ITVI20110114A1 - Struttura componibile fotovoltaica di copertura a migliorato rendimento energetico - Google Patents

Description

Struttura componibile fotovoltaica di copertura a migliorato rendimento energetico

L'attuale invenzione concerne una struttura componibile fotovoltaica di copertura, quale di preferenza una serra per la cultura fluorovivaistica o l'allevamento di animali, a migliorato rendimento energetico.

Sono note ormai da alcuni anni strutture componibili di copertura e/o di protezione, quali serre di cultura, parcheggi, tettoie, pensiline, capannoni dedicati, destinati ad esempio all'allevamento di animali, e così via, sul cui tetto viene installata una pluralità di pannelli solari che formano un impianto fotovoltaico connesso alla rete elettrica e capace di generare elettricità dall'energia solare sfruttando quindi una delle fonti rinnovabili disponibili in natura.

A tal proposito, nell'ultimo decennio molti governi nazionali o istituzioni intergovernative hanno emanato leggi e/o direttive allo scopo di incentivare privati, imprese ed enti pubblici ad installare impianti solari fotovoltaici: si ricorda ad esempio la direttiva comunitaria 2001/77/CE, recepita in Italia nel 2003 con il decreto legislativo cosiddetto "Conto Energia".

In pratica, tale decreto legislativo stabilisce un incentivo, della durata di 20 anni e proporzionale all'energia elettrica prodotta, per quei soggetti che installano presso i propri edifici un impianto solare fotovoltaico: l'energia elettrica prodotta da tale impianto viene pagata ad una tariffa vantaggiosa al produttore (i suddetti utenti finali) dall'ente di Stato che gestisce la distribuzione nel territorio dell'energia elettrica (in Italia, l'ENEL).

Ciò permette, pertanto, di identificare nella copertura di un qualsiasi edificio una fonte di guadagno ecologica trasformandola così in un'opportunità di risparmio eco-sostenibile.

L'installazione di impianti solari fotovoltaici e, più in generale, di quegli impianti in grado di sfruttare energie rinnovabili, sta raggiungendo oggigiorno numeri sempre più rilevanti sia in ambito privato che in ambito pubblico tanto che lo sviluppo di imprese produttrici, fornitrici ed installatrici di tali impianti è indubbiamente in notevole crescita ed espansione.

La possibilità di installare impianti solari fotovoltaici su strutture componibili di copertura, quali le serre per la coltura, in genere stagionale, di fiori, piante ed ortaggi, ha reso ancora più vantaggiosa e percorribile la strada di installare tali strutture in grandi spazi aperti, periferici ed esposti al sole privi o comunque poveri di insediamenti edilizi, civili o industriali .

Gli spazi aperti disponibili in simili condizioni permettono, infatti, di installare una sorta di "campo" di strutture fotovoltaiche componibili di copertura, ossia una pluralità di strutture fotovoltaiche, opportunamente disposte sul terreno, ognuna delle quali provvista di un impianto solare fotovoltaico nella copertura esposta al sole.

L'efficienza, l'utilità, la convenienza e la sostenibilità ambientale sono proprietà ampiamente riconosciute alle moderne strutture componibili fotovoltaiche disponibili sul mercato.

Tuttavia, anche le serre componibili fotovoltaiche di copertura di tipo noto appena sommariamente descritte presentano l'inevitabile ed intrinseca limitazione di sfruttare unicamente il sole come fonte di energia rinnovabile disponibile in natura, così che la conseguente produzione di energia elettrica, per quanto cospicua, è comunque circoscritta alla quantità di energia solare incidente sui pannelli fotovoltaici e da questi prodotta.

Tale aspetto appare oltremodo limitante e penalizzante se si pensa che le aree in cui sono oggi tipicamente installate le strutture componibili fotovoltaiche di copertura in esame, quali ad esempio campi incolti di isole, sono sovente esposte anche all'azione di altri agenti atmosferici, quali il vento.

La presente invenzione intende superare tale limitazione dell'arte anteriore.

In particolare, è scopo primario dell'invenzione ideare una struttura componibile fotovoltaica di copertura, quale ad esempio una serra per la cultura di piante, fiori ortaggi e/o prodotti agricoli in genere che presenti un rendimento energetico migliore rispetto a quelle di strutture componibili equivalenti note.

E' un secondo scopo dell'attuale invenzione rendere disponibile una struttura componibile fotovoltaica di copertura a migliorato rendimento energetico che sia in grado di ottenere un aumento dell'energia elettrica prodotta da fonti di energia rinnovabili sfruttando l'impianto fotovoltaico già noto.

Nell'ambito di tale secondo scopo, è, quindi, compito dell'invenzione fornire una struttura componibile fotovoltaica di copertura il cui vantaggio in termini di costi di esercizio sia ampiamente in grado di compensare o di giustificare i maggiori, quantunque contenuti, costi di acquisto ed installazione rispetto alle tradizionali strutture componibili fotovoltaiche dell'arte nota.

E' un non ultimo scopo dell'invenzione permettere di incrementare il rendimento energetico di strutture componibili fotovoltaiche di copertura già in opera, permettendone un'agevole trasformazione nella struttura componibile realizzata secondo i particolari dettami tecnici in seguito descritti.

Gli scopi detti sono raggiunti tramite una struttura componibile fotovoltaica di copertura a migliorato rendimento energetico, come alla rivendicazione 1 allegata, cui si rinvia per brevità di esposizione. Ulteriori caratteristiche tecniche di dettaglio della struttura componibile fotovoltaica di copertura dell'invenzione sono contenute nelle corrispondenti rivendicazioni dipendenti.

Vantaggiosamente, la struttura componibile fotovoltaica di copertura, oggetto della presente invenzione, presenta un rendimento energetico migliore rispetto a quello delle strutture componibili simili della tecnica nota, dal momento che abbina un generatore eolico ad un impianto solare fotovoltaico.

Altrettanto vantaggiosamente, la struttura componibile fotovoltaica di copertura di cui all'attuale invenzione raggiunge il vantaggio appena citato sfruttando l'impianto fotovoltaico già predisposto, quindi con minime variazioni impiantistiche e semplici adattamenti nella connessione elettrica.

Ancora vantaggiosamente, quindi, la struttura componibile fotovoltaica di copertura dell'invenzione presenta costi di installazione e/o di esercizio contenuti e comunque ampiamente ammortizzati dal maggior rendimento energetico ad essa associato.

In maniera vantaggiosa, inoltre, l'invenzione consente di adattare anche strutture componibili fotovoltaiche di copertura già oggi attive e funzionanti in una struttura componibile del tipo che qui si rivendica. Gli scopi ed i vantaggi detti, così come altri che emergeranno più avanti, appariranno maggiormente dalla descrizione che segue, relativa ad una preferita forma esecutiva della struttura componibile fotovoltaica di copertura dell'invenzione, data a titolo indicativo ed illustrativo, ma non limitativo, con l'ausilio delle allegate tavole di disegno ove:

- le figure 1 e 2 sono due viste laterali schematiche della struttura componibile fotovoltaica di copertura dell'invenzione;

- la figura 3 è una vista in pianta di figura 1 e 2; - la figura 4 è un assieme ingrandito di alcuni particolari di figura 1;

- la figura 5 è la vista frontale un primo particolare ingrandito di figura 4;

- la figura 6 è la vista frontale di un secondo particolare ingrandito di figura 4;

- la figura 7 è la vista laterale del secondo particolare di figura 6.

La struttura componibile fotovoltaica di copertura a migliorato rendimento energetico, quale ad esempio una serra di utilizzo nell'ambito dell'agricoltura e della floricoltura per colture orto-floro-vivaistiche e che è oggetto della presente invenzione, è mostrata nelle figure 1-3 dove viene globalmente numerata con 1.

Come si osserva, la struttura componibile fotovoltaica di copertura 1 comprende un telaio di supporto 2 adatto ad insistere ed essere infisso su una superficie di riferimento T, ad esempio il terreno di un'area non edificata ed ampiamente esposta a agenti atmosferici quali sole e vento.

In particolare, il telaio di supporto 2 è in questo caso del tipo monofalda o a singolo solaio, avente per esempio una pendenza di 25° rispetto ad un piano orizzontale; tale pendenza potrà assumere anche valori diversi da quello appena indicato, tipicamente compresi tra 0<0>e 35<0>.

Più in dettaglio, il telaio di supporto 2 comprende una pluralità di pilastri verticali 7 disposti separati ed allineati tra loro secondo uno schema a matrice matematica (formata da righe e colonne) o a campate. Ognuno dei pilastri verticali 7 è provvisto di una prima estremità 7a adatta ad essere infissa nella superficie di riferimento T mediante mezzi di fondazione continua in calcestruzzo, nell'insieme indicati con 8 e del tipo di per sé noto al tecnico espero del ramo, comprendenti ad esempio gabbie, tirafondi e contro-piastre di centraggio.

Ciascuno dei pilastri verticali 7 è, altresì, provvisto di una seconda estremità 7b che supporta l'insieme di pannelli fotovoltaici 3.

Preferibilmente ma non necessariamente, i pilastri verticali 7 di una stessa riga della suddetta matrice matematica presentano altezze uguali tra loro, mentre i pilastri verticali 7 di una stessa colonna di tale matrice matematica presentano altezze diverse tra loro e progressivamente decrescenti verso la superficie di riferimento T in modo tale che la tettoia 4 sia spiovente ed inclinata verso il basso.

Inoltre, la struttura componibile fotovoltaica 1 include una pluralità di pannelli fotovoltaici 3, tipicamente adatti a produrre energia elettrica mediante conversione fotovoltaica, posti sulla sommità 2a del telaio di supporto 2 per formare la tettoia 4. I pannelli fotovoltaici 3, altresì, sono applicati al telaio di supporto 2 mediante mezzi di fissaggio, non indicati per comodità espositiva.

Secondo l'invenzione, la struttura composita fotovoltaica 1 comprende un generatore eolico 5 accoppiato mediante mezzi di aggancio, nel complesso indicati con 6, al telaio di supporto 2.

La figura 1 mostra che, vantaggiosamente, il generatore eolico 5 sporge verso l'alto dalla sommità 2a del telaio di supporto 2 e si affaccia alla tettoia 4 creata dai pannelli fotovoltaici 3 in modo tale che la tettoia 4 stessa aumenti la portata di aria e/o vento da Sud che investe il generatore eolico 5: in tal senso, nell'invenzione, la tettoia 4 rappresenta un convogliatore d'aria o flusso ventoso al generatore eolico 5.

Come illustrato in figura 2, il generatore eolico 5 è, inoltre, reso sporgente lateralmente dal telaio di supporto 2 tramite i mezzi di aggancio 6 in maniera tale da evitare che il generatore eolico 5 crei dannosi ed indesiderati coni d'ombra sui pannelli fotovoltaici 3, specie in quelle applicazioni in cui questi ultimi sono installati in numero cospicuo l'uno affiancato all'altro in vaste aree aperte in modo da formare un cosiddetto campo fotovoltaico.

In tale evenienza, il generatore eolico 5 sarà opportunamente accoppiato al telaio di supporto 2 di una o più strutture componibili fotovoltaiche di copertura 1 che si collocano nella zona perimetrale, più esterna, del campo fotovoltaico.

Nello specifico, il generatore eolico 5 è accoppiato mediante i mezzi di aggancio 6 ad un pilastro esterno 7 del telaio di supporto 2.

Secondo la preferita forma esecutiva qui descritta dell'invenzione, i mezzi di aggancio 6 comprendono un'asta portante 9 che individua un primo asse longitudinale Y sostanzialmente verticale ed è direttamente collegata al generatore eolico 5, ed una staffa sagomata 10 che individua un secondo asse longitudinale X sostanzialmente orizzontale, provvista di un'estremità IOa accoppiata all'asta portante 9 e dell'estremità opposta 10b accoppiata al pilastro verticale esterno 7 del telaio di supporto 2.

Come si osserva in figura 4, la staffa sagomata 10 è accoppiata all'asta portante 9 ed al pilastro verticale esterno 7 mediante mezzi di fissaggio, complessivamente segnalati con 11 e del tipo di per sé noto alla persona esperta del ramo, ad esempio squadrette di connessione 12 e piastra di supporto 13.

La figura 2 evidenzia che il primo asse longitudinale Y dell'asta portante 9 è sostanzialmente ortogonale al secondo asse longitudinale X e sostanzialmente parallelo all'asse lineare Y' definito dal suddetto pilastro esterno 7.

L'asta portante 9, visibile a sé stante nella successiva figura 5, si sviluppa per un'altezza H non inferiore a 2 metri in modo tale che, in condizioni applicative, il generatore eolico 5 risulti disposto ad un'altezza dalla superficie di riferimento T non inferiore a 5 metri.

A sua volta, la staffa sagomata 10, visibile a sé stante nelle figure 6 e 7 qui allegate, presenta in modo preferito quantunque non vincolante un profilo alare 10' in sezione trasversale o in vista laterale: tale profilo consente di convogliare aria e/o vento anche dal basso al generatore eolico 5, come schematicamente indicato dalle frecce F in figura 7. In modo preferito sebbene non esclusivo, il generatore eolico 5 è collegato ad un proprio separato ed autonomo impianto elettrico (non visibile) con un inverter dedicato (non visibile) che immette l'energia elettrica prodotta nelle rete elettrica nazionale.

E' inteso, comunque, che in altre soluzioni della struttura componibile fotovoltaica dell'invenzione, non raffigurate nel seguito, il generatore eolico potrà essere vantaggiosamente collegato ad un impianto di energia elettrica tramite le stesse connessioni elettriche ed lo stesso inverter utilizzati allo scopo per i pannelli fotovoltaici che formano la tettoia. In base alla descrizione appena effettuata, si comprende, pertanto, che la struttura componibile fotovoltaica di copertura a migliorato rendimento energetico dell'invenzione raggiunge gli scopi e realizza i vantaggi già menzionati.

La struttura componibile fotovoltaica di copertura abbina al rendimento energetico di un impianto fotovoltaico il rendimento energetico di un impianto eolico, utilizzando vantaggiosamente e preferibilmente il medesimo impianto di connessione elettrica.

In fase esecutiva, la struttura componibile fotovoltaica di copertura dell'invenzione potrà subire ulteriori modifiche rispetto a quelle già evidenziate e consistenti, ad esempio, in un telaio di supporto di tipo diverso dal telaio prima descritto ed illustrato nei disegni allegati, ad esempio di tipo multifalda. Inoltre, altre soluzioni costruttive della struttura componibile fotovoltaica di copertura qui rivendicata in esclusiva, non raffigurate, potranno prevedere più di un unico generatore eolico accoppiato al telaio di supporto, il che non inficia il vantaggio apportato dalla presente invenzione.

Oltre a ciò, in altre realizzazioni dell'invenzione, ancora non rappresentate, il generatore eolico potrà essere accoppiato al telaio di supporto mediante mezzi di aggancio differenti da quelli descritti in precedenza per la preferita forma costruttiva della struttura componibile fotovoltaica in questione.

Si precisa altresì che il generatore eolico appartenente alla struttura componibile fotovoltaica di copertura dell'invenzione potrà essere alternativamente ad asse verticale o ad asse orizzontale.

E' chiaro che numerose altre varianti potranno essere apportate alla struttura componibile fotovoltaica di copertura in esame, senza per questo uscire dai principi di novità insiti nell'idea inventiva qui espressa, così come è chiaro che, nella pratica attuazione dell'invenzione, i materiali, le forme e le dimensioni dei dettagli illustrati potranno essere qualsiasi, a seconda delle esigenze, ed essere sostituiti con altri tecnicamente equivalenti.

Ove le caratteristiche costruttive e le tecniche menzionate nelle successive rivendicazioni siano seguite da segni o numeri di riferimento, tali segni di riferimento sono stati introdotti con il solo obiettivo di aumentare l'intelligibilità delle rivendicazioni stesse e, di conseguenza, essi non presentano alcun effetto limitante sull'interpretazione di ciascun elemento identificato, a titolo puramente di esempio, da tali segni di riferimento.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Struttura componibile fotovoltaica di copertura (1) a migliorato rendimento energetico comprendente almeno un telaio di supporto (2) atto ad insistere ed essere infisso su una superficie di riferimento (T), ed uno o più pannelli fotovoltaici (3) applicati mediante mezzi di fissaggio alla sommità (2a) di detto telaio di supporto (2) per formare la tettoia (4) ed atti a produrre energia elettrica, caratterizzata dal fatto di comprendere almeno un generatore eolico (5) accoppiato mediante mezzi di aggancio (6) a detto telaio di supporto (2).
2. 2. Struttura (1) come alla rivendicazione 1) caratterizzata dal fatto che detto generatore eolico (5) sporge verso l'alto da detta sommità (2a) di detto telaio di supporto (2) ed è affacciato a detta tettoia (4) creata da detti pannelli fotovoltaici (3) in modo tale che detta tettoia (4) aumenti la portata di aria e/o vento da Sud che investe detto generatore eolico (5).
3. 3. Struttura (1) come alla rivendicazione 1) o 2) caratterizzata dal fatto che detto generatore eolico (5) è reso sporgente lateralmente da detto telaio di supporto (2) tramite detti mezzi di aggancio (6) in maniera tale da evitare che detto generatore eolico (5) crei coni d'ombra su detti pannelli fotovoltaici (3).
4. 4. Struttura (1) come una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che detto generatore eolico (5) è accoppiato mediante detti mezzi di aggancio (6) ad un pilastro esterno (7) di detto telaio di supporto (2).
5. 5. Struttura come una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che detto generatore eolico presenta asse verticale o asse orizzontale.
6. 6. Struttura (1) come una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che detto telaio di supporto (2) comprende una pluralità di pilastri verticali (7) separati ed allineati tra loro secondo uno schema a matrice matematica (o a campate), ognuno dei quali fornito di una prima estremità (7a) atta ad essere infissa in detta superficie di riferimento (T) e di una seconda estremità (7b) che supporta detti pannelli fotovoltaici (3).
7. 7. Struttura (1) come alla rivendicazione 6) caratterizzata dal fatto che detti pilastri verticali (7) di una stessa riga di detta matrice matematica presentano altezze uguali tra loro, mentre detti pilastri verticali (7) di una stessa colonna di detta matrice matematica presentano altezze diverse tra loro e progressivamente decrescenti verso detta superficie di riferimento (T) in modo tale che detta tettoia (4) sia spiovente ed inclinata verso il basso.
8. 8. Struttura (1) come una qualsiasi delle rivendicazioni da 5) a 7) caratterizzata dal fatto che detti mezzi di aggancio (6) comprendono un'asta portante (9) che individua un primo asse longitudinale (Y) sostanzialmente verticale ed è direttamente collegata a detto generatore eolico (5), ed una staffa sagomata (10) che individua un secondo asse longitudinale (X) sostanzialmente orizzontale, provvista di un'estremità (IOa) accoppiata a detta asta portante (9) e dell'estremità opposta (10b) accoppiata a detto pilastro esterno (7) di detto telaio di supporto (2).
9. 9. Struttura (1) come alla rivendicazione 8) caratterizzata dal fatto che detto primo asse longitudinale (Y) di detta asta portante (9) è sostanzialmente parallelo all'asse lineare (Υ') definito da detto pilastro esterno (7).
10. 10. Struttura (1) come alla rivendicazione 8) o 9) caratterizzata dal fatto che detta asta portante (9) si sviluppa per un'altezza (H) non inferiore a 2 metri in modo tale che, in condizioni applicative, detto generatore eolico (5) risulti disposto ad un'altezza da detta superficie di riferimento (T) non inferiore a 5 metri.
11. 11. Struttura (1) come una qualsiasi delle rivendicazioni da 8) a 10) caratterizzata dal fatto che detta staffa sagomata (10) presenta un profilo alare (10') in sezione trasversale o in vista laterale, atto a convogliare a detto generatore eolico (5) aria e/o vento anche dal basso.
12. 12. Struttura (1) come una qualsiasi delle rivendicazioni da 8) a il) caratterizzata dal fatto che detta staffa sagomata (10) è accoppiata a detta asta portante (9) e a detto pilastro esterno (7) mediante mezzi di fissaggio (il).