ITMI20090062A1 - Metodo per installare un apparecchiatura per la ricezione e lo sfruttamento dell energia solare - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo:

“METODO PER INSTALLARE UN’APPARECCHIATURA PER LA RICEZIONE E LO SFRUTTAMENTO DELL’ENERGIA SOLARE”

La presente invenzione si riferisce ad un metodo installare un’apparecchiatura per la ricezione e lo sfruttamento dell’energia solare.

Com’è noto, sono attualmente disponibili apparecchiature per la ricezione e lo sfruttamento dell’energia solare.

Sono noti, per esempio, pannelli solali termici (che sfruttano le radiazioni solari per riscaldare un fluido destinato al riscaldamento di abitazioni, o per fornire direttamente acqua calda), pannelli solari fotovoltaici (che convertono l’energia solare in energia elettrica sfruttando l’effetto fotovoltaico), apparecchiature solari termodinamiche (in cui il calore del sole viene utilizzato per la movimentazione di una turbina e la generazione di energia elettrica), ecc. che vengono montati sui tetti degli edifici, per evitare zone d’ombra e cercare di ottimizzare così l’esposizione al sole (o quantomeno alla luce).

Tuttavia, tali apparecchiature presentano un importante inconveniente relativo al fatto che sono fissate ai tetti o alle pareti sulle quali sono posizionate.

Tale modalità di installazione rende l’apparecchiatura poco efficiente, dal momento che la posizione reciproca del pannello e del sole varia nel corso della giornata, e per la maggior parte dell’esposizione le radiazioni incidono sul pannello secondo angoli non ottimali (cioè sostanzialmente non perpendicolari allo sviluppo planare del pannello).

Scopo della presente invenzione è mettere a disposizione un metodo per installare un’apparecchiatura per la ricezione e lo sfruttamento dell’energia solare che consenta di mantenere il pannello (o i pannelli), facente parte dell’apparecchiatura medesima, orientato in maniera ottimale rispetto alla sorgente solare di radiazione.

Un altro scopo dell’invenzione è mettere a disposizione un metodo che consenta di installare l’apparecchiatura in modo che l’impatto estetico della stessa sia ridotto rispetto alle installazioni di tipo noto,

Un altro scopo del trovato è mettere a disposizione un metodo che consenta di installare l’apparecchiatura in qualunque posizione, indipendentemente dalla presenza di reti di alimentazione elettrica esterne o di collegamenti con le stesse. Un altro scopo dell’invenzione è fornire un metodo di installazione che permetta all’apparecchiatura di limitare in maniera significativa i rischi di danneggiamento dovuti ad agenti atmosferici, quali per esempio il vento.

Questi ed altri scopi ancora sono sostanzialmente raggiunti dal metodo di installazione secondo quanto descritto nelle unite rivendicazioni.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi appariranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita e non esclusiva dell’ invenzione. Tale descrizione viene fornita qui di seguito con riferimento alle unite figure, anch’esse aventi scopo puramente esemplificativo e pertanto non limitativo, in cui:

- la figura 1 mostra una vista prospettica schematica di alcuni pannelli montati secondo il metodo oggetto della presente invenzione;

- la figura 2 mostra una vista schematica laterale di un pannello di figura 1 ; - le figure 3 e 4 mostrano schematicamente configurazioni operative di un pannello di figura 1 ;

- la figura 5 mostra una vista schematica dettagliata di un pannello di figura 1, con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre;

- la figura 6 mostra uno schema a blocchi di un’apparecchiatura montata in accordo con il metodo oggetto dell’ invenzione.

Con riferimento alle unite figure, con 1 è stata complessivamente indicata un’apparecchiatura installata tramite il metodo secondo l’invenzione.

L’apparecchiatura 1 comprende innanzitutto almeno un pannello 2, adatto a ricevere e sfruttare l’energia solare.

Il pannello 2 può essere per esempio un pannello solare termico, adatto a sfruttare le radiazioni solari per riscaldare un fluido destinato al riscaldamento di abitazioni o ambienti chiusi in genere, oppure adatto a scaldare direttamente acqua calda da rendere disponibile ad uno o più utilizzatori.

Il pannello 2 può essere per esempio un pannello solare fotovoltaico, adatto a convertire l’energia solare in energia elettrica sfruttando l’effetto fotovoltaico. Il pannello 2 può essere per esempio parte di un’apparecchiatura solare termodinamica, in cui il calore del sole viene accumulato riscaldando un fluido, ed il relativo aumento di pressione viene impiegato per la movimentazione di una turbina e la generazione di energia elettrica.

Nella presente descrizione e nelle successive rivendicazioni viene fatto riferimento ad un unico pannello 2.

Tuttavia, il metodo secondo l’invenzione può essere applicato a diversi pannelli, come esemplificativamente mostrato in figura 1.

L’apparecchiatura 1 comprende inoltre un dispositivo di controllo 3 associato al pannello 2.

Il dispositivo di controllo 3 comprende un attuatole 4 attivo sul pannello 2 per movimentare lo stesso.

L’attuatore 4 può comprendere, per esempio, un motore elettrico 4a, meccanicamente collegato al pannello 2 tramite un cinematismo 5 includente una coppia di ruote dentate 6 (figura 1).

Il dispositivo di controllo 3 comprende inoltre almeno un primo sensore 7, adatto a rilevare radiazioni solari ed a generare un corrispondente segnale di trasmissione SI, preferibilmente rappresentativo di direzione e/o intensità di dette radiazioni solari.

Il primo sensore 7 è operativamente associato ad un’unità di elaborazione 8, adatta a ricevere il segnale di trasmissione SI ed a generare un corrispondente segnale di comando S2, destinato all’attuatore 4 affinché lo stesso movimenti il pannello 2 in funzione del segnale di trasmissione S 1.

Più in particolare, il primo sensore 7, eventualmente in cooperazione con l’unità di elaborazione 8, provvede a determinare la zona più luminosa del cielo, corrispondente al posizionamento corrente del sole.

L’unità di elaborazione 8 può quindi fare in modo che l’attuatore 4 posizioni il pannello 2 perpendicolarmente alle radiazioni solali, così da massimizzare l’efficienza dell’apparecchiatura 1,

L’unità di elaborazione 8 può comprendere per esempio una CPU, opportunamente programmata per svolgere le funzioni che vengono qui descritte.

Vantaggiosamente, l’apparecchiatura 1 è montata sul tetto 9 e/o su una parete verticale 9 a di un edifìcio.

L’utilizzo delle pareti verticali degli edifici può risultare particolarmente utile nel caso in cui il tetto non possa essere utilizzato (per esempio per motivi di confine tra diversi lotti, oppure per vincoli urbanisti e storici), o anche per massimizzare l’esposizione al sole.

Preferibilmente, il pannello 2 è incernierato ad una struttura di supporto 10 fissata al tetto 9 e/o alla parete 9a, in modo che il pannello 2 stesso possa ruotare intorno ad un asse di rotazione X trasversale alla direzione geografica Est-Ovest. In particolare, l’asse di rotazione X è sostanzialmente perpendicolare alla citata direzione geografica Est-Ovest.

Preferibilmente, la struttura di supporto 10 comprende una coppia di staffe 1 la, l lb.

La prima staffa 1 la presenta una guida 12, che permette una regolazione iniziale dell’inclinazione del pannello 2 rispetto al terreno; in altre parole, facendo scorrere il perno 13 nella guida 12, nella fase di installazione è possibile stabilire il cosiddetto angolo di “tilt” a.

La seconda staffa 1 lb presenta invece una cerniera che permette al pannello 2 di ruotare intorno al proprio asse di rotazione X ed intorno alla direzione Est-Ovest.

L’angolo di tilt a ottimale dipende sostanzialmente dalla latitudine del luogo in cui Γ apparecchiatura 1 viene installata e, se scelto opportunamente, consente di massimizzare l’esposizione del pannello 2 ai raggi solari,

Per esempio, nel nord Italia l’angolo di tilt a sarà di circa 29°, mentre nel sud Italia l’angolo di tilt a sarà di circa 32°.

Una volta disposto il pannello 2 secondo l’angolo di tilt a determinato, il perno 13 viene fissato così da non poter più scorrere nella guida 12, consentendo quindi al pannello 2 la sola rotazione intorno all’asse X.

Preferibilmente il pannello 2 ha una conformazione sostanzialmente piastriforme e presenta un profilo esterno sostanzialmente rettangolare, definito da un lato maggiore ed un lato minore.

Preferibilmente l’asse X è sostanzialmente parallelo al lato maggiore.

Preferibilmente l’asse X è un asse mediano del pannello 2, ed in particolare del citato profilo rettangolare.

In pratica, in una vista in pianta del pannello 2 l’asse X può intersecare i due lati minori nei rispettivi punti medi,

Preferibilmente, terminata la fase di installazione, l’asse mediano X presenta un’inclinazione costante rispetto al suolo.

Tale inclinazione è definita dal sopra citato angolo di tilt a.

Ciò significa che, anche a fronte di movimentazioni del pannello 2 volte a seguire le variazioni di posizione del sole, l’asse mediano X non modifica la propria inclinazione rispetto al suolo.

Nella forma di realizzazione preferita, l’apparecchiatura 1 comprende un coipo scatolare 16, preferibilmente montato sulla seconda staffa 1 lb; il corpo scatolare 16 può alloggiare almeno parzialmente il dispositivo di controllo 3, come schematicamente illustrato in figura 5.

Sempre in figura 5 è possibile notare una finestra 17, costituita da un’apertura o da una zona trasparente alle radiazioni solari, in corrispondenza della quale è posizionato il citato primo sensore 7.

Il pannello 2 è movimentabile tra una posizione di inizio corsa ed una posizione di fine corsa.

La posizione di inizio corsa (figura 3) può essere definita dalla massima inclinazione verso Est del pannello 2, ed è la posizione in cui al mattino il pannello 2 inizia ad operare.

La posizione di fine corsa (figura 4) può essere definita dalla massima inclinazione verso Ovest, ed è la posizione in cui alla sera il pannello 2 termina la propria attività.

Preferibilmente il dispositivo di controllo 3 comprende mezzi di rilevamento 15 adatti a determinare quando il pannello 2 si trova nella posizione di fine corsa ed a generare un corrispondente segnale di fine corsa S5.

L’unità di elaborazione 8 è preferibilmente adatta a ricevere segnale di fine corsa S5 e ad inviare un corrispondente segnale di ripristino S6 all’ attuai ore 4 per movimentare il pannello 2 nella posizione di inizio corsa.

Preferibilmente tale operazione è svolta prima del tramonto del sole.

Vantaggiosamente, il dispositivo di controllo 3 comprende inoltre un secondo sensore 18 adatto a rilevare una direzione e/o un’intensità del vento ed a generare un corrispondente segnale di comunicazione S3.

L’unità di elaborazione 8 è adatta a ricevere il segnale di comunicazione S3 e ad inviare all’attuatore 4 un corrispondente segnale di allarme S4, per movimentare il pannello 2 in una posizione di sicurezza.

In particolare, la posizione di sicurezza viene definita in modo da minimizzare la forza resistente sviluppata contro il vento.

Nella forma di realizzazione preferita, l’unità di elaborazione 8 effettua una prima verifica sull’intensità del vento, a prescindere dalla direzione dello stesso; nel caso in cui tale intensità risulta maggiore di una prefissata soglia, allora viene determinata la posizione di sicurezza del pannello 2 e viene generato il segnale di allarme S4 di conseguenza.

Preferibilmente, il segnale di allarme S4 ha prevalenza sugli altri possibili segnali di posizionamento inviati all’attuatore 4; in altre parole, anche se in funzione della posizione del sole o del raggiungimento della posizione di fine corsa l’attuatore 4 dovrebbe fare in modo che il pannello 2 sia posizionato in un certo modo, quando il segnale di allarme S4 viene generato il pannello 2 viene posto in condizione di sicurezza, almeno fino a quando il secondo sensore 18 non rileva che il vento ha ridotto la propria intensità al di sotto della soglia critica.

Come sopra accennato, è possibile che il pannello 2 sia adatto a generare energia elettrica a partire dalie radiazioni ricevute.

In tal caso, l’apparecchiatura 1 può comprendere vantaggiosamente un’unità di alimentazione 14, adatta a ricevere parte dell’energia elettrica generata dal pannello 2 ed a fornire la stessa almeno alfattuatore 4 per un’alimentazione elettrica di quest’ultimo.

Preferibilmente, l’unità di alimentazione 14 fornisce alimentazione elettrica anche all’unità di elaborazione 8, ed eventualmente, se necessario, anche agli altri elementi facenti parte del dispositivo di controllo 3.

Per esempio, una percentuale di energia elettrica pari al 4% di quella prodotta può essere dedicata al dispositivo di controllo 3.

L’invenzione consegue importanti vantaggi.

Innanzitutto, l’apparecchiatura installata tramite il metodo secondo l’invenzione presenta sempre un orientamento ottimale rispetto al sole, massimizzando così la propria efficienza.

Un altro vantaggio consiste nel fatto che l’impatto estetico delle apparecchiature installate secondo il metodo oggetto dell’invenzione è estremamente ridotto, e l’aspetto dell’edifìcio sul quale tali apparecchiature sono montate rimane sostanzialmente inalterato.

Un altro vantaggio consiste nel fatto che viene consentito di installale l’apparecchiatura in qualunque posizione, indipendentemente dalla presenza di reti di alimentazione elettrica esterne o di collegamenti con le stesse.

Un altro consiste nel fatto che vengono ridotti in maniera significativa i rischi di danneggiamento all’apparecchiatura dovuti ad agenti atmosferici, quali per esempio il vento.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per installare un’apparecchiatura per la ricezione e lo sfruttamento dell’energia solare, comprendente: - montare un pannello solare (2) su un tetto (9) e/o su una parete verticale (9a) di un edificio, detto pannello (2) essendo adatto a ricevere radiazioni solari ed a sfrattare le stesse; - associare a detto pannello (2) un dispositivo di controllo (3) provvisto di: - un attuai or e (4), attivo su detto pannello solare (2) per movimentare lo stesso; - un primo sensore (7) adatto a rilevare radiazioni solari ed a generare un corrispondente segnale di trasmissione (SI); - un’unità di elaborazione (8), adatta a ricevere detto segnale di trasmissione (SI) ed a inviare a detto attuatore (4) un segnale di comando (S2), per movimentale detto pannello (2) in funzione di direzione e/o intensità di dette radiazioni solari, detta apparecchiatura (1) comprendendo almeno detto pannello solare (2) e detto dispositivo di controllo (3).
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1 in cui la fase di montare detto pannello (2) comprende una fase di incernierare detto pannello (2) ad una struttura di supporto (10) fissata a detto tetto (9) e/o a detta parete (9 a), in modo che detto pannello (2) possa ruotare intorno ad un asse di rotazione (X) trasversale, e preferìbilmente sostanzialmente perpendicolare, ad una direzione geografica Est- Ovest.
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 2 in cui detto asse di rotazione (X) è un asse mediano di detto pannello (2).
4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 3 in cui detto asse mediano ha inclinazione costante rispetto al suolo.
5. 5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto dispositivo di controllo (3) comprende inoltre un secondo sensore (18) adatto a rilevare una direzione e/o un’intensità del vento ed a generare un corrispondente segnale di comunicazione (S3), detta unità di elaborazione (8) essendo adatta a ricevere detto segnale di comunicazione (S3) e ad inviare a detto attuatore (4) un corrispondente segnale di allarme (S4), per movimentare detto pannello (2) in una posizione di sicurezza.
6. 6. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto pannello (2) è adatto alla generazione di energia elettrica, detto dispositivo di controllo (3) comprendendo inoltre un’unità di alimentazione (14), adatta a ricevere parie dell’energia elettrica generata da detto pannello (2) ed a fornire la stessa almeno all’ attuatore (4) per un’alimentazione elettrica di quest’ultimo.
7. 7. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto pannello (2) è movimentabile tra una posizione di inizio corsa ed una posizione di fine corsa, detto dispositivo di controllo (3) comprendendo mezzi di rilevamento (15) adatti a determinare quando detto pannello (2) si trova nella posizione di fine corsa ed a generare un corrispondente segnale di fine corsa (S5), detta unità di elaborazione (8) essendo adatta a ricevere detto segnale di fine corsa (S5) e ad inviare un corrispondente segnale di ripristino (S6) a detto attuatore (4) per movimentare detto pannello (2) nella posizione di inizio corsa.
8. 8. Metodo secondo la rivendicazione 2, o una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 7 come dipendenti dalla rivendicazione 2, in cui detto dispositivo di controllo (3) è almeno parzialmente integrato in detta struttura di supporto (10).