ITTO20130137A1 - Sistema per la produzione di energia elettrica e per la gestione e l'ottimizzazione di una rete di flussi energetici - Google Patents

Description

Sistema per la produzione di energia elettrica e per la gestione e l' ottimizzazione di una rete di flussi energetici DESCRIZIONE

Forma oggetto del presente trovato un innovativo sistema per la gestione e l' ottimizzazione di flussi energetici. Tale sistema à ̈ composto da un insieme di elementi collegati tra loro in un circuito, per il recupero dei flussi energetici generati da un impianto fotovoltaico e/o eolico. Detto sistema comprende un impianto fotovoltaico, costituito essenzialmente dall'assemblaggio di più moduli fotovoltaici, e/o eolico costituito da aerogeneratori (torri o pale eoliche), i quali sfruttano l'energia solare incidente o l' energia del vento per produrre energia elettrica muniti di una necessaria elettronica ed eventualmente di sistemi meccanici-automatici ad inseguimento solare e/o eolico. Detto sistema à ̈ stato ideato sia per essere connesso ad una rete di distribuzione esistente e gestita da terzi, sia per uno sfruttamento diretto e in loco dell'energia elettrica prodotta. Il cuore del sistema à ̈ una centralina elettronica dotata di opportuni moduli atti a smistare l' energia elettrica prodotta dall' impianto fotovoltaico ad una rete di utenze e a ricevere dalla medesima rete energia elettrica in caso di necessità.

L’energia prodotta può essere quindi utilizzata in diversi modi: per alimentare un gruppo elettrogeno il quale potrà fornire energia alla rete in condizioni di emergenza; per caricare delle batterie, la cui energia à ̈ accumulata come riserva e può essere utilizzata durante i periodi notturni o di scarso soleggiamento; sfruttata da una pompa di calore operazionale, in grado di fornire calore ad un impianto di accumulo termico di acqua; ceduta nel suo surplus ad una rete di distribuzione esistente (per esempio ENEL); per impiego nella normale utenza elettrica domestica. Non sono noti allo stato della tecnica sistemi per la gestione e l' ottimizzazione di flussi energetici così vantaggiosi e poco costosi.

Questi ed altri vantaggi appariranno nel corso della descrizione dettagliata dell' invenzione che farà riferimento specifico alle tavole 1- 3 Figure 1 - 3 , nelle quali si mostra un esempio di realizzazione del presente trovato assolutamente non limitativo. In particolare:

· la Fig.l mostra uno schema principale del sistema secondo l' invenzione;

• la Fig.2 mostra uno schema dell’accumulo termico di acqua;

• la Fig.3 mostra uno schema della distribuzione acqua per uso sanitario.

Come mostrato in Figura 1, lo schema principale del sistema oggetto del presente trovato, comprende un impianto fotovoltaico o eolico 1, per la produzione di energia elettrica, la quale à ̈ gestita e smistata da una centralina elettronica di controllo 2, dotata di moduli (inverter, trasformatori ecc.) atti a erogare l’energia elettrica a una rete di utenze e di opportune strategie di controllo della distribuzione dell’energia elettrica.

Dette utenze comprendono un gruppo elettrogeno 3 il quale potrà fornire energia alla rete in condizioni di emergenza, delle batterie 4, la cui energia à ̈ accumulata come riserva e può essere utilizzata durante i periodi notturni o di scarso soleggiamento, una pompa di calore operazionale 5, in grado di fornire calore ad un impianto di accumulo termico di acqua 6, una rete di distribuzione esistente 8, la normale utenza elettrica domestica 9. La rete di distribuzione esistente 8, può essere un qualsiasi gestore di energia elettrica, ad esempio l’ENEL. Con l’ENEL il sistema interagisce in modo bidirezionale, fornendo energia elettrica allorquando vi à ̈ un surplus di energia prodotta dall’impianto fotovoltaico 1 e acquisendo energia allorquando né rimpianto fotovoltaico 1 né le batterie 4 sono in grado di soddisfare le richieste delle utenze elettriche e termiche ) Una porzione 1’ dell’impianto fotovoltaico 1 può essere asservita alla gestione di un impianto di riscaldamento ad aria per gli ambienti domestici 10. Detto impianto à ̈ caratterizzato dal fatto di utilizzare una valvola a due vie 11, per cui i flussi di aria possono andare o verso gli ambienti da riscaldare 10 in inverno, o verso un radiatore/scambiatore 12 collegato all’accumulo termico 6 quando gli ambienti da riscaldare si portano al di sopra di una predeterminata temperatura di soglia.

Detto accumulo termico 6, come mostrato in Figura 2, ha una valvola a quattro vie 13 avente una posizione A in cui à ̈ alimentato rimpianto termosifoni 14 per mezzo della pompa di calore 5 e una posizione B in cui l’impianto termosifoni 14 à ̈ alimentato tramite una pompa di alimento e l’acqua proviene da una serpentina 7 posizionata nella porzione inferiore dell’accumulo termico 6.

Detto accumulo termico 6 comprende inoltre nella porzione superiore una serpentina 15 per il flusso di acqua per uso sanitario, come mostrato in Figura 3, in cui un flussometro 16 chiude un’elettrovalvola 17 che attiva una pompa 18 per il ricircolo dell’acqua in modo che si riscaldi; un sensore di temperatura 19 al raggiungimento di una determinata temperatura, riapre l’elettrovalvola e a questo punto l’acqua sarà calda.

Il funzionamento del sistema avviene secondo quanto segue: l’energia derivata dall’impianto fotovoltaico à ̈ utilizzata inizialmente dalle batterie 4, che alimentano anche il gruppo elettrogeno 3; successivamente dalle altre utenze quali, la pompa di calore 5 operazionale, la rete di distribuzione esistente 8 (per esempio ENEL) e la normale utenza elettrica domestica 9.

Una parte dell’energia derivata dall’impianto fotovoltaico à ̈ utilizzata direttamente dall’impianto di riscaldamento ad aria per riscaldare gli ambienti domestici 10, che una volta raggiunta la temperatura prestabilita andranno ad alimentare l’accumulo termico 6.

In estate, non essendoci la necessità di scaldare gli ambienti domestici 10, l’energia derivata dall’impianto fotovoltaico o eolico à ̈ utilizzata inizialmente dalle batterie 4 (che alimentano anche il gruppo elettrogeno 3) e successivamente à ̈ utilizzata per riscaldare il flusso di acqua per uso sanitario per mezzo dell’accumulo termico 6. L’esubero di energia à ̈ utilizzato successivamente dalle altre utenze e dalla rete di distribuzione esistente.

In inverno o in condizioni di basso soleggiamento, viene utilizzata l’energia accumulata nelle batterie 4 per fornire calore alfaccumulo termico di acqua 6 e alla normale utenza elettrica domestica 9, oltre che per il riscaldamento degli ambienti domestici 10.

Un minimo di energia dall’impianto solare viene comunque sempre garantita anche in condizioni di basso irraggiamento e questa va’ a caricare le stesse batterie 4. Una delle caratteristiche innovative del sistema à ̈ infatti rappresentata dai pannelli fotovoltaici in policarbonato quadristrato trafilato, che sono verniciati con una vernice ad hoc di colore nero in modo da conferirgli un notevole rendimento termico.

In ogni caso, in inverno si utilizzano le code di energia e il surplus di energia solare non richiesto dalle utenze o da Enel per riscaldare l’acqua nell’accumulo termico 6 per mezzo di resistenze elettriche 7.

Per ogni evenienza il gruppo elettrogeno 3 ha sempre la priorità di carica sia in estate che in inverno, in modo da mantenere l’autonomia della struttura anche in caso di prolungata assenza di irraggiamento solare o eolico e problemi della rete di distribuzione esistente.

I vantaggi del sistema proposto secondo quanto descritto, portano ad un notevole risparmio di acqua corrente e di energia derivante dal fornitore ENEL.

Claims (8)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Sistema per la gestione e l’ottimizzazione di flussi energetici comprendente un impianto fotovoltaico o eolico (1) per la produzione di energia elettrica, una centralina elettronica di controllo (2), una rete di utenze (4,5,8,9) e un accumulo termico (6) ed essendo una porzione (1’) dell’impianto fotovoltaico (1) collegata ad impianto di riscaldamento ad aria per gli ambienti domestici (10) caratterizzato da una valvola a due vie (11), che dirige il flusso di aria verso gli ambienti da riscaldare (10) o verso un radiatore/scambiatore (12) collegato all’accumulo termico (6) quando gli ambienti da riscaldare (10) si portano al di sopra di una predeterminata temperatura.
2. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1 in cui detto impianto fotovoltaico (1, 1’) à ̈ caratterizzato da pannelli in policarbonato, verniciati con una vernice di colore nero.
3. 3. Sistema secondo la rivendicazione 1 in cui detto accumulo termico (6) comprende una valvola a quattro vie (13) avente una posizione A in cui à ̈ alimentato un impianto a termosifoni (14) per mezzo della pompa di calore (5) e una posizione B in cui l’impianto termosifoni (14) à ̈ alimentato tramite una pompa di alimento e l’acqua proviene da una serpentina (7) posizionata nella porzione inferiore dell’accumulo termico (6).
4. 4. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detto accumulo termico (6) comprende nella porzione superiore una serpentina (15) per il flusso di acqua per uso sanitario.
5. 5. Sistema secondo la rivendicazione 4 in cui detta serpentina (15) à ̈ collegata ad un circuito di distribuzione di acqua per uso sanitario comprendente una pompa (18) per il ricircolo dell’acqua attraverso la serpentina (15), un flussometro (16) che per mezzo della centralina elettronica di controllo (2), attiva un’ elettrovalvola (17) di intercettazione del flusso e la detta pompa (18), un sensore di temperatura (19) che al raggiungimento di una determinata soglia di temperatura e per mezzo della centralina elettronica di controllo (2), riapre l’elettrovalvola (17).
6. 6. Metodo di distribuzione dell’energia elettrica derivata da un impianto fotovoltaico o eolico (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che la centralina di controllo elettronica (2) à ̈ configurata in modo da assegnare una priorità di distribuzione dell’energia verso le batterie (4), e successivamente verso le altre utenze quali la pompa di calore(5), la rete di distribuzione esistente (8) e l’utenza elettrica domestica (9).
7. 7. Metodo secondo la rivendicazione 6, laddove in assenza di soleggiamento, detta centralina elettronica di controllo (2) à ̈ inoltre configurata per gestire l’energia accumulata nelle batterie (4) e distribuirla verso l'accumulo termico di acqua (6) e la normale utenza elettrica domestica (9).
8. 8. Metodo secondo la rivendicazione 6, laddove in assenza di soleggiamento, detta centralina elettronica di controllo (2) à ̈ inoltre configurata per gestire l’energia distribuita dalla rete di distribuzione esistente (8) e distribuirla verso l'accumulo termico di acqua (6) e la normale utenza elettrica domestica (9).