ITTV20090066A1

ITTV20090066A1 - MIRROR CONCENTRATOR DEVICE FOR PHOTOVOLTAIC CELL, THERMAL OR HYBRID CELL AND PHOTOVOLTAIC PANEL.

Info

Publication number: ITTV20090066A1
Application number: IT000066A
Authority: IT
Inventors: Tarcisio Scomparin
Original assignee: Enalias Srl
Priority date: 2009-04-02
Filing date: 2009-04-02
Publication date: 2010-10-03

Description

DISPOSITIVO CONCENTRATORE A SPECCHI PER CELLA MIRROR CONCENTRATOR DEVICE FOR CELL

FOTOVOLTAICA, TERMICA O IBRIDA E PANNELLO PHOTOVOLTAIC, THERMAL OR HYBRID AND PANEL

FOTOVOLTAICO PHOTOVOLTAIC

[0001 ] Il presente trovato ha per oggetto un dispositivo concentratore a specchi per cella fotovoltaica, termica o ibrida e pannello fotovoltaico che integra almeno una cella fotovoltaica. [0001] The present invention relates to a mirror concentrator device for photovoltaic, thermal or hybrid cell and photovoltaic panel which integrates at least one photovoltaic cell.

Campo d’applicazione Field of application

[0002] In linea di principio, l’utilizzo di celle fotovoltaiche per la produzione d’energia elettrica, soprattutto ad uso domestico è noto. Tali mezzi, nel caso più frequente, sono usualmente posizionati sul tetto dell'abitazione, o dell’edificio in genere, e trasformano l’energia solare o radiazione solare ricevuta, in corrente elettrica continua che successivamente viene avviata ad un inverter e trasformata in alternata, ad esempio per l’uso domestico. Introdotta da diversi anni in una moltitudine di tecnologie, sia come fonte di energia spesso subordinata a quella generata tradizionalmente che come fonte primaria anche se finalizzata esclusivamente per taluni, particolari, impieghi, la cella fotovoltaica è una parte d’un sistema più complesso in continua evoluzione. Ogni cella, in concorso con altre della medesima specie, dà luogo quindi ad un sistema fotovoltaico, il quale si compone di un insieme di componenti, meccanici, elettrici ed elettronici, che partecipano a captare e a trasformare l'energia solare disponibile, convertendola in energia elettrica sfruttabile dall'utenza. [0002] In principle, the use of photovoltaic cells for the production of electricity, especially for domestic use is known. These means, in the most frequent case, are usually positioned on the roof of the house, or of the building in general, and transform the solar energy or solar radiation received, into direct electric current which is subsequently sent to an inverter and transformed into alternating , for example for home use. Introduced for several years in a multitude of technologies, both as a source of energy often subordinate to that generated traditionally and as a primary source even if aimed exclusively for certain, particular, uses, the photovoltaic cell is a part of a more complex system in continuous evolution. Each cell, in competition with others of the same species, therefore gives rise to a photovoltaic system, which is composed of a set of mechanical, electrical and electronic components, which participate in capturing and transforming the available solar energy, converting it into energy. electric exploitable by the user.

Se tale sistema è noto da più di cent’anni nel campo delle applicazioni scientifiche, è solo negli ultimi anni, che esso ha trovato una maggiore diffusione anche in altri settori. Tra questi, un mercato di nicchia è costituito dalle attrezzature per gli edifici in genere, come per esempio le abitazioni, nel quale il pannello solare ha trovato sempre più largo apprezzamento da parte del pubblico per i molteplici vantaggi che, solitamente, è in grado di offrire. If this system has been known for more than a hundred years in the field of scientific applications, it is only in recent years that it has found greater diffusion in other sectors as well. Among these, a niche market is made up of equipment for buildings in general, such as homes, in which the solar panel has found increasingly wide appreciation by the public for the many advantages it is usually able to achieve. to offer.

[0003] L’energia così prodotta, ad esempio, può essere utilizzata direttamente per la rete domestica oppure per l’alimentazione del sistema di distribuzione idrico-sanitario, o per il riscaldamento di acqua ad uso domestico. [0003] The energy thus produced, for example, can be used directly for the domestic network or for powering the water-sanitary distribution system, or for heating water for domestic use.

Stato dell’arte State of the art

DI US3982527 (Cheng et al.) DI US3982527 (Cheng et al.)

D2 JP58071668 (Fushimoto) D2 JP58071668 (Fushimoto)

D3 JP2006303494 (David et al.) D3 JP2006303494 (David et al.)

D4 JP2007019299 (Nishikawa) D4 JP2007019299 (Nishikawa)

D5 W02008076781 (Milbourne) D5 W02008076781 (Milbourne)

[0004] In D1 , ad esempio si descrive un metodo ed una apparecchiatura per concentrare ed immagazzinare l’energia solare. Il pannello, in questo caso si compone d’una superficie, nella quale risiedono delle parabole, l’una accanto l’altra ciascuna con una superficie a specchio. In posizione centrale rispetto a ciascuna parabola si erge perpendicolarmente un elemento che capta l'irradiazione in modo tale da trasferire detta energia nella parte inferiore del pannello che è provvista di condotti adeguatamente isolati. L’assieme del pannello è chiuso superiormente da una lastra di materiale trasparente che consente l’attraversamento dei raggi solari, i quali raggi solari una volta colpita la parabola, vengono poi riflessi in corrispondenza del detto elemento captante perpendicolare. Le superfici riflettenti della parabola, possono anche essere appiattite, in questo caso offrendo con dei piani obliqui consequenziali, in un caso tutti orientati nello stesso verso o anche, in una seconda ipotesi, contrapposti. [0004] In D1, for example, a method and equipment for concentrating and storing solar energy is described. The panel, in this case, consists of a surface, in which there are parabolas, one next to the other, each with a mirror surface. In a central position with respect to each parabola, an element that captures the radiation rises perpendicularly in such a way as to transfer said energy to the lower part of the panel which is provided with suitably insulated ducts. The panel assembly is closed at the top by a sheet of transparent material that allows the sun's rays to pass through, which sun's rays, once hit the parabola, are then reflected at the said perpendicular capturing element. The reflecting surfaces of the parabola can also be flattened, in this case offering consequential oblique planes, in one case all oriented in the same direction or even, in a second hypothesis, opposed.

[0005] D2 è una batteria solare. All’interno di un contenitore, sono chiuse delle celle solari, chiuse a loro volta da un filtro trasparente, il quale è trattato per metà a specchio con un film. L’irraggiamento solare attraversa il filtro, colpisce le dette celle solari che a loro volta riflettono l’irraggiamento tra queste e la superficie a specchio del film. [0005] D2 is a solar battery. Inside a container, solar cells are closed, closed in turn by a transparent filter, which is half mirror treated with a film. The solar radiation passes through the filter, hits the said solar cells which in turn reflect the radiation between them and the mirror surface of the film.

[0006] D3 propone un concentratore di raggi solari. Una superficie a specchio di forma concava, accoglie al suo interno una seconda superficie concava di materiale trasparente chiusa superiormente da una lastra trasparente. In una posizione centrale, rispetto al fondo della struttura è posizionata una cella solare mentre nella parte superiore in corrispondenza della chiusura è una superficie riflettente di forma convessa. L’irradiazione solare attraversa la detta lastra e viene riflessa dalla parabola in corrispondenza della forma convessa per poi essere concentrata in corrispondenza della cella solare posizionata sul fondo della struttura. [0006] D3 proposes a concentrator of solar rays. A concave mirror surface houses inside a second concave surface of transparent material closed at the top by a transparent plate. In a central position, with respect to the bottom of the structure, there is a solar cell while in the upper part, in correspondence with the closure, there is a reflecting surface with a convex shape. The solar radiation passes through the said plate and is reflected by the parabola at the convex shape and then concentrated at the solar cell positioned on the bottom of the structure.

[0007] D4 provvede un generatore fotovoltaico, con due pareti perpendicolari rispetto ad un fondo. La facciata interna delle dette due pareti sono delle superfici ad effetto fotovoltaico, e ricevono l’irradiazione solare, attraverso uno specchio con una conformazione conica il quale è posizionato longitudinalmente rispetto al fondo del pannello concentratore. [0007] D4 provides a photovoltaic generator, with two walls perpendicular to a bottom. The internal façade of the said two walls are surfaces with a photovoltaic effect, and receive solar radiation through a mirror with a conical shape which is positioned longitudinally with respect to the bottom of the concentrator panel.

[0008] D5 appare come una semplificazione della parabola di D3. Gli specchi che sono impiegati per focalizzare l'irradiazione al di sopra d’una cellula fotoconduttiva, sono sostanzialmente due, uno specchio principale di forma concava ed uno specchio secondario di forma convessa posizionato ai di sotto della lastra trasparente che occlude la parabola. [0008] D5 appears as a simplification of the parable of D3. The mirrors that are used to focus the irradiation above a photoconductive cell are essentially two, a concave main mirror and a convex secondary mirror positioned below the transparent plate that occludes the parabola.

[0009] Da tutto quanto sopra esposto è pertanto ragionevole ritenere noto un dispositivo concentratore a specchi, anche sottovuoto, per celle fotovoltaiche, termiche o combinate, del tipo: □ con una superficie di captazione riflettente essendo a specchio, a guisa di parabola o a superfici piane orizzontali od oblique orientate nello stesso verso o in contrapposizione; [0009] From all the foregoing it is therefore reasonable to consider a mirror concentrator device, also vacuum-packed, for photovoltaic, thermal or combined cells, of the type: horizontal or oblique planes oriented in the same direction or in opposition;

□ in grado di prevedere almeno una cella fotovoltaica o con un elemento verticale di recupero e dissipazione del calore; □ capable of providing at least one photovoltaic cell or with a vertical element for heat recovery and dissipation;

□ con una superficie filtro che chiude la superficie di captazione riflettente, costituita in modo tale da permettere all'irradiazione solare di attraversare unidirezionalmente la detta superficie filtro; □ with a filter surface that closes the reflecting collection surface, constituted in such a way as to allow solar radiation to pass through said filter surface unidirectionally;

Inconvenienti Drawbacks

[001 0] Le soluzioni sopra descritte presentano, a parere del richiedente, alcuni inconvenienti. In particolare, con riferimento alia soluzione D1 , si rileva che la lastra di tamponamento o filtro della parabola, trattandosi d’un convenzionale materiale trasparente, sembra consentire il passaggio dell’irradiazione solare bidirezionalmente, con la conseguenza di non sfruttare appieno la quantità di raggi solari che investe la superficie della parabola. Oltre a ciò, il dispositivo, sembra non disporre d’una cella fotovoltaica, ma unicamente d’un sistema di recupero e dissipazione del calore, adatta per il riscaldamento del fluido in sottostanti condotti, D2 provvede un filtro tale da permettere all'irradiazione solare di attraversarlo unidirezionalmente, tuttavia la superficie riflettente della parabola è sostanzialmente piana ovvero orizzontale e trattandosi di un dispositivo di limitata applicazione, non è provvisto d’alcun sistema di recupero e dissipazione del calore. D3 e D5 sono delle soluzioni assai complesse, che al pari delle soluzioni precedenti sembrano non permettere lo sfruttamento ottimale dellirradiazione solare. Esse inoltre, proprio in quanto complesse, risulterebbero onerose. D4, pare essere una soluzione efficace, tuttavia, anche in tal caso è priva d’un sistema di recupero e dissipazione del calore, circostanza che potrebbe limitare significativamente l'impiego. Inoltre la posizione conica degli specchi riferita alla superficie di captazione riflettente, potrebbe impedire uno sfruttamento razionale del'irradiazione, per il fatto che potrebbe non verificarsi una distribuzione uniforme dell’irradiazione solare in corrispondenza delle celle fotovoltaiche che sono addossate alle pareti. [001 0] The solutions described above have, in the applicant's opinion, some drawbacks. In particular, with reference to solution D1, it is noted that the parabola infill plate or filter, being a conventional transparent material, seems to allow the passage of solar irradiation bidirectionally, with the consequence of not fully exploiting the quantity of rays. solar panels that hit the surface of the parabola. In addition to this, the device does not seem to have a photovoltaic cell, but only a heat recovery and dissipation system, suitable for heating the fluid in underlying ducts, D2 provides a filter that allows solar irradiation. to cross it unidirectionally, however the reflecting surface of the parabola is substantially flat or horizontal and since it is a device of limited application, it is not provided with any heat recovery and dissipation system. D3 and D5 are very complex solutions, which, like the previous solutions, do not seem to allow the optimal exploitation of solar radiation. Furthermore, precisely because they are complex, they would be onerous. D4 seems to be an effective solution, however, even in this case it lacks a heat recovery and dissipation system, a circumstance that could significantly limit its use. In addition, the conical position of the mirrors referred to the reflective collection surface could prevent a rational exploitation of the irradiation, due to the fact that a uniform distribution of solar radiation may not occur in correspondence with the photovoltaic cells that are leaning against the walls.

[001 1 ] Tutto ciò considerato è ragionevole la necessità delle imprese del settore d’individuare delle soluzioni innovative ed in grado di superare almeno i problemi poc’anzi rilevati. [001 1] All this considered, the need for companies in the sector to identify innovative solutions capable of overcoming at least the problems noted above is reasonable.

Riassunto del trovato Summary of the finding

[001 2] Questi ed altri scopi, sono raggiunti con la presente innovazione secondo le caratteristiche di cui alle annesse rivendicazioni, risolvendo i problemi esposti mediante un dispositivo concentratore a specchi per cella fotovoltaica, termica o ibrida e pannello che integra almeno una cella fotovoltaica, in cui il detto dispositivo concentratore è del tipo composto da: [001 2] These and other purposes are achieved with the present innovation according to the characteristics of the annexed claims, solving the problems set forth by means of a mirror concentrator device for photovoltaic, thermal or hybrid cell and panel which integrates at least one photovoltaic cell, wherein said concentrator device is of the type consisting of:

a) una regione captante e riflettente che comprende almeno due prime superfici piane oblique e contrapposte a guisa di “V”; a) a capturing and reflecting region that includes at least two first oblique and opposite flat surfaces in the form of a "V";

b) un filtro piano che è sovrapposto alle dette superfici piane oblique e contrapposte a guisa di “V”, ove il detto filtro piano comprende la facciata interna riflettente di modo che l’irradiazione solare, lo attraversi unidirezionalmente per colpire la sottostante regione captante; b) a flat filter that is superimposed on said oblique and opposite flat surfaces in the manner of a "V", where the said flat filter includes the internal reflecting facade so that the solar irradiation passes through it unidirectionally to hit the underlying capturing region;

c) almeno una cella fotovoltaica posizionata tra il filtro piano e la regione captante ove la cella fotovoltaica è perpendicolare rispetto al filtro piano e sì coniuga nella sua parte inferiore con le dette superfici piane oblique e contrapposte a guisa di “V”; c) at least one photovoltaic cell positioned between the flat filter and the capturing region where the photovoltaic cell is perpendicular to the flat filter and joins in its lower part with said oblique and opposite flat surfaces in the form of a "V";

d) almeno un mezzo di recupero e dissipazione del calore adiacente la cella fotovoltaica. d) at least one heat recovery and dissipation means adjacent to the photovoltaic cell.

Scopi Aims

[001 3] In tal modo, attraverso il notevole apporto creativo il cui effetto costituisce un immediato e non trascurabile progresso tecnico, sono conseguiti diversi e ragguardevoli scopi. [001 3] In this way, through the considerable creative contribution whose effect constitutes an immediate and not negligible technical progress, various and remarkable aims are achieved.

[001 4] In linea di principio, il vantaggio principale consiste nella possibilità di utilizzare un numero inferiore di celle fotovoltaiche o termiche a parità di superficie esposta alla radiazione solare e parità di resa elettrica, diminuita di eventuali perdite. Considerato quindi il maggior costo delle celle fotovoltaiche rispetto al costo degli specchi e considerata la non complessità del sistema, si avrà una diminuzione specifica del costo dell’intero pannello fotovoltaico o termico a parità di energia prodotta. Tra le forme possibili vi è il fatto che consente un risparmio di materiale e di lavorazione, rappresentato dalla contrapposizione di due sistemi simmetrici dove due celle fotovoltaiche vengono affiancate, oppure come nel caso delle celle termiche, dove venga utilizzata un'unica cella. [001 4] In principle, the main advantage consists in the possibility of using a smaller number of photovoltaic or thermal cells for the same surface exposed to solar radiation and the same electrical output, less any losses. Therefore, considering the higher cost of photovoltaic cells compared to the cost of mirrors and considering the non-complexity of the system, there will be a specific decrease in the cost of the entire photovoltaic or thermal panel for the same energy produced. Among the possible forms there is the fact that it allows a saving of material and processing, represented by the juxtaposition of two symmetrical systems where two photovoltaic cells are placed side by side, or as in the case of thermal cells, where a single cell is used.

[001 5] Rispetto allo stato dell’arte, l’oggetto del presente trovato permette di meglio sfruttare lirradiazione solare. Più in dettaglio, relativamente a D1 , il filtro che chiude la regione captante, permette l’attraversamento dell’irradiazione solare solo in un verso, catturando l’irraggiamento all’interno del dispositivo concentratore per essere distribuito uniformemente in corrispondenza della cella fotovoltaica. [001 5] Compared to the state of the art, the object of the present invention allows better exploitation of solar irradiation. More specifically, with regard to D1, the filter that closes the capturing region, allows the solar radiation to pass through only in one direction, capturing the radiation inside the concentrator device to be uniformly distributed in correspondence with the photovoltaic cell.

Relativamente a D2 l’oggetto del presente trovato è provvisto d’alcun sistema di recupero e dissipazione del calore ed inoltre la disposizione a “V” degli specchi della regione captante e riflettente permette di sfruttare la totalità dell’irraggiamento ricevuto contenendo la dispersione. In riferimento a D3 e D5, l’oggetto del presente trovato, risulta come una soluzione non complessa e di agevole realizzazione oltre che di costo contenuto. L’oggetto del presente trovato, se confrontato con D4, è provvisto d’un sistema di recupero e dissipazione del calore, ed inoltre la posizione a “V” degli specchi riferita alla superficie di captazione riflettente, consente un migliore sfruttamento dell’irradiazione. With regard to D2 the object of the present invention is provided with some heat recovery and dissipation system and also the "V" arrangement of the mirrors of the capturing and reflecting region allows to exploit the totality of the radiation received by containing the dispersion. With reference to D3 and D5, the object of the present invention is a non-complex and easy to implement solution as well as a low cost. The object of the present invention, when compared with D4, is provided with a heat recovery and dissipation system, and also the "V" position of the mirrors referred to the reflective collection surface, allows a better exploitation of the irradiation.

[001 6] In conclusione, questi vantaggi, hanno il pregio non trascurabile, di conseguire un dispositivo concentratore a specchi per cella fotovoltaica, termica o ibrida, con un buon contenuto tecnologico. [001 6] In conclusion, these advantages have the not negligible advantage of obtaining a mirror concentrator device for photovoltaic, thermal or hybrid cells, with a good technological content.

[001 7] Questi ed altri vantaggi appariranno dalla successiva particolareggiata descrizione d’alcune soluzioni preferenziali di realizzazione con l'aiuto dei disegni schematici allegati i cui particolari d’esecuzione non sono da intendersi limitativi ma solo ed esclusivamente esemplificativi. [001 7] These and other advantages will appear from the following detailed description of some preferred construction solutions with the help of the attached schematic drawings whose execution details are not to be intended as limiting but only and exclusively exemplary.

Contenuto dei disegni Contents of the drawings

□ La Figura 1 è una vista schematica dall’alto del pannello fotovoltaico che integra il dispositivo concentratore a specchi; □ La Figura 2 è una vista secondo una sezione trasversale di Figura 1 del dispositivo concentratore a specchi per cella fotovoltaica, termica o ibrida; □ Figure 1 is a schematic top view of the photovoltaic panel that integrates the mirror concentrator device; □ Figure 2 is a view according to a cross section of Figure 1 of the mirror concentrator device for photovoltaic, thermal or hybrid cell;

Pratica esecuzione del trovato Practical execution of the invention

[001 8] Il dispositivo concentratore (10) che è integrato in un pannello fotovoltaico (P) (Fig. 1 ), è composto da un filtro piano (100), il quale presenta la facciata esterna (1 10) composta da una superficie trasparente, ed un facciata interna (120) che è composta da una superficie riflettente la quale facciata interna riflettente (120) è rivolta verso una regione captante riflettente (200, 210, 220 e 230). Detta regione captante riflettente (200, 210, 220 e 230) è composta da prime superfici contrapposte piane ed oblique a specchio (200, 210) che compongono il lato lungo de! pannello fotovoltaico (P) di pianta rettangolare, e seconde superfici contrapposte piane ed oblique a specchio (220, 230) che compongono il lato corto. Le dette prime superfici contrapposte piane ed oblique a specchio (200, 210) sono disposte tra loro in modo tale da richiamare una forma a guisa di “V” molto aperta. Per quanto riguarda le seconde superfici contrapposte piane ed oblique a specchio (220, 230), (vedi Fig. 1 ), ciascuna di essa è suddivisa in due sezioni piane (a, b) contigue disposte tra loro a “V” aperte verso l’interno del pannello (P), rispettivamente una prima sezione (a) raccordata al setto longitudinale (S) che suddivide il pannello (P) in due porzioni simmetriche, ed una seconda (b) raccordata alla rispettiva prima superfice contrapposta piana ed obliqua a specchio (200, 210). Tra il detto filtro piano (1 00) e la regione captante riflettente composta da superfici piane ed oblique a specchio (200, 21 0, 220, 230), è interposta, in corrispondenza del setto (S), almeno una cella fotovoltaica (300, 310) ed almeno un mezzo di recupero o dissipazione del calore (400). [001 8] The concentrator device (10) which is integrated in a photovoltaic panel (P) (Fig. 1), is composed of a flat filter (100), which has the external facade (1 10) composed of a surface transparent, and an internal face (120) which is composed of a reflecting surface which internal reflecting face (120) faces a reflecting capturing region (200, 210, 220 and 230). Said reflecting capturing region (200, 210, 220 and 230) is composed of first opposite flat and oblique mirror surfaces (200, 210) which make up the long side of the mirror. photovoltaic panel (P) with a rectangular plan, and second opposing flat and oblique mirror surfaces (220, 230) that make up the short side. The said first opposite flat and oblique mirror surfaces (200, 210) are arranged together in such a way as to recall a very open "V" -shaped shape. As for the second opposite flat and oblique mirror surfaces (220, 230), (see Fig. 1), each of them is divided into two contiguous flat sections (a, b) arranged in a "V" shape open to each other. 'interior of the panel (P), respectively a first section (a) connected to the longitudinal partition (S) which divides the panel (P) into two symmetrical portions, and a second section (b) connected to the respective first opposite surface flat and oblique to mirror (200, 210). At least one photovoltaic cell (300 , 310) and at least one heat recovery or dissipation means (400).

[001 9] In Figura 2, i tre elementi, rispettivamente filtro piano (100) e la regione captante riflettente composta da superfici piane ed oblique a specchio (200, 210), vengono disposti fra di loro in modo da formare geometricamente, visti in sezione, un triangolo, che nel caso dì specie è ottusangolo, ove l’angolo ottuso >90° è riferito nel punto di convergenza alla base delle superfici piane ed oblique a specchio (200, 210). Le celle fotovoltaiche (300, 310) o termiche, vengono disposte perpendicolari rispetto al filtro ( 100) e sono proiettate verticalmente in corrispondenza del punto di convergenza delle superfici piane ed oblique a specchio (200, 210), in modo tale da risultare addossate in corrispondenza delle due facciate del setto (S), congiungendosi alle seconde superfici piane ed oblique a specchio (220, 230). La radiazione solare viene concentrata attraverso questo sistema in modo da aumentare la capacità specìfica delle celle fotovoltaiche o termiche (300, 310). Più in dettaglio, il filtro (100) permette il passaggio delle radiazioni unidirezionalmente (r’) e di rifletterle per il tramite d’almeno una facciata a specchio (1 20) nella direzione opposta (r”) dopo che queste sono state riflesse da almeno una delle superfici piane ed oblique a specchio (200, 210, 220, 230). [001 9] In Figure 2, the three elements, respectively flat filter (100) and the reflecting-capturing region composed of flat and oblique mirror surfaces (200, 210), are arranged together in such a way as to form geometrically, seen in section, a triangle, which in this case is obtuse, where the obtuse angle> 90 ° refers to the convergence point at the base of the plane and oblique mirror surfaces (200, 210). The photovoltaic (300, 310) or thermal cells are arranged perpendicular to the filter (100) and are projected vertically at the convergence point of the flat and oblique mirror surfaces (200, 210), in such a way as to be leaning against each other. correspondence of the two sides of the septum (S), joining the second flat and oblique mirror surfaces (220, 230). Solar radiation is concentrated through this system in order to increase the specific capacity of the photovoltaic or thermal cells (300, 310). More in detail, the filter (100) allows the radiation to pass unidirectionally (r ') and to reflect it through at least one mirror facade (1 20) in the opposite direction (r ") after these have been reflected by at least one of the flat and oblique mirror surfaces (200, 210, 220, 230).

[0020] Il dispositivo concentratore (10) nel pannello fotovoltaico (P) è esposto all’irradiazione solare, similmente a quanto avviene per i tradizionali pannelli fotovoltaici e termici, esponendo la facciata trasparente (1 10). La radiazione solare attraversa ìl filtro (100) andando a colpire le superfici piane ed oblique a specchio (200, 210, 220, 230). Queste ultime riflettono la radiazione ricevuta, indirizzandola, in base alla posizione, verso la superficie della cella fotovoltaica o termica, (300, 310) oppure verso la facciata riflettente (1 20) del filtro (100). In questo caso la radiazione verrà di nuovo riflessa e indirizzata verso le superfici piane ed oblique a specchio (200, 210, 220, 230), con un effetto a rimbalzo, ripetendosi, finché non finisce per colpire la cella solare o termica (300, 310). Ne consegue che la radiazione solare, una volta penetrata all'interno del dispositivo (10) resta catturata all’interno delle superfici riflettenti (120) e (200, 210, 220, 230) per poi colpire almeno una cella fotovoltaica o termica (300, 31 0). In base al rapporto fra ciascuna delle superfici piane ed oblique a specchio (200, 210, 220, 230), e di ciascuna cella fotovoltaica o termica (300, 310), si avrà una concentrazione o una attenuazione della quantità di radiazione che colpisce la cella fotovoltaica o termica (300, 310). Tale rapporto, diminuito delle perdite dovute all'inefficienza delle superfici riflettenti (120) e (200, 210, 220, 230), nonché a quella dovuta alla facciata (1 10) attraversata dalie radiazioni, rappresenterà il fattore d’incremento dell’energia solare ricevuta dalle celle fotovoltaiche (300, 310) quando le stesse vengono esposte alla radiazione in posizione analoga a quella assunta dal filtro (100). Considerando una sezione trasversale del dispositivo concentratore (10), il rapporto di amplificazione della densità delle radiazioni solari ottenute sulla cella fotovoltaica (300, 310) o termica, sarà dato dalla larghezza delle superfici piane ed oblique a specchio (200, 210, 220, 230), diviso la larghezza della cella fotovoltaica (300, 310) o termica. [0020] The concentrator device (10) in the photovoltaic panel (P) is exposed to solar radiation, similar to what happens for traditional photovoltaic and thermal panels, exposing the transparent facade (1 10). The solar radiation passes through the filter (100) going to hit the flat and oblique mirror surfaces (200, 210, 220, 230). The latter reflect the radiation received, directing it, according to the position, towards the surface of the photovoltaic or thermal cell, (300, 310) or towards the reflecting facade (1 20) of the filter (100). In this case the radiation will be reflected again and directed towards the flat and oblique mirror surfaces (200, 210, 220, 230), with a rebound effect, repeating itself, until it ends up hitting the solar or thermal cell (300, 310). It follows that the solar radiation, once it has penetrated inside the device (10), remains captured inside the reflecting surfaces (120) and (200, 210, 220, 230) and then hits at least one photovoltaic or thermal cell (300 , 31 0). Based on the ratio between each of the flat and oblique mirror surfaces (200, 210, 220, 230), and of each photovoltaic or thermal cell (300, 310), there will be a concentration or attenuation of the amount of radiation that affects the photovoltaic or thermal cell (300, 310). This ratio, less the losses due to the inefficiency of the reflecting surfaces (120) and (200, 210, 220, 230), as well as that due to the facade (1 10) crossed by the radiation, will represent the energy increase factor. received by the photovoltaic cells (300, 310) when they are exposed to radiation in a position similar to that assumed by the filter (100). Considering a cross section of the concentrator device (10), the amplification ratio of the density of solar radiation obtained on the photovoltaic (300, 310) or thermal cell, will be given by the width of the flat and oblique mirror surfaces (200, 210, 220, 230), divided by the width of the photovoltaic (300, 310) or thermal cell.

[0021 ] Considerato che una parte dell’energia della radiazione solare che colpisce una cella fotovoltaica (300, 310) si trasforma in calore e che l’efficienza elettrica diminuisce aN’aumento della temperatura, concentrando una quantità di radiazione solare per unità di superficie, si ottiene un aumento della temperatura della cella fotovoltaica (300, 310). Per dissipare questa maggiore quantità d’energia termica, è possibile predisporre un opportuno sistema di trasferimento, mediante un mezzo dissipatore di calore (400), come ad esempio un condotto, posizionato nel caso di specie longitudinalmente nell’intercapedine del setto (S) tra le due celle fotovoltaiche (300, 310), che consenta di disperderla o utilizzarla ad esempio come energia termica. [0021] Considering that a part of the energy of the solar radiation that hits a photovoltaic cell (300, 310) is transformed into heat and that the electrical efficiency decreases as the temperature increases, concentrating a quantity of solar radiation per surface unit , an increase in the temperature of the photovoltaic cell (300, 310) is obtained. To dissipate this greater quantity of thermal energy, it is possible to provide a suitable transfer system, by means of a heat dissipating means (400), such as for example a duct, positioned in this case longitudinally in the cavity of the septum (S) between the two photovoltaic cells (300, 310), which allows it to be dispersed or used for example as thermal energy.

[0022] Con lo scopo di aumentare le prestazioni del dispositivo concentratore (10) impedendo il formarsi di masse d’aria o gas che diminuiscono il rendimento, la cavità formata dall’accoppiamento delle superfici riflettenti (1 20) e (200, 210, 220, 230), sarà riempita di gas inerte o ricavata sottovuoto, concorrendo nella formazione della struttura, relative sigillature e guarnizioni. [0022] With the aim of increasing the performance of the concentrator device (10) by preventing the formation of masses of air or gas which decrease the efficiency, the cavity formed by the coupling of the reflecting surfaces (1 20) and (200, 210, 220, 230), will be filled with inert gas or obtained under vacuum, contributing to the formation of the structure, relative seals and gaskets.

[0023] Anche le superfici interne, all’interno della sezione che forma il convogliatore di radiazioni, potranno essere opportunamente trattate o rivestite così da riflettere anch’esse le radiazioni. [0023] Even the internal surfaces, within the section that forms the radiation conveyor, may be suitably treated or coated so as to also reflect the radiation.

Legenda Legend

(P) pannello fotovoltaico (P) photovoltaic panel

(S) setto longitudinale (S) Longitudinal septum

(r' r”) (r 'r ")

(10) dispositivo concentratore (10) concentrator device

(100) filtro piano (100) flat filter

(1 10) facciata esterna trasparente (1 10) transparent external facade

(120) facciata interna riflettente (120) reflective internal facade

(200, 210, 220, 230), regione captante e riflettente (200, 210, 220, 230), capturing and reflecting region

(a, b) sezioni piane (a, b) flat sections

(300, 310) cella fotovoltaica (300, 310) photovoltaic cell

(400) mezzo di recupero o dissipazione del calore (400) means of recovery or dissipation of heat

Claims

CLAIMS 1.

Mirror concentrator device for photovoltaic, thermal or hybrid cell and panel (P) which integrates at least one photovoltaic cell, characterized in that said concentrator device (10) is of the type consisting of: a) a capturing and reflecting region (200, 210, 220, 230) which includes first flat oblique and opposite surfaces (200, 210) in the form of a “V” and second opposite flat and oblique mirror surfaces (220, 230); b) a flat filter (100) which is superimposed on the said capturing and reflecting region (200, 210, 220, 230) where the said flat filter (100) comprises the internal reflecting face (120) so that the solar irradiation, you cross it unidirectionally to hit the underlying reflecting capturing region (200, 210, 220, 230); c) at least one photovoltaic cell (300, 310) positioned between the flat filter (100) and the reflecting capturing region (200, 210, 220, 230) where the photovoltaic cell (300, 310) is perpendicular to the flat filter (100 ) and joins in its lower part with the said flat oblique mirror surfaces and opposite in the form of "V" (200, 210) joining the second opposite flat and oblique mirror surfaces (220, 230), called photovoltaic cell (300 , 310) being leaning against the septum (S); d) at least one heat recovery and dissipation means (400) adjacent to the photovoltaic cell (300, 310). characterized by the fact that the flat filter (100) and the flat and oblique mirror surfaces (200, 210), are positioned between them in such a way as to form an obtuse triangle, and in which the photovoltaic cells (300, 310), are perpendicular to the filter (100) and are projected vertically at the point of convergence of the plane and oblique mirror surfaces (200, 210) joining the second opposite flat and oblique mirror surfaces (220, 230), so that the filter (100) allows the radiation to pass unidirectionally (r ') and to reflect them through the mirror facade (1 20) in the opposite direction (r ") after they have been reflected by at least one of the flat and oblique surfaces to mirror (200, 210, 220, 230).

3. Concentrator device according to the previous claims, characterized in that the cavity formed by the coupling of the reflecting surfaces (120) and (200, 210, 220, 230), is filled with inert gas or vacuum.

4. Concentrator device according to the preceding claims, characterized in that the heat dissipating means (400) is at least one duct, positioned longitudinally in the gap of the septum (S) between the two photovoltaic cells (300, 310)