PT2253024E - Dispositivo de alimentação de energia com painéis de energia configurados como telhas - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

"DISPOSITIVO DE ALIMENTAÇÃO DE ENERGIA COM PAINÉIS DE ENERGIA CONFIGURADOS COMO TELHAS" A presente invenção refere-se a um dispositivo de alimentação de energia com vários painéis de energia configurados como telhas, bem como a um painel de energia configurado como telha.

Os painéis de energia servem para a absorção de energia, que é convertida em energia térmica e/ou energia eléctrica no painel de energia e que é cedida a um ou vários consumidores. Um dispositivo de alimentação de energia é constituído por um ou vários painéis de energia acoplados uns aos outros.

Um dispositivo com um painel de energia é conhecido, por exemplo, a partir da referência [1], documento JP 2005241021 A. No caso deste painel, a energia térmica é dissipada por meio de uma estrutura de tubos, que apresenta dois tubos maiores paralelos um ao outro, que estão ligados um ao outro através de tubos menores, que correm perpendiculares aos primeiros. Os tubos menores assentam directamente no painel de energia e dissipam a energia térmica absorvida através da estrutura de tubos. Os dispositivos deste género são, no entanto, inadequados para montagens em telhados. É conhecido um painel de energia deste género, em contrapartida, a partir da referência [2], EP 0335261 BI. Este painel de energia compreende um corpo sob a forma de uma telha 1 ou de um elemento exterior de parede, uma multiplicidade de células solares, das quais cada uma está colocada numa superfície exterior da telha ou elemento de parede exposta aos raios solares, bem como uma via de passagem para um fluido portador de calor. Esta via de passagem situa-se sob a mesma área da telha ou elemento de parede na qual estão colocadas as células solares. 0 corpo do painel de energia é fabricado a partir de um material compósito, de um material em forma de partículas, inorgânico, granuloso ou fibroso e de um metal com boa condutividade térmica. 0 painel de energia conhecido a partir da referência [2], cujo princípio se impôs largamente, bem como os dispositivos e sistemas que se baseiam neste painel de energia, apresentam diversas desvantagens. Em função da integração das células solares e da via de passagem para o fluido portador de calor no painel de energia, resulta uma estrutura relativamente complexa do painel de energia, com uma despesa de fabrico correspondentemente elevada. A via de passagem para o fluido portador de calor, um canal ou uma conduta, deve estar integrada no painel de energia e provida, na sua abertura de entrada e abertura de saída, de elementos de acoplamento, que permitam ligar conjuntamente as vias de passagem de vários painéis de energia a uma única conduta ou a um único canal, que seja atravessado pelo fluido portador de calor. Contanto que sejam utilizados inúmeros desses painéis de energia para a cobertura de um telhado, resulta assim um elevado número de pontos de acoplamento, que, mesmo após um longo período de funcionamento e múltiplos accionamentos, devem ainda estar estanques. Além disso, há que ter em atenção que devem ser utilizadas apenas condutas relativamente finas, pelo que resulta uma resistência no circuito relativamente elevada e uma pressão no circuito 2 correspondentemente elevada, que coloca elevadas exigências à qualidade dos pontos de acoplamento. Se alguns dos pontos de acoplamento falharem, por exemplo, após um período de funcionamento de vários anos, então resulta uma despesa de manutenção muito elevada. Por um lado, tem de ser localizado o ponto de deficiência, por outro lado o defeito tem de ser reparado com uma despesa relativamente grande. Em função do pequeno diâmetro da conduta, além disso, pode circular apenas uma quantidade reduzida de fluido quente através dos painéis de energia acoplados uns aos outros, pelo que não está garantida uma transferência térmica ideal.

Em função da transferência térmica deficiente resulta não só um rendimento insuficiente em energia térmica, mas também um aproveitamento não ideal das células de energia, que cedem menos potência eléctrica com temperaturas mais elevadas.

Cabe à presente invenção, por conseguinte, o objectivo de criar um dispositivo melhorado de alimentação de energia, com pelo menos um painel de energia, bem como um painel de energia melhorado.

Em especial, deve ser criado um dispositivo de alimentação de energia com pelo menos um painel de energia, o qual converte eficientemente energia solar em energia térmica e eléctrica. 0 dispositivo de alimentação de energia e o painel de energia devem, além disso, poder ser fabricados, instalados e mantidos com despesa reduzida.

Além disso, o dispositivo de alimentação de energia deve colocar à disposição novas e vantajosas características de 3 desempenho. Em especial, o dispositivo de alimentação de energia deve poder ser gerido eficientemente e com despesa mínima.

Este objectivo é resolvido com um dispositivo de alimentação de energia, bem como com um painel de energia, os quais apresentam as características indicadas na reivindicação 1 e 8, respectivamente. Algumas configurações vantajosas da invenção estão indicadas noutras reivindicações. 0 dispositivo de alimentação de energia apresenta vários painéis de energia configurados como telhas, através dos quais é coberta uma parte de um edifício e que apresentam um módulo de energia, que serve para a absorção de energia solar e que está ligado a uma linha de alimentação de corrente.

De acordo com a invenção, num lado exterior do edifício está prevista pelo menos uma conduta metálica, a qual suporta os painéis de energia, que estão ligados de forma mecânica e térmica à conduta, na qual estão previstos um canal de cabos, que serve para o alojamento da linha de alimentação de corrente e pelo menos um canal de líquido, através do qual pode ser conduzido um fluido líquido portador de calor, através do qual a energia térmica pode ser transferida do painel de energia para um permutador térmico. A conduta prevista para o transporte de calor, de modo preferido a montar na horizontal, de modo preferido um perfil de alumínio, substitui um ripado sobre o telhado ou uma parede do edifício e é montada, por exemplo, nas asnas da armação do telhado que correm perpendicularmente àqueles. A conduta preenche, por conseguinte, uma dupla função. Por um lado, serve para a montagem do painel de energia, mais estável em comparação 4 com o ripado de madeira. Por outro lado, serve para o alojamento e o transporte para fora da energia térmica cedida pelos painéis de energia. Os custos adicionais resultantes, em comparação com um ripado convencional de telhado, são relativamente reduzidos e são mais do que compensados através dos reduzidos custos de fabrico do painel de energia. Além disso, com o sistema de condutas instalado resulta uma construção extremamente estável e fiável, que resiste mesmo às piores condições atmosféricas. Em função da secção transversal relativamente grande da conduta resulta uma transferência térmica excelente. É também especialmente vantajoso que, com base no sistema de condutas de acordo com a invenção, os painéis de energia, em especial os módulos eléctricos neles previstos, o telhado do edifício ou uma parede do edifício possam ser arrefecidos. Para esta finalidade o fluido portador de calor pode ser refrigerado a baixas temperaturas numa zona fria, por exemplo, no solo, antes de chegar às condutas na zona dos painéis de energia. Através destas medidas consegue-se uma refrigeração do edifício extremamente eficiente e de custos favoráveis, de modo que se pode prescindir de blocos de refrigeração, que apresentam habitualmente um elevado consumo de energia. Por exemplo, no Verão pode ser utilizada a sonda de terra de uma bomba térmica, para a circulação do fluido portador de calor. É especialmente vantajoso, nos dispositivos de alimentação de energia de acordo com a invenção, que o sistema de condutas metálicas, bem como os painéis de energia constituídos pelo menos parcialmente por metal, protejam os moradores do edifício em questão contra interferências de radiações e electrosmog em configurações correspondentes, até mesmo contra queda de raios. 5 A radiação de ondas de alta frequência, hoje frequentemente receada, é, por conseguinte, detida de modo vantajoso. 0 acoplamento do painel de energia à conduta pode verificar-se com medidas simples, sendo que resulta uma reduzida resistência à transferência térmica, praticamente negligenciável. A energia térmica absorvida pelo painel de energia é, por conseguinte, transmitida eficientemente à conduta e conduzida para fora desta. Com isso resulta também uma boa refrigeração dos painéis de energia, pelo que as células de energia, eventualmente células solares, funcionam optimamente e podem ceder a máxima energia eléctrica.

Numa configuração preferida, a conduta apresenta pelo menos um primeiro canal de liquido, no qual é conduzido o fluido portador de calor numa direcção e pelo menos um segundo canal de liquido, no qual o fluido portador de calor é reposto em circulação. Numa extremidade da conduta, por conseguinte, existe uma peça de fecho, através da qual o fluido portador de calor que chega do primeiro canal de liquido é transferido para o segundo canal de liquido. Na outra extremidade da conduta, o fluido portador de calor pode assim ser alimentado e retirado no mesmo local. Com esta configuração da conduta a totalidade do sistema de condutas pode ser planeada e montada de modo simples. A condução do fluido portador de calor, em ambas as direcções no interior da conduta, leva também ao cálculo da média das temperaturas que podem surgir em diferentes locais da conduta.

Pode ser vantajoso dividir o sistema de condutas em segmentos, que sejam accionados cada um com uma bomba de circulação, independentes uns dos outros. De modo preferido, os segmentos são formados de tal maneira que estão associados a 6 zonas individuais da radiação solar. Por exemplo, um primeiro segmento do sistema de condutas pode estar situado no lado sul do telhado de duas águas e um segundo segmento, na parede oeste de uma casa. A separação dos referidos segmentos economiza tubagens de ligação correspondentes e é conveniente já por esta razão. A separação, no entanto, é também por isso conveniente, porque os segmentos em questão podem ser postos a funcionar, respectivamente, no momento em que, para cada segmento, se apresenta a radiação solar ideal.

Como fluido portador de calor é adequada água. A configuração vantajosa do dispositivo de alimentação de energia de acordo com a invenção permite, no entanto, também a utilização de óleo, o qual é excelentemente adequado para o transporte de calor.

Para evitar perdas térmicas, a conduta está provida, de modo preferido, de uma camada de isolamento, a qual, de modo preferido, está interrompida apenas nos locais onde a conduta está acoplada de forma térmica e mecânica ao painel de energia. Desta maneira está garantido que a energia térmica obtida não se vai perder no trajecto de transporte. A utilização de uma conduta externa é, também por isso, especialmente vantajosa, porque esta pode ser provida de um canal de cabos que corre paralelamente ao eixo, que é produzido no corpo da conduta, de modo preferido, por exemplo, sob a forma de um entalhe ou ranhura em cauda-de-andorinha. Neste canal de cabos bem protegido e, apesar disso, facilmente acessível, que está voltado para o painel de energia, são colocadas as linhas de alimentação de corrente, com as quais é transferida a energia eléctrica cedida pelos módulos de energia e, eventualmente, 7 linhas de transmissão de dados, em especial linhas de comando, que servem para a transmissão de dados entre uma unidade central de comando e unidades descentralizadas ou locais de comando, previstas nos painéis de energia. As unidades locais de comando podem também ser simples unidades de comutação, que são controladas pela unidade central de comando, para conduzir a corrente produzida pelos módulos de energia a um colector de corrente ou consumidor ou acumulador, central ou local, previsto no painel de energia. A unidade local de comando, de modo preferido, está configurada de tal maneira ou pode ser ligada de tal maneira, por exemplo, com base num comutador, que o módulo de energia, após o desacoplamento do painel de energia da linha de alimentação, é ligado, respectivamente, aos díodos emissores de luz, os quais consomem a energia produzida e, ao mesmo tempo, indicam o estado do painel de energia. Os painéis de energia podem, por conseguinte, ser postos a funcionar isolados, controlados através da unidade local de comando ou, em ligação, controlados através da unidade central de comando, de tal maneira que a energia seja alimentada não à linha de alimentação, mas antes aos consumidores previstos no painel de energia. Deste modo, o pessoal pode realizar trabalhos de manutenção sem riscos para a segurança e inspeccionar visualmente painéis de energia instalados ou desinstalados.

As referidas linhas podem apresentar-se sob a forma de um cabo de fita plana, o qual, de modo preferido, está provido de conectores eléctricos nas distâncias necessárias, dos quais cada um pode ser ligado ao cabo de ligação de um painel de energia, por meio de um outro conector. 8

Através da utilização de uma unidade central de comando, bem como de unidades locais de comando, que, de modo preferido, estão ligadas a acumuladores eléctricos, díodos emissores de luz e/ou sensores colocados localmente nos painéis de energia, no contexto do sistema de alimentação de energia de acordo com a invenção, resultam inúmeras outras possibilidades de aplicação vantajosas. Com base em sensores, pode ser verificada a condição do painel de energia, bem como a condição do ambiente. Após transmissão dos dados verificados à unidade central de comando, esta pode controlar, de modo ideal, a totalidade do sistema ou do dispositivo de alimentação de energia. Por exemplo, podem ser ligados ou desligados segmentos individuais do sistema de condutas. É especialmente vantajosa a utilização de pelo menos um acumulador eléctrico em cada painel de energia. Com base em acumuladores hoje conhecidos, a energia obtida pode ser armazenada localmente e cedida só em caso de necessidade e sob condições ideais. Uma unidade central de acumulador eléctrico pode, eventualmente, ser dispensada. Com base em acumuladores hoje conhecidos, por exemplo, acumuladores de iões de lítio, que apresentam tipicamente densidades de energia de 100 Wh/kg e densidades de potência de 1000 W/k, podem assim ser armazenadas localmente enormes quantidades de energia e, em caso de necessidade, cedidas. Com base nas unidades locais de comando, estes acumuladores podem ser monitorizados e mantidos numa gama de funcionamento ideal, por exemplo, para impedir uma descarga completa dos mesmos. A energia eléctrica armazenada, pode além disso, numa forma preferida, ser transformada, eventualmente para valores mais elevados e cedida, para reduzir perdas. 9

Tendo em consideração as instruções de comando enviadas pela unidade central de comando, a unidade local de comando pode optimizar a transferência de energia e, eventualmente, no caso de uma solicitação de energia, negar o fornecimento de energia, quando a situação o exige. A unidade local de comando pode, por conseguinte, controlar a corrente cedida pelos módulos de energia à unidade local de armazenagem de corrente, prevista no painel de energia ou a pelo menos um colector central de corrente. 0 colector central de corrente pode ser um acumulador ou um conversor de energia, que cede corrente alternada a uma rede interna ou externa. 0 acoplamento mecânico e térmico na conduta verifica-se com um dispositivo de acoplamento, cujos elementos estão formados completa ou parcialmente numa peça única, na conduta e/ou numa peça única num corpo metálico do painel de energia ou podem também ser colocados à disposição como conjuntos separados.

De modo preferido, é utilizada uma conduta com secção transversal pelo menos aproximadamente e/ou parcialmente de forma circular, de modo que flanges ou braçadeiras montadas, que encostam de modo plano à conduta, possam ser rodadas para uma posição adequada e ligadas à conduta em união não-positiva, com elevada força de pressão. De modo especialmente vantajoso, podem também ser utilizados elementos de acoplamento que servem para um acoplamento em união positiva. Por exemplo, podem estar previstos dentados que engrenam uns nos outros, que podem ser fixados em posições seleccionáveis.

Contanto que seja utilizado um conjunto de acoplamento separado, este pode ser adaptado de modo ideal, em especial com as maiores superfícies de contacto possíveis, por um lado à 10 conduta e, por outro lado, ao painel de energia. Ao mesmo tempo, é possível montar e ajustar facilmente o conjunto de acoplamento separado. De modo preferido, estão previstas aberturas no painel de energia, através das quais podem ser inseridas ferramentas, por meio das quais o dispositivo de acoplamento pode ser apertado ou desapertado.

Em configurações preferidas, um substrato metálico de um módulo de energia é ligado à conduta, directamente ou por meio de uma tira de metal rígida ou flexível. Através da ligação dos substratos metálicos dos módulos de energia ao sistema de tubagens, de modo preferido ligado à terra, resulta adicionalmente uma protecção ideal contra a influência de radiação, bem como queda de raios.

Os painéis de energia para o dispositivo de alimentação de energia de acordo com a invenção, que estão providos de um ou vários módulos de energia, podem ser fabricados e montados de modo especialmente simples. Os painéis de energia podem ser preparados, de modo ideal, para o alojamento dos módulos de energia, bem como para o acoplamento à conduta, sendo que, através de grandes superfícies de contacto ou da adaptação dos elementos de acoplamento numa peça única ao corpo metálico do painel de energia, é garantida uma transferência térmica ideal.

Os painéis de energia previstos para o dispositivo de alimentação de energia apresentam-se na configuração de uma telha. Com base nos painéis de energia em forma de telha, a armação do telhado de uma casa pode, por conseguinte, ser configurada esteticamente de maneira convencional. Por conseguinte, não é preciso prescindir das vantagens de uma casa com telhado de telhas, que podem ser fabricadas de quaisquer 11 materiais. Adicionalmente, no entanto, resulta a vantagem de as telhas cederem a um consumidor a energia incidente, sob a forma de energia eléctrica e térmica.

Um painel de energia que se apresenta na forma de uma telha apresenta, por conseguinte, uma estrutura de telha de argila ou metal, em cujo lado superior está prevista uma zona de alojamento para o módulo de energia montado separadamente. No entanto, a estrutura de telha, por exemplo, de argila e o módulo de energia adaptado a esta podem, por conseguinte, ser fabricados separadamente, em processos de fabrico optimizados. A estrutura de telha ou uma telha pode, por conseguinte, ser produzida numa fábrica de telhas com custos reduzidos. A telha, neste caso, de modo preferido, está configurada de tal maneira que pode ser montada com ou sem painel de energia. A fábrica de telhas pode, por conseguinte, produzir um único produto e fornecê-lo a clientes que querem ou não instalar um dispositivo de alimentação de energia de acordo com a invenção. Através da telha fabricada, por conseguinte, são preenchidos todos os requisitos de telhas convencionais. Existem apenas caracteristicas de forma que permitem acoplar o módulo de energia à nova telha. 0 módulo de energia pode igualmente ser produzido numa fábrica especializada com eficiência ideal. De modo preferido, o módulo de energia é constituído por diversas camadas sobrepostas, cuja camada de base forma um substrato metálico ou um corpo metálico em forma de placa, através do qual a energia térmica actuante é dissipada, com base num elemento de acoplamento, através de uma abertura na telha ou da aresta superior coberta através de um outro painel de energia, na direcção da conduta. 12

Por exemplo, o substrato metálico apresenta um elemento de acoplamento, adaptado àquele numa peça única, o qual é ligado à conduta. Em alternativa, o substrato metálico pode ser ligado à conduta através de uma tira metálica e cantoneiras de montagem, como flanges ou braçadeiras.

De modo preferido, o corpo metálico do painel de energia pode ser ligado a um elemento de refrigeração e a um dispositivo de acoplamento ou ligado numa peça única, que pode ser ligado à conduta, de tal maneira que a energia térmica absorvida pelo elemento de refrigeração pode ser transferida para a conduta e o painel de energia é mantido estável, ao mesmo tempo. 0 elemento de refrigeração está estreitamente acoplado ao módulo de energia, de modo preferido por forma térmica e, eventualmente, também mecânica, de modo que este seja refrigerado de modo ideal. De modo preferido, o módulo de energia encosta através de grandes superfícies de contacto ao elemento de refrigeração e está aparafusado a este, de modo que a resistência à transferência térmica entre as superfícies de contacto seja pequena e negligenciável. Noutras configurações preferidas, o corpo metálico encosta de forma plana à estrutura da telha, de modo que uma grande parte da energia térmica pode ser transferida pela da telha aquecida à conduta que a ela encosta.

Numa primeira configuração de princípio, o painel de energia apresenta uma estrutura com pelo menos uma abertura, no interior da qual o corpo metálico está fixado por uma massa de enchimento. Por exemplo, é fabricada uma telha de argila que apresenta pelo menos uma abertura, que serve para o alojamento do módulo de energia e do corpo metálico. Numa configuração preferida, o corpo metálico e o módulo de energia, que é pelo 13 menos um, podem também ser fabricados previamente como módulo combinado e inseridos na telha de argila.

Numa segunda configuração de principio, o painel de energia apresenta uma estrutura metálica, com a qual o corpo metálico está ligado numa peça única. Por exemplo, é fabricada uma estrutura metálica de alumínio, na qual pode ser inserido o módulo de energia, que é pelo menos um. Além disso, a estrutura metálica pode estar provida de uma grande superfície de acoplamento para o dispositivo de acoplamento ou mesmo de um elemento de acoplamento configurado numa peça única. Em ambos os casos, os elementos de acoplamento podem ser fabricados de modo ideal e com despesa reduzida. A estrutura existente sob a forma de uma telha apresenta, por exemplo, uma abertura, no interior da qual o módulo de energia, que é pelo menos um, está fixado por meio da massa de enchimento ou de elementos de fixação, por exemplo parafusos, com base nos quais o módulo de energia está ligado ao elemento de acoplamento.

Em configurações especialmente preferidas, a telha não apresenta, em contrapartida, qualquer abertura, de modo que as linhas eléctricas e os elementos de acoplamento térmico são conduzidos por cima da telha até à conduta. Isto permite uma instalação especialmente simples do painel de energia, bem como uma estrutura modular dos painéis de energia com uma telha, de modo preferido de argila e um módulo de energia adaptado a esta, no entanto, fabricado separadamente. 14

Nesta configuração preferida estão previstos na estrutura da telha alguns elementos de retenção, por exemplo ranhuras de guia, nas quais pode ser encaixado o módulo de energia, o qual, após o encaixe, de modo preferido, fica ligado a cabos de interligação, através de contactos de interligação. De modo preferido, no entanto, os cabos de interligação estão já previstos no módulo de energia, de modo a ser garantido um contacto eléctrico ideal. Através de estrutura modular resultam custos de fabrico mínimos e um esforço de montagem mínimo. Para o caso de um defeito técnico, o módulo de energia defeituoso pode ser removido em poucos segundos e substituído através de uma nova unidade. De modo preferido, a estrutura apresenta uma abertura, que, após remoção dos módulos de energia ou por meio de uma tampa oscilante, pode ser aberta e oferece o acesso a elementos de acoplamento, que permitem montar ou soltar o painel de energia.

Contanto que o painel de energia tenha de ser equipado com uma unidade local de comando e/ou uma unidade local de armazenagem, este pode estar provido de uma câmara adequada para o alojamento destes elementos. A câmara pode ser fechada através de uma tampa oscilante ou, de um modo especialmente vantajoso, através do módulo de energia que pode ser encaixado nos elementos de retenção. A estrutura modular do painel de energia com um módulo de energia fabricado separadamente permite, em contrapartida, a integração vantajosa de quaisquer componentes eléctricos, como células solares, unidades de comando com transístores comutadores e díodos emissores de luz. 0 módulo de energia é fabricado, de modo preferido, com técnica SMD (Surface Mounted Design) . De modo preferido, os componentes eléctricos são montados sobre um 15 substrato metálico isolado (IMS®), o qual garante uma dissipação de calor ideal no substrato metálico. É especialmente vantajosa a integração de díodos emissores de luz, que ficam livres após a instalação dos painéis de energia e estão abertamente visíveis. Por exemplo, estão previstas duas cadeias ligadas em paralelo, com vários díodos emissores de luz ligados em série, que podem ser ligados através da unidade local de comando, em configurações simples, a um opto-acoplador ou transístor comutador, em alternativa, às células solares, para verificar estas ou para absorver a energia produzida. Contanto que os painéis de energia ainda não estejam instalados ou o cabo de alimentação tenha de estar sem tensão, as células solares são ligadas a estes díodos emissores de luz, de modo preferido. Contanto que uma cadeia com díodos emissores de luz tenha de ser desmontada, a sua função é assumida pela outra cadeia.

Em seguida, a invenção é explicada em pormenor, com base em desenhos. Neste caso mostra:

Fig. 1 um sistema de alimentação de energia de acordo com a invenção, com um painel 1 de energia, no qual está previsto um corpo 2 metálico, que está acoplado de forma térmica e mecânica a uma conduta 4;

Fig. 2 em representação tridimensional, o corpo 2 metálico do painel 1 de energia da figura 1, que apresenta um elemento 21 de refrigeração, que serve para a absorção de energia térmica, um elemento 22 de acoplamento, que pode ser ligado à conduta, bem como uma câmara 23, que serve para o 16 alojamento de uma unidade 3 de comando e de uma unidade 38 de armazenagem de corrente;

Fig. 3 o corpo 2 metálico da figura 2, numa outra configuração, na qual a estrutura 5 do painel 1 de energia está fabricada de metal, eventualmente numa peça única;

Fig. 4 o corpo 2 metálico da figura 2, numa outra configuração, que está ligado por meio de uma guarnição 271, 272, 273 de acoplamento à conduta 4, que apresenta, no essencial, uma secção transversal circular;

Fig. 5 em representação tridimensional, um segmento da conduta 4 da figura 1, que apresenta dois canais 41, 42 de liquido, que servem para a condução do fluido portador de calor, bem como um entalhe 47 em forma de cauda-de-andorinha, que corre axialmente, no qual são inseridas linhas 33 de alimentação de corrente e linhas 34 de comando, que se apresentam, por exemplo, sob a forma de um cabo plano;

Fig. 6 elementos do sistema de alimentação de energia com segmentos de condutas 4, de acordo com a figura 1, que podem ser ligados mecanicamente uns aos outros, com base em perfilados 81 de montagem e cujos canais 41, 42 de liquido podem ser ligados uns aos outros, com base em peças 83, 84, 85 de ligação ou ligados a condutas de admissão e de descarga; 17

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Fig. 7 uma conduta 4, de modo preferido configurada com um perfil com duas partes 410, 420 de conduta, ligadas uma à outra através de uma estrutura 400 de base, nas quais são conduzidos o primeiro e o segundo canal 41, 42 de liquido, respectivamente sendo que na primeira parte 410 de conduta está colocada uma primeira parte 470 do perfil, que conduz o canal 47 de cabos e na segunda parte 420 de conduta está aplicada uma placa 480 de suporte, em cujo lado superior podem encostar de modo plano os painéis 1 de energia; 8 dois painéis 1 de energia, cada um ligado a uma conduta 4, numa primeira configuração; 9 um painel 1 de energia ligado a uma conduta 4, numa segunda configuração; 10 vários painéis 1 de energia de acordo com a figura 5, montados em condutas 4 sobre um telhado; 11 um painel 1 de energia de acordo com a figura 5, no qual pode ser encaixado um módulo 300 de energia; 12 a estrutura 5 de uma telha, sobre a qual pode ser montado um módulo 300 de energia; 13 a estrutura 5 da telha da figura 12, durante a montagem do módulo 300 de energia; 18

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Fig. 14 o painel 1 de energia formado através da telha 5 e do módulo 300 de energia a ela ligado; 15 o módulo 300 de energia da figura 13, em representação explodida; 16 dois módulos 300 de energia, que são ligados electricamente a uma linha 33 de alimentação de corrente e a linhas 34 de comando, por meio de cabos 32 de ligação e eléctrica e termicamente à conduta 4, por meio de dispositivos 22 de acoplamento; 17 uma configuração preferida da conduta 4 da figura 7, com dois canais 47 de cabos, que servem para a condução separada de linhas 33 de alimentação de corrente e linhas 34 de comando; 18 condutas 4 montadas sobre um telhado, as quais formam o ripado sobre o qual estão colocados painéis 1 de energia; 19 a armação 70 do telhado de um edifício, sobre o qual são instalados painéis 1 de energia de acordo com a invenção; 20 um diagrama em bloco do dispositivo de alimentação de energia de acordo com a invenção, com painéis 1 de energia de acordo com as figuras 1, 8, 9, 11 ou 14. 19 A figura 1 mostra um sistema de alimentação de energia de acordo com a invenção, com um painel 1 de energia, que está ligado de forma térmica e mecânica a uma conduta 4 de um sistema de condutas, no qual circula um fluido 45 portador de calor. 0 painel 1 de energia apresenta uma estrutura 5, constituída, por exemplo, por argila ou metal, com uma abertura 51, na qual estão inseridos vários módulos 300 de energia, que servem, de modo preferido, para a absorção de energia solar e um corpo 2 metálico. O corpo 2 metálico apresenta um elemento 21 de refrigeração, que serve para a absorção de energia térmica, um dispositivo 22 de acoplamento, que serve para o acoplamento à conduta 4, bem como uma câmara 23, que pode ser fechada por meio de uma tampa 231 oscilante, na qual estão previstas uma unidade 3 de comando e duas unidades 38 de armazenagem de corrente. A unidade 3 de comando prevista na câmara 23 está ligada, através de cabos 35, a pelo menos um sensor 353 e a pelo menos um emissor 352 de sinais, por exemplo, um díodo emissor de luz.

Nesta configuração do painel 1 de energia, o corpo 2 metálico, os módulos 300 de energia e, eventualmente, também os sensores 351 e emissores 352 de sinais são fixados nas posições correspondentes, no interior da abertura 51 da estrutura 5, por meio de uma massa 6 de enchimento, de modo preferido com boa condutividade térmica. O painel 1 de energia de acordo com a invenção serve para a cedência de energia eléctrica e energia térmica. A energia eléctrica cedida pelos módulos 300 de energia é alimentada através de cabos 31 de ligação, à unidade 3 local de comando, pela qual é cedida energia eléctrica às unidades 38 locais de armazenagem ou a consumidores externos, através de uma linha 33 20 de alimentação de corrente ou a um conversor 3003 de energia ligado a montante.

Além disso, está prevista uma unidade 3000 central de comando, que comunica com as unidades 3 locais de comando através de um barramento 34 de dados. A par da gestão de energia, que é controlada pela unidade 3000 central de comando e as unidades 3 locais de comando, antes da entrada em funcionamento dos painéis 1 de energia pode ser realizado também um processo de autenticação, com o qual é comprovado se a unidade 3000 central de comando está autorizada a fazer funcionar os painéis 1 de energia instalado. Por exemplo, entre as unidades 3 de comando são trocadas 3000 palavras-passe e verificado se correspondem umas às outras. Os painéis 1 de energia furtados, por conseguinte, já não podem ser utilizados noutros locais de instalação e não têm valor para o utilizador. O furto de painéis 1 de energia protegidos desta maneira, por conseguinte, não é compensador.

As linhas 33 de alimentação de corrente e as linhas 34 de comando podem ser realizadas, de modo vantajoso, como cabo de fita plana, que pode ser conduzido, de modo especialmente vantajoso, no entalhe 47 que corre paralelo ao eixo, previsto na conduta 4. O cabo 33, 34 de fita plana pode estar provido de conectores, aos quais pode ser ligado um cabo 32 de ligação, que é conduzido na câmara 23 através de uma abertura 234 e está ligado à unidade 3 local de comando. De modo especialmente vantajoso, podem ser utilizados cabos de fita plana e dispositivos de ligação como são mostrados e descritos na referência [3], FLACHKABELSYSTEM TECHNOFIL, Produkteschrift der Woertz AG, Muttenz, de Maio de 2004. As tomadas de ligação ali divulgadas podem ser colocadas no cabo 33, 34 de fita plana e 21 ser ligadas por meio de parafusos cónicos aos condutores do cabo 33, 34 de fita plana que se situa no canal 47 de cabos. De modo preferido, é utilizada uma tomada adaptada à conduta. A partir da unidade 3 local de comando, pode ser controlada à vontade a transferência de e para as unidades 38 locais de armazenagem e de e para os consumidores externos. Contanto que sejam utilizados acumuladores de iões de litio como unidades 38 de armazenagem, a unidade 3 local de comando assegura que estas são sempre mantidas em funcionamento com uma gama de trabalho favorável. A energia eléctrica obtida pode, por conseguinte, ser armazenada localmente e solicitada, de acordo com a necessidade, através da unidade 3000 central de comando, sendo que está assegurado o funcionamento ideal dos acumuladores.

Deve-se ter em consideração que, no dispositivo de alimentação de energia de acordo com a invenção, a transferência de energia eléctrica e/ou térmica com base nas unidades 3, 3000 centrais e locais de comando pode verificar-se em ambas as direcções. Por exemplo, as unidades 38 de armazenagem de corrente previstas localmente podem ser carregadas por meio de energia eléctrica que é retirada da rede eléctrica pública. A instalação pode, por conseguinte, ser instalada e acelerada, mesmo quando não existe radiação solar suficiente. Através da transferência de energia térmica para os painéis 1 de energia, estes podem passar para um estado de funcionamento ideal, por exemplo, ser libertados de uma camada de neve. A energia térmica absorvida pelo painel 1 de energia ou pela estrutura 5 do painel 1 de energia e pelos módulos 300 de energia é absorvida pelo corpo 2 metálico, em especial pelo seu elemento 21 de refrigeração, que serve como permutador térmico 22 local, que, para esta finalidade, se estende de modo plano ao longo dos módulos 300 de energia e da superfície da estrutura 5. Em configurações preferidas, os módulos 300 de energia estão aparafusados ao elemento 21 de refrigeração, de modo que o corpo 2 metálico e os módulos 300 de energia formam uma unidade, que é inserida como módulo na abertura 51 da estrutura 5 e pode ser fixada nesta, eventualmente aparafusada, de modo preferido embutida.

Pelo elemento 21 de refrigeração do corpo 2 metálico é cedida a energia térmica obtida, através do dispositivo 22 de acoplamento, à conduta 4, que apresenta dois canais 41, 42 de líquido, nos quais circula em vaivém um fluido 45 portador de calor, no interior da conduta 4 e que conduz a energia térmica alimentada a um permutador 400 térmico e dali é alimentado novamente no circuito, por meio de uma bomba 401 de circulação. A conduta 4 apresenta elementos de montagem, sob a forma de flanges 431, que podem ser ligadas a elementos de uma armação de telhado ou de uma parede de edifício. Na figura 1 mostra-se que uma flange 431 da conduta 4 está aparafusada a uma asna 7 de madeira, por meio de um parafuso 95. Podem ser consideradas igualmente inúmeras outras possibilidades de montagem e permitem, eventualmente, prescindir dos elementos 431 de montagem. Por exemplo, pode ser utilizada uma conduta 4 com uma secção transversal de forma circular, que pode ser fixada por meio de uma braçadeira ou de um gancho. A figura 2 mostra, em representação tridimensional, o corpo 2 metálico do painel 1 de energia da figura 1, que apresenta o elemento 21 de refrigeração, que serve para a absorção de energia térmica, o elemento 22 de acoplamento, que pode ser 23 ligado à conduta, bem como a câmara 23, cujo espaço 233 interior serve para o alojamento da unidade 3 de comando e da unidade 38 de armazenagem de corrente. Está bem visível a abertura 234 prevista na câmara 23, através da qual pode ser conduzido o cabo 32 de ligação até à conduta 4. 0 elemento 21 de refrigeração está provido de aletas 211 de refrigeração, as quais servem para a absorção de energia térmica e para a ancoragem na massa 6 de enchimento. 0 elemento 22 de acoplamento, em forma de arco, apresenta nas suas extremidades algumas aletas 221 de retenção, que podem encaixar em ranhuras 48 de retenção correspondentes, previstas na conduta 4. 0 elemento 22 de acoplamento pode, por conseguinte, ser comprimido contra a conduta 4, até que as aletas 221 de retenção encaixem nas ranhuras 48 de retenção (ver figura 1) . Para soltar o elemento 22 de acoplamento as aletas 221 de retenção têm de ser puxadas para fora das ranhuras 48 de retenção. Algumas configurações alternativas são mostradas nas figuras 3 e 4. A figura 3 mostra o corpo 2 metálico da figura 2, numa outra configuração, na qual a estrutura 5 do painel 1 de energia está fabricada de metal, de modo preferido alumínio, eventualmente numa peça única e eventualmente revestida. Mostra-se que o módulo 300 de energia está montado por meio de um parafuso 93 e de uma porca 94 para parafuso que está fixada entre duas aletas 211 de refrigeração, de modo a poder ser deslocado. Além disso, mostra-se que o elemento 22 de acoplamento, em forma de arco, está fixado apenas de um lado, numa ranhura 48 de retenção da conduta 4, com uma aleta 221 de retenção. No outro lado, o elemento 22 de acoplamento e a conduta 4 estão providos de elementos 29, 49 de flange, que podem ser apertados firmemente por meio de uma porca 92 para parafuso e de um parafuso 91, cuja cabeça é fixada no interior 24 da câmara 23 e, por conseguinte, pode ser movida facilmente. Desta maneira consegue-se comprimir o elemento 22 de acoplamento firmemente contra a conduta 4, para obter uma resistência mínima à transferência térmica.

Enquanto que as condutas 4 mostradas nas figuras 1, 2 e 3 estão providas de elementos de acoplamento, a figura 4 mostra uma conduta 4 fortemente simplificada, com uma secção transversal praticamente circular. As braçadeiras ou flanges 271, 273 nela fixadas, das quais uma está provida de uma placa 272 de acoplamento, podem, por conseguinte, ser rodadas à vontade e fixadas numa qualquer posição, com base em porcas 92 para parafusos e parafusos 91, cujas cabeças 91, por sua vez, são fixadas na câmara 23. 0 elemento 22 de acoplamento é constituído, neste caso, pela guarnição 271, 272, 273 de acoplamento com várias partes. 0 acoplamento com o corpo 2 metálico verifica-se por meio da placa 272 de acoplamento, que é comprimida contra o corpo 2 metálico.

As configurações do painel 1 de energia mostradas nas figuras 3 e 4 mostram que este pode ser fabricado, de modo especialmente vantajoso, numa peça única de metal, em especial de alumínio. A fixação do módulo de energia é possível de modo simples. Em função da ausência de canais internos de refrigeração o painel 1 metálico de energia pode ser construído extremamente compacto. Nas configurações mais simples do painel 1 de energia, a estrutura 5 ou o corpo 2 metálico são idênticos. A figura 5 mostra, em representação tridimensional, um segmento da conduta 4 da figura 1, com os dois canais 41, 42 de líquido que servem para a condução do fluido portador de calor, bem como o entalhe 47 em forma de cauda-de-andorinha, que corre 25 axialmente, no interior do qual é conduzido o cabo 33, 34 de fita plana. Esquematicamente mostra-se, além disso, o trajecto do fluido 45 portador de calor, o qual entra no canal 41 de líquido pelo lado frontal e sai novamente pelo canal 42 de líquido. Além disso, mostra-se um perfilado 81 de montagem, o qual pode ser introduzido em ranhuras 432 de acoplamento de duas condutas 4 adjacentes e nelas fixado, por meio de parafusos 812. A figura 6 mostra elementos do sistema de condutas, com segmentos de condutas 4, de acordo com a figura 2, que podem ser ligados mecanicamente uns aos outros, com base em perfilados 81 de montagem e cujos canais 41, 42 de liquido podem ser ligados com base em peças 83, 84, 85 de ligação ou ligados a tubos de admissão e de descarga. Como já referido para a figura 2, as condutas 4 estão providas de pelo menos uma ranhura 432 de acoplamento, no interior da qual pode ser mantido e fixado um perfilado 81 de montagem, de modo a poder ser deslocado lateralmente. Para isso a ranhura 432 de acoplamento apresenta, de modo preferido, um perfil em forma de T ou de cauda-de-andorinha. Para a retenção do perfilado 81 de montagem, este está provido de um furo 811 roscado, no qual um perno roscado ou um parafuso 812, de modo preferido provido de uma aresta circular de corte, no lado frontal, pode ser comprimido contra a superfície superior da ranhura, de modo a poder rodar e de tal maneira que aquele fica ligado em união não-positiva ao corpo da conduta ou a aresta circular de corte encaixa neste em união positiva. Para a ligação dos canais 41, 42 de líquido estão previstas peças 83, 84, 85 de ligação, de modo preferido de material sintético, que apresentam partes de conduta, as quais podem ser encaixadas nos canais 41, 42 de líquido, fechando-os de modo estanque. A primeira peça 83 de ligação, a qual serve para a ligação de duas condutas 4, apresenta para cada um dos canais 26 41, 42 de líquido, que são pelo menos dois, uma parte de conduta ou duas partes de conduta que correspondem uma à outra, que estão eventualmente ligadas uma à outra por meio de uma placa, a qual apresenta, de modo preferido, a mesma secção transversal que a conduta 4. Para a ligação dos canais 41, 42 de líquido está prevista a segunda peça 84 de ligação, a qual apresenta duas partes de conduta ligadas uma à outra e alinhadas paralelamente ao eixo. Após o encaixe da segunda peça 84 de ligação, os dois canais 41, 42 de líquido da conduta 4 formam assim um único canal contínuo de líquido, que no mesmo lado entra na conduta e desta sai novamente. Nos pontos de entrada e de saída estão previstas três peças 85 de ligação. Para a fixação da segunda e/ou terceira peças 84, 85 de ligação, inseridas na conduta 4, serve um perfilado 82 angular, provido de um furo 821 roscado, que pode ser introduzido na ranhura 432 de acoplamento e ser fixado por meio de um parafuso 812. A figura 7 mostra uma conduta 4, de modo preferido configurada com um perfil com duas partes 410, 420 de conduta, ligadas uma à outra através de uma estrutura 400 de base, nas quais são conduzidos o primeiro ou o segundo canal 41, 42 de líquido, sendo que na primeira parte 410 de conduta está colocada uma primeira parte 470 do perfil, que conduz o canal 47 de cabos e na segunda parte 420 de conduta está colocada uma placa 480 de suporte, em cujo lado superior podem encostar de modo plano os painéis 1 de energia. Nesta configuração a conduta 4 serve, antes de mais, para a instalação do painel de energia da figura 14. Os painéis 1 de energia que se apresentam sob a forma de uma telha encostam de modo plano à placa 480 de suporte e transferem deste modo energia térmica do painel 1 de energia para a conduta 4. Uma ligação directa eléctrica e térmica adicional entre o substrato 301 metálico do módulo 300 de 27 energia e a conduta 4 verifica-se, de modo preferido, através de um elemento 22 de acoplamento, por exemplo, uma tira metálica, que é conduzida num canal 591 da estrutura 5 da telha. Enquanto que o módulo 300 de energia a instalar assenta sobre a placa 480 de suporte e está fixado, por exemplo, por meio de um ressalto 54 previsto no lado inferior da estrutura da telha, o canal 47 de cabos continua ainda livre, de modo que a ligação eléctrica do painel 1 de energia com a linha de alimentação e as linhas 33, 34 de comando eventualmente existentes pode ser executada de forma simples.

Na figura 7 mostra-se, além disso, que na ranhura 432 de acoplamento, prevista na estrutura 400 de base da conduta 4, está previsto um perfilado 8 de montagem, através do qual está fixada a conduta 4 ou estão fixadas condutas 4 adjacentes. 0 perfilado 8 de montagem, por exemplo, um perfilado de alumínio extrusado de comprimento à escolha, está ligado ao vigamento da armação do telhado através de parafusos 95 de montagem. A utilização do perfilado 8 de montagem permite a montagem simples e precisa do sistema de condutas. Numa primeira fase, os perfilados 8 de montagem são alinhados e montados de forma precisa. Em seguida, as condutas 4 são suspensas nos perfilados 8 de montagem. A figura 8 mostra dois painéis 1 de energia, cada um ligado a uma conduta 4, numa primeira configuração. No painel 1 superior de energia, a tampa 231 oscilante da câmara 23 está aberta. Na câmara 23 estão previstas duas unidades 38 de armazenagem de energia e a unidade 3 local de comando, que está ligada ao cabo 33, 34 de fita plana conduzido na conduta 4, através do cabo 32 de ligação e de um conector 39. O acoplamento eléctrico ao cabo 33, 34 de fita plana pode verificar-se de modo especialmente 28 simples, quando este é retirado para fora do entalhe 47 previsto na conduta 4 e introduzido na câmara 23 prevista no corpo 2 metálico. 0 entalhe 47 e a abertura 234 na câmara 23 devem ser adaptados de maneira profissional.

Na figura 8 mostra-se, além disso, que o painel 1 superior de energia sobrepõe de tal maneira o painel 1 inferior de energia que a câmara 23 deste está completamente coberta. A partir de cima, por conseguinte, são visíveis apenas os módulos 300 de energia, dos quais foi removido um, para garantir a visão para dentro da abertura 51 da estrutura 5 do painel 1 de energia. Através da integração da câmara 23 no painel 1 de energia não resulta assim qualquer perda na superfície, que pode ser coberta com módulos de energia. A figura 9 mostra um painel 1 de energia ligado a uma conduta 4, numa segunda configuração. Mostra-se que o corpo 2 metálico (ver figura 2) foi removido, de modo que a abertura 51 na estrutura 5 do painel 1 de energia está a descoberto. Mostra-se que a estrutura apresenta lateralmente elementos 55, 56 de fecho do bordo, que correspondem a elementos 56 ou 55 de fecho do bordo de painéis 1 de energia adjacentes. Na zona da câmara 23 ou por baixo da abertura 51 está prevista, além disso, uma peça 57 de fecho, a qual está coberta pelo painel 1 de energia com altura mais próxima e impede que a água da chuva que cai deste possa infiltrar-se na câmara 23. A figura 10 mostra vários painéis 1 de energia de acordo com a figura 9, montados em condutas 4 sobre um telhado, cujos elementos 55, 56 de fecho do bordo se cobrem uns aos outros.

Cobertas estão também as peças 57 de fecho da fila inferior dos painéis 1 de energia. As peças 57 de fecho da fila superior dos 29 painéis 1 de energia são cobertas através de telhas 100 de fecho de cumeeira.

Uma outra configuração vantajosa dos painéis 1 de energia de acordo com a invenção é mostrada na figura 11. Nesta configuração o módulo 300 de energia pode ser inserido em elementos 58 de retenção, por exemplo ranhuras de guia, de tal maneira que a sua peça 321 de extremidade do lado frontal, após a inserção completa do módulo 300 de energia, cobre completamente e fecha a câmara 23. O módulo 300 de energia ou a sua peça 331 de extremidade serve, por conseguinte, ao mesmo tempo, como corrediça de fecho para a câmara 23.

Para que o contacto eléctrico com a unidade 3 local de comando se verifique automaticamente após a inserção do módulo 300 de energia, estão previstas no módulo 300 de energia e na câmara 23 réguas 303, 304 de contactos, que encostam uma à outra, na posição final do módulo 300 de energia.

Em função da estrutura modular do painel 1 de energia da figura 10 resulta uma solução técnica e economicamente vantajosa. A montagem e a manutenção dos painéis 1 de energia e, por conseguinte, da totalidade do sistema de alimentação de energia são possíveis com esforço mínimo. Contanto que, por exemplo, um dos módulos 300 de energia avarie, isso é indicado pelo emissor de sinais correspondente, por exemplo, um díodo 352 emissor de luz. Na sequência o técnico pode remover o módulo 300 de energia defeituoso, com poucas manipulações e substituí-lo por um novo. A figura 12 mostra a estrutura 5 de uma telha, sobre a qual pode ser montado um módulo 300 de energia. A telha apresenta características de uma telha convencional, as quais permitem 30 cobrir um telhado com tais telhas 5. Mostra-se que a estrutura apresenta lateralmente elementos 55, 56 de fecho do bordo, que correspondem a elementos 56 ou 55 de fecho do bordo de painéis 1 de energia adjacentes. Além disso, mostra-se que no lado inferior da extremidade inferior da telha 5 está prevista uma aleta 531, que pode encaixar num entalhe 532, no lado superior da extremidade superior da telha 5. No lado inferior da extremidade superior da telha 5 está previsto, além disso, um ressalto 54, que pode encaixar no ripado do telhado. Por exemplo, o ressalto 54 da telha 5 sobrepõe-se à placa de suporte da conduta da figura 7, como se mostra na figura 18. A telha da figura 12 pode, por conseguinte, ser utilizada como substituto para telhas convencionais. A estrutura 5 de telha apresenta, além disso, um entalhe 50 para um módulo 300 de energia. O entalhe 50 está limitado lateralmente através de duas réguas 58 de guia e apresenta em cima uma aleta 59 de retenção, que serve para a retenção do corpo 301 metálico do módulo 300 de energia. Além disso, está previsto um canal 591 de cabos, através do qual o cabo 32 de ligação do módulo 300 de energia e, eventualmente, um elemento 22 de acoplamento pode ser conduzido para cima. A figura 13 mostra a telha 5 da figura 12, durante a montagem do módulo 300 de energia, o qual apresenta um substrato 301 metálico, em cuja extremidade superior está prevista uma armação 3011 metálica com uma abertura 3012, na qual é introduzida a aleta 59 de retenção. No lado inferior o substrato 301 metálico apresenta uma lingueta curvada para baixo, que pode encaixar na extremidade inferior da telha 5. Sobre o substrato 301 metálico está prevista uma camada 302 com componentes eléctricos. Mostram-se a unidade 3 local de comando, células 333 31 solares ligadas em série, bem como díodos 352 emissores de luz, com base nos quais pode ser lido o estado do painel 1 de energia. De modo preferido, os díodos 352 emissores de luz estão previstos na extremidade inferior do painel 1 de energia, o qual fica a descoberto após a instalação. A figura 14 mostra o painel 1 de energia formado através da telha 5 e do módulo 300 de energia a ela ligado. Mostra-se que a estrutura 5 da telha e o módulo 300 de energia estão adaptados um ao outro de modo ideal. Mesmo após o acabamento do painel 1 de energia, este poderia servir como substituto de uma telha convencional. A figura 15 mostra o módulo 300 de energia da figura 13, em representação explodida. Mostra-se que o substrato 301 metálico foi já preparado para a ligação à estrutura 5 da telha. Sobre uma camada de isolamento estão previstas vias condutoras, através das quais as células 333 solares e os díodos 352 emissores de luz são ligados electricamente. Além disso, o módulo 300 de energia está coberto por uma camada 305 de protecção, de modo preferido resistente à passagem de pessoas. A figura 16 mostra dois módulos 300 de energia de acordo com a figura 13, que são ligados electricamente, por meio de cabos 32 de ligação e em cada caso um dos conectores 39, a uma linha 33 de alimentação de corrente e a linhas 34 de comando, que, de modo preferido, estão integradas num cabo de fita plana. Como referido, pode ser utilizado como um conector 39 um elemento de ligação conhecido a partir da referência [3], que é inserido numa tomada 390 de ligação. O contacto eléctrico é estabelecido, por exemplo, na medida em que são inseridos 32 parafusos para metal nos condutores do cabo 33, 34 de fita plana.

Além disso, são mostrados elementos 22 de acoplamento de metal, em forma de fita, como são acoplados, por um lado, ao substrato 301 metálico do módulo 300 de energia e, por outro lado, à conduta 4. É possível a utilização de elementos 22 de acoplamento, que estão configurados numa peça única no substrato 301 metálico. Além disso, podem ser utilizadas pinças, braçadeiras, grampos e outros meios de montagem, como elementos de flange, placas de contacto e parafusos, para montar os elementos 22 de acoplamento em ambos os lados. Através da montagem dos elementos 22 de acoplamento verifica-se uma ligação não só térmica, mas também eléctrica, entre os corpos 301 metálicos dos painéis 1 de energia e a conduta 4, de modo preferido ligada à terra, de modo que resulta não só uma boa ligação térmica, mas também uma protecção contra a incidência de radiação e queda de raios. A figura 17 mostra uma configuração preferida da conduta 4 da figura 7, com dois canais 47 de cabos, que servem para a condução separada de linhas 33 de alimentação de corrente e linhas 34 de comando. Um canal de cabos separado pode ser uma vantagem, por exemplo, quando deve ser realizado um sistema bus. Mostram-se, além disso, elementos 83 e 84 de ligação, por meio dos quais os dois canais 41 e 42 de líquido são ligados um ao outro. A figura 18 mostra condutas 4 de acordo com a figura 7, montadas sobre um telhado, as quais formam o ripado sobre o qual estão colocados painéis 1 de energia. Mostra-se que a estrutura 5 da telha dos painéis 1 de energia encosta de modo plano às 33 placas 480 de suporte, com um lado 500 inferior plano e sobrepõe estas com um ressalto 54. O canal 47 de cabos, no qual estão inseridas as linhas 33 de alimentação de corrente e linhas 34 de comando, está colocado, em contrapartida, por cima do painel 1 de energia fixado, pelo que a ligação eléctrica entre as referidas linhas 33, 34 e o painel 1 de energia podem ser realizada sem problemas aquando da instalação. Apenas em seguida, o canal 47 de cabos é coberto através de um outro painel 1 de energia. A figura 19 mostra a armação 70 do telhado de um edificio, sobre o qual são instalados painéis 1 de energia de acordo com a invenção. É bem visível que as condutas 4 ligadas às vigas 7 do telhado formam o ripado do telhado, sobre o qual estão assentes os painéis 1 de energia, da maneira acima descrita.

Como referido no contexto da figura 7, de modo preferido os perfilados 8 de montagem são ligados primeiro às vigas 7 do telhado. Neste caso podem ser utilizados segmentos individuais ou perfilados que se prolongam sobre a totalidade da armação do telhado. Em seguida, as condutas 4 são suspensas nos perfilados 8 de montagem.

Na figura 20 mostra-se um diagrama em bloco do dispositivo de alimentação de energia de acordo com a invenção, com painéis 1 de energia de acordo com as figuras 1, 8, 9, 11 ou 14. Na metade superior da figura mostra-se que a unidade 3000 central de comando, que, de modo preferido, está ligada à Internet ou a uma rede móvel PLMN, está ligada às unidades 3 locais de comando, através de um módulo 3001 de rede e das linhas 34 de transmissão de dados. A unidade 3000 central de comando, por exemplo um computador pessoal, pode, por conseguinte, ser controlada também 34 através da rede móvel ou da Internet. Por exemplo, são comunicados à unidade 3000 central de comando dados meteorológicos, com base nos quais é controlada a gestão de energia do sistema local de alimentação de energia ou o dispositivo de alimentação de energia. Além disso, pode ser comunicado à unidade 3000 central de comando um plano com prazos, para os quais a energia obtida pode ser cedida à rede pública, nas melhores condições possíveis. Vários sistemas locais de alimentação de energia podem também ser coordenados, por exemplo, por uma unidade 3000M de comando de nível superior, a qual está em ligação com um operador de uma rede pública e pode negociar com este condições ideais para o fornecimento de energia eléctrica. A administração de todos os sistemas locais de alimentação de energia pode, neste caso, ser assumida pela unidade 3000M de comando de nível superior. O operador de um sistema local de alimentação de energia fica aliviado de despesas correspondentes daí resultantes. As quantidades de energia cedidas à rede pública são medidas localmente e participadas à unidade 3000 central de comando e facturadas por esta.

Na figura 20 mostra-se, além disso, que o fluido portador de calor pode ser conduzido, com um comutador 78, também através de uma zona fria, por exemplo, a zona 77 do solo ou a sonda de uma bomba térmica. No Verão, o telhado do edifício pode, por conseguinte, ser refrigerado por meio do fluido portador de calor já refrigerado, de modo que se dispensam outros dispositivos de refrigeração.

As unidades 3 locais de comando, por seu lado, estão ligadas aos módulos 300 de energia através de cabos 31 de ligação, às unidades 38 locais de armazenagem através de cabos 37 de ligação e à linha 33 de alimentação de corrente através de cabos 32 de 35 ligação e de um conector 39. As linhas 33 de alimentação de corrente, por um lado, estão ligadas a um acumulador 3038 central, previsto opcionalmente e, por outro lado, a um transformador 3002, previsto opcionalmente, que pode ceder uma corrente alternada a uma rede 3003, 3005 externa ou interna de corrente alternada e correspondentes tomadas 3004 de ligação. Mostra-se esquematicamente que as linhas 33 de alimentação de corrente e linhas de transmissão de dados ou linhas 34 de comando podem ser realizadas com um cabo de fita plana. Esquematicamente mostra-se, além disso, o circuito do fluido 45 portador de calor, realizado por meio do sistema de condutas. Mostra-se, além disso, que os elementos do sistema de condutas estão providos, de modo preferido, de materiais 48 de isolamento térmico, de modo que não surgem quaisquer perdas de energia no trajecto de transporte.

Nos exemplos individuais de realização foram descritas, de modo preferido, configurações da invenção. As suas características, no entanto, podem ser combinadas entre si, em principio.

Lista de bibliografia

[1] Documento JP 2005241021 A

[2] Documento EP 0335261 BI

[3] FLACHKABELSYSTEM TECHNOFIL, Produkteschrift der Woertz AG, Muttenz, de Maio de 2004

Lisboa, 6 de Setembro de 2011 36

Claims (16)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo de alimentação de energia com vários painéis (1) de energia configurados como telhas, que cobrem uma parte de um edifício e que apresentam, respectivamente, um módulo (300) de energia, que serve para a absorção da energia solar e que está ligado a uma linha (33) de alimentação de corrente, caracterizado por estar prevista, num lado exterior do edifício, pelo menos uma conduta (4) metálica, a qual suporta os painéis (1) de energia, que estão ligados de forma mecânica e térmica à conduta (4), na qual estão previstos um canal (47) de cabos, que serve para o alojamento da linha (33) de alimentação de corrente e pelo menos um canal (41, 42) de líquido, através do qual pode ser conduzido um fluido (45) líquido portador de calor, através do qual a energia térmica pode ser transferida do painel (1) de energia para um permutador (400) térmico.
2. 2. Dispositivo de alimentação de energia de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por várias condutas (4) fabricadas em alumínio, que estão montadas paralelas umas às outras sobre a armação (70) do telhado do edifício, formarem um ripado do telhado, que serve para suporte das telhas (1) e por a conduta (4) apresentar um primeiro canal (41) de líquido, no qual é conduzido o fluido (45) portador de calor numa direcção e um segundo canal (42) de líquido, no qual o fluido (45) portador de calor é reposto em circulação. 1
3. 3. Dispositivo de alimentação de energia de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por cada painel (1) de energia apresentar um cabo (32) de ligação ligado ao módulo (300) de energia, com um conector (39) que pode ser ligado a um cabo plano, conduzido no canal (47) de cabos, o qual compreende a linha (33) de alimentação de energia e/ou as linhas (34) de comando, sendo que os módulos (300) de energia individuais estão ligados entre si, de modo preferido em paralelo, através da linha (33) de alimentação de corrente.
4. 4. Dispositivo de alimentação de energia de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado por a conduta (4) apresentar um perfil com duas partes (410, 420) de conduta, ligadas entre si através de uma estrutura (400) de base, nas quais são conduzidos o primeiro ou o segundo canal (41, 42) de liquido, sendo que na primeira parte (410) de conduta está colocada uma primeira parte (470) do perfil, que conduz o canal (47) de cabos e na segunda parte (420) de conduta está colocada uma placa (480) de suporte, em cujo lado superior encostam de modo plano os painéis (1) de energia.
5. 5. Dispositivo de alimentação de energia de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por estar previsto um dispositivo (22) de acoplamento, que está ligado, por um lado, a um corpo (2, 301) metálico do painel (1) de energia e, por outro lado, à conduta (4), facto pelo qual resulta uma ligação térmica e/ou mecânica.
6. 6. Dispositivo de alimentação de energia de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por pelo menos um dos painéis (1) de energia estar provido de uma unidade 2 (3) local de comando, que está ligada por linhas (34) de comando a uma unidade (3000) central de comando e que é adequada para o controlo da corrente cedida pelo módulo (300) de energia a pelo menos um consumidor local de corrente previsto no painel (1) de energia, a uma unidade (38) de armazenagem de corrente ou díodos (352) emissores de luz ou a pelo menos um consumidor (3003; 3005; 3038) central de corrente.
7. 7. Dispositivo de alimentação de energia de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por as condutas (4) estarem providas no seu lado inferior de uma ranhura (432) de acoplamento, na qual está seguro de modo fixo ou deslizante um perfilado (8, 81, 82) de montagem, através do qual as condutas (4) estão ligadas entre si e/ou à armação (70) do telhado.
8. 8. Painel (1) de energia com a configuração de uma telha, para um dispositivo de alimentação de energia, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, com um módulo (300) de energia que serve para a absorção de energia solar, que pode ser ligado a uma linha (33) de alimentação de corrente, através de um cabo (32) de ligação, caracterizado por estar prevista uma estrutura (5) de telha de argila ou metal sob a forma de uma telha, em cujo lado superior está prevista uma zona (50) de alojamento para o módulo (300) de energia, o qual apresenta um corpo (301) metálico em forma de placa, que está ligado de modo amovível à estrutura (5) de telha e sobre o qual estão colocadas células (333) solares. 3
9. 9. Painel (1) de energia de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a estrutura (5) de telha apresentar pelo menos um elemento (58, 59) de retenção, o qual retém o módulo (300) de energia em união positiva e/ou por a estrutura (5) de telha apresentar um canal (591) de cabos, no qual está inserido o cabo (32) de ligação.
10. 10. Painel (1) de energia de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado por a estrutura (5) de telha apresentar no lado inferior uma zona (500) plana, que corresponde a um elemento (480) de suporte da conduta (4), em forma de placa.
11. 11. Painel (1) de energia de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado por o corpo (301) metálico apresentar na extremidade superior uma armação (3011) com uma abertura (3012), na qual encaixa um dos elementos (59) de retenção e/ou por o corpo (301) metálico apresentar na extremidade inferior uma lingueta (3013), de modo preferido flexível, que rodeia a extremidade inferior da estrutura (5) de telha.
12. 12. Painel (1) de energia de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11, caracterizado por o módulo (300) de energia apresentar pelo menos um consumidor local de corrente, tal como uma unidade (38) local de armazenagem de corrente e/ou pelo menos um díodo (352) emissor de luz, que serve como consumidor e/ou emissor de sinais.
13. 13. Painel (1) de energia de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizado por o módulo (300) de energia apresentar pelo menos uma unidade (3) local de comando, que pode ser ligada a uma unidade (3000) central de comando através de linhas (34) de comando e que é adequada 4 para o controlo da corrente cedida pelo módulo (300) de energia, por um lado, ao consumidor (38, 352) local de corrente ou a pelo menos um consumidor (3003; 3005; 3038) central de corrente.
14. 14. Painel (1) de energia de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 13, caracterizado por o módulo (300) de energia estar estruturado como um laminado, com o corpo (301) metálico como camada de substrato, sobre a qual está colocada uma camada (302) funcional, coberta por uma camada (305) transparente de protecção, sobre a qual estão colocadas a unidade (3) local de comando, bem como células (333) solares e, eventualmente, os díodos (352) emissores de luz, que não devem ser cobertos através de outros módulos (1) de energia.
15. 15. Painel (1) de energia de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 14, caracterizado por a unidade (3) local de comando estar configurada de tal maneira ou poder ser ligada de tal maneira que o módulo (300) de energia, após o desacoplamento do painel (1) de energia da linha (33) de alimentação de corrente, é ligado aos díodos (352) emissores de luz, os quais consomem a energia produzida e, ao mesmo tempo, indicam o estado do painel (1) de energia.
16. 16. Telha (5) de argila, para um painel de energia de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 15. Lisboa, 6 de Setembro de 2011 5