WO2013098426A1 - Módulo de concentración solar fotovoltáica - Google Patents

Módulo de concentración solar fotovoltáica

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Definitions

  • the present invention aims at a photovoltaic solar concentration module that has a plastic housing that makes solar rays can never be concentrated in certain areas of the inner surface of the housing that are not protected from solar radiation, thereby which never burn.
  • the inner surface of the photovoltaic solar concentration module does not need to be completely covered with metal plates, since there are areas of it that are never reached by solar rays.
  • the relationship between the focal length of the lenses arranged in the module and their radius remains constant, which allows the areas not covered with metal plates to be isolated from the incidence of solar rays.
  • modules of photovoltaic solar concentration using lenses for concentrating the sun's rays, which affect photovoltaic cells placed in their focus, are known in the state of the art. These lenses are installed on plastic and / or metal bodies. There are several types of modules, but most have mechanisms that allow them to be oriented at all times with the sun, so that the sun's rays perpendicularly affect the catchment area that is where the concentration lenses are located.
  • concentration lenses are made on the same plastic plate of the photovoltaic solar concentration module, and can have a single lens or several, so the modules that carry them are of different sizes.
  • the present invention aims at a photovoltaic solar concentration module that has a plastic housing that makes solar rays can never be concentrated in certain areas of the inner surface of the housing that are not protected from solar radiation, thereby which never burn.
  • the housing of the photovoltaic solar concentration module has the shape of two pyramid logs joined by its smaller base, so that the inner surface of the photovoltaic solar concentration module is only covered with metal plates in the lower pyramid trunk, which is the area that is reached by the sun's rays.
  • a set of lenses are arranged that allow the solar rays to converge towards a set of photovoltaic cells arranged inside the module, at the other base of the other pyramid trunk.
  • Figure 1 shows a sectional view of a photovoltaic solar concentration module of the state of the art where the incidence of solar rays on the internal walls of said module is observed when they do not perpendicularly affect the lenses.
  • Figure 2 shows a perspective view of a first embodiment of a photovoltaic solar concentration module according to the invention.
  • Figure 3 shows a sectional view of the module of Figure 2 when the sun's rays strike perpendicular to the lenses.
  • Figure 4 shows a sectional view of the module of Figure 2 when the sun's rays do not perpendicular to the lenses.
  • Figure 5 shows a perspective view of a second embodiment of a photovoltaic solar concentration module according to the invention.
  • Figure 6 shows a sectional view of the module of Figure 5 when the sun's rays strike perpendicular to the lenses.
  • Figure 7 shows a sectional view of the module of Figure 5 when the sun's rays do not perpendicular to the lenses.
  • Figure 8 shows a perspective view of the carrier plate of the photovoltaic cells.
  • the present invention relates to a photovoltaic solar concentration module having a housing (1) in the form of two pyramid logs (1.1, 1.2) joined by its smaller base, so that the inner surface of the photovoltaic solar concentration module is only covered with metal plates (2) in the lower pyramid trunk (1.1), which is the area that is reached by the sun's rays.
  • the upper base (1.2.1) of the module major base of the upper pyramid trunk (1.2) there is a set of lenses (3) that allow the solar rays (4) to converge towards a set of photovoltaic cells (5) arranged in the lower base (1.1.1) of the lower pyramid trunk (1.1).
  • the focal length of the lenses (3) arranged in the upper base (1.2.1) and the radius thereof remains constant, so that the sun's rays only affect the inner surface of the lower pyramid trunk ( 1.1) in the event that the solar concentration module does not correctly track the sun, as seen in Figures 4 and 7.
  • the bases (1.1.1, 1.2.1) of the pyramids (1.1, 1.2) are equal and square.
  • the bases (1.1.1, 1.2.1) of the pyramids (1.1, 1.2) are equal and rectangular.
  • the photovoltaic module has no background, that is to say, there is no lower base (1.1.1) with a carrier plate (6) of the photovoltaic cells (5), which is shown in the figure 8.
  • This carrier plate (6) has perforations (6.1) that facilitate the cooling of photovoltaic cells (5), avoiding having to place heat sinks in each of these cells (5).

Abstract

La presente invención tiene por objeto un módulo de concentración solar fotovoltaica que presenta una carcasa plástica que hace que los rayos solares nunca puedan llegar a concentrarse en ciertas zonas de la superficie interior de la carcasa que no se encuentran protegidas de la radiación solar, con lo cual nunca se queman, por lo que la superficie interior del módulo de concentración solar fotovoltaica no necesita estar recubierta de placas metálicas en su totalidad, ya que hay zonas de la misma que nunca son alcanzadas por los rayos solares.

Description

MÓDULO DE CONCENTRACIÓN SOLAR FOTOVOLTAICA
DESCRIPCIÓN OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención tiene por objeto un módulo de concentración solar fotovoltaica que presenta una carcasa plástica que hace que los rayos solares nunca puedan llegar a concentrarse en ciertas zonas de la superficie interior de la carcasa que no se encuentran protegidas de la radiación solar, con lo cual nunca se queman.
Debido a su especial configuración, la superficie interior del módulo de concentración solar fotovoltaica no necesita estar recubierta de placas metálicas en su totalidad, ya que hay zonas de la misma que nunca son alcanzadas por los rayos solares. Asi mismo, la relación entre la distancia focal de las lentes dispuestas en el módulo y el radio de las mismas se mantiene constante, lo que permite aislar de la incidencia de los rayos solares las zonas no recubiertas de placas metálicas .
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Son conocidos en el estado de la técnica los módulos de concentración solar fotovoltaica que usan unas lentes de concentración de los rayos solares, que inciden en unas células fotovoltaicas colocadas en su foco. Estas lentes, van instaladas sobre unos cuerpos plásticos y/o metálicos. Existen varios tipos de módulos, pero la mayoría presentan mecanismos que permiten orientarlos en todo momento con el sol, de manera que los rayos solares inciden perpendicularmente sobre la zona de captación que es donde se encuentran las lentes de concentración.
Estas lentes de concentración están realizadas sobre la misma placa plástica del módulo de concentración solar fotovoltaica, y pueden presentar una sola lente o varias, por lo que los módulos que las portan son de diversos tamaños .
El problema técnico en este tipo de módulos es que cuando por avería el sistema de seguimiento del sol falla y los rayos solares no inciden perpendicularmente sobre las lentes, la concentración no se realiza sobre las células fotovoltaicas , sino sobre cualquier otro punto del módulo, provocando su quemado y por tanto su deterioro y su inutilidad. Este problema se ha venido resolviendo con la colocación de placas metálicas protegiendo las paredes internas de plástico del módulo fotovoltaico, pero esta solución no hace sino encarecer el módulo.
Existen en el mercado algunos de estos módulos, cuyo fondo es plástico con perforaciones para el paso de las células fotovoltaicas , que se encuentran alojadas en una lámina metálica adicionada por su parte inferior a la base del módulo. La presente invención solventa todos los inconvenientes anteriores asociados al quemado y deterioro de los módulos. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención tiene por objeto un módulo de concentración solar fotovoltaica que presenta una carcasa plástica que hace que los rayos solares nunca puedan llegar a concentrarse en ciertas zonas de la superficie interior de la carcasa que no se encuentran protegidas de la radiación solar, con lo cual nunca se queman. La carcasa del módulo de concentración solar fotovoltaica presenta la forma de dos troncos de pirámide unidos por su base menor, de manera que la superficie interior del módulo de concentración solar fotovoltaica solamente está recubierta de placas metálicas en el tronco de pirámide inferior, que es la zona que es alcanzada por los rayos solares.
En la base superior del módulo, base mayor del tronco de pirámide superior se disponen un conjunto de lentes que permiten hacer converger los rayos solares hacia un conjunto de células fotovoltaicas dispuestas en el interior del módulo, en la otra base del otro tronco de pirámide.
Debido a que la relación entre la distancia focal de las lentes dispuestas en el módulo y el radio de las mismas se mantiene constante, los rayos solares solamente inciden en la superficie interior del tronco de pirámide inferior en caso de que el módulo de concentración solar no realice el correcto seguimiento del sol. DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Se complementa la presente memoria descriptiva, con un juego de planos, ilustrativos del ejemplo preferente y nunca limitativo de la invención.
La Figura 1 muestra una vista en sección de un modulo de concentración solar fotovoltaica del estado de la técnica donde se observa la incidencia de los rayos solares en las paredes internas del citado módulo cuando estos no inciden perpendicularmente a las lentes.
La Figura 2 muestra una vista en perspectiva de un primer ejemplo de realización de un modulo de concentración solar fotovoltaica de acuerdo a la invención.
La Figura 3 muestra una vista en sección del módulo de la Figura 2 cuando los rayos solares inciden de manera perpendicular a las lentes.
La Figura 4 muestra una vista en sección del módulo de la Figura 2 cuando los rayos solares no inciden de manera perpendicular a las lentes. La Figura 5 muestra una vista en perspectiva de un segundo ejemplo de realización de un modulo de concentración solar fotovoltaica de acuerdo a la invención.
La Figura 6 muestra una vista en sección del módulo de la Figura 5 cuando los rayos solares inciden de manera perpendicular a las lentes. La Figura 7 muestra una vista en sección del módulo de la Figura 5 cuando los rayos solares no inciden de manera perpendicular a las lentes. La Figura 8 muestra una vista en perspectiva de la placa portadora de las células fotovoltaicas .
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN A la vista de lo anteriormente enunciado, la presente invención se refiere a un módulo de concentración solar fotovoltaica que presenta una carcasa (1) con forma de dos troncos de pirámide (1.1, 1.2) unidos por su base menor, de manera que la superficie interior del módulo de concentración solar fotovoltaica solamente está recubierta de placas metálicas (2) en el tronco de pirámide inferior (1.1), que es la zona que es alcanzada por los rayos solares . En la base superior (1.2.1) del módulo, base mayor del tronco de pirámide superior (1.2) se disponen un conjunto de lentes (3) que permiten hacer converger los rayos solares (4) hacia un conjunto de células fotovoltaicas (5) dispuestas en la base (1.1.1) inferior del tronco de pirámide inferior (1.1) .
La relación entre la distancia focal de las lentes (3) dispuestas en la base superior (1.2.1) y el radio de las mismas se mantiene constante, de manera que los rayos solares solamente inciden en la superficie interior del tronco de pirámide inferior (1.1) en caso de que el módulo de concentración solar no realice el correcto seguimiento del sol, tal y como se observa en las Figuras 4 y 7. En un primer ejemplo de realización preferente, mostrado en las Figuras 2 a 4, las bases (1.1.1, 1.2.1) de las pirámides (1.1, 1.2) son iguales y cuadradas.
En un segundo ejemplo de realización preferente, mostrado en las Figuras 5 a 7, las bases (1.1.1, 1.2.1) de las pirámides (1.1, 1.2) son iguales y rectangulares. En ambos ejemplos de realización preferente el módulo fotovoltaico no presenta fondo, es decir, no existe la base inferior (1.1.1) disponiéndose en su lugar una placa portadora (6) de las células fotovoltaicas (5), que se observa en la figura 8.
Esta placa portadora (6) presenta unas perforaciones (6.1) que facilitan la refrigeración de las células fotovoltaicas (5) , evitando tener que colocar unos disipadores de calor en cada una de estas células (5) .
No alteran la esencialidad de esta invención variaciones en materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos componentes, descritos de manera no limitativa, bastando ésta para proceder a su reproducción por un experto.

Claims

REIVINDICACIONES
1. - Módulo de concentración solar fotovoltaica que presenta una carcasa plástica con un conjunto de lentes (3) que permiten hacer converger los rayos solares hacia un conjunto de células foto voltaicas (5) dispuestas en el interior del módulo caracterizado porque la carcasa presenta forma de dos troncos de pirámide (1.1 , 1.2) unidos por su base menor, donde la superficie interior del módulo de concentración solar fotovoltaica solamente está recubierta de placas metálicas (2) en el tronco de pirámide inferior (1.1), que es la zona que es alcanzada por los rayos solares.
2. - Módulo de concentración solar fotovoltaica según reivindicación 1 caracterizado porque la relación entre la distancia focal de las lentes (3) dispuestas en el módulo y el radio de las mismas (3) se mantiene constante.
3. - Módulo de concentración solar fotovoltaica según reivindicación 1 caracterizado porque las lentes se encuentran dispuestas en la base superior (1.2.1) del módulo es la base mayor del tronco de pirámide superior (1.2) y las células fotovoltaicas (5) se encuentran dispuestas en la base (1.1.1) inferior del tronco de pirámide inferior (1.1) .
4. - Módulo de concentración solar fotovoltaica según reivindicación 3 caracterizado porque las bases (1.1.1,
1.2.1) de las pirámides (1.1, 1.2) son iguales y cuadradas.
5. - Módulo de concentración solar fotovoltaica según reivindicación 3 caracterizado porque las bases (1.1.1, 1.2.1) de las pirámides (1.1, 1.2) son iguales y rectangulares .
6. - Módulo de concentración solar fotovoltaica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el módulo fotovoltaico no presenta fondo disponiéndose en su lugar una placa portadora (6) de las células fotovoltaicas (5) .
7. - Módulo de concentración solar fotovoltaica según reivindicación 1 caracterizado porque la placa portadora (6) presenta unas perforaciones (6.1) que facilitan la refrigeración de las células fotovoltaicas (5) .
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