore andrà orientato secondo la direzione est-ovest) o su due assi.
La tecnica propone inoltre sistemi che adottano soluzioni miste tra quelle precedentemente descritte, come per esempio i pannelli solari a concentrazione lineare con schermo piano e/o con tubi sottovuoto.
Il pannello solare a concentrazione lineare con schermo piano è infatti dotato di un vetro piano che copre il concentratore o una pluralità di concentratori se molto piccoli. Il miglioramento di efficienza è dato dal solo fattore di forma e la presenza del vetro piano, oltre che a creare una zona di aria ferma isolante, preserva dallo sporco e dalle intemperie lo specchio parabolico. Tale soluzione è tipicamente adottata per piccoli e medi sistemi (con parabole fino a circa un metro di ampiezza).
Il pannello solare a concentrazione lineare con tubi sottovuoto adotta invece l’isolamento del tubo collettore con sistemi sottovuoto simili a quelli citati in precedenza al fine di ottenere le massime temperature per uso industriale (tipicamente di produzione di energia tramite turbine o comunque macchine termiche operanti sul ciclo di Rankine). In questo modo si raggiungono temperature di diverse centinaia di gradi con efficienze buone. Il sistema viene adottato praticamente solo nei grandi impianti con specchi di 4 metri e oltre di ampiezza e con lunghezze di centinaia di metri, dedicati quindi alla produzione di energia e non utilizzabili su scala domestica, per esempio per integrare il riscaldamento.
WO2008130838 descrive un pannello solare a concentrazione lineare con schermo nel quale i concentratori cilindro-parabolici disposti lungo ogni assorbitore lineare è rotante lungo un asse di rotazione per rimanere sostanzialmente perpendicolare al sole, tale rotazione essendo attuata ad un motore alimentato in energia da celle solari.
Per la realizzazione di centrali solari si utilizzano invece normalmente i sistemi a torre, i cui elementi essenziali sono:
- un campo specchi, formato da un elevato numero di superfici riflettenti che seguono automaticamente il percorso del sole e che concentrano istante per istante i raggi solari verso un ricevitore;
- un ricevitore energetico (caldaia puntuale), collocato su una torre posta in posizione centrale rispetto al campo specchi;
- un sistema di conversione dell’energia termica prima in energia meccanica (turbina a vapore) e successivamente in energia elettrica (generatore elettrico);
- un sistema di regolazione preposto a mantenere gli specchi ortogonali alla radiazione diretta.
L’inseguimento può essere attuato da un computer o da elementi fotosensibili che, istante per istante, misurano l’errore di orientamento del singolo specchio.
Scopo della presente invenzione è quello di risolvere i suddetti problemi della tecnica anteriore fornendo un pannello solare a concentrazione con inseguimento biassiale dotata a bordo di mezzi di elaborazione, come per esempio un’intelligenza a microprocessore, e di una serie di sensori cooperanti con tali mezzi di elaborazione che consentano un utilizzo di tale pannello gestibile con estrema precisione.
Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un pannello solare a concentrazione con inseguimento biassiale che presenti facilità di pulizia, facile rimozione della neve, protezione delle superfici interne assorbenti e riflettenti.
Inoltre, uno scopo della presente invenzione è quello di fornire un pannello solare a concentrazione dotato internamente di un sistema di inseguimento biassiale che consenta di eliminare lo svantaggio del posizionamento obbligato e consentendo di installare tale pannello solare a concentrazione su varie superfici degli edifici, siano esse falde diversamente orientate (Est-Ovest-Sud o in piano) o pareti verticali, senza penalizzarne eccessivamente i rendimenti.
Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un pannello solare a concentrazione con inseguimento biassiale che consenta di acquisire i vantaggi del miglior rendimento (grazie al fattore di forma) e delle più alte temperature dei sistemi a concentrazione noti.
Inoltre, uno scopo della presente invenzione è quello di fornire un pannello solare a concentrazione che consenta di acquisire i vantaggi di isolamento dei sistemi sottovuoto noti abbinati al sistema a concentrazione.
Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un sistema di gestione comprendente una pluralità di pannelli solari a concentrazione con inseguimento biassiale che consenta di ottimizzare la temperatura di uscita del fluido termovettore da tali pannelli in base alle richieste specifiche dell’edificio in sinergia con gli altri pannelli, gestendo le modalità di inseguimento, sicurezza dalla stagnazione e termostatazione attiva della mandata grazie ad una elettronica dedicata gestibile a distanza tramite rete dedicata.
I suddetti ed altri scopi e vantaggi dell’invenzione, quali risulteranno dal seguito della descrizione, vengono raggiunti con un pannello solare a concentrazione con inseguimento biassiale come quello descritto nella rivendicazione 1.
I suddetti ed altri scopi e vantaggi dell’invenzione vengono inoltri raggiunti con un sistema di gestione come quello descritto nella rivendicazione 14 o 15.
Forme di realizzazione preferite e varianti non banali della presente invenzione formano l’oggetto delle rivendicazioni dipendenti.
Risulterà immediatamente ovvio che si potranno apportare a quanto descritto innumerevoli varianti e modifiche (per esempio relative a forma, dimensioni, disposizioni e parti con funzionalità equivalenti) senza discostarsi dal campo di protezione dell'invenzione come appare dalle rivendicazioni allegate.
La presente invenzione verrà meglio descritta da alcune forme preferite di realizzazione, fornite a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
- la FIG. 1 mostra una vista in prospettiva dall’alto in sezione parziale di una realizzazione preferita del pannello solare a concentrazione con inseguimento biassiale secondo la presente invenzione;
- la FIG. 2 mostra una vista in prospettiva dall’alto parzialmente del pannello solare a concentrazione con inseguimento biassiale secondo la presente invenzione parzialmente disassemblato; - le FIGG. da 3 a 5, da 7 a 9 e 13 sono viste in prospettiva di dettaglio del pannello solare a concentrazione con inseguimento biassiale secondo la presente invenzione;
- la FIG. 6 è una vista ingrandita del riquadro A della FIG. 5;
- la FIG. 10 mostra una vista in prospettiva dall’alto del pannello solare a concentrazione con inseguimento biassiale secondo la presente invenzione in una sua posizione di funzionamento; - la FIG. 11 mostra una vista in prospettiva di una realizzazione preferita di un componente del pannello solare a concentrazione con inseguimento biassiale secondo la presente invenzione;
- la FIG. 12 mostra una vista in prospettiva di una realizzazione alternativa del componente della FIG. 11; e
- le FIGG. 14, 15 e 16 mostrano dei diagrammi a blocchi rispettivamente di alcune varianti del sistema di gestione secondo la presente invenzione.
Facendo riferimento alle Figure, è possibile notare che il pannello solare 1 a concentrazione con inseguimento biassiale secondo la presente invenzione comprende almeno una struttura di contenimento esterna 3 definente al suo interno almeno un primo vano ed avente almeno nella sua superficie superiore una apertura ricoperta almeno parzialmente con almeno uno strato di materiale ad alta trasparenza 5, come per esempio vetro, atta a consentire il passaggio della radiazione solare all’interno di tale vano. Il pannello solare 1 secondo la presente invenzione comprende inoltre almeno un assorbitore solare, ciascuno dei quali inserito all’interno di almeno un tubo Dewar 7, disposti all’interno di tale primo vano ed almeno una rispettiva pluralità di concentratori parabolici 9, ciascuno di tali concentratori 9 essendo rotante mediante mezzi di movimentazione, di cui in seguito, intorno ad un asse di rotazione coassiale, così come è possibile notare in particolare nella FIG. 2, almeno sia con l’asse di simmetria del rispettivo assorbitore e tubo Dewar 7 sia con l’asse del fuoco di tale concentratore parabolico 9. Ovviamente, l’asse di rotazione può anche essere coassiale ai condotti 27 di asportazione del calore captato da tale assorbitore e trasportanti il fluido termovettore per indirizzarlo all’utenza mediante almeno un collettore raccordante tali condotti 27 e di cui in seguito.
Vantaggiosamente, il pannello solare 1 secondo la presente invenzione comprende inoltre mezzi di riconoscimento della direzione della radiazione incidente della luce solare cooperanti con almeno uno di tali concentratori 9 e mezzi di elaborazione cooperanti con tali mezzi di movimentazione e tali mezzi di riconoscimento della direzione della radiazione incidente.
Preferibilmente, così come è possibile notare in particolare nelle FIGG. 8 e 9, i mezzi di movimentazione sono costituiti da una catena cinematica comprendente almeno un motore 23 ed almeno un’asta di comando 27, tale asta di comando 27 essendo mossa da tale motore 23, eventualmente mediante l’interposizione di almeno un riduttore a ingranaggi 25, per comandare ciascun riduttore a vite 29 atto a portare in rotazione il rispettivo concentratore parabolico 9 con asse lento di rotazione coassiale al corrispondente assorbitore 23.
Eventualmente, l’asta di comando 27 può essere inserita all’interno di almeno un tubo di protezione, per esempio realizzato in alluminio.
I mezzi di movimentazione possono inoltre comprendere almeno un encoder incrementale cooperante con il motore 23 e mezzi di gestione 31 atti a pilotare tale motore 23 in funzione della posizione letta da tale encoder incrementale e dalla misurazione effettuata e trasmessa da altri sensori quali, per esempio, un sensore di temperatura posto a contatto dell’assorbitore e delle indicazioni di mezzi di riconoscimento della direzione della radiazione incidente posti come equipaggio mobile sui concentratori parabolici 9 e di cui in seguito con maggior dettaglio.
Preferibilmente, l’asta di comando 27 ha sezione non circolare ma costante, ed è pertanto libera di scorrere longitudinalmente nelle viti senza fine 33 dei riduttori 29.
Tali viti 33 impegnano degli ingranaggi lenti 35 integrali con i rispettivi concentratori parabolici 9 con gioco minimo e gli ingranaggi 35 stessi riportano dei fine corsa meccanici integrati nella loro costruzione. Una catena cinematica siffatta consente di raggiungere ogni posizione possibile dei concentratori parabolici 9 (cosa non possibile per esempio con un sistema a bielle) compresa quella di protezione totale in caso di messa a riposo del pannello 1 (per esempio in piena estate) con i concentratori parabolici 9 completamente ribaltati che fungono da ombrello di protezione ai tubi Dewar ed ai rispettivi assorbitori, come per esempio illustrato nella FIG.
10.
Grazie a questo treno di riduttori 29 integrati nella catena cinematica stessa, è possibile raggiungere con facilità un elevato rapporto di riduzione e comandare un grande numero di riduttori a vite con minimo sforzo.
Ovviamente, la struttura di contenimento esterna 3 può essere realizzata in un qualsiasi materiale adeguato allo scopo come, per esempio, lamiera. Preferibilmente, tale struttura di contenimento esterna 3 è realizzata da un’unica lastra in composito di alluminio e polietilene (ACP) noto con il marchio commerciale di Alucobond® e simili. In questo modo è possibile realizzare lavorazioni su tale lastra quali scontornatura delle forme, forature e inviti alla piega, e trasferire le stesse nella loro forma piana (e quindi senza spreco di spazio nel trasporto), realizzando la piegatura della struttura 3 stessa per la sua conformazione solo all’atto del montaggio finale. L’applicazione di comuni rivetti a strappo, viti o qualunque altro mezzo di fissaggio idoneo consoliderà ovviamente la struttura 3. Si noti però come, vantaggiosamente, la struttura di contenimento esterna 3 non è isolata, in quanto l’isolamento è garantito dai tubi Dewar. All’interno della struttura di contenimento esterna 3, avente anche funzione di supporto delle parti meccaniche interne, può essere ricavato almeno un secondo vano atto a contenere il collettore idraulico, l’elettronica di controllo, tutta la catena cinematica costituente i mezzi di movimentazione atta a trasferire il moto dal motore ai concentratori parabolici 9 e l’isolamento termico in materiali espansi e/o lane minerali (a seconda della temperatura di lavoro a cui si vorrà fa lavorare il pannello 1).
Come si può notare dalle Figure, vantaggiosamente, i concentratori parabolici 9 sono leggermente distanziati e possono ruotare intorno al proprio asse di rotazione per inseguire senza sovrapposizione di ombra la posizione del Sole fino ad angoli di più o meno 30°, eventualmente continuando ad inseguire arrivando al fattore di concentrazione unitario per angoli di più o meno 70°, oltre ai quali non ha più senso continuare.
Preferibilmente, così come possibile notare in particolare nelle FIGG. 3 e 4, ciascun concentratore parabolico 9, dotato ovviamente di almeno una superficie riflettente 11 rivolta verso i rispettivi assorbitore e tubo Dewar 7 ai quali è associato, è realizzato in una lastra di alluminio riflettente curvata in modo da renderla autoportante oltre che della corretta forma. Ciascun testata 13 del concentratore parabolico 9 è dotata di una rispettiva boccola di supporto 15 alla rotazione di tale concentratore parabolico 9, tale boccola 15 essendo coassiale all’asse di rotazione del concentratore 9 stesso, ed in particolare tale asse di rotazione essendo coassiale all’asse principale di inerzia maggiore del sistema costituito dal concentratore parabolico 9 e dalle boccola di supporto 15 passante per il baricentro dell’equipaggio mobile, in modo tale da potere ruotare tale concentratore parabolico 9 con il minimo sforzo. Preferibilmente, tali testate 13 sono realizzate in un materiale plastico resistente agli UV, ma non necessariamente alle alte temperature raggiungibili, in quanto essendo il fuoco dei concentratori parabolici 9 concentrato sull’assorbitore all’interno dei tubi Dewar 7, all’esterno di questi non di raggiungono temperature elevate. In questo modo è possibile realizzare dei concentratori parabolici 9 particolarmente leggeri a vantaggio sia del costo sia della facilità di loro movimentazione anche con piccoli motori.
Inoltre, è possibile prevedere che anche le testate 13 siano a loro volta rivestite di materiale riflettente, con il duplice scopo di proteggere la plastica dalla radiazione concentrata e di riflettere questa radiazione nuovamente nel fuoco del rispettivo concentratore parabolico 9, invertendone la direzione. Così facendo si migliorano le prestazioni di auto allineamento della focalizzazione lungo l’asse maggiore del concentratore parabolico 9, in quanto si recupera una lunghezza pari alla proiezione dell’altezza della parabola per l’angolo di incidenza a sua volta proiettato nella direzione dell’asse maggiore della parabola stessa.
Preferibilmente, i mezzi di riconoscimento della direzione della radiazione incidente sono quelli descritti in WO9818100. Sinteticamente, così come è possibile notare dalle FIGG 5 e 6, tali mezzi di riconoscimento comprendono almeno un dispositivo di puntamento 17, disposto preferibilmente in posizione adeguata su almeno una testata 13 di almeno un concentratori parabolici 9, e composto da almeno due elementi fotosensibili 19 (minimo due nel caso si voglia identificare il verso su una asse fisso, e minimo tre nel caso di due assi) ed almeno un elemento sovrastante 21 interposto tra tali elementi fotosensibili 19, tale elemento sovrastante 21 essendo atto a proiettare un’ombra su tali elementi fotosensibili 19. Quest’ombra è realizzata in modo che, al variare della posizione angolare del dispositivo 17 su almeno un elemento fotosensibile 19 essa vari di copertura in modo diverso in intensità e/o verso su almeno uno degli altri. Dall’acquisizione dei valori di intensità e dalla loro elaborazione è sempre possibile risalire alla posizione angolare relativa del gruppo di elementi fotosensibili 19 rispetto alla direzione incidente, a patto che i gradi di libertà da identificare siano almeno uno in meno rispetto alla numerosità degli elementi fotosensibili 19 attivi (in regime di linearità) in quel momento. Nel caso particolare del pannello 1 secondo la presente invenzione, essendo necessario identificare un solo asse, saranno sufficienti due elementi fotosensibili 19 con un solo elemento sovrastante 21 che getti un’ombra su entrambi.
Tuttavia, per poter raggiungere gli angoli di incidenza dichiarati con un sistema integrato e vincolato agli specchi stessi è necessario provvedere ad un particolare accorgimento. Infatti, non esiste nessun punto della superficie dei concentratori parabolici 9 che sia sempre illuminato dal Sole in modo da poter ospitare il dispositivo di puntamento 17. Preferibilmente quindi, almeno un concentratore parabolico 9, per esempio quello centrale, è dotato di almeno due dispositivi di puntamento 17 separati e disposti alle estremità opposte della rispettiva testata 13.
Infatti, così come è possibile notare nella FIG. 7, il movimento del motore 23 è controllato da un regolatore PID che prende il segnale d’errore da un sensore di direzione della radiazione incidente 25 valido in quella posizione angolare, tale posizione angolare essendo nota in quanto il motore 23 stesso che muove i concentratori parabolici 9 è dotato dell’encoder incrementale che viene azzerato all’accensione del pannello 1, per esempio su dei fine corsa meccanici. Il valore di conteggio del suddetto encoder informa i mezzi di elaborazione dello sbandamento a sinistra o a destra dello concentratore parabolico 9 rispetto alla posizione con asse della parabola normale al piano del pannello 1 e di conseguenza quale elemento fotosensibile 19 è sicuramente nella zona illuminata direttamente. Dallo stesso encoder i mezzi di elaborazione possono ricavare il segnale di velocità su cui chiudere un primo anello di controreazione per virtualizzare il comportamento del motore 23 semplicemente derivando il segnale di posizione rispetto al tempo, consentendo così con ampi margini di sostituire il motore 23 con modelli simili senza incorrere in anomalie del controllo.
Il dispositivo di puntamento 17 come sopra descritto provvede ad indicare non solo la posizione di perfetto allineamento, ma anche un segnale proporzionale all’offset dei concentratori parabolici 9 rispetto a questa. Tale segnale permette vantaggiosamente ai mezzi di elaborazione di realizzare il controllo della posizione degli dei concentratori parabolici 9 in modo da termostatare (nei limiti che la potenza disponibile in ingresso sia sovrabbondante rispetto alla richiesta) la temperatura dell’assorbitore. Il singolo segnale proveniente da un elemento fotosensibile 19 è però influenzato, oltre che dall’ampiezza dell’area illuminata, anche dall’intensità della radiazione incidente che purtroppo non è costante. Pertanto, anche se in prossimità della posizione centrale il valore è sempre nullo, la pendenza con cui questi valori variano, dipende anche dall’insolazione istantanea. Questo può causare delle instabilità del controllo effettuato dai mezzi di elaborazione se non opportunamente filtrato, in quanto va ad introdurre nell’anello di controreazione del sistema un guadagno non controllato. Tuttavia, se la disposizione geometrica degli elementi fotosensibili 19 è tale che le aree d’ombra siano inversamente proporzionali tra loro, la somma dei due segnali è proporzionale alla potenza incidente in quel momento. I mezzi di elaborazione pertanto possono utilizzare questo valore per normalizzare il segnale di errore stabilizzando il controllo del motore 23 e per valutare la radiazione incidente, interrompendo l’inseguimento qualora la potenza irradiata sia al di sotto di un valore di soglia. La dinamica necessaria a tale riconoscimento è di circa 50, in quanto la massima radiazione possibile è di circa 1 W a metro quadrato, mentre non ha senso continuare ad inseguire per valori inferiori a 20 W al metro quadrato. Se ci si accontenta di una dinamica del segnale per il controllo di 25 (equivalente a identificare una variazione angolare nelle peggiori condizioni, ammesso di avere una angolo massimo di 150°, pari a 6 gradi), è sufficiente avere mezzi di elaborazione comprendenti almeno un controllore con ingressi AD a 8 bit. Tuttavia, è ormai normale adoperare controllori con ingressi a 12 bit o più senza aggravio di costi che consentono di spingersi con facilità fino a risoluzioni angolari di 0,3°, più che sufficienti per qualsiasi inseguitore.
Il pannello 1 secondo la presente invenzione è concepito per lavorare a temperature elevate (fino a 250°C) o per produrre acqua bollente anche in condizioni di basso irraggiamento (invernale) e bassa temperatura esterna. Per raggiungere questo risultato, è necessario minimizzare le perdite proporzionali alla differenza di temperatura con l’esterno. Il primo vantaggio si ha direttamente dalla geometria intrinseca del collettore di raccordo dei condotti 27, in quanto la superficie irradiante, nel caso di collettori a concentrazione, è ridotta. Inoltre il pannello 1 secondo la presente invenzione è dotato vantaggiosamente di assorbitori disposti all’interno di un ambiente in vuoto generato dai tubi Dewar 7 che si basa sul principio che nel vuoto il calore si propaga solo per irraggiamento (non per convezione ne per conduzione), in quanto non ci sono molecole in grado di assorbire e trasferire il calore nell’intercapedine. Inoltre, vantaggiosamente, la superficie assorbente interna al tubo Dewar 7 e in contatto con i condotti 27 che asportano il calore per portarlo all’utenza, è rivestita con almeno uno strato di pigmento selettivo avente la caratteristica di essere altamente assorbente noi confronti delle lunghezze d’onda in arrivo (visibile e vicino infrarosso) e riflettente (e quindi poco emissivo) nei confronti delle lunghezze d’onda lunghe, quale appunto l’infrarosso termico corrispondente alla temperatura di lavoro. Preferibilmente, tale strato di pigmento selettivo è costituito da:
− almeno un substrato riflettente, tipicamente metallico depositato per evaporazione sotto vuoto, con spessore sufficiente a riflettere totalmente la lunghezza d’onda termica tipica della temperatura massima alla quale si vuole lavorare;
− almeno uno strato sottile di pigmento assorbente disposto al di sopra di tale substrato riflettente e depositato con tecniche similari (e di conseguenza di colore scuro) nelle frequenze che si desiderano captare e che sono necessariamente più corte (arrivando da una superficie, quella solare a circa 6000 K). Lo spessore di tale pigmento deve essere sufficientemente basso da diventare trasparente nei confronti delle lunghezze d’onda termiche corrispondenti a temperature di circa 500 K (che sono decisamente maggiori).
Tale strato di pigmento selettivo è adatto a lavorare in un ambiente evacuato e, anzi, ne risulta protetto, mentre una normale vernice creerebbe non pochi problemi a causa della sua alta tensione di vapore.
A seconda del fattore di concentrazione desiderato, il tubo Dewar 7 può essere, alternativamente e preferibilmente:
− integralmente in vetro;
− con passante vetro/metallo.
In particolare, la FIG. 11 mostra un esempio di tubo Dewar 7 integralmente in vetro composto da un tubo esterno 37 in vetro borosilicato contenente un tubo interno 39 in vetro borosilicato su cui è depositato suddetto strato di pigmento selettivo, al cui interno passano in condotti 27 dell’assorbitore, e un getter 41 avente funzione di pompa chimica per il vuoto e di indicatore di perdita (in quanto esso cambia colore dall’argento al bianco ossidandosi e indica la perdita del vuoto e quindi del potere isolante). Questi due tubi 37, 39 sono coassiali e al loro interno è realizzato un vuoto, preferibilmente, di almeno 10<-3>Torr.
All’interno del tubo interno 39 è inserita almeno una lastra di materiale conduttore 43 (per esempio in alluminio) avente il compito di captare il calore dal tubo interno 39 e trasferirlo al fluido termovettore circolante all’interno dei condotti 27 che lo estrae per portarlo all’utenza.
Esemplificativamente, nella FIG. 11 è rappresentato un trasporto del fluido termovettore a doppio condotto 27, ma esso può essere ovviamente realizzato in modo equivalente con altre disposizioni, come per esempio mediante un sistema a tubi coassiali come quello descritto in seguito o con un heat pipe.
La FIG. 12 mostra invece un esempio di tubo Dewar 7 con passante vetro/metallo composto da un tubo esterno 45 in vetro contenente direttamente un tubo metallico 47 su cui è applicato il suddetto strato di pigmento selettivo. Il tubo esterno 45 in vetro ed il tubo metallico 47 sono sigillati tra di loro in una loro estremità 49 (per esempio mediante una saldatura vetro/metallo) e fatto il vuoto con le stesse caratteristiche viste precedentemente. In posizione centrale è inserito un ulteriore tubo 51 avente lo scopo di inserire il fluido nel tubo metallico 47 e realizzare la circolazione per l’asportazione del calore.
Ovviamente non si può escludere che, per esempio a causa del trasporto o per vizi di produzione, uno dei tubi Dewar 7 abbia delle perdite. Così come è possibile notare in particolare nelle FIGG. 1 e 13, almeno uno dei bordi della struttura di contenimento esterna 3 è quindi dotata di apposite aperture passanti 53 all’interno di ciascuna delle quali è inserito un rispettivo tubo Dewar 7 per essere portato nella sua posizione operativa, ciascuna di tali aperture essendo dotata di un rispettivo coperchio di protezione 55. È quindi possibile accorgersi dell’avaria esaminando il colore del getter che cambia da argento a bianco e sostituire il tubo 7 danneggiato attraverso l’apertura 53, asportando preliminarmente il coperchio 55, senza dover smontare completamente il pannello.
Il pannello solare 1 secondo la presente invenzione può raggiungere temperature molto elevate, tanto da essere utilizzabile per la produzione di energia elettrica mediante un ciclo di Rankyne con un fluido termovettore organico basso bollente quale, per esempio, un idrocarburo (esano, isopentano) o un freon, rendendolo quindi potenzialmente pericoloso se non ben controllato. La presente invenzione riguarda quindi anche un sistema di gestione di tali pannelli solari 1 atto a renderne il funzionamento sicuro e facilmente interfacciabile con qualunque altro sistema che necessiti di calore. In particolare, il sistema secondo la presente invenzione consente di gestire sia il funzionamento autonomo di ogni singolo pannello solare 1 sia il funzionamento di una pluralità di pannelli solari 1 disposti in rete.
Con particolare riferimento alla FIG. 14, è possibile notare che, per il funzionamento autonomo di ogni singolo pannello solare 1, il sistema secondo la presente invenzione comprende almeno mezzi di elaborazione 57, costituiti da almeno un microprocessore, cooperanti con i mezzi di movimentazione, in particolare i motori 23, i mezzi di riconoscimento della direzione della radiazione incidente della luce solare ed i mezzi di elaborazione di ciascun pannello 1 e, verso l’esterno, con almeno una rete di comunicazione 59 (per esempio di tipo CAN).
Il sistema comprende inoltre mezzi di alimentazione elettrica 61, preferibilmente in bassa tensione, la cui continuità è garantita da accumulatori messi in tampone (non mostrati).
Nel funzionamento normale, il pannello solare 1 secondo la presente invenzione può trovarsi in quattro modalità di funzionamento, a seconda dell’orario del giorno, dell’irraggiamento misurato e delle letture di temperatura fatte dal sensore di temperatura 63 disposto a stretto contatto con l’assorbitore.
Una prima modalità di funzionamento di inseguimento termostatico può essere attivata da un orologio interno al sistema secondo la presente invenzione e coadiuvato dalla lettura di intensità della radiazione entrante. Tipicamente questa modalità si avvia dalla posizione di concentratore parabolico 9 con asse della parabola normale al piano dello strato 5.
I mezzi di elaborazione 57 leggono quindi lo sbilanciamento della posizione del concentratore parabolico 39 rispetto alla radiazione entrante 65 e alimenta il motore 23 in modo da ridurre il segnale di errore. Una volta raggiunto l’allineamento, i mezzi di elaborazione 57 cominciano a prendere in considerazione la temperatura dell’assorbitore letta dal sensore di temperatura 63 e, se il valore di temperatura raggiunta supera quello impostato, essi introducono nel controllo un errore proporzionale all’eccesso di temperatura termostatandolo.
Infatti, tale segnale di errore causerà un parziale disallineamento del sistema ottico riducendo l’energia captata e evitando ulteriori surriscaldamenti.
Una seconda modalità di funzionamento di azzeramento di posizione può prevedere che, all’atto della prima accensione, il sistema non conosca la posizione dei concentratori parabolici 9 e pertanto provveda autonomamente ad una procedura di inizializzazione di tali concentratori 9. Tale procedura consiste nel raggiungere le due posizioni limite dei concentratori 9 e, dopo aver valutato che la distanza tra i due finecorsa è quella corretta, il contatore interno che tiene memoria della posizione viene azzerato. La procedura termina con i concentratori 9 completamente ribaltati (protezione totale).
Una terza modalità di funzionamento di standby può prevedere che durante il periodo notturno (valutato in base all’ora locale e/o alla luminosità percepita), i concentratori 9 siano portati in posizione di “pronti”, ovvero con asse della parabola normale al piano principale del pannello 1. Da questa posizione potrà essere raggiunta rapidamente la posizione di miglior allineamento all’attivazione della modalità di inseguimento termostatico di cui sopra.
Una quarta modalità di funzionamento di protezione totale può prevedere che, qualora il pannello 1 venga disattivato per lungo tempo (per esempio in estate nel caso non venga utilizzato il calore per produrre energia elettrica o condizionamento), il sistema può proteggersi totalmente. Questa modalità può essere attivata in tre modi:
− tramite comando da Bus;
− tramite contatto secco;
− dalla lettura della tensione di alimentazione.
Infatti, la tensione delle batterie è significativamente più bassa della tensione di alimentazione normale e denuncia un malfunzionamento.
Con particolare riferimento alle FIGG. 15 e 16, è possibile notare che, per il funzionamento in rete di una pluralità di pannelli solari 1, il sistema secondo la presente invenzione comprende almeno mezzi di elaborazione master 67 in grado di comunicare singolarmente o in gruppo ai pannelli 1 le varie modalità di funzionamento, di essere occasionalmente collegata ad un PC 69 per la configurazione, la ricerca guasti e per scaricare lo storico del funzionamento, e di gestire tramite degli I/O dedicati 71 il coordinamento con qualsiasi impianto termoidraulico abbinato.
Tra i suddetti componenti del sistema secondo la presente invenzione è stesa almeno la rete di comunicazione 59 (per esempio una rete CAN) ed almeno i mezzi di alimentazione elettrica 61. è inoltre possibile prevedere che il sistema secondo la presente invenzione comprende uno o più pacchi batterie 73 posti in un qualunque punto della rete e almeno un alimentatore 75. La tensione di linea data dall’alimentatore 74 è significativamente più alta di quella del pacco batterie 73 in modo da consentire a quest’ultimo di caricarsi durante il funzionamento normale e ai pannelli 1 di riconoscere, mediante la misura della tensione di linea, se sono alimentati da rete o in emergenza.
Pertanto, il grado di sicurezza raggiunto è molto alto, in quanto ogni singolo pannello 1 può mettersi in protezione sia per comando dalla centrale che autonomamente in caso di mancanza della rete elettrica perché la mancanza della rete fa presupporre che anche la circolazione del fluido di raffreddamento sia compromessa.
Ovviamente, gli elementi di controllo e alimentazione del sistema secondo la presente invenzione possono essere radunati in un'unica unità o disseminati. In particolare è possibile aumentare il numero dei pacchi batteria 73 per aumentare il livello di sicurezza sistema 1 secondo la presente invenzione.
Si sono descritte alcune forme preferite di attuazione dell’invenzione, ma naturalmente esse sono suscettibili di ulteriori modifiche e varianti nell’ambito della medesima idea inventiva. In particolare, agli esperti nel ramo risulteranno immediatamente evidenti numerose varianti e modifiche, funzionalmente equivalenti alle precedenti, che ricadono nel campo di protezione dell'invenzione come evidenziato nelle rivendicazioni allegate.

Claims (16)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Pannello solare (1) a concentrazione con inseguimento biassiale caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una struttura di contenimento esterna (3) definente al suo interno almeno un primo vano ed avente almeno nella sua superficie superiore un’apertura ricoperta almeno parzialmente con almeno uno strato di materiale ad alta trasparenza (5) atta a consentire il passaggio di una radiazione solare all’interno di detto vano, dal fatto di comprendere inoltre almeno un assorbitore solare, ciascuno di detti assorbitori solari essendo inserito all’interno di almeno un tubo Dewar (7), disposti all’interno di detto primo vano ed almeno una rispettiva pluralità di concentratori parabolici (9), ciascuno di detti concentratori (9) essendo rotante mediante mezzi di movimentazione intorno ad un asse di rotazione coassiale almeno sia con un asse di simmetria di un rispettivo detto assorbitore e detto tubo Dewar (7) sia con un asse del fuoco di detto concentratore parabolico (9), e dal fatto di comprendere inoltre mezzi di riconoscimento della direzione della radiazione incidente della luce solare cooperanti con almeno uno di detti concentratori (9) e mezzi di elaborazione cooperanti con detti mezzi di movimentazione e detti mezzi di riconoscimento della direzione della radiazione incidente. 2. Pannello solare (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di movimentazione comprendono almeno un motore (23) ed almeno un’asta di comando (27), detta asta di comando (27) essendo mossa da detto motore (23), preferibilmente mediante l’interposizione di almeno un riduttore a ingranaggi (25), per comandare ciascun riduttore a vite (29) atto a portare in rotazione un rispettivo detto concentratore parabolico (9) con asse lento di rotazione coassiale ad un corrispondente detto assorbitore (23). 3. Pannello solare (1) secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di movimentazione comprendono almeno un encoder incrementale cooperante con detto motore (23) e mezzi di gestione (31) atti a pilotare detto motore (23) in cooperazione con detto encoder incrementale e/o almeno un sensore di temperatura (63) posto a contatto di detto assorbitore e/o con detti mezzi di riconoscimento della direzione della radiazione incidente. 4. Pannello solare (1) secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta asta di comando (27) ha sezione non circolare e costante per scorrere liberamente longitudinalmente in viti senza fine (33) di detti riduttori (29), dette viti (33) impegnanti ingranaggi lenti (35) integrali con rispettivi detti concentratori parabolici (9) e detti ingranaggi (35) riportanti dei fine corsa meccanici. 5. Pannello solare (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta struttura di contenimento esterna (3) è realizzata da un’unica lastra in composito di alluminio e polietilene (ACP) Alucobond®. 6. Pannello solare (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto ciascun concentratore parabolico (9) è dotato di almeno una superficie riflettente (11) rivolta verso un rispettivo detto assorbitore e detto tubo Dewar (7) ed è realizzato in una lastra di alluminio riflettente curvata autoportante. 7. Pannello solare (1) secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che ciascuna testata (13) di detto concentratore parabolico (9) è dotata di una rispettiva boccola di supporto (15) ad una rotazione di detto concentratore parabolico (9), detta boccola (15) essendo coassiale a detto asse di rotazione di detto concentratore (9), detta testata (13) essendo realizzata in un materiale plastico resistente agli UV e rivestita di materiale riflettente. 8. Pannello solare (1) secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di riconoscimento della direzione della radiazione incidente comprendono almeno un dispositivo di puntamento (17) disposto su almeno una detta testata (13) di almeno un detto concentratore parabolico (9). 9. Pannello solare (1) secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detti dispositivi di puntamento (17) sono due, separati e disposti alle estremità opposte di una rispettiva detta testata (13). 10. Pannello solare (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che una superficie assorbente interna a detto tubo Dewar (7) e in contatto con condotti (27) atti ad asportare è rivestita con almeno uno strato di pigmento selettivo costituito da almeno un substrato riflettente, preferibilmente metallico depositato per evaporazione sotto vuoto ed almeno uno strato sottile di pigmento assorbente disposto al di sopra di detto substrato riflettente e depositato per evaporazione sotto vuoto. 11. Pannello solare (1) secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detto tubo Dewar (7) è composto da un tubo esterno (37) in vetro borosilicato contenente un tubo interno (39) in vetro borosilicato su cui è depositato detto strato di pigmento selettivo, al cui interno passano detti condotti (27) dell’assorbitore, e un getter (41), all’interno di detto tubo interno (39) essendo inserita almeno una lastra di materiale conduttore (43). 12. Pannello solare (1) secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detto tubo Dewar (7) è composto da un tubo esterno (45) in vetro contenente direttamente un tubo metallico (47) su cui è applicato detto strato di pigmento selettivo detto tubo esterno (45) e detto tubo metallico (47) essendo sigillati tra di loro in una loro estremità (49), in una posizione centrale essendo inserito un ulteriore tubo (51) atto ad inserire un fluido in detto tubo metallico (47). 13. Pannello solare (1) secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che almeno uno dei bordi di detta struttura di contenimento esterna (3) è dotata di aperture passanti (53) all’interno di ciascuna delle quali è inserito un rispettivo detto tubo Dewar (7) per essere portato nella sua posizione operativa, ciascuna di dette aperture (53) essendo dotata di un rispettivo coperchio di protezione (55). 14. Sistema di gestione per il funzionamento autonomo di almeno un detto pannello solare (1) secondo le rivendicazioni da 1 a 13, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno mezzi di elaborazione (57) cooperanti con detti mezzi di movimentazione, detti mezzi di riconoscimento della direzione della radiazione incidente della luce solare e detti mezzi di elaborazione di ciascun detto pannello 1 e, verso l’esterno, con almeno una rete di comunicazione (59). 15. Sistema di gestione per il funzionamento in rete di una pluralità di detti pannelli solari (1) secondo le rivendicazioni da 1 a 13, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno mezzi di elaborazione master (67) atti a comunicare singolarmente o in gruppo a detti pannelli (1) varie modalità di funzionamento, ad essere collegata ad un PC (69) ed a gestire tramite I/O dedicati (71) un coordinamento con un impianto termoidraulico abbinato, ed almeno una rete di comunicazione (59). 16. Sistema di gestione secondo la rivendicazione 14 o 15 caratterizzato dal fatto che detta rete di comunicazione (59) è una rete CAN. RIVENDICAZIONI 1. Concentration and biaxial follower-type solar panel (1) characterised in that it comprises at least one external containing structure (3) defining therein at least one first room and having at least in its upper surface an opening at least partially covered with at least one layer of highly-transparent material (5) adapted to allow the passage of a solar radiation inside said room, in that it further comprises at least one solar absorber, each one of said solar absorbers being inserted inside at least one Dewar tube (V), arranged inside said first room and at least one respective plurality of parabolic concentrators (9), each one of said concentrators (9) being rotating through moving means around a rotation axis coaxial at least both with a symmetry axis of a respective absorber and said Dewar tube (V), and with an axis of the focus of said parabolic concentrator (9), and in that it further comprises means for recognising the direction of the incident radiation of the sun light cooperating with at least one of said concentrators (9) and processing means cooperating with said moving means and said means for recognising the direction of the incident radiation .
  2. 2. Solar panel (1) according to claim 1, characterised in that said moving means comprise at least one motor (23) and at least one control rod (27), said control rod (27) being moved by said motor (23), preferably by interposing at least one gear-type reducer (25), to control each screw-type reducer (29) adapted to rotate a respective parabolic concentrator (9) with slow rotation axis coaxial with a corresponding absorber (23).
  3. 3. Solar panel (1) according to claim 2, characterised in that said moving means comprise at least one incremental encoder cooperating with said motor (23) and managing means (31) adapted to drive said motor (23) in cooperation with said incremental encoder and/or at least one temperature sensor (63) placed in contact with said absorber and/or with said means for recognising the direction of the incident radiation.
  4. 4. Solar panel (1) according to claim 2, characterised in that said control rod (27) has a non-circular, constant section in order to freely longitudinally slide in worm screws (33) of said reducers (29), said screws (33) engaging slow gears (35) integral with respective parabolic concentrators (9) and said gears (35) having mechanical limit switches.
  5. 5. Solar panel (1) according to claim 1, characterised in that said external containing structure (3) is made of a single slab made of a composite of aluminium and polyethylene (ACP) Alucobond®.
  6. 6. Solar panel (1) according to claim 1, characterised in that each one of said parabolic concentrators (9) is equipped with at least one reflecting surface (11) facing a respective one of said absorbers and said Dewar tubes (7) and is made of a self-carrier, curved, reflecting aluminium slab.
  7. 7. Solar panel (1) according to claim 6, characterised in that each head (13) of said parabolic concentrator (9) is equipped with a respective supporting bush (15) for a rotation of said parabolic concentrator (9), said bush (15) being coaxial with said rotation axis of said concentrator (9), said head (13) being made of a UV-resistant plastic material and coated with a reflecting material.
  8. 8. Solar panel (1) according to claim 7, characterised in that said means for recognising the direction of the incident radiation comprise at least one tracking device (17) arranged on at least one of said heads (13) of at least one parabolic concentrator (9).
  9. 9. Solar panel (1) according to claim 8, characterised in that said tracking devices (17) are two, separated and arranged at the opposite ends of a respective head (13).
  10. 10. Solar panel (1) according to claim 1, characterised in that an absorbing surface inside said Dewar tube (7) and in contact with ducts (27) adapted to remove is coated with at least one layer of selective pigment composed of at least one reflecting substrate, preferably of the metallic type, deposited through vacuum evaporation, and at least one thin layer of absorbing pigment arranged above said reflecting substrate and deposited through vacuum evaporation.
  11. 11. Solar panel (1) according to claim 10, characterised in that said Dewar tube (7) is composed of an external tube (37) made of boronsilicate glass containing an internal tube (39) made of boron-silicate glass on which said layer of selective pigment is deposited, inside which said absorber ducts (27) pass, and a getter (41), at least one slab of conducting material (43) being inserted inside said internal tube (39).
  12. 12. Solar panel (1) according to claim 10, characterised in that said Dewar tube (7) is composed of an external tube (45) made of glass directly containing a metallic tube (47) on which said layer of selective pigment is applied, said external tube (45) and said metallic tube (47) being mutually sealed in an end (49) thereof, a further tube (51) adapted to insert a fluid into said metallic tube (47) being inserted in a central position.
  13. 13. Solar panel (1) according to any one of the previous claims, characterised in that at least one of the edges of said external containing structure (3) is equipped with through-openings (53) inside each one of which a respective Dewar tube (7) is inserted, to be taken in its operating position, each one of said openings (53) being equipped with a respective protection cover (55).
  14. 14. Managing system for the autonomous operation of at least one said solar panel (1) according to any one of claims 1 to 13, characterised in that it comprises at least processing means (57) cooperating with said moving means, said means for recognising the direction of the incident radiation of the sun light and said processing means of each one of said panels 1 and, towards the outside, with at least one communication network (59).
  15. 15. Managing system for the network operation of a plurality of said solar panels (1) according to any one of claims 1 to 13, characterised in that it comprises at least master processing means (67) adapted to communicate, individually or in a group, to said panels (1) various operating modes, to be connected to a personal computer (69) and to manage, through dedicated I/O (71), a coordination with a thermo-hydraulic plant coupled therewith, and at least one communication network (59).
  16. 16. Managing system according to claim 14 or 15 characterised in that said communication network (59) is a CAN network.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103322697B (zh) * 2013-05-09 2015-01-28 浙江理工大学 一种太阳能热水器
NL2011400C2 (en) * 2013-09-06 2015-03-09 Fasolar B V Facade module element with an integrated solar collector system.
CN111947326B (zh) * 2020-08-19 2021-12-24 山东金鹏石化设备有限公司 一种加热均匀的太阳能集热器
IT202000026503A1 (it) * 2020-11-09 2022-05-09 Quant Co Srls Impianto di demineralizzazione dell'acqua da trattare
WO2023150872A1 (en) * 2022-02-09 2023-08-17 Solarsteam Inc. Enclosed solar thermal energy generation system and methods of operation

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4375807A (en) * 1979-03-16 1983-03-08 Thomson-Csf Solar cell and method for the manufacture thereof
WO2005066553A1 (en) * 2003-12-31 2005-07-21 Ahmet Lokurlu Solar collector mechanism
US20080257335A1 (en) * 2007-04-18 2008-10-23 Lowstuter William R Enclosed solar collector
US20080308091A1 (en) * 2007-06-15 2008-12-18 Corio Ronald P Single Axis Solar Tracking System
GB2474662A (en) * 2009-10-21 2011-04-27 Ofer Avigad Solar energy power source comprising moveable solar panels

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1304963B1 (it) 1996-10-17 2001-04-05 Alessandro Mongarli Dispositivo di puntamento per un elaboratore elettronico

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4375807A (en) * 1979-03-16 1983-03-08 Thomson-Csf Solar cell and method for the manufacture thereof
WO2005066553A1 (en) * 2003-12-31 2005-07-21 Ahmet Lokurlu Solar collector mechanism
US20080257335A1 (en) * 2007-04-18 2008-10-23 Lowstuter William R Enclosed solar collector
US20080308091A1 (en) * 2007-06-15 2008-12-18 Corio Ronald P Single Axis Solar Tracking System
GB2474662A (en) * 2009-10-21 2011-04-27 Ofer Avigad Solar energy power source comprising moveable solar panels

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