ES2933626A1 - Toldo fotovoltaico flexible - Google Patents
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Abstract
Sistema y método para fabricar un toldo fotovoltaico flexible que genera energía eléctrica a partir de la radiación solar incidente y simultáneamente da sombra a los espacios o superficies a proteger. Consta de un tejido fotovoltaico flexible (1), fijado a una estructura de soporte (2) fija o retráctil que puede ir anclada a un elemento constructivo (3) y un sistema eléctrico constituido por el cableado (4) que transfiere la energía eléctrica producida hacia el regulador eléctrico (5) en cuya salida (6) se entrega la energía generada. El tejido fotovoltaico flexible (1) consta de una lámina protectora flexible y traslúcida (10) ubicada en la cara expuesta a la luz solar, un panel fotovoltaico flexible (20) que contiene las células fotovoltaicas y su cableado, y un tejido filtrante (30) que genera sombra y que, siendo flexible, aporta la rigidez necesaria para evitar que la capa fotovoltaica resulte deteriorada por deformaciones excesivas.
Description
DESCRIPCIÓN
TOLDO FOTOVOLTAICO FLEXIBLE
SECTOR DE LA TÉCNICA
La invención consiste en un tejido fotovoltaico flexible que integra en un único tejido estratificado y flexible un panel fotovoltaico y un tejido sombreador, así como su aplicación a la fabricación de toldos fotovoltaicos flexibles que no solo protejan de la radiación solar sino que también la aprovechen para la producción de energía eléctrica.
Un área de aplicación innovadora de esta invención es la instalación de toldos fotovoltaicos flexibles sobre huecos de fachada en viviendas de edificios comunitarios, sin necesitar para ello la autorización de la comunidad de propietarios.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El problema técnico se centra en resolver el autoabastecimiento energético renovable para las personas que disponen de una vivienda en edificios comunitarios o en régimen de propiedad horizontal y que por ello carecen de autonomía para instalar paneles fotovoltaicos convencionales. Esta invención ofrece una solución técnica a quienes decidan aprovechar la energía solar instalando en el exterior de su vivienda un toldo fotovoltaico flexible para generar electricidad sin necesidad contar con la autorización de la comunidad de propietarios.
La mayoría de los edificios de viviendas permiten física y legalmente la instalación de toldos exteriores en los huecos de fachadas destinados a proteger las viviendas del impacto solar directo. Estas circunstancias a su vez convierten al toldo en la única superficie de propiedad privativa que el morador de este tipo de viviendas puede exponer a luz solar en el exterior de su vivienda y bajo su control exclusivo, sin necesitar para ello la autorización de la Comunidad de propietarios; en consecuencia abre al amplio sector de población que habita edificios comunitarios la posibilidad de captar autónomamente la energía solar para uso privado desde su propia vivienda.
En la actualidad es creciente la disponibilidad comercial de paneles fotovoltaicos flexibles que mediante el proceso descrito en esta invención pueden ser incorporados
en la fabricación de toldos flexibles. Esta invención reúne en un único tejido estratificado la funcionalidad de bloquear la radiación solar propia de un toldo convencional con la de generar energía eléctrica propia de los paneles fotovoltaicos, y permitirá a la población urbana que vive en régimen de propiedad horizontal el aprovechamiento de la energía solar a nivel individualizado.
La solución técnica que esta invención aporta al problema descrito en el párrafo anterior, se caracteriza por crear un tejido fotovoltaico, flexible, ligero, resistente, de poco espesor (en torno a un milímetro) y que puede ser utilizado para fabricar toldos en una variedad de aplicaciones y configuraciones diferentes a la indicada anteriormente y que requieran algunas de las características citadas.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
En este documento el uso de los términos "un", "una", "algún" y "alguna" y referentes similares en el contexto de la descripción de una realización de la invención, y especialmente en el contexto de las reivindicaciones, se tienen que tomar para cubrir tanto el singular y el plural, a menos que se indique lo contrario en este documento o se contradiga claramente por el contexto. Los términos “incluye”, "comprende", “está constituido” , “está formado por” , "que tienen", "incluyendo", "comprendiendo", “como puede ser” y "con" deben interpretarse como términos abiertos (es decir, que significa "incluyendo, pero no limitado a"); por lo tanto no deben interpretarse como excluyentes de la posibilidad de que lo que se describe y define incluya más elementos, etapas, etc. a menos que se indique lo contrario. La mención a rangos e intervalos de valores en el presente documento constituyen un método abreviado de referirse individualmente a cada valor comprendido en el rango o intervalo, a menos que se indique lo contrario en el este documento, y cada valor separado se incorpora en la especificación como si fuera citado individualmente en el presente documento. Todos los métodos descritos en este documento pueden realizarse en cualquier orden adecuado a menos que se indique lo contrario en este documento o se contradiga claramente por el contexto. El uso de ejemplos, o expresiones afines (por ejemplo, "tal como"), busca sólo aclarar mejor la invención y no plantea una limitación en su alcance.
El toldo fotovoltaico flexible objeto de esta invención está representado en la figura 1 y consta de un tejido fotovoltaico flexible (1) que está sujeto a una estructura de soporte
y maniobra (2) anclada a un elemento constructivo (3); mediante conductores eléctricos (4) el toldo fotovoltaico flexible transfiere la energía eléctrica producida hacia un dispositivo de regulación eléctrica y seguridad (5) que acondiciona sus parámetros y la conduce a la salida (6) de que dispone, dotada de las características adecuadas para su consumo.
El tejido fotovoltaico flexible (1) tiene una estructura de tres capas y su función es doble: generar electricidad y dar sombra. Su cara superior - la que queda expuesta a la radiación solar- está formada por una capa traslúcida y flexible (10) cuya función es proteger al panel fotovoltaico flexible del polvo, la lluvia y otros agentes externos adversos; en determinadas realizaciones de la invención, esta capa puede ser aportada por el recubrimiento protector del propio panel fotovoltaico. La segunda capa está constituida por un panel fotovoltaico flexible (20) destinado a generar energía eléctrica cuando sobre él incide la luz solar. La tercera capa, que forma la cara inferior del tejido fotovoltaico flexible, está integrada por una lámina o tejido (30) adecuado para bloquear la radiación solar y a la vez aportar al conjunto la rigidez necesaria para evitar que el panel fotovoltaico resulte deteriorado por las flexiones inducidas por su plegado o por la acción del viento. Cuando el tejido fotovoltaico flexible se halla desplegado y recibe la radiación solar realiza la doble función de generar energía eléctrica y a la vez bloquear el paso de dicha radiación, protegiendo de ella un determinado espacio o superficie.
El tejido fotovoltaico flexible se halla sujeto a una estructura de soporte (2) fija o retráctil que está anclada a un elemento constructivo (3) y que permite mantener el toldo fotovoltaico flexible desplegado permanentemente o desplegarlo solo durante periodos de tiempo limitados y después recogerlo mientras no está en uso. Cuando la citada estructura es retráctil, permite abatir el tejido fotovoltaico flexible sobre el paramento, o recogerlo formando pliegues, o enrollarlo sobre un carrete que puede estar en el lado del paramento o en el lado más distal.
La energía eléctrica producida por el toldo fotovoltaico flexible se recoge mediante conductores eléctricos (4) que por un extremo se hallan conectados a los bornes del panel fotovoltaico flexible y por el otro transfieren la energía a un dispositivo electrónico de regulación y seguridad (5) en cuya salida (6) puede obtenerse la energía eléctrica con la tensión adecuada para su consumo, inyección a la red, almacenamiento en baterías u otros usos.
Ventajas de esta invención
1) La invención ofrece una solución técnica para fabricar toldos con un tejido de poco espesor, ligero, reswitente y flexible que además de dar sombra genera electricidad aprovechando la energía solar.
2) La invención permite aprovechar la energía de la radiación solar incidente sobre toldos flexibles en instalaciones en las que no resulta viable la utilización de paneles fotovoltaicos rígidos, tales como los toldos sobre huecos de fachada en los edificios de viviendas.
3) La invención permite beneficiarse de la energía solar a los propietarios de viviendas en régimen de propiedad horizontal y disponer en exclusiva de su propiedad y control.
4) El toldo fotovoltaico flexible puede instalarse por los mismos procedimientos y con las mismas configuraciones que los toldos convencionales no fotovoltaicos, fijos y retráctiles, en forma de toldos enrollables, plegables, velas y otros formatos.
5) El toldo fotovoltaico flexible puede confeccionarse modularmente y adaptarse al usuario en cuanto a su disponibilidad de espacio y a sus necesidades energéticas.
6) Permite aprovechar la energía solar en toldos flexibles tanto fijos como retráctiles.
7) Permite aprovechar la tecnología industrial utilizada actualmente en la fabricación de toldos convencionales.
8) Permite acelerar el retorno de la inversión en toldos.
9) Tiene un impacto ecológico positivo al incrementar el aprovechamiento de la energía solar.
10) Contribuye a la generalización de un abastecimiento energético sostenible.
11) La capa integrada por el panel fotovoltaico flexible reduce la radiación térmica y ultravioleta incidentes sobre la capa sombreadora situada debajo, lo que permite rebajar los requerimientos técnicos de ésta última.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción anterior y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un dibujo en donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo
siguiente.
Figura 1.- Muestra esquemáticamente una realización del toldo fotovoltaico flexible, compuesto por un tejido fotovoltaico flexible (1), una estructura de soporte y maniobra (2) a la que está sujeto el tejido fotovoltaico flexible y que se halla anclada a un elemento constructivo (3), los conductores eléctricos (4) que transfieren la energía eléctrica producida en el panel fotovoltaico flexible hacia la caja de regulación y seguridad (5) dotada de la correspondiente salida para su uso (6). En el recuadro punteado de la figura se muestra una ampliación de la sección transversal de la estructura multicapa del tejido fotovoltaico flexible (1), mostrando que éste consta de una capa transparente (10) situada en la cara expuesta a la radiación solar, un panel fotovoltaico flexible (20) que genera la energía eléctrica cuando es expuesto a la luz solar; y finalmente una capa de tejido filtrante (30) que da sombra y a la vez aporta solidez mecánica al conjunto y limita la flexión del panel fotovoltaico, preservando su integridad.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
En tanto que la invención se describe y se ilustra en una realización preferida, la realización preferida incluida en este documento representa un modo conocido de llevar a cabo una realización de la invención, pero pueden existir modificaciones de ella que son evidentes para los de experiencia ordinaria en la técnica y por ello la invención puede ser llevada a la práctica de manera distinta a la descrita específicamente en este documento. En consecuencia, esta invención incluye todas las modificaciones y equivalentes de la materia en las reivindicaciones adjuntas a la misma según lo permitido por la ley aplicable. Por otra parte, cualquier combinación de los elementos descritos anteriormente en todas las variaciones posibles de los mismos está abarcada por la invención a menos que se indique lo contrario en este documento o se contradiga claramente con el contexto.
La invención se puede aplicar y producir con muchas configuraciones diferentes. Se representa en los dibujos, y se describirá en el presente documento con detalle, una realización preferida de la invención, bien entendido que la presente descripción se ha de considerar como una ejemplificación de los principios de la invención y las especificaciones funcionales asociadas para su construcción y no ha de entenderse que la invención se limite a la realización ilustrada sino que abarcará también las
realizaciones equivalentes, incluso aplicadas en otros ámbitos. Los expertos en la materia concebirán muchas otras variaciones posibles dentro del alcance de la presente invención.
La realización preferida que se describe a continuación es una implementación destinada a la protección de un hueco de fachada mediante un toldo fotovoltaico flexible que incluye los siguientes elementos: el tejido fotovoltaico flexible, la estructura de soporte del toldo y el sistema eléctrico.
Tejido fotovoltaico flexible (1). Tiene una estructura multicapa formada por tres capas: una capa de material transparente y flexible (10) situada en la cara expuesta a la radiación solar y cuya misión es proteger la segunda capa del polvo, la lluvia y otros agentes adversos, dejando pasar hacia ella la radiación solar. La segunda capa está constituida por el panel fotovoltaico flexible (20) donde se alojan los generadores fotovoltaicos, su cableado, y los dos terminales eléctricos por los que se evacúa la corriente eléctrica generada. La capa inferior está formada por lona convencional (30) que está adherida a la capa intermedia mediante pegamento flexible y que contiene un entramado de nervios metálicos que limitan la flexibilidad del conjunto y que evita que por efecto del viento u otras fuerzas se generen curvaturas excesivas en la lámina fotovoltaica que podrían deteriorar los generadores fotovoltaicos y su cableado.
Estructura de soporte del toldo (2). Está formada por dos soportes metálicos fijados a un paramento vertical (3) y unidos por un eje en torno al que se enrolla y desenrolla el tejido fotovoltaico flexible (1); cuando es accionado manualmente o mediante un motor despliega o recoge el tejido fotovoltaico flexible.
Sistema eléctrico formado por un par de cables (4) conectados a los bornes del panel fotovoltaico flexible, que discurren por el interior de una de las barras extensibles y que llevan la energía eléctrica generada al inversor (5); éste contiene los dispositivos de regulación y seguridad necesarios para adaptar la tensión y controlar el flujo de corriente, y ofrece una toma eléctrica estándar de la que se obtiene la energía eléctrica para su consumo en iluminación u otros usos, su vertido a la red o su almacenamiento en un sistema de baterías.
MANERA EN QUE LA INVENCIÓN ES SUSCEPTIBLE DE APLICACIÓN INDUSTRIAL
Las vías previstas actualmente para aplicación industrial de esta invención incluyen: 1) Fabricación de un tejido específico para toldos fotovoltaicos flexibles, que integre en un solo tejido todas las capas descritas para la lámina fotovoltaica.
2) Fabricación de tejidos para toldos fotovoltaicos flexibles soldando o pegando láminas fotovoltaicas flexibles disponibles en el mercado sobre lonas utilizadas actualmente en la fabricación de toldos, y añadiendo los refuerzos mecánicos adecuados para mantener su integridad y resistencia frente al plegado, al enrollamiento y a las sacudidas del viento.
3) Fabricación de tejidos convencionales para toldos a los que en su cara superior se añade una lámina transparente y compartimentada, de manera que en cada compartimento puedan introducirse -como en un sobre- los paneles flexibles disponibles en el mercado.
4) Fabricación de los dispositivos de regulación y control específicos para las características de un toldo fotovoltaico flexible y dimensionados para la potencia eléctrica que puede suministrar, así como de los elementos de conexión eléctrica necesarios.
5) Fabricación de toldos fotovoltaicos, integrando según las necesidades específicas de cada cliente, el tejido fotovoltaico flexible con la estructura de sujeción adecuada en cada caso.
Claims (16)
1. Método para la fabricación de un tejido fotovoltaico flexible constituido por un tejido flexible y estratificado en el que las capas superiores configuran un generador fotovoltaico y las capas inferiores forman un filtro solar, de manera que el tejido fotovoltaico así obtenido se caracteriza por su flexibilidad, su peso liviano, su escaso espesor, su resistencia mecánica y su doble capacidad para generar energía eléctrica ante la incidencia de la radiación solar en su cara superior y simultáneamente bloquear el paso de dicha radiación hacia un espacio físico o superficie que se desea proteger de ella.
2. El método según la reivindicación 1 en el que la capa superior del tejido fotovoltaico flexible está formada por un panel fotovoltaico flexible, la capa inferior está formada por una lámina filtrante de la radiación solar y ambas capas se hallan pegadas por sus caras internas con un adhesivo flexible y duradero.
3. El método según la reivindicación 1 en el que las capas del tejido fotovoltaico flexible forman una estructura sándwich que cuya capa superior está formada por una lámina protectora y transparente a la radiación solar, cuya capa inferior está constituida por una lámina filtrante de dicha radiación, y que entre ambas se inserta un panel fotovoltaico flexible sujeto a las dos capas externas.
4. El método según la reivindicación 1 en el que el tejido fotovoltaico flexible consta de un panel fotovoltaico flexible cuya lámina de soporte para sus células fotovoltaicas y cableado interno está construida con un material que bloquea el paso de la radiación solar.
5. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el tejido fotovoltaico flexible va fijado a una estructura de soporte para formar un toldo fotovoltaico flexible, estructura que puede ser fija o retráctil y que va anclada por uno o varios puntos al terreno, a un paramento u otros elementos constructivos de una edificación, a un vehículo o a cualquier otro dispositivo a proteger de la radiación solar.
6. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la capa filtrante de la radiación solar está constituida por cualquiera de los tejidos, lonas o láminas utilizados en la fabricación de toldos comunes.
7. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la capa filtrante de la radiación solar incluye también un entramado de refuerzo que, manteniendo la flexibilidad necesaria, limita la deformación del tejido fotovoltaico flexible para impedir la formación de curvaturas excesivas que puedan deteriorar el panel fotovoltaico flexible.
8. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que los bornes del panel fotovoltaico flexible van conectados a un dispositivo de control eléctrico y de seguridad que regula la transferencia de energía eléctrica a la red, a los puntos de consumo o a una batería para su almacenamiento.
9. Tejido fotovoltaico flexible constituido por un tejido flexible y estratificado en el que las capas superiores configuran un generador fotovoltaico y las capas inferiores forman un filtro solar, de manera que el tejido fotovoltaico así obtenido se caracteriza por su flexibilidad, su peso liviano, su escaso espesor, su resistencia mecánica y su doble capacidad para generar energía eléctrica ante la incidencia de la radiación solar en su cara superior y simultáneamente bloquear el paso de dicha radiación hacia un espacio físico o superficie que se desea proteger de ella.
10. El sistema según la reivindicación 9 en el que la capa superior del tejido fotovoltaico flexible está formada por un panel fotovoltaico flexible, la capa inferior está formada por una lámina filtrante de la radiación solar y ambas capas se hallan pegadas por sus caras internas con un adhesivo flexible y duradero.
11. El sistema según la reivindicación 9 en el que las capas del tejido fotovoltaico flexible forman una estructura sándwich que cuya capa superior está formada por una lámina protectora y transparente a la radiación solar, cuya capa inferior está constituida por una lámina filtrante de dicha radiación, y que entre ambas se inserta un panel fotovoltaico flexible sujeto a las dos capas externas.
12. El sistema según la reivindicación 9 en el que el tejido fotovoltaico flexible consta de un panel fotovoltaico flexible cuya lámina de soporte para sus células fotovoltaicas y cableado interno está construida con un material que bloquea el paso de la radiación solar.
13. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el tejido fotovoltaico flexible va fijado a una estructura de soporte para formar un toldo
fotovoltaico flexible, estructura que puede ser fija o retráctil y que va anclada por uno o varios puntos al terreno, a un paramento u otros elementos constructivos de una edificación, a un vehículo o a cualquier otro dispositivo a proteger de la radiación solar.
14. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la capa filtrante de la radiación solar está constituida por cualquiera de los tejidos, lonas o láminas utilizados en la fabricación de toldos comunes.
15. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la capa filtrante de la radiación solar incluye también un entramado de refuerzo que, manteniendo la flexibilidad necesaria, limita la deformación del tejido fotovoltaico flexible para impedir curvaturas que excesivas que puedan deteriorar el panel fotovoltaico flexible.
16. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que los bornes del panel fotovoltaico flexible van conectados a un dispositivo de control eléctrico y de seguridad que regula la transferencia de transferencia de energía eléctrica a la red, a los puntos de consumo o a una batería para su almacenamiento.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2933626 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20230210 |
|
| FA2A | Application withdrawn |
Effective date: 20230525 |