ITCS20120029A1 - Edificio comprendente elementi di produzione di energia elettrica da fonte solare dotato di sistema di gestione dell¿energia - Google Patents

Description

Edificio comprendente elementi di produzione di energia elettrica da fonte solare dotato di sistema di gestione dell’energia.

Campo tecnico dell’invenzione

La presente invenzione riguarda un edificio comprendente elementi di produzione di energia solare dotato di sistema di gestione dell’energia, in cui gli elementi di produzione dell’energia elettrica da fonte solare sono elementi edilizi diversi comprendente un insieme di generatori statici solari luminescenti al cui perimetro sono accoppiate celle fotovoltaiche.

Stato dell’arte

I generatori statici solari luminescenti al cui perimetro sono accoppiate celle fotovoltaiche sono elementi noti allo stato della tecnica.

La domanda di brevetto WO2012063651A1 descrive un esempio di elemento edilizio che utilizza generatori statici solari luminescenti al cui perimetro sono accoppiate celle fotovoltaiche.

Se diversi elementi edilizi come quello descritto in WO2012063651A1 venissero disposti su differenti pareti dell’edificio avrebbero diversi irraggiamenti e gli inverter dell’edificio venissero tarati sul massimo irraggiamento delle pareti avremo che l’edificio lavora con il massimo dell’efficienza solo su una parete, mentre gli inverter degli altri elementi funzionerebbero con rendimenti non ottimali in quanto hanno irraggiamenti diversi.

Uno degli obbiettivi della presente invenzione à ̈ di dotare il sistema di gestione dell’energia di un edificio di un microprocessore in grado di far funzionare ogni singolo inverter al massimo del rendimento per l’irraggiamento di ogni singolo elemento edilizio di ogni ora di ogni giorno dell’anno.

L’obbiettivo viene realizzato attraverso un edificio comprendente elementi di produzione di energia solare dotato di sistema di gestione dell’energia, in cui gli elementi di produzione dell’energia elettrica da fonte solare sono elementi edilizi diversi posizionati sulla superficie dell’edificio, ognuno dei quali à ̈ costituito da un insieme di generatori statici solari luminescenti al cui perimetro sono accoppiate celle fotovoltaiche, caratterizzato dal fatto che ogni elemento edilizio ha un inverter collegato alla rete di distribuzione o ad un sistema di immagazzinamento dell’energia elettrica prodotta,che detto edificio ha un microprocessore che gestisce gli inverter in modo da posizionare ogni singolo inverter nella condizione di massimo rendimento in funzione dell’irraggiamento di ogni singolo elemento edilizio, in ogni diversa ora di ogni diverso giorno dell’anno, e di immagazzinare o di immettere in rete l’energia prodotta secondo un modello definito dall’utente.

Altre caratteristiche e vantaggi dell'invenzione appariranno chiari dalla descrizione, qui appresso, di un modo di realizzazione dato a titolo d'esempio non limitativo dalle figure 1-6.

Breve descrizione delle figure

La figura 1 mostra un generatore statico solare luminescente al cui perimetro sono accoppiate celle fotovoltaiche utilizzato nella presente invenzione; La figura 2 mostra un elemento edilizio composto da diversi generatori statici solari luminescenti al cui perimetro sono accoppiate celle fotovoltaiche utilizzato nella presente invenzione;

La figura 3 mostra un edificio su cui sono presenti elementi edilizi secondo la presente invenzione;

La figura 4 mostra un generatore un inverter utilizzato per ogni elemento edilizio nella presente invenzione;

La figura 5 mostra un dispositivo di controllo dinamico (DYNAC) dei parametri di conversione GIPC (Grid Interface Power Converter) utilizzato nella presente invenzione;

La figura 6 mostra un dispositivo di controllo dinamico (DYNAC) dei parametri di conversione GIPC (Grid Interface Power Converter) utilizzato nella presente invenzione che controlla i diversi inverter del sistema.

Descrizione di un modo di realizzare l’invenzione

Gli elementi edilizi di un edificio di cui alla presente invenzione sono dotati di un sistema di produzione dell’energia comprendente un insieme di generatori statici solari luminescenti al cui perimetro sono accoppiate celle fotovoltaiche (PV) preferibilmente ma non esclusivamente in silicio. Con l’aiuto delle figure 1-6 sarà illustrato un modo di realizzazione dell’invenzione, mentre l’intero edificio sarà dotato di un sistema di gestione dell’energia al fine di massimizzarne la produzione sia in termini quantitativi che in termini di valore.

Con riferimento alla figura 1 Ã ̈ rappresentato un concentratore solare luminescente 1 che presenta sui bordi le celle solari fotovoltaiche 2 che sono attaccate al concentratore solare luminescente 1 per mezzo di colle 3 con indice di rifrazione corrispondente.

La figura 2 rappresenta un insieme di concentratori solari luminescenti 1 accoppiati sui bordi a celle fotovoltaiche (PV) 2. L’insieme di concentratori solari luminescenti 1 e celle fotovoltaiche 2 viene integrato su elementi edilizi diversi, vedi fig.3, come ad esempio tetto, pareti, finestre ecc.

L’edificio rappresentato in fig. 3 mostra ad esempio diversi elementi edilizi dotati di sistemi di produzione di energia con concentratori solari luminescenti e celle fotovoltaiche. Nel caso illustrato a puro titolo illustrativo ma non limitativo gli elementi edilizi sono rappresentati dal tetto, dalle finestre che possono essere anche a facciata continua, da pareti.

L’elevato potere di generazione per i concentratori solari luminescenti integrati con celle fotovoltaiche sarà pertanto raggiunto attraverso l'uso e l'utilizzo di entrambi i componenti della luce, diffusa e diretta. Precisamente ciò che può essere ottenuto con l’impiego degli LSC trasparenti à ̈ un significativo assorbimento della frazione di lunghezza d'onda inferiore a 459nm della luce diffusa a cui l'occhio umano non à ̈ sensibile.

Gli LSC sono particolarmente adatti per rispondere in maniera ottimale alla radiazione diffusa perché accettano luce da tutti gli angoli di incidenza (con riferimento alla normale della superficie). La luce diffusa vedrà un significativo aumento dell’ assorbimento dal momento che incide su un range angolare molto elevato.

È molto importante ottimizzare le tecnologie in termini di performance, estetica e costi.

Gli LSC impiegano una tecnologia a basso costo perché riducono le superfici dei costosi componenti fotovaltaici in silicio e non richiedono il tracciamento della luce solare, in quanto sono concentratori statici.

Tuttavia essendo concentratori statici presentano il problema di avere diversi valori di irraggiamento e quindi diversi valori di rendimento delle celle fotovoltaiche nei diversi elementi edilizi di cui à ̈ composto l’edificio, nelle diverse ore del giorno e nei diversi giorni dell’anno.

Un obiettivo della presente invenzione à ̈ di dotare almeno ciascun elemento edilizio di un inverter 4 (vedi Fig. 4) provvisto di un elemento di stoccaggio che può essere un supercondensatore o una batteria di accumulazione ad alto rendimento.

Il dispositivo elettronico di conversione sarà costituito da micro inverter MIC (Module Integrated Converter). L’accumulo dell’energia sarà affidato preferibilmente ma non esclusivamente ad un sistema compatto di accumulazione dell’energia (Li-polybattery), combinato con controlli elettronici distribuiti attraverso il sistema.

L’intero sistema energetico dell’edificio sarà controllato e gestito da un dispositivo di controllo dinamico (DYNAC) dei parametri di conversione GIPC (Grid Interface Power Converter) che assicurerà un rendimento ottimale del sistema, vedi fig.5.

Il dispositivo di controllo dinamico dei parametri di conversione dell’energia à ̈ sostanzialmente composto da un microprocessore che gestisce gli inverter in modo da posizionare ogni singolo inverter nella condizione di massimo rendimento in funzione dell’irraggiamento di ogni singolo elemento, in ogni diversa ora di ogni diverso giorno dell’anno, e di immagazzinare o di immettere in rete l’energia prodotta secondo un modello definito dall’utente.

In questo modo si massimizza la produzione e si massimizza il valore dell’energia prodotta in funzione delle necessità dell’edificio e del paese in cui l’edificio à ̈ costruito.

Il trovato, bene inteso, non si limita alla rappresentazione data dalle tavole, ma può ricevere perfezionamenti e modifiche dall'uomo del mestiere senza uscire peraltro dal quadro del brevetto.

La presente invenzione consente numerosi vantaggi e di superare difficoltà che non potevano essere vinte con i sistemi attualmente in commercio.

Claims (4)

1. RIVENDICAZIONI 1. Edificio comprendente elementi di produzione di energia solare dotato di sistema di gestione dell’energia, in cui gli elementi di produzione dell’energia elettrica da fonte solare sono elementi edilizi diversi posizionati sulla superficie dell’edificio, ognuno dei quali à ̈ costituito da un insieme di generatori statici solari luminescenti al cui perimetro sono accoppiate celle fotovoltaiche, caratterizzato dal fatto che ogni elemento edilizio ha un inverter collegato alla rete di distribuzione o ad un sistema di immagazzinamento dell’energia elettrica prodotta, che detto edificio ha un microprocessore che gestisce gli inverter in modo da posizionare ogni singolo inverter nella condizione di massimo rendimento in funzione dell’irraggiamento di ogni singolo elemento edilizio, in ogni diversa ora di ogni diverso giorno dell’anno, e di immagazzinare o di immettere in rete l’energia prodotta secondo un modello definito dall’utente.
2. 2. Edificio comprendente elementi di produzione di energia solare dotato di sistema di gestione dell’energia secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che gli elementi edilizi sono tetto, finestre, facciate continue, pareti ed elementi architettonici.
3. 3. Edificio comprendente elementi di produzione di energia solare dotato di sistema di gestione dell’energia secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che il sistema di immagazzinamento dell’energia elettrica prodotta à ̈ costituito di Li-polybattery.
4. 4. Edificio comprendente elementi di produzione di energia solare dotato di sistema di gestione dell’energia secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che il sistema di immagazzinamento dell’energia elettrica prodotta à ̈ costituito da supercondensatori.