WO2014167147A1 - Baldosa pisable generadora de electricidad - Google Patents
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Abstract
Baldosa pisable con protección anti-deslizamiento para ser integrada en el suelo caracterizada por que puede combinar dos fuentes o tecnologías en el mismo dispositivo con el fin de generar electricidad. Una de estas tecnologías o fuentes se basa en elementos activos los cuales han de ser pisados para generar esa energía: módulos electromecánicos o piezoeléctricos (4). Éstos transforman la energía mecánica (potencial y cinemática) en electricidad. No se verá afectada la circulación de los vehículos y personas, al pisar la baldosa. La otra fuente se basa en elementos pasivos los cuales aprovechan la radiación solar para generar esa energía: son elementos fotovoltaicos pisables (3). Dispositivo innovador que promueve la generación local de electricidad para un autoconsumo y puede ser montada al aire libre o interior de edificios, cumpliendo siempre la normativa vigente.
Description
BALDOSA PISABLE GENERADORA DE ELECTRICIDAD
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención, según se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a una baldosa o suelo técnico pisable capaz de generar electricidad a partir de dos formas distintas (montadas en la baldosa de forma individual) o bien, en combinación en la misma baldosa para así conseguir más producción de energía. Este nuevo dispositivo ha sido concebido en orden a numerosas y notables ventajas respecto a las baldosas actuales.
Nuestra invención quiere innovar en su diseño, dándole nuevas utilidades además de ser un bonito suelo técnico pisable (sea por personas o vehículos).
La invención propuesta se encuadra dentro del sector técnico de la arquitectura y energético. Este dispositivo a patentar combina ambos sectores.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
No existe ningún suelo técnico o baldosa híbrida capaz de generar electricidad en un mismo dispositivo a partir de 2 fuentes diferentes. Si es cierto que en la actualidad existen suelos que o bien generan electricidad aprovechando el tráfico de las personas y vehículos y otros, que a través de la inserción de células fotovoltaicas aprovechan la radiación solar para generarla. Listado de antecedentes consultados: WO2013186412A1, WO2012038955 y WO2013014631A2.
La presente invención pretende mejorar los actuales suelos generadores de electricidad y así, poder combinar 2 tecnologías a la vez para poder generar más energía limpia. Este nuevo dispositivo es el primero que es híbrido.
PROBLEMA TÉCNICO PLANTEADO
¿Cuál será el principal problema en las grandes urbes?. El incremento del consumo de energía (electricidad, básicamente). ¿Cuál puede ser el elemento que más abunda en las ciudades?. Podríamos decir que después de los pasos de peatones y semáforos, se encuentran las calles y plazas. ¿Podemos mejorar su diseño, innovando e insertando suelo técnico que genere electricidad, para que ayude a solucionar el problema antes planteado?. ¿Podemos mejorar su diseño para que las baldosas aporten más a la ciudadanía?. Creemos que si y este es el motivo de esta petición.
Queremos innovar diseñando un nuevo concepto de baldosa o suelo técnico: la Baldosa Pisable Generadora de Electricidad. Una baldosa que genera electricidad aprovechando el paso de las personas o vehículos y además, de los rayos de sol a través del elemento fotovoltaico (todos los tipos). Ésta genera electricidad para un autoconsumo: generar electricidad para alimentar diferentes dispositivos de la calle (equipos wi-fi o bluetooth integrados o no en la baldosa para la creación de redes inalámbricas de intercambio de información, ya sean públicas o privadas) o hasta incluso, almacenarla mediante un sistema de baterías para poder ser ésta consumida con posterioridad, por ejemplo, durante la noche para alimentar las farolas de la calle donde está ubicado la baldosa o conjunto de baldosas. Esta nueva invención quiere ayudar a la gran demanda de electricidad en las ciudades, dando una solución viable, generándola aprovechando el tráfico de las personas y los vehículos y, la energía del sol. Esta generación de electricidad se produciría de una manera limpia y sostenible, cuidando del medio ambiente.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención (Baldosa Pisable Generadora de Electricidad) es innovadora por ser una posible solución eficiente al problema técnico antes mencionado (aumento del consumo de electricidad) y por su integración en el medio (suelo) para generar energía limpia localmente. Este dispositivo mejorara las actuales baldosas, dando aún más valor al suelo. Ésta podrá ser montada tanto en exterior como en interior.
Este nuevo dispositivo es innovador ya que es capaz de generar electricidad a partir de dos medios: la luz del sol y/o el tráfico de personas y vehículos (al pisar éstos la baldosa). Esta nueva baldosa podrá ser híbrida ya que podrá generar electricidad combinando las dos fuentes generadoras antes mencionadas.
Este dispositivo quedará totalmente integrado en la vía y no afectará al tráfico de los vehículos ni de los peatones.
Esta electricidad podrá ser almacenada para alimentar las farolas de la calle, por ejemplo por la noche. Este dispositivo fomenta la generación local de electricidad para un autoconsumo: generar la electricidad y consumirla allí donde se necesita.
La generación de electricidad se basa en dos equipos básicos: panel fotovoltaico pisable (equipo pasivo, no necesita ser pisado para generar electricidad) y módulos electromecánicos o piezoeléctricos (equipo activo, necesita ser pisado para generar electricidad).
Se realizará un tratamiento superficial especial antideslizante, según normativa vigente (para el caso de montaje en exterior). Para complementar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña la presente memoria descriptiva de unas figuras ilustrativas para comprender más fácilmente la innovación y ventajas del dispositivo objeto de la invención.
Ventajas de dicho dispositivo:
Con este dispositivo fomentamos un ahorro económico. Como hemos mencionado, a mayor tráfico mayor generación y cuanto más pesado, mejor. Por lo tanto después del periodo obligado de retorno de la inversión por la compra de este dispositivo, el propietario ahorra dinero ya que no deberá comprar electricidad. Se la genera él mismo. Con esta baldosa se fomenta la Autogeneración para un Autoconsumo.
Con este dispositivo fomentamos la sostenibilidad en el proceso de generación de electricidad. Es un proceso social, ecológico y económico. Social ya que los conductores con sus vehículos generan electricidad. Ecológico ya que este dispositivo es una "green solution", o sea, se genera electricidad de una manera limpia ya que los vehículos, por ejemplo cada vez son menos contaminantes (eléctricos, combustión o híbridos). Económico ya que se produce en el mismo punto de consumo. No es necesaria una línea para transportar la electricidad desde la central eléctrica hasta el punto de consumo. Con este dispositivo se fomenta el reciclaje ya que este dispositivo absorbe las vibraciones generadas por los vehículos al pasar por encima. Convertimos las molestas vibraciones en electricidad. Cuanta más vibración, cuanto más vehículo circule, más generación de electricidad.
Al generar energía localmente podemos alimentar dispositivos tales como routers wi-fi o bluetooth para la creación de redes inalámbricas de intercambio de información, ya sea ésta privada o pública y con el fin de poder interactuar con el usuario o ciudadano.
Aplicaciones principales: montaje en accesos a centros comerciales o estadios, plazas públicas, accesos a escuelas o universidades, accesos a hospitales, patios de escuelas donde estos módulos sustituirán las actuales pistas de deporte, carriles bici, arcenes de carreteras, andenes de estaciones (tren, metro o autobuses), etc ....
DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS ILUSTRATIVAS
Fig. (1): vista en perspectiva de la baldosa, donde podemos ver el marco inferior (1), el marco superior (2) y el elemento fotovoltaico (3) pisable (rígido o no-rígido). En este caso, se muestra el modelo híbrido donde se combina las dos fuentes diferentes generadoras de electricidad: el sol y el movimiento de personas y vehículos. Éste último sistema queda bajo del elemento fotovoltaico pisable (3).
Fig. (2): vistas de la baldosa híbrida, en planta y sección de la misma para poder ver el elemento generador de electricidad que aprovecha el tráfico de las personas o vehículos (4). Éste puede ser a base de módulos piezoeléctricos encapsulados especiales o mediante un sistema electromecánico. Ambos sistemas transforman la energía mecánica (potencial y cinemática) de la persona o vehículo que pisa sobre la baldosa en electricidad. Para el primer caso (baldosa con materiales piezoeléctricos), el elemento fotovoltaico pisable (3) será flexible. Así éste estará formado por una placa extra-clara de plástico o policarbonato, donde encolamos un panel fotovoltaico flexible de comercio (todos los tipos existentes). Por el contrario si la baldosa equipa un sistema electromecánico, el elemento fotovoltaico pisable (3) estará formado por un vidrio templado extra-claro laminado de dos capas al cual se le ha encolado en la cara no pisable (cara inferior) un panel flexible fotovoltaico de comercio (todos los tipos) o bien, por un vidrio templado extra-claro laminado de dos capas o más unidas entre sí mediante un encapsulante y una capa intermedia de material fotovoltaico (todos los tipos). El elemento fotovoltaico pisable (3) tendrá un acabado antideslizante certificado en su cara superior o visible y una protección a la radiación ultravioleta del sol.
Fig. (3): vista en perspectiva de la baldosa, la cual sólo generará electricidad aprovechando los rayos del sol. En ella podemos ver la caja soporte o marco inferior (2) del panel fotovoltaico pisable (3) y las juntas de estanqueidad (5). En este modelo de baldosa, el elemento fotovoltaico generador (3) está formado por un vidrio templado extra-claro de dos capas laminado al cual se le ha encolado un panel flexible fotovoltaico estándar (cualquier tipo existente en el mercado). El elemento generador (3) descansa sobre las juntas de estanqueidad (5). El elemento fotovoltaico pisable (3) tendrá un acabado antideslizante certificado en su cara superior o visible. La caja soporte (2) tendrá varias ventanas para facilitar la ventilación interna del conjunto.
Fig. (4): vista en perspectiva de la baldosa, la cual sólo generará electricidad aprovechando los rayos del sol. En ella podemos ver en la parte inferior de la figura la caja soporte o marco inferior en forma de malla (2) del vidrio pisable (6) que protege al panel fotovoltaico (7) y las juntas de estanqueidad (5). En este modelo de baldosa, el vidrio protector (6) podrá estar formado por varias capas de vidrio templado extra- claro laminadas entre sí mediante un encapsulante. Este vidrio protector (6) descansa sobre las juntas de estanqueidad (5) y el larguero de refuerzo (9). El panel fotovoltaico descansa sobre la caja soporte, pudiendo quedar una cámara de aire entre éste y la cara inferior del vidrio protector (6). El vidrio protector pisable (5) tendrá un acabado antideslizante certificado en su cara superior o visible. El conjunto montará un marco exterior embellecedor (8), el cual tendrá varias ventanas para la facilitar la ventilación interna del conjunto. Se muestran los elementos reguladores en altura para nivelar el conjunto (10). Éstos serán elementos estándar de comercio.
DESCRIPCIÓN DE UNA FORMA DE REALIZACIÓN PREFERIDA
A la vista de las comentadas figuras 1, 2, 3 y 4 puede observarse como el dispositivo se constituye de varias partes: un marco base o soporte (1) y los dispositivos generadores de electricidad (3, 4). De todos los montajes posibles, seleccionamos la mostrada en la fig. 4 como la realización preferida. La caja soporte (1) se montará perfectamente nivelada sobre el suelo, mediante los reguladores de altura (10). Se unirán todas cajas (1), mediante tornillos o imanes. Esta operación se realizará antes de montar el panel fotovoltaico (7) y el vidrio protector pisable (6). En la cara superior de la caja se pegarán las juntas de estanqueidad (5) para que el vidrio protector pisable (7) descanse sobre ellas. El conjunto montará un marco exterior embellecedor (8), el cual tendrá mecanizadas unas ventanas de ventilación.
El conjunto podrá ser montado integrado en el suelo realizando obra civil. Esta obra civil consistirá en hacer un foso impermeabilizado según normativa vigente con un fondo igual a la altura de la baldosa. Ese foso deberá disponer de un sistema de un colector para recoger el agua de la lluvia y así, evacuarla hacia el sistema de alcantarillado mediante tuberías. Se utilizará un sellante flexible para corregir posible defectos.
Los elementos fotovoltaicos se conectaran entre sí, conduciendo la electricidad generada hacia el regulador de carga mediante cables eléctricos. Allí, el regulador gestionará eficientemente la energía generada abriendo el circuito a los consumos o cargando las baterías para un posterior consumo.
Claims
1. Baldosa pisable generadora de electricidad que está formada por un marco o plataforma base (1) como soporte donde quedan alojados en su interior los módulos generadores de electricidad (3, 4) que se caracterizan por el hecho de poder generar electricidad a partir de sistemas activos (4) y/o pasivos (3).
2. Baldosa según reivindicación 1, caracterizada por que los sistemas activos (4) toman la forma de módulos sellados que alojan en su interior materiales piezoeléctricos o un solo módulo electromecánico que transforman la fuerza ejercida por el peso de la persona o vehículo, al ser ésta pisada, para generar la electricidad.
3. Baldosa según reivindicación 1, caracterizada por que los sistemas pasivos (3) toman la forma de elementos fotovoltaicos pisables (3).
4. Baldosa según reivindicación 1, caracterizada por estar acoplada, nivelada mediante tornillos o soportes regulables en altura (10) y fijada al resto de baldosas entre sí mediante pernos o electroimanes. La fijación al suelo se realiza mediante elementos de seguridad antirrobo.
5. Baldosa según reivindicación 1, caracterizada por poder ser instalada sobre el suelo pudiendo quedar a diferente nivel o bien, instalada integrada en el suelo (al mismo nivel).
6. Baldosa según reivindicación 1, caracterizada por que la electricidad generada será conducida mediante cables eléctricos hacia la unidad o unidades de tratamiento de energía. Toda esa energía podrá ser monitorizada.
7. Baldosa según la reivindicación 1, 2 y 3, caracterizada por que las unidades de tratamiento de la energía generada por las tecnologías base serán diferentes y específicas a cada una de ellas.
8. Baldosa según la reivindicación 1, caracterizada por que el sistema pasivo (3) generador de energía tendrá un diseño específico y concreto según el tipo de sistema activo (4) que incorpora la baldosa.
9. Baldosa según reivindicación 2, caracterizada por que si el sistema activo está basado en módulos piezoeléctricos, el elemento (3) estará constituido por piezas de plástico o policarbonato flexible extra-claro laminado por al menos dos capas de plástico, de igual contorno y unidas entre si mediante un encapsulante, una capa intermedia de material fotovoltaico y un cerco periférico de sellado.
10. Baldosa según reivindicación 2, caracterizada por que si el sistema activo está basado en módulos piezoeléctricos, el elemento (3) podrá también estar constituido por piezas de vidrio templado en forma de mosaico flexible encapsulado mediante silicona que protegerá el elemento fotovoltaico flexible.
11. Baldosa según reivindicación 2, caracterizada por que si el sistema activo está basado en módulos electromecánicos, el elemento (3) estará constituido por una de vidrio templado laminado por al menos dos capas de vidrio, de igual contorno y unidas entre sí mediante un encapsulante y un cerco periférico de sellado, que protegerá al elemento fotovoltaico.
12. Baldosa según reivindicación 5, 9, 10 y 11, caracterizada por que la cara superior del elemento (3) incorpora en toda su superficie un tratamiento antideslizante según la normativa vigente en el país de instalación.
13. Baldosa según reivindicación 9, 10 y 11, caracterizada por que el material polimérico o encapsulante de unión podrá ser de color.
14. Baldosa según reivindicación 1, caracterizada por que cuando la baldosa no tiene sistemas generadores activos (4) el elemento (3) estará constituido por un vidrio templado laminado por al menos dos capas de vidrio, de igual contorno y unidas entre sí mediante un encapsulante y un cerco periférico de sellado, al cual le será encolado por su cara inferior no pisable un panel fotovoltaico flexible.
15. Baldosa según reivindicación 1, caracterizada por que cuando la baldosa no tiene sistemas generadores activos (4) el elemento (3) estará constituido por un vidrio templado laminado por al menos dos capas de vidrio, de igual contorno y unidas entre sí mediante un encapsulante y un cerco periférico de sellado, que protegerá al elemento fotovoltaico. El diseño de la baldosa determinará prever una cámara de aire entre la cara superior del panel fotovoltaico tradicional y la cara inferior de dicho vidrio laminado protector, eliminando el larguero de refuerzo (9).
16. Baldosa según reivindicación 1, caracterizada por que entre el vidrio protector y el panel fotovoltaico se podrá instalar medios de iluminación constituidos por tiras de LED o similar soportadas por un marco.
17. Baldosa según reivindicación 10, 11 y 14 caracterizada por que las capas del vidrio templado serán del tipo extra-claro.
18. Baldosa según reivindicación 9, caracterizada por que el material plástico o policarbonato será resistente a los rayos ultravioleta del sol.
19. Baldosa según reivindicación 2, caracterizada porque el material piezoeléctrico utilizado se seleccionará del grupo que comprende: ziriconato, titanato de bario, titanato de plomo magnesio niobato y derivaciones de cerámica, zinc-titanato de plomo niobato de magnesio y plomo, niobato- cerámicos de titanato de plomo, plomo y titanato de lantano ziriconate plomo, cristal titanato de plomo magnesio nibate-unicristalino, titanat de plomo niobate de zinc, titanato de bario, estroncio, bario niobato, niobato de litio, litio tantalita, niobato de bario, plomo, fluoruro de polivinilideno, poli (fluoride-trifluoretvinilideno-hylene) y poliamidas.
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