ITUD20110125A1

ITUD20110125A1 - METHOD FOR DETERMINING THE DISPOSITION AND INCLINE OF SOLAR PANEL SYSTEMS

Info

Publication number: ITUD20110125A1
Application number: IT000125A
Authority: IT
Inventors: Duilio Locatelli
Original assignee: Duilio Locatelli
Priority date: 2011-08-08
Filing date: 2011-08-08
Publication date: 2013-02-09

Description

Descrizione del trovato avente per titolo: Description of the invention having as title:

"METODO PER LA DETERMINAZIONE DELLA DISPOSIZIONE E DELL'INCLINAZIONE DI IMPIANTI A PANNELLI SOLARI" "METHOD FOR DETERMINING THE ARRANGEMENT AND INCLINATION OF SOLAR PANEL SYSTEMS"

CAMPO DI APPLICAZIONE FIELD OF APPLICATION

II presente trovato si riferisce ad un metodo per la determinazione della disposizione e dell'inclinazione di impianti a pannelli solari, siano essi di tipo fotovoltaico oppure di tipo combinato fotovoltaico con recupero termico, installati su superfici di ampi spazi scoperti quali terreni e coperture di edifici. The present invention relates to a method for determining the arrangement and inclination of solar panel systems, whether they are of the photovoltaic type or of the combined photovoltaic type with thermal recovery, installed on surfaces of large open spaces such as land and roofs of buildings. .

In particolare, il metodo secondo il presente trovato può essere applicato a dispositivi di movimentazione adatti a variare l'inclinazione dei suddetti pannelli in funzione dell'inclinazione che assumono i raggi solari durante tutto l'arco dell'anno, rispetto al sito di installazione . In particular, the method according to the present invention can be applied to handling devices suitable for varying the inclination of the aforesaid panels according to the inclination that the sun's rays assume throughout the year, with respect to the installation site.

STATO DELLA TECNICA STATE OF THE TECHNIQUE

Sono noti impianti solari, sia di tipo fotovoltaico, sia di tipo combinato fotovoltaico con recupero termico, per la generazione di energia elettrica, i quali comprendono una pluralità di pannelli solari che vengono montati su strutture di supporto sia di tipo fisso che di tipo mobile. Solar systems are known, both of the photovoltaic type and of the combined photovoltaic type with thermal recovery, for the generation of electrical energy, which comprise a plurality of solar panels which are mounted on support structures of both the fixed and the mobile type.

Nel caso di strutture di tipo fisso i pannelli vengono generalmente e prevalentemente rivolti verso sud, ovvero in direzione di massimo assorbimento energetico solare, e con un'inclinazione fissa ed ottimizzata rispetto all'orizzonte ed alla latitudine del sito. In the case of fixed-type structures, the panels are generally and mainly facing south, i.e. in the direction of maximum solar energy absorption, and with a fixed and optimized inclination with respect to the horizon and latitude of the site.

Detta inclinazione è funzione della posizione terrestre in cui viene disposto l'impianto solare, e dei vincoli di spazio di installazione a disposizione. Infatti, tali impianti, in particolare nella disposizione di tipo filare, per svolgere in modo efficiente la loro funzione comprendono più schiere affiancate e parallele di pannelli che, vantaggiosamente, sono disposte ad una distanza fra loro tale da evitare effetti di ombreggiatura fra una schiera e quella adiacente. This inclination is a function of the terrestrial position in which the solar system is placed, and the constraints of the installation space available. In fact, in order to perform their function efficiently, these systems, in particular in the row type arrangement, comprise several side by side and parallel arrays of panels which, advantageously, are arranged at a distance from each other such as to avoid shading effects between an array and the adjacent one.

Tali strutture di tipo fisso hanno l'inconveniente di avere basse efficienze in quanto la loro disposizione è ottimizzata unicamente per determinati periodi dell'anno. Le strutture di tipo mobile comprendono solitamente una struttura fissa alla quale viene associato un telaio di supporto dei pannelli che è mobile rispetto alla struttura fissa. In particolare, tale telaio di supporto viene orientato, in funzione del periodo della giornata e/o della stagione, verso i raggi solari al fine di incrementare l'assorbimento di radiazione solare. These fixed type structures have the drawback of having low efficiencies as their arrangement is optimized only for certain periods of the year. The structures of the movable type usually comprise a fixed structure to which a support frame for the panels is associated which is movable with respect to the fixed structure. In particular, this support frame is oriented, according to the period of the day and / or the season, towards the sun's rays in order to increase the absorption of solar radiation.

Tali strutture hanno, però, l'inconveniente di essere molto complesse e costose da realizzare, nonché richiedono ampi spazi di installazione, nel caso del tipo ad inseguimento mono o biassiale, in quanto ciascun pannello, o schiera di pannelli, deve essere posto ad una distanza sufficiente per non ombreggiare il pannello, o i pannelli adiacenti anche al variare dell'inclinazione dei pannelli stessi . These structures, however, have the drawback of being very complex and expensive to build, as well as requiring large installation spaces, in the case of the mono or biaxial tracking type, as each panel, or row of panels, must be placed at a sufficient distance not to shade the panel, or the adjacent panels even when the inclination of the panels themselves varies.

Sono pure noti impianti solari comprendenti una pluralità di telai di supporto che vengono disposti paralleli e ad una determinata distanza fra loro. Solar systems are also known comprising a plurality of support frames which are arranged parallel and at a given distance from each other.

I telai di supporto generalmente presentano un lato orizzontale, sostanzialmente parallelo all'orizzonte, che è incernierato ad una struttura fissa. The support frames generally have a horizontal side, substantially parallel to the horizon, which is hinged to a fixed structure.

Ciascun telaio di supporto viene fatto ruotare attorno ad almeno un asse di rotazione per variare l'inclinazione dei pannelli ed avere il massimo assorbimento di radiazioni solari. La movimentazione del telaio è ottenuta mediante organi di attuazione opportunamente gestiti da dispositivi di controllo. Each support frame is made to rotate around at least one rotation axis to vary the inclination of the panels and have the maximum absorption of solar radiation. The movement of the frame is obtained by means of actuation members suitably managed by control devices.

Tale tipologia di impianto si basa principalmente sul principio di mantenere i pannelli solari sostanzialmente perpendicolari alle radiazioni solari durante tutto il periodo dell'anno. This type of system is mainly based on the principle of keeping the solar panels substantially perpendicular to solar radiation throughout the year.

Ciò comporta che, in prossimità del solstizio d'inverno, ovvero la condizione in cui i raggi solari hanno un angolo minimo di incidenza con la Terra, per rispettare la condizione di ortogonalità questi ultimi vengono inclinati secondo un angolo molto elevato che può raggiungere e superare anche gli 80°. This implies that, near the winter solstice, that is the condition in which the solar rays have a minimum angle of incidence with the Earth, to respect the condition of orthogonality the latter are inclined according to a very high angle that can reach and exceed even 80 °.

Dato che, solitamente, tali impianti comprendono schiere di pannelli disposte secondo file parallele fra loro, è necessario distanziare di molto fra loro ciascuna schiera, per evitare effetti di ombreggiatura reciproco fra una fila e l'altra. Da ciò deriva la necessità di avere ampi spazi di installazione a disposizione, in cui potere distanziare le file l'una rispetto all'altra, diminuendo, tuttavia, la concentrazione di pannelli rispetto alla superficie occupabile. Since, usually, such systems comprise arrays of panels arranged in parallel rows, each array must be spaced far apart, in order to avoid mutual shading effects between one row and the other. From this derives the need to have large installation spaces available, in which it is possible to space the rows away from each other, decreasing, however, the concentration of panels with respect to the usable surface.

E' da notare, a tal riguardo, che sono previste, per normativa, precise percentuali di superficie che possono essere coperte dai pannelli rispetto alla totalità della superficie ove l'impianto viene installato. In this regard, it should be noted that, by law, precise percentages of the surface that can be covered by the panels with respect to the total surface where the system is installed are envisaged.

E' desiderabile, quindi, sfruttare al massimo tale percentuale disponibile della superficie ove viene realizzato l'impianto. It is therefore desirable to make the most of this available percentage of the surface where the system is made.

Uno scopo del presente trovato è quello di mettere a punto un metodo per la determinazione dell'inclinazione e della disposizione di impianti a pannelli solari che permetta di trovare il miglior compromesso tra l'efficienza complessiva dell'impianto e la densità di pannelli installabili nell'unità di spazio prevista. An object of the present invention is to provide a method for determining the inclination and arrangement of solar panel systems which allows to find the best compromise between the overall efficiency of the system and the density of panels that can be installed in the expected unit of space.

Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di mettere a punto un metodo che permetta di fornire istruzioni di movimentazione ai dispositivi di movimentazione associati ai telai di supporto dei pannelli, per ottimizzarne la loro efficienza di assorbimento dei raggi solari, nonché per intervenire a protezione dei pannelli nei casi, ad esempio, di agenti atmosferici che potrebbero influenzare negativamente il funzionamento dell'impianto. A further object of the present invention is to provide a method which allows to provide handling instructions to the handling devices associated with the support frames of the panels, to optimize their absorption efficiency of the solar rays, as well as to intervene to protect the panels in cases, for example, of atmospheric agents that could negatively affect the operation of the system.

Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato. In order to obviate the drawbacks of the known art and to obtain these and further objects and advantages, the Applicant has studied, tested and implemented the present invention.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO EXPOSURE OF THE FOUND

Il presente trovato è espresso e caratterizzato nella rivendicazione indipendente. Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell'idea di soluzione principale. The present invention is expressed and characterized in the independent claim. The dependent claims disclose other characteristics of the present invention or variants of the main solution idea.

In accordo con i suddetti scopi, un metodo per la determinazione della disposizione e dell'inclinazione di un impianto di pannelli solari, di tipo fotovoltaico oppure combinato fotovoltaico con recupero termico, disposti secondo almeno due file distanziate fra loro di una determinata distanza, viene applicato per individuarne il corretto posizionamento reciproco e per determinare una legge di movimentazione dei pannelli che permetta da un lato di ottimizzare la densità pannellabile dell'unità di spazio, sia terreno, sia coperture di edifici, di installazione dell'impianto e dall'altro di ottimizzare l'efficienza dei pannelli. In accordance with the aforementioned purposes, a method for determining the arrangement and inclination of a solar panel system, of the photovoltaic or combined photovoltaic type with thermal recovery, arranged in at least two rows spaced apart by a certain distance, is applied to identify the correct reciprocal positioning and to determine a law of movement of the panels that allows on the one hand to optimize the panelable density of the space unit, both ground and roofing of buildings, of installation of the system and on the other hand to optimize the efficiency of the panels.

Secondo un aspetto del presente trovato, la determinazione della suddetta distanza fra i pannelli viene individuata almeno in funzione dell'ottenimento di una massima densità dei pannelli nell'unità di spazio di installazione e della massima efficienza energetica dei pannelli. In particolare, la determinazione della distanza prevede almeno la determinazione di un angolo di inclinazione minimo dei pannelli da attribuire al periodo in cui l'angolo di incidenza dei raggi solari è minimo, e la determinazione di un angolo di inclinazione massimo dei pannelli al fine di evitare fenomeni di ombreggiatura fra una fila di pannelli e quella adiacente. According to an aspect of the present invention, the determination of the aforementioned distance between the panels is determined at least as a function of obtaining a maximum density of the panels in the unit of installation space and of the maximum energy efficiency of the panels. In particular, the determination of the distance involves at least the determination of a minimum inclination angle of the panels to be attributed to the period in which the angle of incidence of the sun's rays is minimum, and the determination of a maximum inclination angle of the panels in order to avoid shading phenomena between one row of panels and the adjacent one.

Questo metodo prevede pertanto di trascurare la condizione di ortogonalità almeno per un determinato periodo a cavallo del solstizio d'inverno, ovvero quando l'angolo di incidenza dei raggi solari è prossimo al suo valore minimo. Infatti, per evitare ombreggiamenti fra una fila di pannelli e quella adiacente, e volendo mantenere tutto l'anno la condizione di ortogonalità, come avviene solitamente nella tecnica nota, è necessario tenere le file di pannelli solari molto distanziate fra loro con conseguente notevole riduzione della superficie utile dei pannelli, in rapporto allo spazio di installazione utilizzabile. This method therefore provides for neglecting the condition of orthogonality at least for a certain period between the winter solstice, or when the angle of incidence of the sun's rays is close to its minimum value. In fact, in order to avoid shading between one row of panels and the adjacent one, and wanting to maintain the condition of orthogonality all year round, as usually happens in the known art, it is necessary to keep the rows of solar panels very spaced apart with a consequent considerable reduction of the useful surface of the panels, in relation to the usable installation space.

Secondo un altro aspetto, il metodo comprende anche la determinazione di una legge di movimentazione dei pannelli, la quale prevede che, nel periodo in cui i raggi solari passano dalla loro condizione di angolo di incidenza minimo ad un angolo di incidenza massimo — ovvero da inverno verso l'estate - e viceversa — ovvero da estate verso l'inverno - le schiere di pannelli vengono fatte ruotare in un primo verso per passare gradualmente dalla condizione di angolo di inclinazione minimo alla condizione di angolo di inclinazione massimo, ed in un secondo verso di rotazione per passare gradualmente dalla condizione di angolo di inclinazione massimo a quella di angolo di inclinazione minimo. According to another aspect, the method also includes the determination of a law of movement of the panels, which provides that, in the period in which the solar rays pass from their condition of minimum angle of incidence to a maximum angle of incidence - that is from winter towards summer - and vice versa - or from summer towards winter - the rows of panels are rotated in a first direction to gradually pass from the condition of minimum inclination angle to the condition of maximum inclination angle, and in a second direction of rotation to gradually pass from the condition of maximum inclination angle to that of minimum inclination angle.

Secondo una forma esecutiva vantaggiosa, nel periodo in cui i raggi solari passano dalla loro condizione di angolo di incidenza minimo a quello massimo, i pannelli vengono ruotati nel primo verso di rotazione, dal loro angolo di inclinazione minimo al loro angolo di inclinazione massimo, in modo da evitare fenomeni di ombreggiatura fra una fila di pannelli e quella adiacente, e nel secondo verso di rotazione, per passare dall'angolo di inclinazione massimo all'angolo di inclinazione minimo, al fine di mantenere una condizione di perpendicolarità fra i raggi solari e i pannelli. According to an advantageous embodiment, in the period in which the solar rays pass from their condition of minimum to maximum angle of incidence, the panels are rotated in the first direction of rotation, from their minimum angle of inclination to their maximum angle of inclination, in in order to avoid shading phenomena between one row of panels and the adjacent one, and in the second direction of rotation, to pass from the maximum inclination angle to the minimum inclination angle, in order to maintain a condition of perpendicularity between the sun's rays and the panels.

Inoltre, secondo un'ulteriore forma esecutiva, nel periodo in cui i raggi solari passano dalla loro condizione di angolo di incidenza massimo a quello minimo, i pannelli vengono ruotati nel primo verso di rotazione, dal loro angolo di inclinazione minimo verso il loro angolo di inclinazione massimo, per mantenere una condizione di perpendicolarità fra i raggi solari e i pannelli, ed nel secondo verso di rotazione, per passare dall'angolo di inclinazione massimo all'angolo di inclinazione minimo, al fine di evitare fenomeni di ombreggiatura fra una fila di pannelli e quella adiacente. Pertanto, in entrambe le forme esecutive suddette quando si ruotano i pannelli per evitare i fenomeni di ombreggiatura si ha una perdita di efficienza dei pannelli, in quanto non viene rispettata 1'ortogonalità degli stessi. Questa perdita di efficienza è a vantaggio della densità di pannelli nella zona di installazione. Inoltre, durante questo periodo di condizione di non ortogonalità, l'angolo di incidenza dei raggi solari è molto basso e pertanto anche la loro resa è limitata rispetto ai periodi di massimo soleggiamento. Furthermore, according to a further embodiment, in the period in which the solar rays pass from their condition of maximum to minimum angle of incidence, the panels are rotated in the first direction of rotation, from their minimum angle of inclination towards their angle of maximum inclination, to maintain a condition of perpendicularity between the solar rays and the panels, and in the second direction of rotation, to pass from the maximum inclination angle to the minimum inclination angle, in order to avoid shading phenomena between a row of panels and the adjacent one. Therefore, in both of the aforementioned embodiments, when the panels are rotated to avoid shading phenomena, there is a loss of efficiency of the panels, since the orthogonality of the panels is not respected. This loss of efficiency is to the advantage of the density of panels in the installation area. Furthermore, during this period of non-orthogonal condition, the angle of incidence of the sun's rays is very low and therefore their yield is also limited compared to the periods of maximum sunshine.

Con questo metodo di orientazione la Richiedente ha valutato che è possibile ottenere da circa 10% a circa il 20% di superficie pannellabile in più rispetto alle applicazione delle tecniche note. With this orientation method the Applicant has estimated that it is possible to obtain from about 10% to about 20% more panelable surface with respect to the application of the known techniques.

Inoltre, da simulazioni effettuate, per un angolo di latitudine di circa 45°, il presente trovato permette un guadagno sul rendimento di ogni singolo pannello, in termini di efficienza che è paragonabile a circa il 20% -24% in più rispetto ad un impianto con pannelli disposti secondo un angolo fisso mediamente scelto di circa 30°. Inoltre, la combinazione tra il maggior rendimento dovuto all'inseguimento solare e la maggiore densità di superficie pennellata porta ad un'efficienza complessiva per unità di superficie più alta del 20-30% rispetto agli impianti noti con le caratteristiche comunemente adottate. Secondo un ulteriore aspetto, la distanza è funzione almeno dell'angolo di inclinazione minimo dei pannelli, dell'angolo di incidenza minimo dei raggi solari con l'orizzonte, e di parametri geometrici dei pannelli, quali ad esempio la lunghezza. Furthermore, from simulations carried out, for a latitude angle of about 45 °, the present invention allows a gain on the performance of each single panel, in terms of efficiency which is comparable to about 20% -24% more than a plant. with panels arranged according to a fixed angle chosen on average of about 30 °. Furthermore, the combination of the higher yield due to solar tracking and the higher density of brushstroke surface leads to an overall efficiency per unit of surface area that is 20-30% higher than known systems with the commonly adopted characteristics. According to a further aspect, the distance is at least a function of the minimum inclination angle of the panels, of the minimum angle of incidence of the sun's rays with the horizon, and of geometric parameters of the panels, such as for example the length.

In forme esecutive, e nel caso in cui le schiere di pannelli siano inclinabili attorno ad un loro comune asse di rotazione, è possibile stimare la suddetta distanza fra i pannelli con la relazione: In executive embodiments, and in the case in which the rows of panels are inclinable around their common axis of rotation, it is possible to estimate the aforementioned distance between the panels with the relationship:

D = L-cos^min) L<■>sen(βπιϊη)·cotan(amin) D = L-cos ^ min) L <■> sin (βπιϊη) cotan (amin)

In cui: In which:

D: distanza fra i pannelli; D: distance between the panels;

L: Lunghezza di un pannello; L: Length of a panel;

βπιίη: Angolo di inclinazione minimo dei pannelli; amin: Angolo di incidenza minimo dei raggi solari. βπιίη: Minimum inclination angle of the panels; amin: Minimum angle of incidence of the sun's rays.

Risulta vantaggioso prevedere, in altre forme realizzative ancora, che l'angolo di inclinazione minimo sia sostanzialmente il complementare dell'angolo di incidenza massimo dei raggi solari, ovvero βπιίη = 90 -amax, in questo modo è possibile ottenere un buon compromesso per la densità di disposizione dei pannelli cercando comunque di massimizzare anche la loro efficienza anche nel caso in cui non sia soddisfatta la condizione di ortogonalità. It is advantageous to provide, in still other embodiments, that the minimum angle of inclination is substantially the complementary of the maximum angle of incidence of the sun's rays, i.e. βπιίη = 90 -amax, in this way it is possible to obtain a good compromise for the density of arrangement of the panels, however, trying to maximize their efficiency even if the condition of orthogonality is not satisfied.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI ILLUSTRATION OF DRAWINGS

Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di una forma preferenziale di realizzazione, fornita a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui: These and other characteristics of the present invention will become clear from the following description of a preferential embodiment, provided by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings in which:

- la fig. 1 è una rappresentazione schematica del posizionamento reciproco fra Sole e Terra al solstizio d'inverno, in cui l'angolo di incidenza dei raggi solari è minimo con la Terra; - fig. 1 is a schematic representation of the reciprocal positioning between the Sun and the Earth at the winter solstice, in which the angle of incidence of the sun's rays is minimal with the Earth;

la fig. 2 è una rappresentazione schematica del posizionamento reciproco fra Sole e Terra al solstizio d'estate, in cui l'angolo di incidenza dei raggi solari massimo con la Terra; fig. 2 is a schematic representation of the reciprocal positioning between the Sun and the Earth at the summer solstice, in which the angle of incidence of the maximum solar rays with the Earth;

la fig. 3 è una rappresentazione schematica del posizionamento dei pannelli solari al solstizio d'estate; fig. 3 is a schematic representation of the positioning of the solar panels at the summer solstice;

la fig. 4 è una rappresentazione schematica del posizionamento dei pannelli solari al solstizio d'inverno; fig. 4 is a schematic representation of the positioning of the solar panels at the winter solstice;

la fig. 5 è una rappresentazione schematica di un impianto secondo il presente trovato; fig. 5 is a schematic representation of a plant according to the present invention;

la fig. 6 è una rappresentazione schematica dell'andamento degli angoli di incidenza a dei raggi solari e dell'angolo di inclinazione β dei pannelli, in cui frecce rivolte verso l'alto indicano un andamento crescente e frecce rivolte verso il basso indicano un andamento decrescente. fig. 6 is a schematic representation of the trend of the incidence angles a of the solar rays and of the inclination angle β of the panels, in which arrows pointing upwards indicate an increasing trend and arrows pointing downwards indicate a decreasing trend.

Per facilitare la comprensione, numeri di riferimento identici sono stati utilizzati, ove possibile, per identificare elementi comuni identici nelle figure. Va inteso che elementi e caratteristiche di una forma di realizzazione possono essere convenientemente incorporati in altre forme di realizzazione senza ulteriori precisazioni. To facilitate understanding, identical reference numbers have been used wherever possible to identify identical common elements in the figures. It should be understood that elements and features of one embodiment can be conveniently incorporated into other embodiments without further specification.

DESCRIZIONE DI UNA FORMA PREFERENZIALE DI REALIZZAZIONE Un metodo per la determinazione della disposizione e dell'inclinazione di un impianto 10 a pannelli solari 11, sia di tipo fotovoltaico, sia di tipo combinato fotovoltaico recupero termico, prevede una valutazione del posizionamento reciproco fra i pannelli 11 nel luogo di installazione e la determinazione di una legge di movimentazione dei suddetti pannelli 11 per variare l'inclinazione degli stessi rispetto all'orizzonte e massimizzare il loro assorbimento energetico, ottimizzando allo stesso tempo anche la densità di pannelli del luogo di installazione. DESCRIPTION OF A PREFERENTIAL FORM OF CONSTRUCTION A method for determining the arrangement and inclination of a solar panel system 10, both of the photovoltaic type and of the combined photovoltaic thermal recovery type, provides for an evaluation of the reciprocal positioning between the panels 11 in the place of installation and the determination of a law of movement of the aforementioned panels 11 to vary the inclination of the same with respect to the horizon and maximize their energy absorption, while also optimizing the density of panels in the place of installation.

In particolare, i pannelli 11 (fig. 5) vengono disposti su superfici ampi spazi scoperti quali ad esempio terreni, o coperture di edifici, secondo file, o schiere, parallele e distanziate fra loro di una determinata distanza D. Detti pannelli 11 vengono movimentati per variare il loro angolo di inclinazione β rispetto all'orizzonte, in funzione dell'angolo di incidenza a con cui i raggi solari incidono sulla Terra. In particular, the panels 11 (fig. 5) are arranged on large open spaces such as land, or roofs of buildings, in second rows, or rows, parallel and spaced apart by a certain distance D. Said panels 11 are moved to vary their angle of inclination β with respect to the horizon, as a function of the angle of incidence a with which the sun's rays strike the Earth.

Il metodo prevede una prima fase in cui, in funzione della posizione terrestre della zona di installazione, viene determinato un angolo di incidenza massimo amax (figg. 1-4), ed un angolo di incidenza minimo amin, che i raggi solari assumono rispetto all'orizzonte durante i periodi dell'anno, nella zona di installazione dell'impianto. The method involves a first phase in which, depending on the terrestrial position of the installation area, a maximum angle of incidence amax is determined (figs. 1-4), and a minimum angle of incidence amin, which the sun's rays assume with respect to the horizon during the periods of the year, in the installation area of the system.

È noto che l'angolo di incidenza massimo amax si verifica in corrispondenza del solstizio d'estate mentre l'angolo di incidenza minimo amin si verifica in corrispondenza del solstizio d'inverno. It is known that the maximum angle of incidence amax occurs at the summer solstice while the minimum angle of incidence amin occurs at the winter solstice.

Tali valori dell'angolo di incidenza massimo amax, e minimo amin (figg. 1 e 2) sono funzione a loro volta dell'angolo di eclittica δ, ovvero dell'angolo formato fra l'asse della Terra e l'eclittica, e dell'angolo di latitudine γ al quale viene installato l'impianto 10. È noto che l'angolo di eclittica è pari a circa 23°27'. These values of the maximum angle of incidence amax, and minimum amin (figs. 1 and 2) are in turn a function of the ecliptic angle δ, that is the angle formed between the axis of the Earth and the ecliptic, and of the 'latitude angle γ at which implant 10 is installed. It is known that the ecliptic angle is approximately 23 ° 27'.

Da semplici relazioni geometriche fra la posizione del Sole "S" e della Terra "T" rappresentate in fig. 1 — con riferimento a solstizio d'inverno — e fig. 2 — con riferimento al solstizio d'estate - è pertanto possibile determinare: From simple geometric relationships between the position of the Sun "S" and the Earth "T" represented in fig. 1 - with reference to the winter solstice - and fig. 2 - with reference to the summer solstice - it is therefore possible to determine:

amax = 90 - γ δ amax = 90 - γ δ

amin = 90 - y - δ amin = 90 - y - δ

È poi previsto di fissare un angolo di inclinazione minimo βπιϊη dei pannelli che è sostanzialmente il complementare dell'angolo di incidenza massimo amax, ovvero: It is then envisaged to fix a minimum inclination angle βπιϊη of the panels which is substantially the complementary of the maximum angle of incidence amax, that is:

βπύη = 90 - amax βπύη = 90 - amax

Nel periodo prossimo al solstizio d'inverno ovvero quando i raggi solari hanno un angolo di incidenza prossimo ad amin, sì verifica la condizione di massimo effetto di ombreggia nelle file sottoluce. In the period close to the winter solstice or when the sun's rays have an angle of incidence close to amin, the condition of maximum shading effect occurs in the rows under the light.

A fine di ottimizzare lo spazio fra una schiera e la successiva e di limitare l'effetto di ombreggiatura fra i pannelli, al giorno del solstizio d'inverno si assegna ai pannelli il suddetto angolo di inclinazione minimo βιηίη (figg . 4 e 5). In order to optimize the space between one row and the next and to limit the shading effect between the panels, the aforementioned minimum inclination angle βιηίη is assigned to the panels on the day of the winter solstice (figs. 4 and 5).

Con questa assunzione è possibile determinare (fig. 5), mediante relazioni trigonometriche note, la distanza minima da mantenere fra le file di schiere di pannelli: With this assumption it is possible to determine (fig. 5), by means of known trigonometric relationships, the minimum distance to be maintained between the rows of rows of panels:

D = L-cos^min) L·sen(βπιϊη)<■>cotan(amin) D = L-cos ^ min) L sen (βπιϊη) <■> cotan (amin)

In cui L è la lunghezza di ciascun pannello. Where L is the length of each panel.

Dalla condizione di angolo di inclinazione minimo βπιίη impostata per il giorno del solstizio d'inverno, (figg. 4 e 6) i pannelli vengono ruotati secondo un angolo β crescente, sì da farli risalire al passo di variazione dell'angolo di incidenza dei raggi solari. From the condition of minimum inclination angle βπιίη set for the day of the winter solstice, (figs. 4 and 6) the panels are rotated according to an increasing angle β, so as to make them go back to the step of variation of the angle of incidence of the rays solar.

Nel momento in cui si ristabilisce una condizione di perpendicolarità fra i raggi solari ed i pannelli solari, questi ultimi hanno raggiunto un loro angolo di massima inclinazione βπΐ3χ. Da questo momento in avanti i pannelli invertono il loro verso di rotazione per soddisfare la condizione di perpendicolarità fra i raggi solari ed i pannelli. When a condition of perpendicularity is re-established between the solar rays and the solar panels, the latter have reached their maximum inclination angle βπΐ3χ. From this moment on, the panels reverse their direction of rotation to satisfy the condition of perpendicularity between the solar rays and the panels.

Tale verso di rotazione dei pannelli viene mantenuto fino al solstizio d'estate, ovvero giorno in cui i raggi solari hanno l'angolo di incidenza massimo amax (figg. 3 e 6), ed i pannelli solari raggiungono l'angolo di inclinazione minimo βπύη. This direction of rotation of the panels is maintained until the summer solstice, that is the day in which the solar rays have the maximum angle of incidence amax (figs. 3 and 6), and the solar panels reach the minimum angle of inclination βπύη .

Successivamente a tale giornata il verso di rotazione dei pannelli viene invertito nuovamente dato che anche i raggi solari invertono il loro senso di rotazione perdendo di incidenza a, per mantenersi in ogni istante perpendicolari alla radiazione solare. After this day, the direction of rotation of the panels is reversed again since the sun's rays also reverse their direction of rotation, losing their incidence a, to remain perpendicular to solar radiation at all times.

Quando i pannelli solari raggiungono nuovamente il loro angolo di inclinazione massimo βιηβχ, si verifica la condizione di massima ombreggiatura. When the solar panels again reach their maximum inclination angle βιηβχ, the condition of maximum shading occurs.

Da questo momento in poi se si continuasse ad aumentare l'angolo di inclinazione β, per soddisfare la condizione di perpendicolarità, l'effetto di ombreggiatura sarebbe troppo elevato e pertanto i pannelli 11 dovrebbero essere distanziati di molto fra loro, non ottenendo un buon sfruttamento della percentuale di superficie utilizzabile . From this moment on, if the inclination angle β were to continue to be increased, to satisfy the perpendicularity condition, the shading effect would be too high and therefore the panels 11 would have to be far apart from each other, not obtaining a good exploitation. the percentage of usable surface.

Pertanto, da questo momento in poi si inverte di nuovo il verso di rotazione dei pannelli non rispettando più la condizione di perpendicolarità fra raggi solari e pannelli. In questo modo si evita l'ombreggiatura tra file di schiere di pannelli adiacenti. Therefore, from this moment on, the direction of rotation of the panels is reversed again, no longer respecting the condition of perpendicularity between the solar rays and the panels. This prevents shading between rows of adjacent panel arrays.

Dalla conoscenza della distanza minima fra i pannelli è possibile determinare con relazioni trigonometriche (fig. From the knowledge of the minimum distance between the panels it is possible to determine with trigonometric relationships (fig.

5): 5):

βιπβχ = arccos(L/D) βιπβχ = arccos (L / D)

Da cui è possibile ricavare l'angolo di incidenza dei raggi solari nella condizione di angolo inclinazione massimo dei pannelli: From which it is possible to obtain the angle of incidence of the sun's rays in the condition of maximum inclination of the panels:

a(Pmax) = 90 - βιηβχ a (Pmax) = 90 - βιηβχ

Nel periodo che i raggi solari variano la loro inclinazione per spostarsi dal punto di minima inclinazione amin al punto di ripristino della perpendicolarità con i pannelli, i pannelli vengono comandati per sollevarsi di nuovo senza causare ombreggiatura alla fila di pannelli retrostanti. In the period that the sun's rays vary their inclination to move from the point of minimum inclination amin to the point of restoration of perpendicularity with the panels, the panels are commanded to rise again without causing shading to the row of panels behind.

Poiché i raggi solari, in un anno variano la loro inclinazione di un intervallo angolare determinabile con la relazione: Since the sun's rays vary in a year their inclination by an angular interval that can be determined with the relation:

Δα = [2·(amax - amin)]/365 = 0,258°/giorno Δα = [2 · (amax - amin)] / 365 = 0.258 ° / day

si può ricavare il tempo in cui non viene rispettata la condizione di perpendicolarità nella movimentazione dei pannelli, ovvero: it is possible to calculate the time in which the perpendicularity condition in the handling of the panels is not respected, that is:

T = [a(Pmax) - amin] / Δα T = [a (Pmax) - amin] / Δα

Che ricade a cavallo fra il solstizio d'inverno. Which falls between the winter solstice.

In questo modo si cerca di aumentare l'efficienza dell'impianto pur non rispettando la suddetta condizione di perpendicolarità corrispondente al massimo assorbimento . In this way we try to increase the efficiency of the system while not respecting the aforementioned perpendicularity condition corresponding to the maximum absorption.

È chiaro che al metodo per la determinazione della disposizione e dell'inclinazione di un impianto di pannelli solari fin qui descritto possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, senza per questo uscire dall'ambito del presente trovato. It is clear that modifications and / or additions of parts can be made to the method for determining the arrangement and inclination of a solar panel system described up to now, without departing from the scope of the present invention.

È anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad alcuni esempi specifici, una persona esperta del ramo potrà senz'altro realizzare molte altre forme equivalenti di metodo per la determinazione della disposizione e dell'inclinazione di un impianto di pannelli solari, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell'ambito di protezione da esse definito. It is also clear that, although the present invention has been described with reference to some specific examples, a person skilled in the art will certainly be able to implement many other equivalent forms of method for determining the arrangement and inclination of a solar panel system. , having the characteristics expressed in the claims and therefore all falling within the scope of protection defined by them.

Claims

CLAIMS 1. Method for determining the arrangement and inclination of a system (10) of solar panels (11) arranged in at least two rows spaced apart by a certain distance (D), characterized in that it provides for the determination of said distance (D) at least as a function of obtaining a maximum density of the panels (11) in the unit of installation space and of the maximum energy efficiency of the panels (11), in which the determination of the distance (D) provides at least the determination of a minimum inclination angle (βπιίη) of said panels to be attributed to the period in which said angle of incidence is minimum (amin), and the determination of a maximum inclination angle (βιηθχ) of said panels in order to avoid shading phenomena between one row of panels (11) and the adjacent one.

2. Method as in claim 1, characterized by the fact that it also includes the determination of a law of movement of said panels (11) which provides that in the period in which the solar rays pass from their condition of minimum angle of incidence (amin) at a maximum angle of incidence (amax), and vice versa, said arrays of panels (11) are rotated in a first direction to gradually pass from said condition of minimum angle of inclination (βιηίη) to said maximum angle of inclination (βιχιβχ) , and in a second direction of rotation to gradually pass from said maximum angle of inclination (βιτιβχ) to said minimum angle of inclination (βπύη).

3. Method as in claim 2, characterized in that in the period in which the solar rays pass from their condition of minimum angle of incidence (amin) to maximum (amax), said panels (11) are rotated in said first direction of rotation, from their minimum angle of inclination (βπύη) to their maximum angle of inclination (βιηβχ), in order to avoid shading phenomena between one row of panels and the adjacent one, and in said second direction of rotation, to pass from said angle of maximum inclination (βπΐθχ) at said minimum inclination angle (βπιίη), in order to maintain a condition of perpendicularity between said solar rays and said panels.

4. Method as in claim 2 or 3, characterized in that in the period in which the solar rays pass from their condition of maximum angle of incidence (amax) to minimum (amin), said panels (11) are rotated in said first direction of rotation, from their minimum angle of inclination (βπιίη) to their maximum angle of inclination (βπΐθχ), to maintain a condition of perpendicularity between said solar rays and said panels, and in said second direction of rotation, to pass from said angle of maximum inclination (Pmax) at said minimum inclination angle (βπύη), in order to avoid shading phenomena between one row of panels (11) and the adjacent one.

5. Method as in any one of the preceding claims, characterized in that said distance (D) is a function of at least said minimum angle of inclination (βιηίη), said minimum angle of incidence (amin) and geometric parameters of said panels ( 11) such as length (L).

6. Method as in claim 5, characterized by the fact that said distance (D), in the case in which said arrays of panels are inclinable around their common axis of rotation, is given by the relation: D = L cos (βπύη) L sen (βιηχη) cotan (amin).

7. Method as in any one of the preceding claims, characterized in that said minimum angle of inclination (βπύ, η) is substantially the complement of the maximum angle of incidence (amax) of said solar rays, that is βιηίη = 90 - amax.

8. Method as in claim 7, characterized in that said maximum angle of inclination (βπ ^ χ) can be determined from the relation: βπιβχ = arccos (L / D).