WO2010079250A1 - Sistema de paneles solares móviles para la edificación - Google Patents

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WO2010079250A1
WO2010079250A1 PCT/ES2010/000004 ES2010000004W WO2010079250A1 WO 2010079250 A1 WO2010079250 A1 WO 2010079250A1 ES 2010000004 W ES2010000004 W ES 2010000004W WO 2010079250 A1 WO2010079250 A1 WO 2010079250A1
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panels
building
solar panels
roof
axes
Prior art date
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PCT/ES2010/000004
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English (en)
French (fr)
Inventor
Josep María ADELL ARGILÉS
Sergio VEGA SÁNCHEZ
César BEDOYA FRUTOS
Alfonso GARCÍA SANTOS
Javier NEILA GONZÁLEZ
Juan Carlos Klainsek Zizmond
Original Assignee
Universidad Politécnica de Madrid
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/60—Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings
    • F24S20/67—Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings in the form of roof constructions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S30/40—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S30/40—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
    • F24S30/42—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with only one rotation axis
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    • Y02B10/20—Solar thermal
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44—Heat exchange systems
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47—Mountings or tracking

Definitions

  • the objective of this invention is to make the most of the facade and roof cloths offered by a building in front of the sun for the energy capture thereof, either with photovoltaic, thermal or hybrid solar panels.
  • buildings have vertical walls, to close the living space and sloping roofs, to evacuate water, which usually have several skirts oriented to the corresponding facades of the building.
  • the buildings constructed between the terrestrial tropics usually have roofs with slopes between 30 and 45 ° to evacuate the water, which differentiates them from the flat roofs (0 o ) of the buildings of the desert countries over Ecuador (where it hardly rains) , as well as in the Nordic countries with 60 ° roofs to avoid the accumulation of water in the form of snow.
  • the orientation of the panels that are available in the building being usual to arrange panels on a sloping roof when facing south , east or west in the northern hemisphere (the north orientation in the northern hemisphere, does not receive sunlight), or to the north, west and east in the southern hemisphere (the south orientation in the southern hemisphere, does not receive sunlight).
  • the horizontal roof is the one that receives the most sunshine and the walls are barely illuminated.
  • the north-facing skirt does not receive direct radiation and barely captures energy, while those two skirts of the same building that look east and west, get to catch between two less radiation than that obtained by a single skirt facing south, but with the same surface.
  • solar panels are of standard measurements and have to adapt to the geometry of the building, which constitutes an inherent difficulty that results in the end resulting in panels as stuck on the roofs or on the facades of the building, before The impossibility of marrying the architectural modulation with the industrial manufacturing of the panels.
  • the invention raises the new theory that if the sun revolves around a building that always has certain edges (corners, cornices, limatesas, ridge, etc.), is the building itself which, through said edges, takes advantage of the rotating effect of the sun to achieve the capture of its energy.
  • any building can be of prismatic proportions, with square or rectangular facades, as well as a flat roof (square or rectangular), or a sloping roof with one or more skirts with a certain slope.
  • the slopes of the sloping roof are not always oriented (or not all, at least) to the south (in the northern hemisphere) or to the north (in the southern hemisphere) , to achieve maximum solar collection in each case. It is even usual that there are gable roofs that face east and west, leaving a pinion or triangular facade, towards the south and north orientation, which would be the most favorable for solar collection in buildings in the northern and southern hemispheres respectively.
  • pitched sloping roofs for example, can perfectly have mobile panels on them that, without protruding from their perimeter in plan, can successively rotate and orient from one facade to the other, depending on the path of the sun in each moment, in order to make the most of solar collection.
  • the invention achieves that a roof on a square or rectangular shaped plant, arranged horizontally, by turning one of its horizontal edges to either side, maintains the footprint generated in the plant and yet can capture twice the sun, according to be Ia situation of the sun at all times, whether the facades face east-west, or north-south.
  • This invention contrasts, therefore, with the traditional solar roofs, which when turning (instead of balancing) on certain axes, in their path they leave the surface that they initially occupy in the plant, which is not the case with the new invention.
  • the energy will be saved as long as we are in a balancing situation, either by a vertical, horizontal or inclined axis, depending on the cloths that articulate each other.
  • Figure 1 Shows a schematic perspective view, a building with a sloping roof, pouring east and west, and with solar panels on deck.
  • Figure 1a. Shows one of the different positions of the panels of Figure 1 in which one panel is well positioned with respect to the solar orientation, this, and the other panel is rotating with respect to the axis arranged in the ridge, oriented To the East.
  • Figure 1b Shows one of the different positions of the panels of Figure 1 in which the panels are arranged horizontally, rotating only half of its possible travel along the axis arranged in the ridge.
  • Figure 1c shows one of the different positions of the panels of Figure 1 in which one panel is well positioned with respect to the solar, west orientation, and the other panel is rotating with respect to the axis arranged in the ridge, oriented to the West.
  • Figure 2. Shows a schematic perspective view of the same building of Figure 1 with a sloping roof to two waters, but pouring north and south, and with solar panels on deck.
  • Figure 2a Shows one of the different positions of the panels of Figure 2 in which the panels are arranged horizontally, rotating only half of its possible route along the axis arranged in the ridge, when the sun is located to the east or west.
  • Figure 2b Shows one of the different positions of the panels of Figure 2 in which one panel is well positioned with respect to the solar orientation, south, and the other panel is rotating with respect to the axis provided in Ia ridge, south facing.
  • Figure 3. Shows a schematic perspective view of a square-plan building with a sloping roof to four waters pouring to the four cardinal points and solar panels on the roof.
  • Figure 3a. Shows one of the different positions of the panels of Figure 3 when the sun is in the east, in which two of the roof panels are turned in this direction, by the axes.
  • Figure 3b Shows one of the different positions of the panels of Figure 3 in which two triangular panels are in an intermediate position that does not correspond to any of the skirts of the roof itself, in order to capture the maximum possible sunshine in the southeast orientations.
  • Figure 3 - Shows one of the different positions of the panels of Figure 3 when the sun is in the south, in which two of the roof panels are turned in this direction, by the axes.
  • Figure 3d.- Shows one of the different positions of the panels of Figure 3 in which two triangular panels are in an intermediate position that does not correspond to any of the skirts of the roof itself, in order to capture the maximum possible sunshine in the southwest orientations.
  • Figure 3e Shows one of the different positions of the panels of Figure 3 when the sun is in the west, in which two of the roof panels are turned in this direction, by the axes.
  • Figure 4.- Shows a schematic perspective view of a prismatic building where the facades are used to adhere solar panels of half the size of each facade.
  • Figure 4a Shows one of the different positions of the panels of Figure 4 with the situation of the sun in the east, with their corresponding solar panels rotated by their vertical axes to look east.
  • Figure 4b. Shows one of the different positions of the panels of Figure 4 with the situation of the sun in the southeast, with their corresponding solar panels rotated by their vertical axes to look southeast.
  • Figure 4 - Shows one of the different positions of the panels of Figure 4 with the situation of the sun in the south, with their corresponding solar panels rotated by their vertical axes to look south.
  • Figure 4d Shows one of the different positions of the panels of Figure 4 with the situation of the sun in the southwest, with their corresponding solar panels rotated by their vertical axes to look southwest.
  • Figure 4e Shows one of the different positions of the panels of Figure 4 with the situation of the sun in the west, with their corresponding solar panels rotated by their vertical axes to look west.
  • Figure 4f.- Shows one of the different positions of the panels of Figure 4 with the situation of the sun in the north, in which the panels are closed, at night, with frontal and lateral perspective.
  • Figure 5. Shows a schematic perspective view of a square-plan building with flat roof and solar panels throughout the facade.
  • Figure 5a Shows one of the different positions of the panels of Figure 5 with the situation of the sun in the east, with their corresponding solar panels rotated by their vertical axes to look east.
  • Figure 5b. Shows one of the different positions of the panels of Figure 5 with the situation of the sun in the southeast, with their corresponding solar panels rotated by their vertical axes to look southeast.
  • Figure 5 - Shows one of the different positions of the panels of Figure 5 with the situation of the sun in the south, with their corresponding solar panels rotated by their vertical axes to look south.
  • Figure 5d Shows one of the different positions of the panels of Figure 5 with the situation of the sun in the southwest, with their corresponding solar panels rotated by their vertical axes to look southwest.
  • Figure 5e Shows one of the different positions of the panels of Figure 5 with the situation of the sun in the west, with their corresponding solar panels rotated by their vertical axes to look west.
  • Figure 5f.- Shows one of the different positions of the panels of Figure 5 with the situation of the sun in the north, in which the panels are closed, at night, with frontal and lateral perspective.
  • Figure 6. Shows a schematic perspective view, a square-plan building with solar panels on the facade and on the roof.
  • Figure 6a Shows one of the different positions of the panels of Figure 6 with the situation of the sun in the south, with their corresponding solar panels rotated by their vertical axes to look south.
  • the objective of this invention is to offer the option that any square or rectangular building can take full advantage of the incidence of solar rays on its facades and roof.
  • the proposed invention resolves the rotation of the planes of the facade walls or of the planes of the roof skirts (either flat or inclined), in part or in its entirety.
  • a set of several different figures have been presented, which pose from the existing problem, to the development of the invention that it solves.
  • Figure 1 shows a building (1) with a roof with two skirts (2) that pour one to the east and one to the west, as indicated by the orientation (giving the testero to the south), and on which there are two solar panels ( 3) and (5), in rest position on said skirts (2), which can rotate along the intermediate axis (4), arranged in the ridge of the building.
  • Figure 1c it is observed that since the roof skirts are oriented east and west, when the sun is in the west, the panel (3) is well placed with respect to the solar orientation and is the panel (5) the one that turning with respect to the axis (4) arranged in the ridge, is also oriented to the west, thereby doubling the solar collection.
  • Figure 2 shows the same building (1) of Figure 1, although in this case, with one of the skirts of the roof facing south and another to the north, with the folded solar panels arranged on the skirts.
  • Figure 3 shows the previous approach, but applied on a cover with four waters where each of the skirts are triangular (6) (7) (8) (9) and can turn on one side (or the other, although alternatively) according to the axes of rotation (4) that in this case follow the slope of the limatesas.
  • Figure 4 shows in perspective, a prismatic building where the facades are used to adhere solar panels (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) of half the size of Each facade
  • Figure 4a shows the situation of the sun in the east with its corresponding solar panels (10) (13) that have rotated along their vertical axes (4), until they align with (11) (12), as well as the panels (15) (16) which in turn have turned to look east along their corresponding axes (4).
  • Figure 5a shows the situation of the sun in the east with its corresponding solar panels (21) (19) that have rotated along its vertical axes (4), until it aligns with (18). Equivalently, in Figure 5e, which faces west, the panels (19) (21) have turned to parallel with the panel (20).
  • Figure 6 shows one of the various possibilities of arranging panels on the facade (22) (25) and on the roof (23) (24), now contemplating the horizontal axis of rotation (4) arranged at the level of the cornice.
  • This invention can be raised in a more subdivided manner and contemplating the architectural composition of each building, where logically the façade gaps and the rotating corner panels that are proposed will have to look for a point of agreement, although it must be said that the ventilation and vision can be continued with photovoltaic panels arranged in front of the gaps, leaving a ventilation of trasdos, if the panels are slightly separated from the corresponding facade and / or roof.

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Abstract

Sistema de paneles solares móviles para la edificación, que aprovecha las aristas de un edificio para disponer en ellas los ejes de giro (4) de los paneles solares de cubierta (3) (5) o fachada (10) (12) (13) (15), ya sean estos fotovoltaicos, térmicos o híbridos, con el fin de poder orientarlos al sol en cada caso y con independencia de cuál sea la orientación que tenga el inmueble (1) y/o sus cubiertas, pudiendo dichos paneles ser de forma rectangular, triangular o poliédrica, con la opción de poder girar por uno o más ejes de forma alternativa, y con la posibilidad de unirse dos paneles contiguos por su eje (4), para poder girar balanceándose sobre dicho eje, y con la opción de poderse ventilar por su trasdós para lograr una mayor eficiencia del sistema de captación solar y la ventilación de los posibles huecos del inmueble.

Description

SISTEMA DE PANELES SOLARES MÓVILES PARA LA EDIFICACIÓN
OBJETO DE LA INVENCIÓN
El objetivo de esta invención es llegar a aprovechar al máximo, los paños de fachada y de cubierta que ofrece una edificación frente al sol para Ia captación energética del mismo, ya sea con paneles solares fotovoltaicos, térmicos o híbridos.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Tradicionalmente, los edificios tienen paredes verticales, para cerrar el espacio habitable y cubiertas inclinadas, para evacuar el agua, las cuales suelen tener varios faldones orientados a las correspondientes fachadas del edificio.
Los edificios construidos entre los trópicos terrestres, suelen tener cubiertas con pendientes entre 30 y 45° para evacuar el agua, Io que les diferencia de las cubiertas planas (0o) de los edificios de los países desérticos sobre el Ecuador (donde apenas llueve), así como de los países nórdicos con cubiertas a 60° para evitar Ia acumulación de agua en forma de nieve.
A partir de esta conformación geométrica genérica, propiciada para evacuar el agua de lluvia sobre las cubiertas, los edificios tienen faldones con una determinada pendiente, y distintas orientaciones.
A Ia hora de querer aprovechar el soleamiento que incide sobre una edificación para beneficiarse de Ia energía solar, es fundamental tener en cuenta Ia orientación de los paneles que en Ia edificación se dispongan, siendo habitual disponer paneles sobre una cubierta inclinada cuando está orientada al sur, este u oeste en el hemisferio norte (Ia orientación norte en el hemisferio norte, no recibe soleamiento), o bien al norte, oeste y este en el hemisferio sur (Ia orientación sur en el hemisferio sur, no recibe soleamiento). Evidentemente en los trópicos, Ia cubierta horizontal es Ia que más soleamiento recibe y las paredes apenas quedan iluminadas.
Como es bien conocida que Ia manera de sacarle Ia mayor ventaja energética al sol, es disponiendo los paneles solares perpendiculares a los rayos de luz que irradia, Io que supone para un edificio cualquiera, que existan unos planos de cubierta o de fachada, mejor orientados que otros.
Al tratarse cualquier edificio de un inmueble "un edificio estático", las posibilidades de captación solar de las fachadas y cubiertas, están limitadas por su inmovilidad.
Si los planos de fachada y de cubierta pudieran moverse con relación al sol, Ia captación del edificio podría ser mucho más efectiva.
Así pues, tomando en consideración Ia cubierta de un inmueble, el faldón orientado al norte no llega a recibir radiación directa y apenas capta energía, mientras que aquellos dos faldones de un mismo edificio que miren al este y al oeste, llegan a captar entre los dos menos radiación que Ia obtenida por un único faldón mirando al sur, pero con Ia misma superficie.
Respecto a las fachadas del edificio, como normalmente son verticales, las posibilidades de captación solar son menores en las zonas tropicales que las cubiertas inclinadas antes comentadas. Sin embargo, aunque en ellas se aproveche poco el soleamiento, éste podría aumentarse sustancialmente si dichas fachadas fueran móviles.
Como habitualmente los paneles solares desarrollados hasta Ia actualidad, parten de geometrías rectangulares propiciadas por las "obleas" de silicio, que son cuadradas y constituyen Ia base para Ia conformación de los paneles, nos encontramos con Ia problemática de esta geometría cuadrada no es muy favorable para los faldones triangulares de las cubiertas (si queremos aprovechar al máximo su superficie), mientras que por el contrario sí Io es para rellenar las fachadas de geometría rectangular.
Tradicionalmente, los paneles solares son de medidas estándares y han de adaptarse a Ia geometría de Ia edificación, Io que constituye una dificultad inherente que hace que al final den como resultado, paneles como pegados encima de las cubiertas o en las fachadas del edificio, ante Ia imposibilidad de casar Ia modulación arquitectónica con Ia industrial de fabricación de los paneles.
Del análisis anterior se concluye que para las edificaciones construidas en zonas tropicales, el plano horizontal de Ia cubierta (0o) es totalmente aprovechable para Ia captación solar, que Ie incide normalmente durante Ia mayor parte del día, y el aprovechamiento de las fachadas a efectos solares puede ignorarse.
Por el contrario, en los países nórdicos o australes, Ia conformación de una cubierta con un solo plano de máximas proporciones y pendiente (60°) hacia el sur (o al norte en el hemisferio sur) es Io más beneficioso para captar Ia energía solar, al tiempo que el plano vertical de las fachadas es muy favorable frente a Ia captación del sol.
Entre los trópicos, con orientaciones intermedias (de 30° a 45°) donde existen los países más habitados, Ia variación de Ia orientación entre este, sur y oeste de los paneles solares en las cubiertas, tiene un mayor interés que en los dos casos antes citados, así como Ia posibilidad del aprovechamiento solar de las fachadas ofrece gran interés.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención plantea Ia nueva teoría de que si el sol gira alrededor de un edificio que siempre tiene determinadas aristas (esquinas, cornisas, limatesas, cumbreras, etc.), sea Ia propia edificación Ia que a través de dichas aristas, se aproveche del efecto giratorio del sol para lograr Ia captación de su energía.
Si consideramos Ia geometría estándar de cualquier edificación nos encontramos que ésta puede ser de proporciones prismáticas, con fachadas cuadradas o rectangulares, así como de cubierta plana (cuadrada o rectangular), o bien de cubierta inclinada con uno o varios faldones con determinada pendiente.
Además ocurre que los faldones de Ia cubierta inclinada, diseñados para verter el agua a Ia calle, no siempre están orientados (o no todos, al menos) hacia el sur (en el hemisferio norte) o hacia el norte (en el hemisferio sur), para lograr Ia máxima captación solar en cada caso. Incluso es habitual que haya cubiertas a dos aguas que se orientan al este y al oeste, dejando un piñón o fachada triangular, hacia Ia orientación sur y norte, que serían las más favorables para Ia captación solar en edificaciones del hemisferio norte y sur respectivamente.
Siendo conscientes de los hechos anteriores, debemos pensar que no tenemos por qué limitarnos en Ia actualidad al perímetro de una edificación cuando las circunstancias Io aconsejen y Ia normativa no Io impida.
Así pues, las cubiertas inclinadas a dos aguas, por ejemplo, pueden perfectamente tener paneles móviles sobre ellas que sin sobresalirse de su perímetro en planta, puedan sucesivamente, girar y orientarse de una fachada a Ia otra, según sea el recorrido del sol en cada momento, con el fin de aprovechar al máximo Ia captación solar.
La invención logra que una cubierta sobre una planta de forma cuadrada o rectangular, dispuesta horizontalmente, al girar por una de sus aristas horizontales hacia cualquiera de los lados, mantenga Ia huella que genera en planta y sin embargo pueda captar el doble de soleamiento, según sea Ia situación del sol en cada momento, tanto si las fachadas miran al este-oeste, o bien al norte-sur.
Si además los paños opuestos de dos faldones, se unen entre sí a través del eje de conexión y giro de los paneles solares dispuestos sobre ellos, nos encontraremos con Ia posibilidad de generar paneles inclinados capaces de balancear entre sí, manteniendo el centro de gravedad en el eje de giro, Io que economiza Ia energía necesaria para su movimiento.
Esta invención contrasta por tanto, con las tradicionales cubiertas solares, que al girar (en lugar de balancear) sobre determinados ejes, en su recorrido se salen de Ia superficie que inicialmente ocupan en planta, Io que no ocurre con Ia nueva invención.
De forma equivalente podemos hacerlo en las fachadas, permitiendo el giro de dos planos de fachadas contiguos por su arista común vertical.
En el caso de las cubiertas inclinadas, el giro se hace algo más complejo por cuanto el eje de giro no es ni vertical ni horizontal, sino inclinado en Ia dirección de Ia limatesa, Io que no impide nuevamente, tener paños de cubierta triangulares que giren a través de un eje de giro dispuesto en una arista inclinada.
Igual que en los casos anteriores, si los planos contiguos entre una limatesa se unen entre sí a través de su arista constituida en eje de giro, puede lograrse el balanceo de ambos si se unen entre sí, Io que vuelve a economizar Ia energía necesaria para su giro.
El mecanismo de giro necesario para lograr el funcionamiento de esta invención, cambiando de lado un panel de fachada o de cubierta, no es más complejo que el de una puerta para lograr su giro, pudiendo con ello seguir el recorrido del sol. No obstante lo anterior, es evidente que un panel de grandes proporciones dispuesto al viento por las esquinas del edificio o de Ia cubierta, constituye un elemento propenso a ser batido por el viento, Io que evidentemente hay que evitar con Ia tecnología existente actualmente que puede ser desde cables o correas, hasta gatos hidráulicos o codales, puntales, etc.
Como es lógico, si se desea lograr de forma afinada el seguimiento del sol de los planos de fachada y/o de cubierta de un edificio, además de los controles de seguridad para evitar que los mueva el viento por su cuenta, deberemos contar con un sistema informatizado de seguimiento solar de manera que Ia domótica sea capaz de hacer girar con precisión dichos paneles de fachada, de acuerdo con Ia orientación solar.
Si el conjunto de dos paños contiguos (ya sea en fachada o en cubierta) se escogen del mismo tamaño, y se enlazan entre sí por Io menos durante el proceso de giro frente al sol, se logrará economizar Ia energía en tanto en cuanto nos encontramos en una situación de balanceo, ya sea por un eje vertical, horizontal o inclinado, según cuáles sean los paños que se articulen entre sí.
También existe Ia posibilidad de que determinados paneles solares de fachada o de cubierta, tengan más de un eje de giro y se cambie de eje de giro según las necesidades de orientación solar. Así pues, en tal caso, dichos paños tendrán ejes de giro con sus correspondientes bisagras dobles, capaces de articularse hacia una orientación u otra, según se Io exija el software de giro de Ia cubierta.
Evidentemente estos paños constituidos en definitiva por paneles solares, si bien se articulan y giran alrededor de ejes dispuestos en las aristas de Ia edificación, dichos ejes pueden separarse ligeramente de Ia construcción física para poder dejar pasar el aire y ventilar los paneles por su trasdós. La ventilación del trasdós de los paneles solares que se articulan por las aristas de Ia edificación, es muy favorable en el caso de paneles fotovoltaicos, mientras que por el contrario, no suele interesar en los paneles térmicos y en el caso de los paneles híbridos, su situación intermedia nos permite las ventajas de los dos casos anteriores.
En cualquier caso se requerirá de un sistema de emergencia o de puesta a cero o reposo del sistema mecánico de giro o balanceo de los planos de fachada o cubierta, que afiancen los paños en su posición cerrada, ya sea vertical, horizontal o inclinada, tanto si se trata de fachadas, cubiertas planas o cubiertas inclinadas. Para ello habrá que disponer sistemas de sujeción a base de retenedores en los extremos opuestos al eje de giro de dichos paneles.
El planteamiento anterior, si bien nace con el fin de optimizar Ia captación solar de una edificación, ello no impide que se aplique en lugar de para cubrir viviendas o edificios, se aplique también con ventajas para cubrir aparcamientos, zonas de penumbra, jardinería, etc., puesto que Ia tecnología que Ia invención plantea, se adapta perfectamente a un amplio espectro de aplicaciones.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para completar Ia descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña a Ia presente memoria descriptiva, como parte integrante de Ia misma, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado Io siguiente:
La figura 1.- Muestra una vista esquemática en perspectiva, un edificio con cubierta inclinada a dos aguas, vertiendo al este y al oeste, y con paneles solares en cubierta. La figura 1a.- Muestra una de las posiciones diferenciadas de los paneles de Ia figura 1 en las que una panel está bien situado respecto a Ia orientación solar, este, y el otro panel se encuentra girando respecto del eje dispuesto en Ia cumbrera, orientado al este.
La figura 1b.- Muestra una de las posiciones diferenciadas de los paneles de Ia figura 1 en los que se dispone los paneles horizontalmente, girando sólo Ia mitad de su posible recorrido por el eje dispuesto en Ia cumbrera.
La figura 1c, Muestra una de las posiciones diferenciadas de los paneles de Ia figura 1 en los que una panel está bien situado respecto a Ia orientación solar, oeste, y el otro panel se encuentra girando respecto del eje dispuesto en Ia cumbrera, orientado al oeste.
La figura 2.- Muestra una vista esquemática en perspectiva, del mismo edificio de Ia figura 1 con cubierta inclinada a dos aguas, pero vertiendo al norte y sur, y con paneles solares en cubierta.
La figura 2a.- Muestra una de las posiciones diferenciadas de los paneles de Ia figura 2 en Ia que se dispone los paneles horizontalmente, girando sólo Ia mitad de su posible recorrido por el eje dispuesto en Ia cumbrera, cuando el sol está situado al este o al oeste.
La figura 2b.- Muestra una de las posiciones diferenciadas de los paneles de Ia figura 2 en los que en los que un panel está bien situado respecto a Ia orientación solar, sur, y el otro panel se encuentra girando respecto del eje dispuesto en Ia cumbrera, orientado al sur.
La figura 3.- Muestra una vista esquemática en perspectiva de un edificio de planta cuadrada con cubierta inclinada a cuatro aguas vertiendo a los cuatro puntos cardinales y paneles solares en Ia cubierta. La figura 3a.- Muestra una de las posiciones diferenciadas de los paneles de Ia figura 3 cuando el sol está en el este, en Ia que dos de los paneles de cubierta están girados sobre esta dirección, por los ejes.
La figura 3b.- Muestra una de las posiciones diferenciadas de los paneles de Ia figura 3 en Ia que dos paneles triangulares están en una posición intermedia que no se corresponde con ninguno de los faldones de Ia propia cubierta, con el fin de captar el máximo soleamiento posible en Ia orientaciones sureste.
La figura 3c- Muestra una de las posiciones diferenciadas de los paneles de Ia figura 3 cuando el sol está en el sur, en Ia que dos de los paneles de cubierta están girados sobre esta dirección, por los ejes.
La figura 3d.- Muestra una de las posiciones diferenciadas de los paneles de Ia figura 3 en Ia que dos paneles triangulares están en una posición intermedia que no se corresponde con ninguno de los faldones de Ia propia cubierta, con el fin de captar el máximo soleamiento posible en Ia orientaciones suroeste.
La figura 3e.- Muestra una de las posiciones diferenciadas de los paneles de Ia figura 3 cuando el sol está en el oeste, en Ia que dos de los paneles de cubierta están girados sobre esta dirección, por los ejes.
La figura 4.- Muestra una vista esquemática en perspectiva de un edificio prismático donde se aprovechan las fachadas para adherirles paneles solares de Ia mitad de tamaño de cada fachada.
La figura 4a.- Muestra una de las posiciones diferenciadas de los paneles de Ia figura 4 con Ia situación del sol en el este, con sus correspondientes paneles solares girados por sus ejes verticales para mirar al este. La figura 4b.- Muestra una de las posiciones diferenciadas de los paneles de Ia figura 4 con Ia situación del sol en el sureste, con sus correspondientes paneles solares girados por sus ejes verticales para mirar al sureste.
La figura 4c- Muestra una de las posiciones diferenciadas de los paneles de Ia figura 4 con Ia situación del sol en el sur, con sus correspondientes paneles solares girados por sus ejes verticales para mirar al sur.
La figura 4d.- Muestra una de las posiciones diferenciadas de los paneles de Ia figura 4 con Ia situación del sol en el suroeste, con sus correspondientes paneles solares girados por sus ejes verticales para mirar al suroeste.
La figura 4e.- Muestra una de las posiciones diferenciadas de los paneles de Ia figura 4 con Ia situación del sol en el oeste, con sus correspondientes paneles solares girados por sus ejes verticales para mirar al oeste.
La figura 4f.- Muestra una de las posiciones diferenciadas de los paneles de Ia figura 4 con Ia situación del sol en el norte, en Ia que los paneles están cerrados, en posición nocturna, con perspectiva frontal y lateral.
La figura 5.- Muestra una vista esquemática en perspectiva de un edificio de planta cuadrada con cubierta plana y paneles solares en toda Ia fachada.
La figura 5a.- Muestra una de las posiciones diferenciadas de los paneles de Ia figura 5 con Ia situación del sol en el este, con sus correspondientes paneles solares girados por sus ejes verticales para mirar al este.
La figura 5b.- Muestra una de las posiciones diferenciadas de los paneles de Ia figura 5 con Ia situación del sol en el sureste, con sus correspondientes paneles solares girados por sus ejes verticales para mirar al sureste. La figura 5c- Muestra una de las posiciones diferenciadas de los paneles de Ia figura 5 con Ia situación del sol en el sur, con sus correspondientes paneles solares girados por sus ejes verticales para mirar al sur.
La figura 5d.- Muestra una de las posiciones diferenciadas de los paneles de Ia figura 5 con Ia situación del sol en el suroeste, con sus correspondientes paneles solares girados por sus ejes verticales para mirar al suroeste.
La figura 5e.- Muestra una de las posiciones diferenciadas de los paneles de Ia figura 5 con Ia situación del sol en el oeste, con sus correspondientes paneles solares girados por sus ejes verticales para mirar al oeste.
La figura 5f.- Muestra una de las posiciones diferenciadas de los paneles de Ia figura 5 con Ia situación del sol en el norte, en Ia que los paneles están cerrados, en posición nocturna, con perspectiva frontal y lateral.
La figura 6.- Muestra una vista esquemática en perspectiva, un edificio de planta cuadrada con paneles solares en fachada y en cubierta.
La figura 6a.- Muestra una de las posiciones diferenciadas de los paneles de Ia figura 6 con Ia situación del sol en el sur, con sus correspondientes paneles solares girados por sus ejes verticales para mirar al sur.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN Tal como anteriormente se ha dicho, el objetivo de esta invención es ofrecer Ia opción de que cualquier edificio de planta cuadrada o rectangular, pueda aprovechar al máximo, Ia incidencia de los rayos solares en sus fachadas y cubierta.
Para ello Ia invención que se propone resuelve el giro de los planos de las paredes de fachada o de los planos de los faldones de cubierta (ya sea ésta plana o inclinada), en parte o en su totalidad. Para ello, se han presentado un conjunto de varias figuras distintas, que plantean desde Ia problemática existente, hasta el desarrollo de Ia invención que Ia resuelve.
La figura 1 , muestra un edificio (1) con una cubierta con dos faldones (2) que vierten uno al este y otro al oeste, según indica Ia orientación (dando el testero al sur), y sobre los que hay dos paneles solares (3) y (5), en posición de reposo sobre dichos faldones (2), que pueden girar por el eje (4) intermedio, dispuesto en Ia cumbrera del edificio.
Dicho edificio y según su orientación precisa, muestra tres posiciones diferenciadas de los paneles desplegados en las siguientes figuras 1a, 1b, 1c.
En Ia figura 1a, se observa que al estar los faldones de Ia cubierta orientados al este y al oeste, cuando el sol está en el este, el panel (3) está bien situado respecto a Ia orientación solar y es el panel (5) el que girando respecto del eje (4) dispuesto en Ia cumbrera, se orienta también al este, duplicando con ello Ia captación solar.
En Ia figura 1b, y puesto que los faldones (2) de Ia cubierta miran al este y al oeste, Ia mejor manera de poder captar el sol a Ia hora de girar los paneles solares (3) y (5) (que no están orientados al sur), está en disponerlos horizontalmente, girando sólo Ia mitad de su posible recorrido por el eje (4) dispuesto en Ia cumbrera.
En Ia figura 1c, se observa que al estar los faldones de Ia cubierta orientados al este y al oeste, cuando el sol está en el oeste, el panel (3) está bien situado respecto a Ia orientación solar y es el panel (5) el que girando respecto del eje (4) dispuesto en Ia cumbrera, se orienta también al oeste, duplicando con ello Ia captación solar. La figura 2, muestra el mismo edificio (1) de Ia figura 1 , si bien en este caso, con uno de los faldones de Ia cubierta mirando al sur y otro al norte, con los paneles solares abatidos dispuestos sobre los faldones.
En Ia figura 2a, y puesto que los faldones (2) de Ia cubierta miran al norte y al sur, Ia mejor manera de poder aprovechar el sol cuando está en el este o en el oeste, consiste en disponer los paneles solares (3) y (5) horizontalmente, practicando medio giro del posible a través del eje (4) dispuesto en Ia cumbrera.
En este caso, en Ia figura 2b, el aprovechamiento solar de Ia edificación que tiene Ia fachada de uno de los faldones (2) de Ia cubierta inclinada mirando al sur, se beneficia del doble del soleamiento al girar el panel (3) por el eje (4) hasta disponerse con Ia misma inclinación del panel (5).
La figura 3 nos muestra el planteamiento anterior, pero aplicado sobre una cubierta a cuatro aguas donde cada uno de los faldones son triangulares (6) (7) (8) (9) y pueden girar por un lado (o por el otro, aunque alternativamente) según los ejes de giro (4) que en este caso siguen Ia pendiente de las limatesas.
En Ia figura 3a, se observa que cuando el sol está en el este, interesa girar los paneles de cubierta (6) y (8) sobre esta dirección, por los ejes (4), hasta coger el plano del panel (7). Lo mismo ocurre en Ia figura 3e, en el sentido opuesto, donde los paneles (6) (9) (8), quedan orientados al oeste sobre un mismo plano. Para poder lograr que los paneles (6) y (8) cambien del este al oeste, deben de tener un sistema de bisagras que alternativamente permiten el giro sobre uno de los ejes (4) dispuestos en las limatesas.
En Ia figura 3c, se observa el mismo planteamiento anterior, si bien en este caso orientando los paneles solares triangulares (7) (8) (9) al sur. Alternativamente, en las figuras 3b y 3d, los paneles triangulares (7) (8) y (8) (9) respectivamente, que giran sobre los ejes (4) están en una posición intermedia que no se corresponde con ninguno de los faldones (2) de Ia propia cubierta, con el fin de captar el máximo soleamiento posible en las orientaciones sureste y suroeste, respectivamente.
La figura 4 nos muestra en perspectiva, un edificio prismático donde se aprovechan las fachadas para adherirles paneles solares (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) de Ia mitad de tamaño de cada fachada.
La figura 4a, nos muestra Ia situación del sol en el este con sus correspondientes paneles solares (10) (13) que han girado por sus ejes (4) verticales, hasta alinearse con el (11) (12), así como los paneles (15) (16) que a su vez han girado para mirar al este por sus correspondientes ejes (4).
De forma equivalente, en Ia figura 4e, que mira al oeste, los paneles (17) (14) han girado hasta ponerse paralelos con los paneles (15) (16), así como los paneles (11) (12) que a su vez han girado para mirar al oeste, por su correspondientes ejes (4).
En Ia figura 4c, con el sol en situación sur, mientras permanecen estáticos los paneles (13) (14), serían los paneles (12) (15) los que se alienarían con ellos, mientras que los paneles del norte (10) (17), girarían también para orientarse al sur, todos ellos a través de los ejes verticales (4).
En Ia figura 4b, que muestra una posición intermedia entre las figuras 4a y 4c, que se corresponde con el sol en el sureste, los paneles (12) (13) sólo giran 45° a través de su eje vertical (4), hasta llegar a mirar al sureste, mientras que los paneles (10) (15) giran 135° para poder mirar a Ia misma orientación.
De forma equivalente, en Ia figura 4d, que muestra una posición intermedia entre las figuras 4c y 4e, que se corresponde con el sol en el suroeste, los paneles (14) (15) sólo giran 45° a través de su eje vertical (4), hasta llegar a mirar al suroeste, mientras que los paneles (12) (17) giran 135° para poder mirar a Ia misma orientación.
Mientras en las figuras 4, los paneles de fachada ocupaban Ia mitad de su longitud, en las figuras 5, los paneles (18) (19) (20) (21) ocupan toda Ia fachada del edificio.
La figura 5a, nos muestra Ia situación del sol en el este con sus correspondientes paneles solares (21) (19) que han girado por sus ejes (4) verticales, hasta alinearse con el (18). De forma equivalente, en Ia figura 5e, que mira al oeste, los paneles (19) (21) han girado hasta ponerse paralelos con el panel (20).
En Ia figura 5c, cuando el sol están en el sur, son los paneles (18) (20) los que giran 90° hasta ponerse paralelos al panel (19).
En las figuras 5b y 5d, donde el sol se encuentra en posiciones intermedias como el sureste y el suroeste respectivamente, el panel (19) gira alternativamente a izquierdas y a derechas (con distinto eje (4) en cada figura) para lograr mirar al sureste junto con el panel (18), o al suroeste junto con el panel (20), que también han girado hasta esta orientación.
La figura 6, nos muestra una de las varias posibilidades de disponer paneles en fachada (22) (25) y en cubierta (23) (24), contemplando ahora el eje horizontal de giro (4) dispuesto a nivel de Ia cornisa.
En Ia figura 6a, se desarrolla el ejemplo anterior disponiéndose los paneles mirando al sur, habiendo permanecido inmóviles el panel de fachada (22) y el de cubierta (24) y habiendo girado 90° el panel (23) y 180° el panel (25), para orientarse al sol en su posición sur. La posición nocturna de los paneles de las figuras indicadas anteriormente, es Ia correspondiente a los paneles cerrados, con perspectivas frontal y lateral, que corresponde con las figuras 4f y 5f.
Con Ia explicación anterior y los ejemplos mostrados en las figuras con sus subapartados correspondientes, creemos que ha quedado suficientemente demostrado Ia originalidad de plantear edificios con fachadas y cubiertas de faldones móviles a Io largo de los ejes existentes en los distintos quiebros del perímetro de una edificación, tanto si son fachadas o cubiertas planas o inclinadas.
Esta invención se puede plantear de forma más subdividida y contemplando Ia composición arquitectónica de cada edificación, donde lógicamente los huecos de fachada y los paneles giratorios de esquina que se proponen tendrán que buscar un punto de acuerdo, si bien hay que contar que Ia ventilación y visión se puede seguir teniendo con paneles fotovoltaicos dispuestos frente a los huecos, dejando una ventilación de trasdós, si los paneles se separan ligeramente de Ia fachada y/o cubierta correspondiente.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Sistema de paneles solares móviles para Ia edificación, que se caracteriza porque los paneles solares (2) de Ia fachada y/o Ia cubierta de Ia edificación comprenden ejes de giro (4) en las aristas de Ia edificación que permiten orientar los paneles solares (2) en Ia dirección del sol para captar el máximo de radiación solar.
2.- Sistema de paneles solares móviles para Ia edificación, según reivindicación 1 , que se caracteriza porque los ejes de giro (4) de los paneles solares (2) se disponen en Ia vertical de las esquinas del edificio.
3.- Sistema de paneles solares móviles para Ia edificación, según reivindicación 1 , que se caracteriza porque los ejes de giro (4) de los paneles solares (2) se disponen en Ia horizontal de las cornisas o cumbreras del edificio.
4.- Sistema de paneles solares móviles para Ia edificación, según reivindicación 1 , que se caracteriza porque los ejes de giro (4) de los paneles solares (2) se disponen en posición inclinada respecto de Ia vertical y/u horizontal, que se corresponde con las limatesas de Ia cubierta inclinada.
5.- Sistema de paneles solares móviles para Ia edificación, según reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque los paneles de fachada y/o de cubierta tienen formas rectangulares, triangulares o poliédricas, para adaptarse Io mejor posible al diseño de Ia fachada o cubierta del edificio.
6.- Sistema de paneles solares móviles para Ia edificación, según reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque los paneles que giran pueden interrelacionarse entre sí mecánicamente, con sistemas de fijación que logran su balanceo conjunto y equilibrado a través del correspondiente eje de giro.
7.- Sistema de paneles solares móviles para Ia edificación, según reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque al menos uno de los paneles giratorios, tienen más de un eje de giro alternativo, para aprovechar al máximo el giro de los paneles alrededor de las aristas del edificio.
8.- Sistema de paneles solares móviles para Ia edificación, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los ejes dispuestos en las aristas de giro, dejan una separación suficiente con respecto a Ia fachada o cubierta real del edificio, para permitir Ia ventilación por su trasdós.
9.- Sistema de paneles solares móviles para Ia edificación, según reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque los paneles solares son paneles fotovoltaicos, térmicos o híbridos.
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