ITVA20090005U1

ITVA20090005U1 - "WIND / PHOTOVOLTAIC" MINI COGENERATOR WITH VERTICAL ROTOR FOR THE PRODUCTION OF ELECTRICITY.

Info

Publication number: ITVA20090005U1
Authority: IT
Inventors: Gabriele Biucchi; Sergio Biucchi; Marco Mantovani; Stefano Mombelli
Original assignee: Gabriele Biucchi; Sergio Biucchi; Marco Mantovani; Stefano Mombelli
Priority date: 2009-02-09
Filing date: 2009-02-09
Publication date: 2010-08-10

Description

MINI COGENERATORE “EOLICO & FOTOVOLTAICO” "WIND & PHOTOVOLTAIC" MINI COGENERATOR

CON ROTORE VERTICALE WITH VERTICAL ROTOR

PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA. FOR THE PRODUCTION OF ELECTRICITY.

RIASSUNTO SUMMARY

Il presente trovato concerne in un mini cogeneratore di energia eolica e fotovoltaica per la produzione di energia elettrica, con rotore ad asse verticale Savonius, e/o con rotore BIMA descritto dal brevetto depositato dagli inventori Biucchi Sergio e Mantovani Marco in Italia con il n. VA2007000075 in data 08-10-2007 o altro rotore elicoidale ad asse verticale. Il tutto concepito per poter fornire energia elettrica alle case, baite ecc... delle zone rulari e/o montane, ove non esiste la rete di distribuzione, programmato nei costi per poter diventare un prodotto economico per ogni singola famiglia. The present invention relates to a mini cogenerator of wind and photovoltaic energy for the production of electricity, with Savonius vertical axis rotor, and / or with BIMA rotor described in the patent filed by the inventors Sergio Biucchi and Mantovani Marco in Italy with no. VA2007000075 dated 08-10-2007 or other helical rotor with vertical axis. All conceived to be able to supply electricity to houses, cabins etc ... of the rulari and / or mountain areas, where there is no distribution network, programmed in costs to become an economic product for each single family.

DESCRIZIONE UN PO’ DI STORIA (energia dal vento) DESCRIPTION A LITTLE HISTORY (wind energy)

L'uomo usa la forza del vento da migliaia di anni. Basti pensare alla vela che fin dall'antico Egitto muove le imbarcazioni, ha consentito commerci altrimenti impossibili e le scoperte di grandi continenti. Ma la forza del vento fu anche la principale fonte energetica per realizzare le macine del grano o delle olive (mulini a vento) oppure per pompare acqua dai pozzi. L'energia cinetica del vento (movimento) veniva trasformata in energia meccanica. Paradossalmente oggi l'energia eolica è definita un'energia alternativa, ma in un contesto storico ha accompagnato la vita dell'uomo molto più a lungo rispetto al petrolio o al carbone. Nel novecento dall'energia meccanica prodotta dalla forza eolica si è giunti alla generazione di energia elettrica. Man has been using the force of the wind for thousands of years. Just think of the sail that has moved boats since ancient Egypt, has allowed otherwise impossible trades and the discoveries of great continents. But the force of the wind was also the main energy source to make the millstones for wheat or olives (windmills) or to pump water from wells. The kinetic energy of the wind (movement) was transformed into mechanical energy. Paradoxically, today wind energy is defined as an alternative energy, but in a historical context it has accompanied man's life much longer than oil or coal. In the twentieth century the mechanical energy produced by the wind force led to the generation of electricity.

(energia dal sole) (energy from the sun)

Il sole ha una temperatura in superficie di 6.000 gradi centigradi e di 16 milioni di gradi centigradi al suo interno. Da cinque miliardi di anni l'irraggiamento solare determina l'equilibrio dell'ecosistema della terra (fa crescere le piante attraverso la fotosintesi ovvero la trasformazione in energia chimica , determina il ciclo dell'acqua che ci fornisce l'energia idraulica, crea le correnti marine ed atmosferiche). Il sole fornisce luce e calore: oggigiorno, dalla luce ricaviamo energia elettrica attraverso celle fotovoltaiche, mentre dal calore ricaviamo energia termica attraverso collettori solari. La potenza del sole sulla superficie terrestre è di circa 1.000 watt al metro quadro. L'energia massima fornita in un giorno è circa 5 kWh: essa dipende fortemente dalla latitudine del sito, dalla stagione, dall'ora del giorno e dalla trasparenza dell'atmosfera. Un impianto fotovoltaico è un impianto elettrico che sfrutta l'energia solare per produrre energia elettrica mediante effetto fotovoltaico tramite pannelli solari i quali convertono la luce solare in energia elettrica. Questi pannelli sfruttano l'effetto fotoelettrico e hanno un’efficienza di conversione che arriva fino al 32,5% nelle celle da laboratorio, non avendo parti mobili o altro necessitano di pochissima manutenzione. The sun has a surface temperature of 6,000 degrees centigrade and 16 million degrees centigrade inside. For five billion years, solar radiation has determined the balance of the earth's ecosystem (it makes plants grow through photosynthesis or transformation into chemical energy, determines the water cycle that supplies us with hydraulic energy, creates currents marine and atmospheric). The sun provides light and heat: nowadays, we get electricity from light through photovoltaic cells, while from heat we get thermal energy through solar collectors. The power of the sun on the earth's surface is about 1,000 watts per square meter. The maximum energy supplied in a day is about 5 kWh: it strongly depends on the latitude of the site, the season, the time of day and the transparency of the atmosphere. A photovoltaic system is an electrical system that uses solar energy to produce electricity through the photovoltaic effect through solar panels which convert sunlight into electricity. These panels take advantage of the photoelectric effect and have a conversion efficiency of up to 32.5% in laboratory cells, as they have no moving parts or else require very little maintenance.

La durata operativa stimata dei pannelli fotovoltaici è di circa 20/25 anni. The estimated operational life of the photovoltaic panels is about 20/25 years.

(PriorArt) (PriorArt)

I sistemi di cogenerazione eolica e fotovoltatica esistenti, descritti per esempio nei brevetti depositati con i n. W02007039791 20070412 e PCT/IB2008/001428, sono efficienti per grandi dimensioni (per un'altezza complessiva maggiore o uguale a 6m). Per piccole dimensioni, gli statori creano interferenze che non aumentano di molto l'efficienza della macchina. Il relativo costo di materia prima e di montaggio non sono quindi giustificati da un aumento della resa. The existing wind and photovoltaic cogeneration systems, described for example in the patents filed with n. W02007039791 20070412 and PCT / IB2008 / 001428, are efficient for large dimensions (for an overall height greater than or equal to 6m). For small sizes, stators create interference that does not greatly increase the efficiency of the machine. The relative cost of raw material and assembly are therefore not justified by an increase in yield.

(Forma di realizzazione preferita dell'invenzione) (Preferred embodiment of the invention)

Scopo della presente invenzione è quello di fornire un generatore di energia elettrica eolico ad asse verticale con cogenerazione fotovoltaica atto a risolvere i suddetti problemi. E' oggetto della presente invenzione un sistema di generazione eolica di energia elettrica conformemente alla rivendicazione 1. Le rivendicazioni dipendenti descrivono realizzazioni preferite dell'invenzione, formando parte integrante della presente descrizione. The object of the present invention is to provide a vertical axis wind electric power generator with photovoltaic cogeneration suitable for solving the above problems. The object of the present invention is a wind power generation system according to claim 1. The dependent claims describe preferred embodiments of the invention, forming an integral part of the present description.

DESCRIZIONE DELLE TAVOLE E DEI DISEGNI DESCRIPTION OF THE TABLES AND DRAWINGS

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, di sistema di cogenerazione eolica e fotovoltaica, illustrato a titolo esemplificativo e non limitativo, con l'ausilio delle unite tavole di disegno in cui: Nella Tav. 1/10 con la Fig. A si rappresenta: Further characteristics and advantages of the invention will become more evident in the light of the description of a preferred, but not exclusive, embodiment of a wind and photovoltaic cogeneration system, illustrated by way of non-limiting example, with the aid of the accompanying drawing tables in which: In Table 1/10 with Fig. A we represent:

Nell'insieme lo schema del dispositivo di mini cogenerazione eolica e fotovoltaica con rotore verticale per la produzione di energia elettrica. In (vista frontale) le misure costruttive per la produzione del dispositivo di mini cogenerazione eolica e fotovoltaica. Nella Tav. 2/10 con la Fig. B si rappresenta: Overall, the scheme of the mini wind and photovoltaic cogeneration device with vertical rotor for the production of electricity. In (front view) the construction measures for the production of the mini wind and photovoltaic cogeneration device. In Table 2/10 with Fig. B we represent:

Lo schema del dispositivo di mini cogenerazione eolica e fotovoltaica con rotoreverticale per la produzione di energia elettrica. In (vista laterale) le misure costruttive per la produzione del dispositivo di mini cogenerazione eolica e fotovoltaica. The scheme of the wind and photovoltaic mini cogeneration device with vertical rotor for the production of electricity. In (side view) the construction measures for the production of the mini wind and photovoltaic cogeneration device.

Nella Tav. 3/10 con la Fig. C si rappresenta: In Table 3/10 with Fig. C we represent:

In (PIANTA) il dispositivo di mini cogenerazione eolica e fotovoltaica. In (PLANT) the mini wind and photovoltaic cogeneration device.

Nella Tav. 3/10 con la Fig. D si rappresenta: In Table 3/10 with Fig. D we represent:

Un rotore ad asse verticale Savonius. A Savonius vertical axis rotor.

Nella Tav. 4/10 nella Fig. E si rappresenta: In Table 4/10 in Fig. E we represent:

L'insieme del dispositivo di mini cogenerazione eolica e fotovoltaica. The set of the mini wind and photovoltaic cogeneration device.

1- Pannelli fotovoltaici. 1- Photovoltaic panels.

2- Meccanica di supporto per l'installazione dei pannelli fotovoltaici. 2- Support mechanics for the installation of photovoltaic panels.

3- Rotore ad asse verticale Savonius. 3- Savonius vertical axis rotor.

4- Armadio IP 55 per impianto elettronico (tropicalizzato) di cogenerazione eolica e fotovoltaica per la produzione di energia elettrica. 4- IP 55 cabinet for electronic (tropicalized) wind and photovoltaic cogeneration system for the production of electricity.

5- Meccanica di base per l'assemblaggio di mini cogenerazione eolica e fotovoltaica. 5- Basic mechanics for the assembly of mini wind and photovoltaic cogeneration.

6- Meccanica di base per il rotore verticale, predisposta per moltiplicatore di giri e/o per fissare il generatore direttamente all asse del rotore. 6- Basic mechanics for the vertical rotor, designed for a speed multiplier and / or to fix the generator directly to the rotor axis.

7- Generatore. 7- Generator.

8- Armadio contenitore IP 55 per batterie. 8- IP 55 container cabinet for batteries.

9- Meccanica (colonna) di sostegno per l'assemblaggio del dispositivo di minicogenerazione eolica e fotovoltaica. 9- Support mechanics (column) for the assembly of the wind and photovoltaic mini-generation device.

Nella Tav. 4/10 nella Fig. F si rappresenta: In Table 4/10 in Fig. F we represent:

L’insieme del dispositivo di mini cogenerazione eolica e fotovoltaica. The whole of the mini wind and photovoltaic cogeneration device.

I- Pannelli fotovoltaici. I- Photovoltaic panels.

9- Meccanica (colonna) di sostegno per l’assemblaggio del dispositivo di mini cogenerazione eolica e fotovoltaica. 9- Support mechanics (column) for the assembly of the mini wind and photovoltaic cogeneration device.

10- Rotore verticale BIMA. 10- BIMA vertical rotor.

I I- Meccanica (staffa) di fissaggio al piano di appoggio. I I- Mechanics (bracket) for fixing to the support surface.

Nella Tav. 5/10 nella Fig. G si rappresenta: In Table 5/10 in Fig. G we represent:

L’insieme del Rotore verticale denominato BIMA descritto dal brevetto depositato dagli stessi inventori in Italia con il n° VA2007000075 in data 08-10-2007. The set of the vertical rotor called BIMA described by the patent filed by the same inventors in Italy with the number VA2007000075 on 08-10-2007.

7- Generatore. 7- Generator.

9- Asse superiore del Rotore verticale BIMA. 9- Upper axis of the BIMA vertical rotor.

10- Piatto superiore di contenimento del Rotore verticale BIMA. 10- Upper containment plate of the BIMA vertical rotor.

11- Piatto inferiore di contenimento del Rotore verticale BIMA. 11- Lower containment plate of the BIMA vertical rotor.

12- Moltiplicatore di giri. 12- Multiplier of revolutions.

13- Pale del Rotore verticale BIMA predisposte per avere un maggior rendimento dalla forza del vento. 13- BIMA vertical rotor blades designed to have a greater efficiency from the force of the wind.

Nella Tav. 6/10 nella Fig. H si rappresenta: In Table 6/10 in Fig. H we represent:

Meccanica d’insieme del moltiplicatore di giri. Overall mechanics of the speed multiplier.

7- Generatore. 7- Generator.

15- Moltiplicatore di giri. 15- Multiplier of revolutions.

17- Cinghia di trasmissione. 17- Drive belt.

Nella Tav. 6/10 nella Fig. I si rappresenta: In Table 6/10, Fig. I shows:

7- Generatore. 7- Generator.

15- Moltiplicatore di giri. 15- Multiplier of revolutions.

17- Cinghia di trasmissione. 17- Drive belt.

18- Meccanica di sostegno. 18- Support mechanics.

Nella Tav. 7/10 con la Fig. L si rappresenta: In Table 7/10 with Fig. L we represent:

Nell’insieme la struttura (centrale) del dispositivo di cogenerazione eolica ee fotovoltaica per la produzione di energia elettrica predisposta per il Rotore verticale denominato BIMA descritto dal brevetto depositato dagli stessi inventori in Italia con il n° VA2007000075 in data 08-10-2007, concepita per essere prodotta con materiali compositi, plastici, resine, con anime a nido d’ape, schiume, alluminio, ecc... Overall, the (central) structure of the wind and photovoltaic cogeneration device for the production of electricity prepared for the vertical rotor called BIMA described by the patent filed by the same inventors in Italy with the n ° VA2007000075 on 08-10-2007, designed to be produced with composite materials, plastics, resins, with honeycomb cores, foams, aluminum, etc ...

19- Foro di passaggio per la parte superiore. 19- Passage hole for the upper part.

20- Foro di passaggio per la parte inferiore. 20- Passage hole for the lower part.

21- Piano superiore, prodotto con n°4 stampi, predisposto per l'assemblaggio dell’insieme della struttura del dispositivo di cogenerazione eolica e fotovoltaica con statori. 21- Upper floor, produced with 4 molds, prepared for the assembly of the whole structure of the wind and photovoltaic cogeneration device with stators.

22- Statori, prodotti con stampi, predisposto per la struttura del dispositivi di cogenerazione eolica e fotovoltaica. 22- Stators, produced with molds, prepared for the structure of the wind and photovoltaic cogeneration devices.

23- Piano inferiore, prodotto con n°4 stampi, predisposto per l’assemblaggio dell'insieme della struttura del dispositivo di cogenerazione eolica e fotovoltaica con statori. 23- Lower floor, produced with 4 molds, prepared for the assembly of the whole structure of the wind and photovoltaic cogeneration device with stators.

24- Canali per l’inserimento della struttura meccanica di supporto per i pannelli fotovoltaici. 24- Channels for the insertion of the mechanical support structure for the photovoltaic panels.

Nella Tav. 8/10 con la Fig. M si rappresenta: In Table 8/10 with Fig. M we represent:

25- Sezioni di cerchio (superiore e inferiore) predisposti con incasso per l'inserimento degli statori. 25- Circular sections (upper and lower) prepared with recess for the insertion of the stators.

Nella Tav. 8/10 con la Fìg .N si rappresenta: In Table 8/10 with Fig. N we represent:

Nell'insieme la struttura (centrale) del dispositivo di cogenerazione eolica e fotovoltaica per la produzione di energia elettrica predisposta per il Rotore verticale denominato BIMA descritto dal brevetto depositato dagli stessi inventori in Italia con il n° VA2007000075 in data 08-10-2007, concepita per essere prodotta con materiali compositi, plastici, resine, con anime a nido d’ape, schiume, alluminio, ecc... Overall, the (central) structure of the wind and photovoltaic cogeneration device for the production of electricity prepared for the vertical rotor called BIMA described by the patent filed by the same inventors in Italy with the n ° VA2007000075 on 08-10-2007, designed to be produced with composite materials, plastics, resins, with honeycomb cores, foams, aluminum, etc ...

21- Piano superiore, prodotto con n°4 stampi, predisposto per l'assemblaggio dell’insieme della struttura del dispositivo di cogenerazione eolica e fotovoltaica con statori, tramite tubi passanti di collegamento fra parte superiore e inferiore. 21- Upper floor, produced with 4 molds, prepared for the assembly of the whole structure of the wind and photovoltaic cogeneration device with stators, through connecting pipes between the upper and lower part.

22- Statori, prodotti con stampi, predisposto per la struttura del dispositivo di cogenerazione eolica e fotovoltaica. 22- Stators, produced with molds, prepared for the structure of the wind and photovoltaic cogeneration device.

23- Piano inferiore, prodotto con n°4 stampi, predisposto per l'assemblaggio dell'insieme della struttura del dispositivo di cogenerazione eolica e fotovoltaica con statori, tramite tubi passanti di collegamento fra parte superiore e inferiore. 23- Lower floor, produced with 4 molds, prepared for the assembly of the whole structure of the wind and photovoltaic cogeneration device with stators, by means of passing pipes connecting the upper and lower part.

Nella Tav. 8/10 con la Fig. O si rappresenta: In Table 8/10 with Fig. O we represent:

21- Una sezione del cerchio (superiore) predisposta per l'inserimento di tubi Passanti di collegamento fra parte superiore e inferiore per l'assemblaggio degli statori. 21- A section of the rim (upper) prepared for the insertion of connecting tubes between the upper and lower part for the assembly of the stators.

26- Fori predisposti per l’assemblaggio tramite tubi passanti di collegamento fra parte superiore e inferiore. 26- Holes prepared for assembly using pass-through pipes connecting the upper and lower part.

Nella Tav. 8/10 con la Fig. P si rappresenta: In Table 8/10 with Fig. P we represent:

23- Una sezione del cerchio (inferiore) predisposta con incasso per l'inserimento della parte meccanica di base e l’assemblaggio degli statori tramite tubi passanti di collegamento fra parte superiore e inferiore. 23- A section of the rim (lower) prepared with recess for the insertion of the mechanical part of the base and the assembly of the stators through connecting tubes between the upper and lower part.

24- Canali per l'inserimento della struttura meccanica di supporto per la base. 24- Channels for inserting the mechanical support structure for the base.

26- Fori predisposti per l'assemblaggio tramite tubi passanti di collegamento fra parte superiore e inferiore. 26- Holes prepared for assembly by means of passing pipes for connection between the upper and lower part.

Nella Tav. 9/10 con la Fig. Q si rappresentano: In Table 9/10 with Fig. Q we represent:

11 a - 11 b - 11 c - 11 e - Meccanica (staffe) di fissaggio ai piani di appoggio. 11 a - 11 b - 11 c - 11 e - Mechanics (brackets) for fixing to the support surfaces.

14- Vista del settore inferiore di contenimento del Rotore verticale BIMA. 14- View of the lower containment sector of the BIMA vertical rotor.

28- Struttura meccanica per il posizionamento dei pannelli fotovoltaici sul Dispositivo di cogenerazione eolica e fotovoltaica. 28- Mechanical structure for positioning the photovoltaic panels on the wind and photovoltaic cogeneration device.

29- Attacco predisposto per il generatore. 29- Connection prepared for the generator.

Nella Tav. 10/10 con la Fig. R si rappresenta: In Table 10/10 with Fig. R we represent:

Nell'insieme, un esempio di schema elettrico per l'impianto di cogenerazione eolica e fotovoltaica ad uso off-grid con batterie di backup. Overall, an example of an electrical diagram for the wind and photovoltaic cogeneration plant for off-grid use with backup batteries.

Claims

CLAIMS Claim 1 The present invention is claimed which relates to a wind and photovoltaic mini co-generator system for the production of electricity with: A) Savonius vertical axis rotor and / or rotor called BIMA described by the patent filed by the same inventors in Italy with the n. VA2007000075 dated 08-10-2007 or other helical rotor with vertical axis. B) Structure suitable for having a superior support for photovoltaic panels. C) Structure without conveyors or stators, or with joints designed for simple and economical installation. All designed to be able to supply houses, cabins etc ... in the rulari and / or mountain areas of electricity, where there is no distribution network, taking into account costs and materials in order to become a self-manageable product. and economical for every single family. Claim 2 Found featuring: a Savonius vertical axis rotor, for use in the system of claim 1. Claim 3 Found characterized by: photovoltaic panels prepared for wind and photovoltaic cogeneration, for use in the system of claim 1. Claim 4 Found characterized by: an electrical panel for a wind and photovoltaic cogeneration electronic plant for the production of electrical energy, for use in the system of claim 1. Claim 5 Found characterized by: a speed multiplier, for use in the system of claim 1. Claim 6 Found characterized by: a generator, for use in the system of claim 1. Claim 7 Found characterized by: batteries, for use in the system of claim 1. Claim 8 Found characterized by: overall mechanics for the support for the assembly of the mini wind and photovoltaic cogeneration device, for use in the system of claim 1. Claim 9 Found characterized by: BIMA vertical rotor described by the patent filed by the same inventors in Italy with the n ° VA2007000075 on 08-10-2007, built in aluminum or with molds, prepared for mass production with different materials: composites and / or plastic, aluminum, etc. for use in the system of claim 1. Claim 10 Found characterized by: structure (power plant complete with rotor) prepared for the interlocking of the photovoltaic sector, of the stators and the base plane of the wind and photovoltaic cogeneration device for the production of electricity produced with composite materials, plastics, resins, with cores honeycomb, foams, aluminum, etc ..., for use in the system of claim 1. Claim 11 Found characterized by: Stators, built with molds, prepared for the mass production of the wind and photovoltaic cogeneration device with different materials: composite and / or plastic, aluminum, etc. for use in the system of claim 1. Claim 12 Found characterized by: structure (central unit complete with rotor) prepared for stators with passing tubes connecting the upper and lower part for the assembly of the photovoltaic structure and the base plane of the cogeneration device, produced with composite materials, plastics, resins, with honeycomb cores, foams, aluminum, etc ..., for use in the system of claim 1.