MX2014014826A - Conjunto de campo de módulo solar térmico y panel solar térmico al vacío relacionado. - Google Patents

Conjunto de campo de módulo solar térmico y panel solar térmico al vacío relacionado.

Info

Publication number
MX2014014826A
MX2014014826A MX2014014826A MX2014014826A MX2014014826A MX 2014014826 A MX2014014826 A MX 2014014826A MX 2014014826 A MX2014014826 A MX 2014014826A MX 2014014826 A MX2014014826 A MX 2014014826A MX 2014014826 A MX2014014826 A MX 2014014826A
Authority
MX
Mexico
Prior art keywords
return
vacuum
solar thermal
panels
solar
Prior art date
Application number
MX2014014826A
Other languages
English (en)
Other versions
MX346720B (es
Inventor
Vittorio Palmieri
Giamberardino Francesco Di
Original Assignee
Tvp Solar Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tvp Solar Sa filed Critical Tvp Solar Sa
Publication of MX2014014826A publication Critical patent/MX2014014826A/es
Publication of MX346720B publication Critical patent/MX346720B/es

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/25Solar heat collectors using working fluids having two or more passages for the same working fluid layered in direction of solar-rays, e.g. having upper circulation channels connected with lower circulation channels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/40Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/70Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/70Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
    • F24S10/75Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits with enlarged surfaces, e.g. with protrusions or corrugations
    • F24S10/753Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits with enlarged surfaces, e.g. with protrusions or corrugations the conduits being parallel to each other
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/30Arrangements for connecting the fluid circuits of solar collectors with each other or with other components, e.g. pipe connections; Fluid distributing means, e.g. headers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/50Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S2020/10Solar modules layout; Modular arrangements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

La presente solicitud es concerniente con un campo de arreglo solar (100) que tiene una configuración mejorada, que comprende una pluralidad de paneles térmicos solares al vacío (1) y un circuito hidráulico (10) para hacer circular un fluido de transferencia de calor, dicho circuito hidráulico (10) comprende por lo menos una ruta de circulación (13, 14, 15, 16) que conecta una entrada de baja temperatura (11) a una salida de alta temperatura (12), dicha ruta de circulación (13, 14, 15, 16) comprende una porción delantera (15) que recorre sucesivamente una pluralidad de paneles térmicos solares al vacío (1); dicha ruta de circulación (13, 14, 15, 16) comprende además una porción de retorno (16) conectada corriente abajo a la porción delantera (15), dicha porción de retorno (16) recorre los paneles térmicos solares al vacío (1) en orden inverso.

Description

CONJUNTO DE CAMPO DE MÓDULO SOLAR TÉRMICO Y PANEL SOLAR TÉRMICO AL VACÍO RELACIONADO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención es concerniente con un conjunto de campo de módulo solar y con un panel solar térmico al vacío específicamente apto para ser usado en tal conjunto de campo de módulo solar.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Como es bien sabido, los paneles solares térmicos al vacío comprenden una envolvente hermética al vacío plana con por lo menos una placa de vidrio transparente a la radiación solar visible. Al interior de la envolvente al vacío se dispone una placa absorbente de calor y un tubo que entra y sale a la envolvente conectado a la placa absorbente de calor.
Así, la radiación solar entra a la envolvente al vacío a través de la placa frontal, es recolectada por la placa absorbente de calor y convertida a calor. Luego, el calor convertido es transferido entonces al fluido de transferencia de calor que fluye al tubo.
Los paneles solares térmicos al vacío son normalmente conectados conjuntamente mediante tubería externa para formar un conjunto de módulo solar. En los conjuntos de módulo solar, se proveen medios de bombeo para hacer circular el fluido de transferencia de calor desde una entrada a una salida, a través de los tubos internos de cada panel solar térmico al vacío individual. El fluido de transferencia de calor es calentado progresivamente de las placas absorbentes de calor de los paneles, de tal manera que se provee un incremento de temperatura entre la entrada y la salida del conjunto de módulo solar. Esta diferencia de temperatura es luego suministrada a una carga externa (esto es, enfriador de ciclo de absorción) para hacer uso de la energía solar térmica.
Dependiendo del tipo de panel, se emplean dos configuraciones de tuberías alternativas.
Paneles solares térmicos al vacío del tipo meandro, que se describen por ejemplo en EP2283282 a nombre de la misma solicitante, requieren una configuración serie-paralelo del tipo ilustrado en la figura 1. Por supuesto, dada la caída de presión relativamente alta del fluido de transferencia de calor que atraviesa un panel de tipo meandro, es necesaria la configuración mencionada anteriormente para mantener la cabeza de bomba a un nivel aceptable.
Paneles solares térmicos al vacío del tipo recto, que se describen por ejemplo en la solicitud de PCT publicada con el número WO 2010/003653, determinan una menor caída de presión en el fluido de transferencia de calor y pueden ser simplemente conectados en serie, como se ilustra por ejemplo en la figura 2. Se debe notar que, debido a que los paneles tipo recto comprenden una pluralidad de tubos individuales, también se necesitan varios tubos externos para conectar un panel al panel próximo.
En ambas configuraciones del arte previo descritas, como se puede apreciar en las figuras 1 y 2, la tubería externa se extiende por una longitud considerable. Con el fin de reducir las pérdidas, se tiene que proveer un buen aislamiento térmico, en forma de una capa gruesa de baja conductividad térmica envuelta o sujetada alrededor de los tubos.
Tal aislamiento térmico es particularmente importante en el caso de aplicaciones de temperatura media (100°C - 200°C), debido a que las pérdidas de calor se incrementa con la temperatura del fluido de transferencia de calor. Además, tales aplicaciones reducen la elección de materiales aislantes utilizables debido a la alta temperatura de la superficie de la tubería, por lo que la fibra de vidrio es la opción más común.
En un caso típico de aplicación de enfriamiento de aire solar, el fluido de transferencia de calor entra al conjunto de módulo de panel solar térmico a 165°C y sale a 180°C. Bajo tales condiciones, mantener las pérdidas de calor a 17 W/m requiere aislamiento de fibra de vidrio grueso de 100 mm envuelto alrededor de toda la tubería externa. Además, la penetración de humedad en la fibra de vidrio puede afectar fuertemente la conductividad térmica de la fibra de vidrio y al ser de un material blando, tiene que ser protegido de cargas mecánicas o impactos. El revestimiento de aluminio es así aplicado comúnmente fuera del aislamiento de fibra de vidrio, por lo que tal montaje es mucho más caro que la propia tubería.
Por consiguiente, en vista de los costos del aislamiento térmico requerido y de su mantenimiento, la longitud de la tubería externa representa una deficiencia seria de las configuraciones de conjunto de módulo solar conocidos en la téenica anterior.
Por consiguiente, el problema técnico fundamental de la presente invención es proveer un conjunto de módulo solar eficiente con pérdidas de calor reducidas y costo reducido de la tubería externa.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Una solución al problema técnico mencionado anteriormente se provee por un conjunto de módulo solar que comprende: una pluralidad de paneles solares térmicos al vacío y un circuito hidráulico para hacer circular un fluido de transferencia de calor, el circuito hidráulico comprende por lo menos una ruta de circulación que conecta una entrada de baja temperatura a una salida de alta temperatura, la ruta de circulación comprende una porción delantera que recorre sucesivamente una pluralidad de paneles solares térmicos al vacío; la ruta de circulación comprende además una porción de retorno conectada corriente abajo a la porción delantera, la porción de retorno recorre los mismos paneles solares térmicos al vacío en orden inverso.
La idea fundamental de la presente invención es reducir considerablemente la cantidad de tubería externa aislada al proveer una porción de retorno de la ruta de circulación a través de los paneles al vacío mismos.
Ventajosamente, la porción de retorno puede ser conectada directamente a la porción delantera en su extremo corriente abajo.
El circuito hidráulico puede comprender: un primer tubo principal y un segundo tubo principal, que salen respectivamente de la entrada de baja temperatura y llegan a la salida de alta temperatura y una pluralidad de ramas que define la porción delantera y la porción de retorno de una de las rutas de circulación, la porción delantera sale del primer tubo principal, la porción de retorno llega al segundo tubo principal.
La porción delantera y la porción de retorno recorren preferiblemente los paneles solares térmicos al vacío en una dirección longitudinal de los mismos. En el caso estándar de un panel rectangular, esto significa que las porciones de ruta se extienden desde uno de los lados cortos del rectángulo al opuesto.
Se proveen medios de bombeo usuales para hacer circular el fluido de transferencia de calor al interior del circuito hidráulico.
Cada uno de los paneles solares térmicos al vacío puede comprender internamente por lo menos un tubo delantero y por lo menos un tubo de retorno conectados térmicamente con medios absorbentes de calor, en donde la porción delantera de la ruta de circulación comprende dicho tubo delantero y la porción de retorno comprende dicho tubo de retorno.
Los medios absorbentes de calor pueden comprender una placa absorbente de calor conceptualmente fabricada de dos partes funcionales que tienen una primera parte en contacto directo con el tubo delantero y una segunda parte en contacto directo con el tubo de retorno, se proveen ranuras longitudinales entre la primera parte y la segunda parte con el fin de reducir la conductividad térmica entre las dos partes. Este ranuras no reducen la rigidez mecánica del componente absorbente de calor pero son relevantes para separar térmicamente los dos partes funcionales conectadas ya sea a los tubos delanteros o a los tubos de retorno que portan ambos el flujo del fluido de transferencia de calor, pero a temperaturas diferentes.
En la téenica anterior se proveían áreas separadas de los componentes absorbentes, reduciendo además la superficie de trabajo del componente absorbente y por consiguiente la eficiencia global de los paneles descritos en la solicitud de PCT publicada con el número WO 2008/000281. Cada uno de los paneles solares térmicos al vacío puede comprender una pluralidad de tubos delanteros, dichos tubos delanteros son todos conectados a una primera compuerta de entrada común y a una primera compuerta de salida común y una pluralidad de tubos de retorno, los tubos de retorno son todos conectados a una segunda compuerta de entrada común y una segunda compuerta de salida común.
Gracias a este diseño, un solo tubo es necesario para la conexión externa entre dos paneles subsecuentes recorridos por la ruta de circulación, limitando así extensamente las pérdidas de calor del sistema y la cantidad de aislamiento térmico requerida.
Una solución al problema téenico anteriormente mencionado es también provista por una envolvente hermética al vacío, que tiene por lo menos una placa frontal transparente a la radiación solar; una placa absorbente de calor encerrada dentro de dicha envolvente hermética al vacío; por lo menos un tubo delantero conectado térmicamente con una primera parte de la placa absorbente de calor y conectado a las primeras compuertas de entrada y salida en el exterior de la envolvente hermética al vacío; por lo menos un tubo de retorno conectado térmicamente con una segunda parte de la placa absorbente de calor, dicho tubo de retorno es conectado a las segundas compuertas de entrada y salida que se abren en el exterior de la envolvente hermética al vacío; medios para reducir localmente la conductividad térmica de la placa absorbente de calor son provistos entre su primera parte y su segunda parte.
La idea fundamental de la presente invención es reducir la conductividad térmica transversal de los medios absorbentes de calor, de tal manera que se puede mantener una separación de temperatura entre su primera parte y su segunda parte y entre los tubos montados en los mismos. En otras palabras, aún si se provee una sola placa absorbente de calor, sus dos partes son conectadas térmicamente de manera muy escasa. Tal panel es particularmente apto para ser conectado de acuerdo con la disposición física del conjunto de módulo discutido previamente.
Los medios para reducir localmente la conductividad térmica son preferiblemente una pluralidad de agujeros y/o ranuras provistos sobre la superficie de la placa absorbente de calor. Sin embargo, se pueden usar diferentes medios que están dentro del conocimiento común de un experto en la téenica; por ejemplo, una banda de material de aislamiento térmico puede dividir las dos partes térmicamente conductoras del panel.
Como se afirma anteriormente, es ventajoso tener una sola placa absorbente de calor dividida térmicamente en dos partes, en lugar de tener dos placas separadas físicamente dentro del panel. En el primer caso, una sola placa absorbente de calor asegura mayor rigidez y resistencia mecánica de todo el panel. En la segunda instancia, el área del espacio de separación entre dos paneles absorbentes de calor separados físicamente no estaría disponible por el propósito de recolección de calor, lo que daría como resultado una eficiencia más baja del dispositivo.
La primera compuerta de entrada y la segunda compuerta de salida pueden ser provistas en un lado de la envolvente hermética al vacío, la segunda compuerta de entrada y la primera compuerta de salida son provistas en el lado opuesto de la envolvente.
Las primeras y segundas partes de la placa absorbente de calor se pueden extender longitudinalmente desde un lado de la envolvente hermética al vacío al lado opuesto.
Los medios para reducir localmente la conductividad térmica pueden comprender ventajosamente ranuras longitudinales que separan primeras y segundas partes de la placa absorbente de calor.
El panel solar térmico al vacío puede comprender una pluralidad de tubos delanteros y una pluralidad de tubos de retorno, dichos tubos delanteros son todos conectados a la misma primera compuerta de entrada y a la misma primera compuerta de salida, dichos tubos de retorno son todos conectados a la misma segunda compuerta de entrada y a la misma segunda compuerta de salida.
Gracias a tal disposición, dos paneles subsecuentes pueden ser conectados por medio de un solo tubo.
Las tubos delanteros y los tubos de retorno son preferiblemente paralelos.
Las primeras y segundas compuertas de entrada y salida pueden ventajosamente ser alojadas en un embudo que se proyecta desde una placa posterior de la envolvente hermética al vacío.
Características y ventajas adicionales serán más claras a partir de la descripción detallada, resumida posteriormente en la presente, de una modalidad preferida pero no exclusiva de la presente invención, con referencia a las figuras adjuntas provistas por propósitos ejemplares y no limitantes.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS En los dibujos: La figura 1 muestra esquemáticamente un primer conjunto de módulo solar de acuerdo con la téenica anterior; La figura 2 muestra esquemáticamente un segundo conjunto de módulo solar de acuerdo con la técnica anterior; La figura 3 muestra esquemáticamente un conjunto de módulo solar de acuerdo con la presente invención; La figura 4 muestra una vista en perspectiva desde abajo de un panel solar térmico al vacío de acuerdo con la presente invención; La figura 5 muestra un detalle de la estructura interna del panel solar térmico al vacío de la figura 4; La figura 6 muestra una vista en perspectiva de la placa absorbente de calor y de los tubos del panel solar térmico al vacío de la figura 4; La figura 7 muestra un detalle de la placa absorbente de calor de la figura 6.
DESCRIPCIÓN DETALLADA Para un mejor entendimiento de la presente invención, los conjuntos de módulo solar de la téenica anterior ilustrados en las Figuras 1 y 2 son descritos brevemente a continuación.
Los conjuntos de módulo de acuerdo con la técnica anterior comprenden un circuito hidráulico que tiene una entrada a baja temperatura llm, lis y una salida de alta temperatura 12m, 12s conectadas por tubería que recorre una pluralidad de paneles solares térmicos al vacío lm, ls. Se debe notar que, en el contexto de la presente invención, se dice que un circuito hidráulico o porción del mismo recorre un panel si su tubería externa es conectada al tubo interno del panel, de tal manera que el fluido de transferencia de calor fluirá a través de los paneles cuando circula a través del circuito. Se proveen medios de bombeo (no mostrados) para hacer circular el fluido de transferencia de calor al interior del circuito hidráulico; una carga tiene que ser aplicada entre la entrada llm, lis y la salida 12m, 12s con el fin de hacer uso del calor recolectado.
En la configuración de la tubería en serie-paralelo 100m de la figura 1, usada comúnmente con paneles solares térmicos al vacío tipo meandro, el circuito hidráulico comprende una pluralidad de ramas en paralelo, cada una recorre en seria solo una porción de los paneles solares térmicos al vacío que forman una hilera del módulo. La longitud de la tubería externa requerida para tal conjunto es relativamente alta.
En la configuración de tubería en serie 100s de la figura 2, usada comúnmente con paneles solares térmicos al vacío tipo recto ls, cada rama del circuito recorre todos los paneles de una de las hileras del módulo. La longitud externa global del circuito hidráulico es menor en tal solución, pero debido a que el panel recto tiene una pluralidad de compuertas de entrada y salida, se requiere una pluralidad correspondiente de tubos externos para conectar los paneles subsecuentes en cada rama del circuito.
Con referencia a la figura 3, el conjunto de módulo solar de acuerdo con la presente invención es mostrado e indicado con 100.
El conjunto de módulo 100 comprende un circuito hidráulico 10 que tiene una entrada de baja temperatura 11 y una salida de alta temperatura 12; medios de bombeo (no mostrados) son provistos para hacer circular el fluido de transferencia de calor al interior del circuito hidráulico; una carga tiene que ser aplicada entre la entrada 11 y la salida 12 con el fin de hacer uso del calor recolectado.
Un primer tubo principal 11 es conectado a la entrada de baja temperatura 11, mientras que un segundo tubo principal 12 es conectado a la salida de alta temperatura 12. Una pluralidad de ramas 15, 16 conectan el primer tubo principal 11 al segundo tubo principal 12, cada rama define una ruta de circulación diferente para el fluido de transferencia de calor. La modalidad simplificada ilustrada en la figura 3 sólo comprende dos ramas, esto es, dos rutas de circulación están disponibles para el fluido de transferencia de calor.
Las ramas llegan a y recorren una pluralidad de paneles solares térmicos al vacío 1, que son dispuestos en filas. En particular, cada una de las ramas conecta todos los paneles que componen una sola fila. Una rama comprende una porción de ruta delantera 15 que recorre en serie la fila de paneles 1 y una porción de retorno 16 que recorre los mismos paneles 1 en orden inverso. Una porción de bucle 17 une la porción delantera 15 a la porción de retorno 16 en el extremo de la fila .
El paneles solares térmicos al vacío 1 comprenden una envolvente hermética al vacío 5, que a su vez es fabricada de una placa frontal (no visible en las figuras), transparente a la radiación solar y una estructura de soporte 50 destinada a soportar la placa frontal.
La estructura de soporte 50 comprende una placa posterior sustancialmente rectangular 51 y las paredes laterales más cortas 51a y más largas 51b que se elevan del perímetro de la placa posterior 51. La placa frontal, que es una hoja de vidrio sustancialmente plana, cierra la estructura semejante a cada formada por la placa posterior 51 y las paredes laterales 51a, 51b.
La placa posterior 51 comprende cuatro embudos 52, que se proyectan hacia afuera de la envolvente hermética al vacío 5. Estos embudos son dispuestos de dos en dos en las paredes opuestas más cortas 51a de la estructura de soporte.
Una placa absorbente de calor 2, visible en las figuras 6 y 7, es encerrada dentro de la envolvente hermética al vacío 5, esto es, emparedada entre la placa frontal y la placa posterior 51. Dicha placa absorbente de calor comprende de una pluralidad de agujeros pasantes 23 atravesados por montantes (no mostrados en la imagen) para soportar la placa frontal.
La placa absorbente de calor 2 tiene una forma sustancialmente rectangular que coincide con la forma de la envolvente hermética al vacío 5. La placa 2 es dividida longitudinalmente en dos mitades iguales, llamada primera porción 20 y segunda porción 21 en lo siguiente.
La primera porción 20 y la segunda parte 21 de la placa absorbente de calor 2 son divididas por una pluralidad de ranuras longitudinales 22, que se extienden a lo largo de la sección media de la placa absorbente de calor. Como se puede ver en la figura 7, tales ranuras longitudinales 22 son alternadas con los agujeros pasantes 23 que yacen sobre la sección media de la placa. Las ranuras 22 y agujeros 23 cooperan para definir una discontinuidad de material entre la primera porción 20 y la segunda porción 21. Dicha discontinuidad determina localmente una caída en la conductividad térmica de la placa 2, de tal manera que las primeras 20 y segundas porciones 21 pueden ser mantenidas fácilmente a diferentes temperaturas.
El panel solar térmico al vacío 1 también comprende una pluralidad de tubos delanteros 3 y una pluralidad de tubos de retorno 4. La modalidad ilustrada muestra tres tubos delanteros 3 y tres tubos de retorno 4. Los tubos 3, 4 son unidos directamente a la parte posterior d ela placa absorbente de calor 2, esto es, a la superficie de la placa de frente a la placa posterior 51. Los tubos 3, 4 son paralelos y se extienden en una dirección longitudinal del panel 1, sustancialmente hasta alcanzar los dos extremos más cortos opuestos.
Los tubos delanteros 3 convergen en sus extremos opuestos, para formar, respectivamente, una primera compuerta de entrada 31 y una primera compuerta de salida 32. De la misma manera, los tubos de retorno 4 convergen para formar una segunda compuerta de entrada 41 y una segunda compuerta de salida 42. Tal compuertas 31, 32, 41, 42 son alojadas en los embudos 52 en el lado posterior de la envolvente hermética al vacío 5.
Se debe notar que la primera compuerta de entrada 31 y la segunda compuerta de salida 42 son provistas en un lado de la envolvente hermética al vacío 5, mientras que la segunda compuerta de entrada 41 y la primera compuerta de salida 32 son provistas en el lado opuesto de la envolvente 5. Por consiguiente, el fluido de transferencia de calor fluirá a través de los tubos delanteros 3 en una dirección longitudinal dada y fluirá a través de los tubos de retorno 4 en la dirección longitudinal opuesta.
Cuando el panel solar térmico al vacío 1 es conectado al conjunto de módulo solar 100, la primera compuerta de entrada 31 y la segunda compuerta de entrada 32 son conectadas a tubos externos de una porción de ruta delantera 15, mientras que la segunda compuerta de entrada 41 y la segunda compuerta de salida 42 son conectadas a tubos externos de una porción de ruta de retorno 16.
Por consiguiente, los tubos delanteros 3 forma parte de la porción de ruta delantera 15, mientras que los tubos de retorno 4 forman parte de la porción de ruta de retorno 16. Dado que el fluido de transferencia de calor se calienta progresivamente durante la circulación a través de las porciones delantera 15 y de retorno 16, la temperatura del fluido en los tubos de retorno 4 será más alta que la temperatura del fluido en los tubos delanteros 3. Tal diferencia de temperatura puede llegar a ser tan alta como de 15°C para el primer panel de cada fila. Debido a que los tubos 3, 4 están en comunicación térmica con las dos partes diferentes 20, 21 de la placa absorbente de calor, es claramente ventajoso tener una placa con conductividad transversal limitada.
Cuando se considera un conjunto de módulo solar térmico de 100 paneles, cada uno teniendo dimensiones de 2 x 1 metro, que consisten de 5 filas de 20 paneles cada una, los ahorros globales en términos de longitud de tubo aislado es de 270 m y 100 m, cuando se compara con una configuración de conjunto de panel tipo meandro o tipo recto típico respectivamente. Además, suponiendo pérdidas típicas de 17W/m, para aislamiento de fibra de vidrio de 100 mm de espesor de tubería externa en las configuraciones de módulos mencionadas anteriormente, las pérdidas de calor globales son reducidas por 4.5 KW y 1.7 KW respectivamente, correspondientes a 8% y 3% de la potencia máxima típica del conjunto de módulo solar que opera a 165- 180°C.
Obviamente, la invención descrita anteriormente puede ser sometida a numerosas modificaciones y variantes - por el experimentado en la téenica con el objetivo de satisfacer los requerimientos posibles y específicos - todas dentro del alcance de protección de la invención como se define por las siguientes reivindicaciones.

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Un conjunto de módulo solar (100) que comprende una pluralidad de paneles solares térmicos al vacío (1) y un circuito hidráulico (10) para hacer circular un fluido de transferencia de calor, el circuito hidráulico (10) comprende por lo menos una ruta de circulación (13, 14, 15, 16) que conecta una entrada de baja temperatura (11) a una salida de alta temperatura (12), la ruta de circulación (13, 14, 15, 16) comprende una porción delantera (15) que recorre sucesivamente una pluralidad de paneles solares térmicos al vacío (15), la ruta de circulación (13, 14, 15, 16) comprende además una porción de retorno (16) conectada corriente abajo a la porción delantera (15), la porción de retorno (16) recorre los mismos paneles solares térmicos al vacío (1) en orden inverso; en donde, dentro de cada panel solar térmico al vacío (1), la porción delantera (15) y la porción de retorno (16) de la ruta de circulación (13, 14, 15, 16) son fluidamente independientes, en donde cada uno de los paneles solares térmicos al vacío (1) comprenden internamente por lo menos un tubo delantero (3) y por lo menos un tubo de retorno (4) conectados térmicamente con medios absorbentes de calor (2), en donde la porción delantera (15) de la ruta de circulación (13, 14, 15, 16) comprende el tubo delantero (3) y la porción de retorno (16) comprende el tubo de retorno (4), en donde los medios absorbentes de calor (2) comprenden una placa absorbente de calor (2) que tiene una primera parte (20) en contacto directo con el tubo delantero (3) y una segunda parte (21) en contacto directo con el tubo de retorno (4), se proveen ranuras longitudinales (22) entre la primera parte (20) y la segunda parte (21) con el fin de reducir la conductividad térmica entre las dos partes.
2. El conjunto de módulo solar (100) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la porción de retorno (16) es conectada directamente a la porción delantera (15) en su extremo corriente abajo.
3. El conjunto de módulo solar (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el circuito hidráulico comprende: un primer tubo principal (13) y un segundo tubo principal (14), que salen respectivamente de la entrada de baja temperatura (11) y llegan a la salida de alta temperatura (12) y una pluralidad de ramas (15, 16) que definen la porción delantera (15) y la porción de retorno (16) de una de las rutas de circulación (13, 14, 15, 16), la porción delantera (15) sale del primer tubo principal (13), la porción de retorno llega al segundo tubo principal (14).
4. El conjunto de módulo solar (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones previas, en donde la porción delantera (15) y la porción de retorno (16) recorren los paneles solares térmicos al vacío (1) en una dirección longitudinal de los mismos.
5. El conjunto de módulo solar (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones previas, en donde se proveen medios de bombeo para hacer circular el fluido de transferencia de calor al interior del circuito hidráulico (10).
6. El conjunto de módulo solar (100) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde cada uno de los paneles solares térmicos al vacío (1) comprende una pluralidad de tubos delanteros (3), dichos tubos delanteros (3) son todos conectados a una primera compuerta de entrada común (31) y a una primera compuerta de salida común (32) y una pluralidad de tubos de retorno (4) que son todos conectados a una segunda compuerta de entrada común (41) y una segunda compuerta de salida común (42).
MX2014014826A 2012-06-06 2013-06-05 Conjunto de campo de módulo solar térmico y panel solar térmico al vacío relacionado. MX346720B (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20120170941 EP2672194B1 (en) 2012-06-06 2012-06-06 Solar thermal panel array field arrangement and related vacuum solar thermal panel
PCT/EP2013/001659 WO2013182310A1 (en) 2012-06-06 2013-06-05 Solar thermal panel array field arrangement and related vacuum solar thermal panel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
MX2014014826A true MX2014014826A (es) 2015-05-11
MX346720B MX346720B (es) 2017-03-29

Family

ID=48746414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
MX2014014826A MX346720B (es) 2012-06-06 2013-06-05 Conjunto de campo de módulo solar térmico y panel solar térmico al vacío relacionado.

Country Status (19)

Country Link
US (1) US9683757B2 (es)
EP (1) EP2672194B1 (es)
JP (1) JP6190878B2 (es)
KR (1) KR102145511B1 (es)
CN (1) CN104428605B (es)
AU (1) AU2013270933B2 (es)
BR (1) BR112014030588B1 (es)
CA (1) CA2875136C (es)
DK (1) DK2672194T3 (es)
ES (1) ES2544929T3 (es)
IL (1) IL236104B (es)
IN (1) IN2014MN02479A (es)
MA (1) MA37713B1 (es)
MX (1) MX346720B (es)
MY (1) MY169394A (es)
PL (1) PL2672194T3 (es)
PT (1) PT2672194E (es)
SG (1) SG11201407946VA (es)
WO (1) WO2013182310A1 (es)

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3965887A (en) * 1974-10-07 1976-06-29 Gramer Eben J Method of heating a liquid and solar heating panel therefor
US4038965A (en) * 1975-07-23 1977-08-02 Halm Instrument Co., Inc. Evacuated solar heat collector
US4054124A (en) * 1976-04-06 1977-10-18 Knoeoes Stellan Solar radiation collection system
US4051832A (en) * 1976-04-19 1977-10-04 William Stelzer Solar heating panel
US4098259A (en) * 1976-07-09 1978-07-04 Sunworks, Inc. Solar energy collection system
US4269172A (en) * 1976-11-08 1981-05-26 Parker Peter D Solar water-heating apparatus
US4291683A (en) * 1977-09-14 1981-09-29 Bayles Bruce R Solar panel
US4392359A (en) * 1977-12-05 1983-07-12 Sigma Research, Inc. Direct expansion solar collector-heat pump system
US4211209A (en) * 1977-12-21 1980-07-08 Gay Larry T Method and apparatus for collecting and domestic use of solar heat
US4269173A (en) * 1978-04-27 1981-05-26 Libbey-Owens-Ford Company System for mounting solar collector panels
US4407269A (en) * 1978-07-07 1983-10-04 Sunsearch, Inc. Solar energy collector system having balanced heat-exchange fluid flow
DE2951362A1 (de) * 1979-12-20 1981-07-02 Erno Raumfahrttechnik Gmbh, 2800 Bremen Plattenfoermiger sonnenkollektor
US4312325A (en) * 1980-03-17 1982-01-26 Red Bud Industries, Inc. Solar heating system
US4423718A (en) * 1982-02-24 1984-01-03 Garrison John D Solar collector panel and energy shield
JPS6065561U (ja) * 1983-10-13 1985-05-09 日立化成工業株式会社 真空管型太陽熱集熱器
US5509246A (en) * 1994-11-14 1996-04-23 Roddy; Mark E. Solar roof shingle
NL1006090C2 (nl) * 1997-05-20 1998-12-07 Henk Slebos Universeel en multifunctioneel bouwelement.
GB2402999A (en) * 2003-06-19 2004-12-22 Peter Martin Broatch Solar heat absorber panel and connection within a solar array
WO2005075900A1 (en) * 2004-01-22 2005-08-18 European Organisation For Nuclear Research - Cern Evacuable flat panel solar collector
US20070227533A1 (en) * 2006-03-31 2007-10-04 Butler Barry L Interchangeable Modular Solar Thermal Collector Builing Block System
WO2008000281A1 (en) 2006-06-26 2008-01-03 R & B Energy Research Sarl Solar panel collector with cooling conduits comprising thermal expansion compensation means
US7971586B2 (en) * 2006-12-13 2011-07-05 Hanken Michael J Solar heating system and method of forming a panel assembly therefor
JP2009016475A (ja) * 2007-07-03 2009-01-22 Kenji Umetsu 太陽光コジェネレイション装置
EP2206160B1 (en) * 2007-10-04 2016-06-08 Power Panel, Inc. Hybrid Solar panel
AU2008357548A1 (en) * 2008-06-11 2009-12-17 European Organization For Nuclear Research Cern High efficiency evacuated solar panel
IT1390960B1 (it) 2008-07-09 2011-10-27 Tvp Solar Sa Pannello termico solare a vuoto
IT1390985B1 (it) * 2008-08-26 2011-10-27 Tvp Solar Sa Pannello solare termico a vuoto di struttura leggera
JP2010266182A (ja) * 2009-04-15 2010-11-25 Kokusai Gijutsu Kaihatsu Co Ltd 太陽熱コレクター
US8196369B2 (en) * 2010-01-28 2012-06-12 Frank Pao Building integrated thermal electric hybrid roofing system
US8201382B1 (en) * 2010-12-22 2012-06-19 Frank Pao Building integrated thermal electric hybrid roofing system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015524042A (ja) 2015-08-20
SG11201407946VA (en) 2014-12-30
IL236104A0 (en) 2015-01-29
IL236104B (en) 2018-06-28
JP6190878B2 (ja) 2017-08-30
MY169394A (en) 2019-03-27
CA2875136C (en) 2019-01-08
KR20150021560A (ko) 2015-03-02
US9683757B2 (en) 2017-06-20
WO2013182310A1 (en) 2013-12-12
MA20150078A1 (fr) 2015-02-27
AU2013270933A1 (en) 2015-01-15
PT2672194E (pt) 2015-08-17
IN2014MN02479A (es) 2015-07-10
DK2672194T3 (en) 2015-08-03
CA2875136A1 (en) 2013-12-12
MA37713B1 (fr) 2016-01-29
BR112014030588A8 (pt) 2022-09-20
CN104428605A (zh) 2015-03-18
US20150136117A1 (en) 2015-05-21
EP2672194B1 (en) 2015-05-13
MX346720B (es) 2017-03-29
ES2544929T3 (es) 2015-09-07
PL2672194T3 (pl) 2015-09-30
BR112014030588A2 (pt) 2017-06-27
BR112014030588B1 (pt) 2022-11-16
EP2672194A1 (en) 2013-12-11
KR102145511B1 (ko) 2020-08-19
CN104428605B (zh) 2016-10-19
AU2013270933B2 (en) 2017-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20170057374A1 (en) Battery system with heat exchange device
US20160336628A1 (en) Battery system with heat exchange device
KR20110069804A (ko) 모듈 구조 열교환기
KR102296260B1 (ko) 태양광 및 태양열을 이용한 복합에너지 생성장치
MX2014014826A (es) Conjunto de campo de módulo solar térmico y panel solar térmico al vacío relacionado.
EP2200095A2 (en) Photovoltaic-thermal hybrid apparatus
CN207896888U (zh) 一种紧凑式温差发电装置
CN110518877A (zh) 太阳能热电联产装置
KR20110080237A (ko) 열전모듈 열교환기
KR101880598B1 (ko) 열교환 시스템
CN109378552A (zh) 交叉型平板热管
US20160305304A1 (en) Thermoelectric module, thermoelectric device, heat exchanger and egr loop
CN219123661U (zh) 一种机载光纤激光器冷却模块及具有该模块的光纤激光器
Sultan et al. The effect of mass flow rate and solar radiation on the photovoltaic efficiency of a glazed water based PVT
JP2017221007A (ja) 太陽電池パネル
WO2011074934A1 (en) Solar heat exchanger
CN219163552U (zh) 一种电池包
CN108999705A (zh) 回热器芯体及包括回热器芯体的回热器
WO2013035966A1 (ko) 태양열 발전장치의 흡수기
CN210098138U (zh) 一种太阳能热泵汽车烘干装置
CN115764521A (zh) 一种机载光纤激光器冷却模块及具有该模块的光纤激光器
RU2629766C1 (ru) Абсорбер солнечного коллектора
FI100268B (fi) Keräävä aurinkovalokenno
KR20120123794A (ko) 태양광 발전장치
CN113375469A (zh) 一种扩散炉顶部集热冷却排风装置

Legal Events

Date Code Title Description
FG Grant or registration