ITUD20090015A1 - Impianto fotovoltaico ad inseguimento, e relativo procedimento di movimentazione - Google Patents

Impianto fotovoltaico ad inseguimento, e relativo procedimento di movimentazione Download PDF

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ITUD20090015A1
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Gianni Andrea Barnaba
Bruno Bertossi
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Description

Descrizione del trovato avente per titolo:
"IMPIANTO FOTOVOLTAICO AD INSEGUIMENTO, E RELATIVO PROCEDIMENTO DI MOVIMENTAZIONE"
CAMPO DI APPLICAZIONE
Il presente trovato si riferisce ad un impianto fotovotaico ad inseguimento in cui sono previsti uno o più pannelli solari in batteria, montati mobili su un telaio, per assumere sempre la migliore condizione di esposizione ai raggi solari almeno in funzione del momento della giornata, seguendo l'angolo azimutale del sole, ed eventualmente anche in funzione della stagione climatica, seguendo l'angolo zenitale del sole. In particolare, l'impianto secondo il presente trovato ha uno sviluppo sostanzialmente orizzontale ed ha un'efficienza fotovoltaica maggiorata rispetto alla sua superficie effettiva di esposizione al sole.
STATO DELLA TECNICA
Sono noti gli impianti fotovoltaici ad inseguimento, ossia impianti in cui uno o più pannelli solari sono associati a relativi attuatori di movimentazione.
Gli attuatori di movimentazione permettono la variazione dell'inclinazione dei pannelli almeno rispetto ad un primo asse, per ottimizzare, durante il corso della giornata, l'orientamento dei pannelli stessi rispetto alla posizione relativa del sole durante le ore del giorno.
Sono anche noti impianti fotovoltaici ad inseguimento che, oltre alla variazione dell'inclinazione quotidiana sull'angolo azimutale, prevedono anche un'inclinazione rispetto ad un secondo asse, per seguire l'inclinazione di incidenza dei raggi del sole al variare delle stagioni climatiche nell'arco di un anno solare rispetto all'angolo zenitale.
Allo stato attuale della tecnica, sono note essenzialmente due macrotipologie di impianti fotovoltaici ad inseguimento, una prima, cosiddetta a struttura pesante, in cui i telai di supporto dei pannelli si estendono prevalentemente in verticale, ed una seconda, cosiddetta a struttura leggera, in cui i telai di supporto dei pannelli si estendono prevalentemente in orizzontale.
La prima macrotipologia di impianti noti prevede una pluralità di strutture singole e separate fra loro, ciascuna delle quali movimenta e supporta, in posizione sostanzialmente verticale, una relativa pluralità di pannelli fotovoltaici.
In questo tipo di strutture note, possono anche essere previsti specchi od altri elementi riflettenti fissati lateralmente ai pannelli, ed atti a convogliare verso il relativo pannello fotovoltaico ulteriori raggi solari, per aumentarne l'efficienza fotovoltaica.
Queste strutture note, per sostenere i pesi dei pannelli e le forze che su di essi vengono applicate dagli agenti atmosferici, ad esempio dal vento, devono essere sovradimensionate e fissate al terreno in opportune fondazioni, con conseguente aumento dei costi e dei tempi di realizzazione ed installazione .
Inoltre, la presenza degli specchi, aumenta la superficie complessiva d'ingombro, causando un aumento dell'ombra che si proietta posteriormente. Pertanto, per evitare che le singole strutture di questa tipologia di impianti si ombreggino l'una con l'altra, queste vengono opportunamente distanziate nell'area di installazione.
Tale distanza necessitata determina un conseguente aumento delle aree di installazione che, nella maggior parte dei casi, devono essere specificatamente dedicate e predisposte per questo tipo di applicazione.
Di conseguenza, è necessario prevedere anche cablaggi di maggiore estensione, per il collegamento con le utenze.
La seconda macrotipologia di impianti noti prevede un unico telaio a sviluppo prevalentemente orizzontale, sul quale i pannelli fotovoltaici vengono montati selettivamente orientabili e posizionabili , su uno o due assi, per seguire la posizione del sole.
Sul telaio, i pannelli fotovoltaici sono montati in file, o batterie, disposte molto ravvicinate e compattate le une alle altre, in modo da ottimizzare gli spazi di installazione, e garantire una sufficiente potenza elettrica erogata.
La compattezza di posizionamento delle batterie di pannelli fotovoltaici limita, se non impedisce, la possibilità di un'efficace posizionamento degli specchi, in quanto questi andrebbero a causare, in particolare nei posizionamenti reciproci delle prime e delle ultime ore del giorno, inefficaci ombreggiamenti fra i pannelli.
Uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un impianto fotovoltaico ad inseguimento che, mantenendo gli ingombri ridotti e la versatilità di installazione degli impianti a struttura leggera, abbia l'efficienza fotovoltaica maggiorata degli impianti a struttura pesante.
Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questo ed altri scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.
ESPOSIZIONE DEL TROVATO
Il presente trovato è espresso e caratterizzato nelle rivendicazioni indipendenti.
Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell'idea di soluzione principale.
In accordo con il suddetto scopo, un impianto fotovoltaico ad inseguimento secondo il presente trovato comprende un telaio di supporto ad estensione prevalentemente orizzontale sul quale sono montati in file, o batterie, una pluralità di pannelli fotovoltaici.
L'impianto secondo il presente trovato comprende inoltre, per ciascun pannello fotovoltaico, almeno primi mezzi di movimentazione operativamente associati al pannello fotovoltaico, ed atti a determinare una movimentazione del pannello fotovoltaico stesso, rispetto ad un primo asse di movimentazione, ad esempio per seguire il movimento relativo del sole durante le ore della giornata. Secondo una variante l'impianto fotovoltaico comprende inoltre secondi mezzi di movimentazione, anch'essi operativamente associati al pannello fotovoltaico, indipendenti rispetto ai primi mezzi di movimentazione, ed atti a determinare una movimentazione del pannello fotovoltaico rispetto ad un secondo asse di movimentazione diverso dal primo asse di movimentazione, ad esempio per seguire l'angolo di incidenza del sole sulla superficie terrestre al variare delle stagioni climatiche .
Secondo un aspetto caratteristico del presente trovato, almeno uno dei pannelli fotovoltaici comprende, in corrispondenza di almeno un suo lato, almeno un elemento riflettente atto a convogliare verso il pannello fotovoltaico stesso ulteriori raggi solari.
L'impianto secondo il presente trovato comprende inoltre ulteriori mezzi di movimentazione operativamente associati all'elemento riflettente, per determinare la movimentazione di quest'ultimo rispetto al pannello fotovoltaico fra una prima posizione operativa in cui sporge lateralmente dall'ingombro del pannello fotovoltaico e convoglia gli ulteriori raggi solari verso il pannello fotovoltaico stesso, ed una seconda posizione di riposo, in cui è compreso nell'ingombro del pannello fotovoltaico, in una condizione occultata.
In questo modo, in funzione della posizione reciproca dei pannelli, determinata dai primi, ed eventualmente dai secondi mezzi di movimentazione, l'elemento riflettente viene portato fra le sue posizioni prima e seconda, in modo da aumentare, nella prima posizione, l'efficienza fotovoltaica dei pannelli, ed evitare, nella seconda posizione, che si determinino ombreggiamenti fra i pannelli fotovoltaici a causa degli elementi riflettenti. Con il presente trovato è quindi possibile prevedere l'utilizzo di elementi riflettenti in un impianto fotovoltaico ad inseguimento del tipo con struttura cosiddetta leggera ed i pannelli disposti in batteria.
Si ha pertanto che l'impianto fotovoltaico ad inseguimento secondo il presente trovato può essere installato in modo semplice ed efficace, anche in spazi sostanzialmente ridotti o preesistenti, ad esempio i solai degli edifici, senza necessitare di particolari fondazioni od altre strutture di rinforzo.
Infatti, la struttura prevalentemente orizzontale dell'impianto secondo il presente trovato, ha un peso distribuito su un'ampia superficie ed è minimamente sottoposta all'azione degli agenti atmosferici quali vento od altri.
Inoltre, gli elementi riflettenti permettono sostanzialmente di aumentare la superficie di intercettazione dei raggi del sole di ogni singolo pannello fotovoltaico, aumentandone l'efficienza fotovoltaica. Allo stesso tempo, essendo mobili, gli elementi riflettenti evitano la proiezione della loro ombra sui pannelli fotovoltaici adiacenti, in particolare nelle prime e/o nelle ultime ore della giornata, in cui i pannelli sono molto inclinati rispetto ad un ipotetico piano orizzontale, e definiscono un'ombra più estesa.
Con il presente trovato è cosi possibile compattare al massimo le batterie di pannelli fotovoltaici, ottenendo anche su superiici complessive di installazione relativamente ridotte, un'elevata capacità fotovoltaica, grazie ad un elevato numero di pannelli fotovoltaici, ciascuno avente almeno un elemento riflettente.
Secondo una variante, sono previsti almeno due elementi riflettenti per ciascun pannello fotovoltaico, di cui almeno uno o entrambi mobili, e disposti contrapposti fra loro rispetto al primo asse di movimentazione.
In questa soluzione di variante, in alcune posizioni reciproche dei pannelli, l'efficienza fotovoltaica dell'impianto secondo il trovato risulta sostanzialmente superiore rispetto ad un impianto fotovoltaico ad inseguimento tradizionale a struttura leggera.
Secondo un'altra variante, l'impianto secondo il presente trovato comprende inoltre, almeno un'unità di comando e controllo collegata ai primi mezzi di movimentazione, agli ulteriori mezzi di movimentazione e/o ai secondi mezzi di movimentazione, per coordinarne l'attuazione reciproca dei tre, ed ottimizzare il funzionamento dell'impianto secondo il trovato.
Secondo un'altra variante, l'impianto secondo il trovato comprende inoltre mezzi sensori elettronicamente collegati all'eventuale unità di comando e controllo, e/o ad un'interfaccia utente. Tali mezzi sensori possono essere provvisti di uno o più sensori di posizione, ad esempio GPS o simili, sensori climatici, quali barometri, anemometri, sensori di posizione angolare, sensori di fine corsa o simili, ed altri sensori che, in funzione di fattori esterni, comandano la movimentazione di uno, l'altro o di tutti i mezzi di movimentazione dei pannelli e degli elementi riflettenti.
Alcune possibili applicazioni operative dei mezzi sensori possono essere, ad esempio, il comando della movimentazione degli elementi riflettenti fra le due posizioni sia in funzione dell'ora giornaliera, e quindi dell'inclinazione dei pannelli fotovoltaici, sia delle condizioni metereologiche , ad esempio per evitare danneggiamenti agli elementi riflettenti stessi dovuti alla grandine, ovvero disporre in condizione sostanzialmente orizzontale i pannelli fotovoltaici con cielo nuvoloso o simili condizioni di sole coperto, per recuperare la luce riflessa.
Secondo un'ulteriore variante, in cui i mezzi sensori comprendono un termometro per misurare la temperatura dei pannelli fotovoltaici, quando la temperatura superficiale di tali pannelli fotovoltaici supera una determinata soglia, questi vengono movimentati rispetto al primo e/o al secondo asse per variare le condizioni di incidenza dei raggi solari e mantenere elevato il rendimento fotovoltaico degli stessi.
ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI
Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di alcune forme preferenziali di realizzazione, fornite a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui:
- la fig. 1 illustra una vista assonometrica di un impianto fotovoltaico ad inseguimento secondo il presente trovato;
- la fig. 2 illustra una vista frontale dell'impianto fotovoltaico di fig. 1; - la fig. 3 illustra una vista laterale dell'impianto fotovoltaico di fig. 1; - la fig. 4 illustra un particolare ingrandito di fig. 2;
- la fig. 5 illustra un pannello fotovoltaico dell'impianto di fig. 1, in una condizione operativa;
- la fig. 6 illustra un particolare di fig. 2 in due differenti condizioni operative; - la fig. 7 illustra una variante di fig. 3;
- la fig. 8 illustra in sequenza alcune condizioni operative nelle ore antimeridiane dell'impianto fotovoltaico ad inseguimento secondo il presente trovato;
- la fig. 9 illustra in sequenza alcune condizioni operative nelle ore pomeridiane dell'impianto fotovoltaico ad inseguimento secondo il presente trovato;
- la fig. 10 illustra una vista frontale di una variante dell'impianto fotovoltaico di fig. 1;
- la fig. 11 illustra un particolare ingrandito di fig. 10.
DESCRIZIONE DI ALCUNE FORME PREFERENZIALI DI
REALIZZAZIONE
Con riferimento alle figure allegate, un impianto fotovoltaico 10 ad inseguimento secondo il presente trovato comprende sostanzialmente un telaio 11 ad estensione prevalentemente orizzontale, ed una pluralità di pannelli fotovoltaici 12 disposti in file, o batterie, sul telaio 11.
Nella fattispecie, ciascuna fila è composta da cinque pannelli fotovoltaici 12, opportunamente distanziati fra loro, ed il telaio 11 è conformato per supportare cinque file parallele di pannelli fotovoltaici 12. È chiaro che, in funzione dell'area di installazione dell'impianto 10 secondo il trovato, il telaio 11 può essere, di volta in volta, configurato per supportare un numero di file e di pannelli fotovoltaici 12 per fila, diverso da cinque.
Secondo una variante, il telaio 11 è di tipo modulare, ossia componibile con una pluralità di moduli, ciascuno dei quali è conformato per supportare una fila di pannelli fotovoltaici 12, od un singolo pannello fotovoltaico 12.
In particolare, il telaio 11 comprende una pluralità di montanti e traversi collegati fra loro, per supportare i pannelli fotovoltaici 12, ed è atto ad essere installato su un'area piana, anche preesistente, quale ad esempio un tetto a terrazzo, una copertura piana, ovvero su un terreno od altro. Nella fattispecie, i pannelli fotovoltaici 12 di ciascuna fila sono montati mobili rispetto al telaio 11, sia rispetto ad un primo asse "A" sostanzialmente mediano e longitudinale al pannello fotovoltaico 12 stesso, sia rispetto ad un secondo asse "Z" sostanzialmente trasversale al pannello fotovoltaico 12 stesso.
Nelle soluzioni illustrate, il secondo asse "Z" giace lungo un bordo frontale del telaio 11, in corrispondenza di relative cerniere 19 con le quali il telaio 11 stesso è incernierato al terreno.
Il movimento del pannello fotovoltaico 12 rispetto al primo asse "A" permette al pannello di seguire il movimento azimutale del sole durante le ore del giorno, mentre il movimento dello stesso pannello fotovolotaico 12 rispetto al secondo asse "Z" permette al pannello di seguire il movimento zenitale del sole al variare delle stagioni.
Il montaggio mobile di ciascun pannello fotovoltaico 12 rispetto ai montanti ed ai traversi del telaio 11 può avvenire secondo una qualsiasi tecnica di montaggio noto, ad esempio mediante perni ed asole, pattini e guide, profili coordinati per lo scorrimento lineare, guide telescopiche od altre soluzioni meccaniche, atte comunque a consentire la movimentazione libera ed indipendente di ciascun pannello fotovoltaico 12 rispetto ai relativi primo e secondo asse "A" e "Z".
Nella soluzione illustrata nelle figg. da 1 a 4, l'impianto fotovoltaico 10 secondo il trovato comprende inoltre primi meccanismi di movimentazione 13, nella fattispecie uno comune per tutti i pannelli fotovoltaici 12 di una stessa fila, ed una pluralità di secondi meccanismi di movimentazione 15, nella fattispecie due per ciascuna fila di pannelli fotovoltaici 12.
Nella soluzione illustrata, il primo meccanismo di movimentazione 13, per ciascuna fila, comprende un attuatore a vite 16, disposto frontalmente al telaio 11, ed atto a movimentare in modo sostanzialmente lineare una barra di movimentazione 17, in una direzione e nell'altra.
La barra di movimentazione 17 è imperniata a ciascun pannello fotovoltaico 12 della stessa fila, in modo che la sua movimentazione determini la rotazione simultanea dei pannelli fotovoltaici 12 rispetto al primo asse "A".
Vantaggiosamente, il montaggio di ciascun pannello fotovoltaico 12 sul telaio 11 e la corsa di movimentazione dell'attuatore a vite 16, sono tali per cui ciascun pannello fotovoltaico 12 ha un'escursione di circa 140° attorno al primo asse "A", rispettivamente di circa 70° da un lato e circa 70° da un altro lato, rispetto ad un ipotetico piano orizzontale.
Nel caso di specie, il secondo meccanismo di movimentazione 15 comprende, per ciascuna fila di pannelli fotovoltaici 12, un attuatore a pantografo 20, fissato, da un lato, al terreno (fig. 6) e, dall'altro lato, al telaio 11, in modo che quest'ultimo possa essere movimentato sotto l'azione dell'attuatore a pantografo 20, ruotando rispetto alle cerniere 19 e, quindi, rispetto al secondo asse "Z".
In particolare, 1'attuatore a pantografo 20 è azionato da un meccanismo a vite 18, il quale movimenta simultaneamente le leve del pantografo determinando un suo sollevamento o abbassamento. Inoltre, 1'attuatore a pantografo 20, per la sua costituzione, oltre ad un'ottima precisione di movimentazione, determina anche un irrigidimento ed un consolidamento delle condizioni di inclinazione raggiunta.
Vantaggiosamente, il montaggio di ciascun pannello fotovoltaico 12 sul telaio 11 e la corsa di movimentazione dell'attuatore a pantografo 20, sono tali per cui i pannelli fotovoltaici 12 hanno un'escursione operativa di circa 50° attorno al secondo asse "Z", rispettivamente a partire da circa 20° fino a circa 70° rispetto ad un ipotetico piano verticale (fig. 3).
È chiaro che gli attuatori a pantografo 20 sono conformati in modo che i pannelli fotovoltaici 12 possano essere selettivamente disposti anche in una condizione sostanzialmente orizzontale di riposo.
Secondo la variante illustrata in fig. 7, al posto degli attuatori a pantografo 20 sono previsti attuatori lineari 120, i quali sono, da un lato, imperniati al terreno e, dall'altro lato, imperniati a telaio 11. Gli attuatori lineari 120, che possono essere pneumatici, oleodinamici o di altro tipo, hanno le stesse funzionalità degli attuatori a pantografo 20 per quanto riguarda la movimentazione dei pannelli fotovoltaici rispetto al secondo asse "Z".
Secondo il trovato, l'impianto fotovoltaico 10 comprende inoltre, per ciascun pannello fotovoltaico 12, due specchi riflettenti 21, atti a convogliare, almeno in una loro condizione operativa, una parte addizionale di raggi solari verso una superficie del pannello fotovoltaico 12 stesso, rivolta verso la luce solare.
In particolare, i due specchi riflettenti 21 sono montati mobili in corrispondenza di due bordi opposti del pannello fotovoltaico 12, lungo una direzione sostanzialmente parallela alla direzione del primo asse "A".
Ciascuno specchio riflettente 21 ha vantaggiosamente, un'inclinazione rispetto al piano di giacitura del pannello fotovoltaico 12 compresa fra circa 40° e circa 70°, vantaggiosamente fra circa 45° e circa 60°. Tale inclinazione viene scelta in funzione delle dimensioni dello specchio riflettente 21 e/o dell'aumento di efficienza fotovoltaica che si vuole ottenere.
La Richiedente ha sperimentato che con il presente trovato si può ottenere un aumento dell'efficienza fotovoltaica dei pannelli 12 utilizzati anche di circa 60% - 70% in più rispetto a quella nominale.
Ad esempio, utilizzando un pannello fotovoltaico 12 di tipo monocristallino da circa 200 Wp, si ha che utilizzando gli specchi riflettenti 21, a parità di dimensioni del pannello 12, questo diventa sostanzialmente equivalente ad un pannello fotovoltaico 12 da circa 320 Wp, passando da un rendimento di conversione dell'energia di circa 17% medio, a circa 30%.
Come detto, gli specchi riflettenti 21 sono montati mobili lungo i bordi del pannello fotovoltaico 12 in modo da poter assumere una prima posizione operativa, in cui sporgono lateralmente dal pannello fotovoltaico 12 con la suddetta inclinazione, ed una seconda posizione di riposo, in cui sono disposti a scomparsa e compresi nell'ingombro del pannello fotovoltaico 12.
Nella fattispecie, ciascuno specchio riflettente 21 è montato mobile sul relativo pannello fotovoltaico 12 mediante un relativo elemento di movimentazione a cingolo 22 (fig. 5), ed è guidato nella sua movimentazione mediante relative guide telescopiche 23. In questo modo, la movimentazione del relativo cingolo 22 determina lo scorrimento del relativo specchio riflettente 21 e l'estrazione progressiva delle guide telescopiche 23, fra le suddette due posizioni.
Nella fattispecie, i cingoli 22 di due specchi riflettenti 21 di uno stesso pannello fotovoltaico 12 sono movimentati da relative pulegge 24, di cui solo una visibile in fig. 5, montate sul pannello fotovoltaico 12 dalla parte opposta alla superficie rivolta alla luce solare.
In particolare, le pulegge 24 sono alternativamente e selettivamente motorizzate mediante un motore 25 comune, anch'esso montato sul pannello fotovoltaico 12 dalla parte opposta alla superficie rivolta alla luce solare.
Secondo una variante, il motore 25 è configurato in modo da comandare selettivamente in modo singolo o in contemporanea, tutte le pulegge 24 previste sui pannelli fotovoltaici 12 di una stessa fila. Le guide telescopiche 23 possono avere un andamento lineare, oppure avere tratti a diversa inclinazione, in modo da movimentare gli specchi riflettenti 21 con diverse inclinazioni fra la prima e la seconda posizione, così da ottimizzare il posizionamento di questi ultimi fra le due posizioni.
L'impianto fotovoltaico 10 secondo il presente trovato comprende inoltre un'unità di comando e controllo 26, la quale è elettronicamente collegata sia al primo meccanismo di movimentazione 13, sia al secondo meccanismo di movimentazione 15, sia ai motori 25 che azionano i cingoli 22 degli specchi riflettenti 21.
In questo modo, mediante una sequenza operativa programmata o programmabile selettivamente, l'unità di comando e controllo 26 determina la movimentazione dei pannelli fotovoltaici 12 rispetto ai relativi assi "A" e "Z", e la movimentazione degli specchi riflettenti 21 fra la prima e la seconda posizione.
Secondo una variante, l'unità di comando e controllo 26 comprende un gruppo di interfaccia utente, non illustrato, mediante il quale un operatore può effettuare controlli, manutenzioni, programmazioni od altro, dell'impianto fotovoltaico 10, ed una interfaccia di configurazione del campo fotovoltaico che, in funzioni di parametri di potenza elettrica richiesta, delle dimensioni della superficie disponibile, del tipo di pannello commerciale utilizzato, delle coordinate geografiche del sito di installazione (longitudine, latitudine, altezza sul livello del mare) e della tipologia di eventuali ombreggiamenti provocate da ostacoli non rimovibili, definiscono il numero di pannelli fotovoltaici 12 totali, il numero di file e le distanze tra i pannelli fotovoltaici 12 e tra le file, per dare un supporto tecnico all'installatore .
In una posizione comune per tutti i pannelli fotovoltaici 12, ad esempio sul telaio 11, ovvero in comune su una stessa fila di pannelli fotovoltaici 12, o su ciascun pannello fotovoltaico 12, è prevista una stazione di rilevazione 27.
La stazione di rilevazione 27 comprende una pluralità di sensori, ad esempio di posizione, di luminosità, di temperatura, climatici od altri, disposti, in funzione della specifica rilevazione, sul telaio 11 o sui pannelli fotovoltaici 12.
La stazione di rilevazione 27 è elettronicamente associata all'unità di comando e controllo 26, in modo che i segnali rilevati dai vari sensori vadano a condizionare la sequenza di funzionamento impartita dall'unità di comando e controllo 26.
Ad esempio, in condizioni particolari rilevate, come di vento superiore ad un determinato limite, assenza di irraggiamento diretto, eventi atmosferici particolari, quali neve, pioggia grandine od altro, indipendentemente dalla posizione del sole, l'unità di comando e controllo 26 comanda un posizionamento sostanzialmente orizzontale dei pannelli fotovoltaici 12, per evitarne danneggiamenti e ottimizzarne il rendimento fotovoltaico.
Vantaggiosamente, l'impianto fotovoltaico 10 comprende un rilevatore di energia, operativamente associato ai pannelli fotovoltaici 12, ed atto a comunicare all'unità di comando e controllo 26, istante per istante, la posizione ideale del pannello fotovoltaico 12, per ottimizzare lo spostamento comandato di quest'ultimo, e quindi ottenere il rendimento massimo di energia.
Con riferimento alla sequenza illustrata nelle figg. 8 e 9, verrà di seguito spiegato un possibile funzionamento dell'impianto fotovoltaico 10 secondo il presente trovato nell'arco di una giornata.
Nella condizione operativa a) di fig. 8, il sole non è ancora sorto dall'orizzonte e i pannelli fotovoltaici 12 vengono mantenuti in una posizione sostanzialmente orizzontale.
Nella condizione operativa b), ossia nelle prime ore del giorno, l'angolo azimutale del sole è molto ridotto rispetto al piano orizzontale. In questo caso, i pannelli fotovoltaici 12 di una stessa fila sono ruotati rispetto al loro primo asse "A", in modo da offrire la loro superfice ad una determinata condizione di incidenza dei raggi solari, tale da non provocare ombreggiamenti sui moduli adiacenti.
Successivamente, condizione c), aumenta l'angolo azimutale ed i pannelli fotovoltaici 12 si trovano in una condizione di sostanziale perpendicolarità con i raggi solari.
Come illustrato, in questa condizione c), il primo pannello fotovoltaico 12 partendo da sinistra presenta uno specchio riflettente 21 nella sua prima posizione, per aumentare in parte la ricezione dei raggi solari, ed un secondo specchio riflettente 21 nella sua seconda posizione, in modo da non determinare un ombreggiamento sul pannello fotovoltaico 12 adiacente.
I tre pannelli fotovoltaici 12 centrali hanno entrambi gli specchi riflettenti 21 nella seconda condizione in quanto, uno specchio 21 risulterebbe nell'ombra definita dal pannello fotovoltaico 12 più a sinistra, mentre l'altro specchio 21 metterebbe in ombra il pannello fotovoltaico 12 più a destra.
L'ultimo pannello fotovoltaico 12 della fila presenta, invece, gli specchi riflettenti 21 in una condizione sostanzialmente opposta al primo pannello fotovoltaico 12 della fila, ossia con il primo specchio riflettente 21 nella seconda posizione ed il secondo specchio riflettente 21 nella prima posizione.
Nella condizione d) di fig. 8, i pannelli fotovoltaici 12 hanno un angolo di inclinazione inferiore rispetto ad un piano orizzontale, ed i pannelli fotovolotaici 12 intermedi presentano uno dei loro specchi riflettenti 21 nella loro prima posizione, in quanto non si vengono più a trovare nel cono d'ombra definito dal pannello fotovoltaico 12 più a sinistra.
In questa condizione d), l'ultimo pannello fotovoltaico 12 della fila ha entrambi gli specchi riflettenti 21 nella prima posizione.
Nella successiva condizione e), i pannelli fotovoltaici 12 hanno un angolo di inclinazione ancora inferiore rispetto al piano orizzontale, e tutti i pannelli fotovoltaici 12 hanno entrambi gli specchi riflettenti 21 nella loro prima posizione. Nella condizione f) di fig. 8 e nella condizione g) di fig. 9, i pannelli fotovoltaici 12 sono sostanzialmente orizzontali.
Nelle condizioni da h) a n) di fig. 9, sono rappresentate in sequenza le disposizioni pomeridiane dei pannelli fotovoltaici 12. In queste condizioni, i pannelli fotovoltaici 12 sono ruotati specularmente rispetto alle suddette posizioni antimeridiane a)-e), con la differenza che i movimenti dei pannelli fotovoltaici 12 e dei relativi specchi riflettenti 21 sono effettuati in sequenza inversa.
Nelle ultime ore del giorno, per evitare l'ombreggiamento conseguente all'arresto della rotazione ed alla successiva diminuzione dell'inclinazione dei raggi solari, si inverte il senso di rotazione (da orario ad antiorario) dei pannelli fotovoltaici 12, in proporzione all'angolo di incidenza solare fino a raggiungere una condizione notturna sostanzialmente orizzontale. Con riferimento alle figg. 10 e 11, è illustrata una variante di realizzazione dell'impianto fotovoltaico 10, in cui il primo meccanismo di movimentazione, qui indicato con il numero di riferimento 113, comprende un attuatore 116 disposto lateralmente al telaio 11, ed atto a movimentare rispettivi cavi di movimentazione 117, in una direzione e nell'altra.
Il primo meccanismo di movimentazione 113 comprende inoltre, per ciascun pannello fotovoltaico 12 della stessa fila, una leva di movimentazione 119, la quale è centralmente vincolata al pannello fotovoltaico 12 in corrispondenza del primo asse "A", ed ha le estremità vincolate ai cavi di movimentazione 117.
In questo modo, la movimentazione dei cavi 117 in una o nell'altra delle direzioni, determina la rotazione della leva di movimentazione 119, e quindi del corrispondente pannello fotovoltaico 12, attorno al primo asse "A".
E' chiaro comunque che all'impianto fotovoltaico 10 ed al procedimento, fin qui descritti possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, senza per questo uscire dall<1>ambito del presente trovato.
Rientra ad esempio nell'ambito del presente trovato prevedere ulteriori specchi riflettenti 21 disposti lungo i lati corti di ciascun pannello fotovoltaico 12.
Secondo una variante, non illustrata, il primo meccanismo di movimentazione 13 può essere indipendente per ciascun pannello fotovoltaico 12 e prevedere attuatori elettrici di tipo rotativo, ovvero meccanismi alternativi lineari, così come un cinematismo a cremagliera od altri.
Secondo un'altra variante, il secondo meccanismo di movimentazione 15, al posto degli attuatori 20 per i pannelli fotovoltaici 12 può prevedere coppie di attuatori per ciascun pannello, così come un meccanismo a camme, o di altro tipo per una movimentazione comune per ciascuna fila di pannelli fotovoltaici 12.
Secondo un'ulteriore variante, al posto dell 'attuatore a vite 16 è previsto un attuatore lineare, non illustrato.
Rientra anche nell'ambito del presente trovato prevedere che, al posto dei cingoli 22 e delle guide telescopiche 23, gli specchi riflettenti 21 possono essere opportunamente imperniati lungo i bordi dei pannelli fotovoltaici 12, in modo da poter essere selettivamente ruotati fra una e l'altra delle loro due posizioni.
E' anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad esempi specifici, una persona esperta del ramo potrà senz'altro realizzare molte altre forme equivalenti di impianto fotovoltaico ad inseguimento, e relativo procedimento di movimentazione, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell'ambito di protezione da esse definito.

Claims (12)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Impianto fotovoltaico ad inseguimento comprendente un telaio di supporto (11) ad estensione prevalentemente orizzontale, una pluralità di pannelli fotovoltaici (12) montati in file, o batterie, su detto telaio di supporto (11), ed almeno primi mezzi di movimentazione (13, 113) montati su detto telaio di supporto (11), operativamente associati a ciascun pannello fotovoltaico (12), ed atti a determinare una prima movimentazione di detto pannello fotovoltaico (12) rispetto ad un primo asse di movimentazione ("A"), caratterizzato dal fatto che almeno uno di detti pannelli fotovoltaici (12) comprende, in corrispondenza di almeno un suo lato, almeno un elemento riflettente (21) atto a convogliare verso detto pannello fotovoltaico (12) ulteriori raggi solari, e ulteriori mezzi di movimentazione (22, 23, 25) operativamente associati a detto elemento riflettente (21), per determinare la movimentazione di detto elemento riflettente (21) rispetto a detto pannello fotovoltaico (12) fra una prima posizione operativa, in cui sporge lateralmente dall'ingombro di detto pannello fotovoltaico (12), ed una seconda posizione di riposo, in cui è compreso nell'ingombro di detto pannello fotovoltaico (12).
  2. 2. Impianto come nella rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende secondi mezzi di movimentazione (15) montati su detto telaio di supporto (11), operativamente associati a ciascun pannello fotovoltaico (12), ed atti a determinare una seconda movimentazione di detto pannello fotovoltaico (12) rispetto ad un secondo asse di movimentazione ("Z"), diverso da detto primo asse di movimentazione ( "A").
  3. 3. Impianto come nella rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che comprende almeno due elementi riflettenti (21) per ciascun pannello fotovoltaico (12), di cui almeno uno mobile.
  4. 4. Impianto come nella rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detti due elementi riflettenti (21) sono disposti contrapposti fra loro rispetto a detto primo asse di movimentazione (“A").
  5. 5. Impianto come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende inoltre almeno un'unità di comando e controllo (26) collegata a detti primi mezzi di movimentazione (13, 113), a detti ulteriori mezzi di movimentazione (22, 23, 25) e/o a detti secondi mezzi di movimentazione (15), per coordinarne l'attuazione reciproca.
  6. 6. Impianto come nella rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che comprende inoltre mezzi sensori (27) elettronicamente collegati a detta unità di comando e controllo (26) ed atti a condizionare, in funzione di determinati parametri e dei dati rilevati, l'attuazione di detti primi mezzi di movimentazione (13, 113), di detti ulteriori mezzi di movimentazione (22, 23, 25) e/o di detti secondi mezzi di movimentazione (15).
  7. 7. Impianto come nella rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi sensori (27) comprendono uno o più sensori di posizione, meteorologici e/o di temperatura.
  8. 8. Impianto come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti primi mezzi di movimentazione (13) comprendono almeno un attuatore a vite (16) atto a movimentare una barra di movimentazione (17) vincolata a ciascun pannello fotovoltaico (12) di una stessa fila, o batteria.
  9. 9. Impianto come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti primi mezzi di movimentazione (113) comprendono almeno un attuatore (116) atto a movimentare rispettivi cavi di movimentazione (117) collegati tramite relative leve di movimentazione (119) a ciascun pannello fotovoltaico (12) di una stessa fila, o batteria.
  10. 10. Impianto come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti secondi mezzi di movimentazione (15) comprendono almeno un attuatore a pantografo (20).
  11. 11. Procedimento di movimentazione per un impianto fotovoltaico ad inseguimento comprendente un telaio di supporto (11) ad estensione prevalentemente orizzontale, una pluralità di pannelli fotovoltaici (12) montati in file, o batterie, su detto telaio di supporto (11), detto procedimento comprendendo almeno una prima movimentazione di detto pannello fotovoltaico (12) rispetto ad un primo asse di movimentazione ("A"), mediante primi mezzi di movimentazione (13, 113) montati su detto telaio di supporto (11) ed operativamente associati a ciascun pannello fotovoltaico (12), caratterizzato dal fatto che almeno durante detta prima movimentazione prevede una movimentazione di almeno un elemento riflettente (21) previsto in corrispondenza di almeno un lato di almeno uno di detti pannelli fotovoltaici (12), fra una prima posizione operativa, in cui sporge lateralmente dall'ingombro di detto pannello fotovoltaico (12), per convogliare verso detto pannello fotovoltaico (12) ulteriori raggi solari, ed una seconda posizione di riposo, in cui è compreso nell'ingombro di detto pannello fotovoltaico (12), mediante terzi mezzi di movimentazione (22, 23, 25) operativamente associati a detto elemento riflettente (21).
  12. 12. Procedimento come nella rivendicazione 11 caratterizzato dal fatto che comprende una seconda movimentazione di detto pannello fotovoltaico (12) rispetto ad un secondo asse di movimentazione ("Z"), diverso da detto primo asse di movimentazione ("A"), mediante secondi mezzi di movimentazione (15) montati su detto telaio di supporto (11) ed operativamente associati a ciascun pannello fotovoltaico (12).
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