ES2282038B1 - SOLAR PANEL FOR VERTICAL PLACEMENT. - Google Patents

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Abstract

Panel solar para colocación vertical. A partir de la estructuración clásica en la que el panel está constituido mediante una caja (1) que aloja en su interior a los conductos de cobre (3) para circulación del fluido de transmisión térmica, sobre los que se establece y fija una superficie de absorción (5), centra sus características en el hecho de que dicha superficie de absorción presenta un perfil quebrado, de manera que en la posición de trabajo vertical prevista para el panel la superficie de absorción ofrece tramos alternativos que quedan óptimamente enfrentados con respecto a la radiación solar, para mejorar el rendimiento energético del panel. Esto permite incrementar considerablemente el rendimiento de paneles situados sobre fachadas, pudiendo además dichos paneles constituir elementos estructurales que participen como elementos constructivos en el cierre exterior de fachadas y en la decoración de las mismas.Solar panel for vertical placement. From the classic structuring in which the panel is constituted by a box (1) that houses in its interior the copper conduits (3) for circulation of the thermal transmission fluid, on which a surface of absorption (5), focuses its characteristics on the fact that said absorption surface has a broken profile, so that in the vertical working position provided for the panel the absorption surface offers alternative sections that are optimally faced with respect to the solar radiation, to improve the energy efficiency of the panel. This makes it possible to considerably increase the performance of panels located on facades, and said panels may also constitute structural elements that participate as constructive elements in the exterior closing of facades and in their decoration.

Description

Panel solar para colocación vertical.Solar panel for vertical placement.

Objeto de la invenciónObject of the invention

La presente invención se refiere a un panel solar, del tipo de los que utilizan un circuito por el que circula un fluido de captación térmica, de manera que dicho fluido es capaz de absorber calor en el citado panel y de cederlo en un intercambiador térmico.The present invention relates to a panel solar, of the type that uses a circuit through which it circulates a thermal capture fluid, so that said fluid is capable of absorbing heat in said panel and yielding it in a heat exchanger

El objeto de la invención es conseguir un panel destinado a trabajar en posición vertical, preferentemente sobre la fachada de un edificio, con unas óptimas prestaciones desde el punto de vista de rendimiento en la captación energética.The object of the invention is to achieve a panel intended to work in an upright position, preferably on the facade of a building, with optimal performance from the performance point of view in energy collection.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

Los paneles solares térmicos están normalmente estructurados mediante una caja convenientemente termo-aislada, que se cierra frontalmente mediante un panel de vidrio transparente, alojándose en su interior una serie de conductos, generalmente de cobre, establecidos entre un colector de entrada y un colector de salida, tubos por los que circula el fluido de transmisión térmica anteriormente citado, estando dichos tubos solidarizados a una placa de absorción, generalmente de cobre o de aluminio, de manera que dicha placa transmite a los tubos el calor que absorbe de la radiación solar, provocando el calentamiento del fluido de transmisión térmica.Thermal solar panels are normally conveniently structured by a box thermo-insulated, which is closed frontally by a transparent glass panel, staying inside a series of conduits, usually of copper, established between a collector input and an outlet manifold, tubes through which the thermal transmission fluid mentioned above, said tubes joined to an absorption plate, usually of copper or of aluminum, so that said plate transmits to the tubes the heat absorbed from solar radiation, causing the heating of the thermal transmission fluid.

Esta estructuración de los paneles solares convencionales hace que los mismos, además de quedar orientados al sur, adopten una determinada inclinación con respecto a la horizontal, en orden a que la radiación solar se mantenga a lo largo del día lo más aproximadamente posible a la perpendicularidad con respecto al plano de captación, es decir a la lámina de absorción, plana y paralela al cristal.This structuring of solar panels conventional makes the same, in addition to being oriented to south, adopt a certain inclination with respect to the horizontal, in order to keep solar radiation at length of the day most approximately to perpendicularity with respect to the capture plane, that is to say the sheet of absorption, flat and parallel to the glass.

Por esta razón las paredes solares del tipo anteriormente citado se utilizan casi exclusivamente a nivel de cubiertas, puesto que su utilización sobre fachadas, es decir en disposición vertical, traería consigo una falta de rendimiento que hasta la fecha hace dicha utilización inviable.For this reason the solar walls of the type previously cited are used almost exclusively at the level of covered, since its use on facades, that is in vertical layout, would result in a lack of performance that To date it makes such use unfeasible.

Descripción de la invenciónDescription of the invention

El panel solar que la invención propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta.The solar panel proposed by the invention resolves in a fully satisfactory way the problem previously exposed.

Para ello, de forma más concreta y a partir de la estructuración básica de cualquier panel solar convencional del tipo descrito, centra sus características en el hecho de que, en sustitución de la clásica lámina plana y paralela al cristal del panel, la actuante como superficie de absorción, incorpora una lámina de perfil quebrado, formando preferentemente ángulos de 90º, de manera que fijándose a los tubos de circulación del fluido de transmisión térmica en correspondencia con sus aristas posteriores, y con la citada disposición vertical para el panel, la mitad de sus caras quedan situadas a 45º respecto a la horizontal, es decir en una situación óptima para conseguir una buena captación solar. Cuando la inclinación de los rayos solares descienda por debajo de los 45º citados y las caras principales de lámina de perfil quebrado bajen el rendimiento, éste se compensa al acceder la radiación solar a las otras caras de la lámina.To do this, more specifically and from the basic structuring of any conventional solar panel of the type described, focuses its characteristics on the fact that, in replacement of the classic flat sheet parallel to the glass of the panel, the acting as absorption surface, incorporates a broken profile sheet, preferably forming 90º angles, so that by attaching to the fluid circulation tubes of thermal transmission in correspondence with its later edges, and with the said vertical arrangement for the panel, half of its faces are placed at 45º with respect to the horizontal, that is to say in an optimal situation to get a good solar collection. When the inclination of the sun's rays drops below the 45º mentioned and the main faces of broken profile sheet lower performance, this is compensated by accessing solar radiation to the other faces of the sheet.

De acuerdo con otra de las características de la invención se ha previsto que en sustitución de la citada lamina de perfil quebrado, el panel solar incorpore tiras independientes, a modo de lamas paralelas de perfil diédrico, cada una de las cuales se fija a uno de los tubos del circuito correspondiente al fluido de captación, configurando específicamente dichas tiras independientes diedros de aproximadamente 130º, y de manera que éstas tiras o aletas quedan sólidamente fijadas a la estructura general del panel, con la angulación más idónea para una mejor captación de la energía solar, teniendo en cuenta la disposición vertical prevista para el panel.According to another of the characteristics of the It is intended that the replacement of said sheet of broken profile, the solar panel incorporates independent strips, to mode of parallel slats of dihedral profile, each of which it is fixed to one of the tubes of the circuit corresponding to the fluid of collection, specifically configuring said strips independent dihedrals of approximately 130º, and so that these strips or fins are solidly fixed to the structure general panel, with the most suitable angulation for better solar energy collection, taking into account the provision vertical planned for the panel.

Se consigue de ésta manera no solamente que las fachadas de los edificios puedan ser aprovechadas para captación de energía solar, sino que además los propios paneles solares pueden estar estructurados para constituir además un elemento constructivo y decorativo que forme parte de la fachada, concretamente constituyendo el revestimiento exterior de la misma, dotándola de un alto grado de aislamiento tanto térmico como acústico, ya que la barrera que impide la pérdida de calorías en el seno del circuito de intercambio térmico establecido en el panel, impide igualmente el trasvase de calorías del interior al exterior del edificio y viceversa, con similares prestaciones desde el punto de vista acústico.It is achieved in this way not only that building facades can be used to capture solar energy, but also the solar panels themselves can be structured to also constitute a constructive element and decorative that is part of the facade, specifically constituting the outer covering of it, providing it with a high degree of thermal and acoustic insulation, since the barrier that prevents the loss of calories within the circuit of heat exchange established in the panel, also prevents the transfer of calories from inside to outside the building and vice versa, with similar benefits from the point of view acoustic.

Descripción de los dibujosDescription of the drawings

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that is being performing and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of practical realization of it, is accompanied as an integral part of said description, a set of drawings where with character Illustrative and not limiting, the following has been represented:

La figura 1.- Muestra una vista en perspectiva y con diversas secciones parciales de un panel solar para colocación vertical realizado de acuerdo con el objeto de la presente invención.Figure 1.- Shows a perspective view and with various partial sections of a solar panel for placement vertical made in accordance with the purpose of this invention.

La figura 2.- Muestra un detalle en perfil de la superficie de captación.Figure 2.- Shows a detail in profile of the catchment surface

La figura 3.- Muestra una representación esquemática en alzado frontal de un panel solar en el que el perfil de captación mostrado en la figura 2 ha sido sustituido por otro a base de una serie de aletas independientes.Figure 3.- Shows a representation front elevation schematic of a solar panel in which the profile uptake shown in figure 2 has been replaced by another base of a series of independent fins.

La figura 4.- Muestra un perfil del panel de la figura anterior.Figure 4.- Shows a profile of the panel of the previous figure.

Realización preferente de la invenciónPreferred Embodiment of the Invention

A la vista de las figuras reseñadas puede observarse como el panel solar para colocación vertical que la invención propone está constituido, como cualquier panel solar de éste tipo, a partir de una caja metálica (1), dotada interiormente de un revestimiento aislante a base de poliuretano o similar (2), sobre el que apoyan una pluralidad de conductos de cobre (3), distribuidos paralela y uniformemente entre una pareja de colectores (4), uno de entrada y otro de salida del fluido de transmisión térmica, estableciéndose sobre dichos tubos (3), convenientemente soldado a los mismos, una superficie de absorción (5), y cerrándose la caja (1) mediante una cubierta (6) de vidrio templado, convenientemente estanqueizada mediante un sellado perimetral (7).In view of the figures outlined you can be observed as the solar panel for vertical placement that the proposed invention is constituted, like any solar panel of this type, from a metal box (1), provided internally of an insulating coating based on polyurethane or similar (2), on which they support a plurality of copper conduits (3), distributed parallel and evenly between a couple of collectors (4), one inlet and one out of the transmission fluid thermal, settling on said tubes (3), conveniently welded to them, an absorption surface (5), and closing the box (1) by a cover (6) of tempered glass, conveniently sealed by a perimeter seal (7).

Pues bien, a partir de ésta estructuración básica y convencional y de acuerdo ya con la invención, la superficie de absorción (5) se materializa en una chapa quebrada, tal como muestra la figura 2, que forma ángulos de 90º sucesivamente contrapuestos, de manera que a través de sus vértices posteriores o interiores se fija mediante a soldadura a los respectivos conductos de cobre (3), y de manera que en la posición de trabajo del panel, es decir cuando éste se encuentra ubicado sobre una fachada, preferentemente integrado en la misma como material arquitectónico, dicha lámina (5) ofrece sectores alternados (8) sobre los que incide perpendicularmente la radiación solar, tal como se ha representado esquemáticamente en la figura 2, consiguiéndose un óptimo aprovechamiento energético para la orientación media de la radiación.Well, from this structuring basic and conventional and according to the invention, the Absorption surface (5) materializes in a broken sheet, as shown in figure 2, which forms 90º angles successively opposed, so that through its vertices rear or interior is fixed by welding to the respective copper conduits (3), and so that in the position of work of the panel, that is to say when this one is located on a facade, preferably integrated therein as architectural material, said sheet (5) offers sectors alternating (8) on which radiation perpendicularly affects solar, as schematically represented in Figure 2, achieving optimum energy use for the average radiation orientation.

Complementariamente y tal como muestran las figuras 3 y 4, la superficie de absorción puede materializarse en una pluralidad de tiras o aletas (9), preferentemente una para cada tubo (3), adoptando éstas aletas (9) la configuración diédrica mostrada en la figura 4, concretamente formando sus dos ramas un ángulo de 130º, en base a una posición en el contexto del panel solar en el que una de las ramas de cada aleta forma 55º con respecto a la horizontal, mientras que la otra forma un ángulo de 75º con respecto a la misma horizontal, todo ello en la citada disposición vertical para el panel solar en su conjunto.Complementarily and as the Figures 3 and 4, the absorption surface can materialize in a plurality of strips or fins (9), preferably one for each tube (3), adopting these fins (9) the dihedral configuration shown in figure 4, specifically forming its two branches a 130º angle, based on a position in the context of the panel solar in which one of the branches of each fin forms 55º with with respect to the horizontal, while the other forms an angle of 75º with respect to the same horizontal, all in the aforementioned vertical arrangement for the solar panel as a whole.

Se consigue de ésta manera reducir los grandes excedentes durante los meses de verano, cuando el consumo energético es menor debido a la ausencia de calefacción, mientras que durante los meses de invierno se consigue un aprovechamiento máximo de la radiación debido a la inexistencia de sobras entre las aletas y a una orientación óptima de las mismas con respecto al ángulo de radiación solar, del orden de 32º de media durante los meses de invierno, es decir con una incidencia perpendicular sobre los planos de las aletas durante dicha época.It is achieved in this way to reduce the large surpluses during the summer months, when consumption energy is lower due to the absence of heating, while that during the winter months a harvest is achieved maximum radiation due to the absence of leftovers between fins and their optimum orientation with respect to the solar radiation angle, of the order of 32º on average during the winter months, that is to say with a perpendicular incidence on the planes of the fins during that time.

Claims (3)

1. Panel solar para colocación vertical, que estando especialmente concebido para ser utilizado en fachadas, actuando además de cómo medio de captación de energía solar como elemento estructural de recubrimiento y acabado estético de tales fachadas, y siendo del tipo de los que sobre un circuito para un fluido de captación térmica se establece una superficie de absorción a base de una chapa de cobre o de aluminio convenientemente soldada a los citados tubos, se caracteriza porque la superficie de absorción presenta un perfil quebrado, de manera que en la posición y vertical de trabajo prevista para el panel la mitad de la superficie de absorción queda orientada con respecto a la radiación solar media elegida, de manera que dicha radiación resulte perpendicular a tal superficie.1. Solar panel for vertical installation, which is specially designed to be used on facades, acting as a means of capturing solar energy as a structural element of coating and aesthetic finishing of such facades, and being the type of those on a circuit an absorption surface based on a copper or aluminum sheet conveniently welded to said tubes is established for a thermal collection fluid, characterized in that the absorption surface has a broken profile, so that in the vertical position of work planned for the panel half of the absorption surface is oriented with respect to the chosen average solar radiation, so that said radiation is perpendicular to such surface. 2. Panel solar para colocación vertical, según reivindicación 1ª, caracterizado porque la citada superficie de absorción se materializa en una lámina única, de perfil quebrado, en la que se configuran alternativamente diedros orientados en uno y otro sentido, de amplitud próxima a los 90º, fijándose dicha superficie de absorción a los tubos de circulación del fluido de transmisión térmica a través de sus aristas posteriores.2. Solar panel for vertical placement, according to claim 1, characterized in that said absorption surface is embodied in a single sheet, with a broken profile, in which dihedrals are oriented alternately oriented in either direction, of an amplitude close to 90 ° , said absorption surface being fixed to the circulation tubes of the thermal transmission fluid through its rear edges. 3. Panel solar para colocación vertical, según reivindicación 1ª, caracterizado porque la citada superficie de absorción se materializa en una pluralidad de tiras o aletas independientes entre sí, numérica y posicionalmente coincidentes con los tubos de cobre que participan en el circuito del fluido de transmisión térmica, adoptando cada una de éstas aletas una configuración diédrica, con un ángulo del orden de 130º, y estando posicionadas con respecto a los citados tubos de manera que una de las ramas del diedro forma con respecto a la horizontal un ángulo del orden 55º, mientras que la otra forma con respecto a la horizontal un ángulo del orden de 75º, todo ello de forma que dichas aletas generan sombras unas sobre otras que minimizan la captación solar durante el verano y que ofrecen toda su superficie a la radiación solar durante el invierno.3. Solar panel for vertical placement, according to claim 1, characterized in that said absorption surface is embodied in a plurality of strips or fins independent of one another, numerically and positionally coinciding with the copper tubes that participate in the transmission fluid circuit thermal, each of these fins adopting a dihedral configuration, with an angle of the order of 130 °, and being positioned with respect to said tubes so that one of the branches of the dihedral forms with respect to the horizontal an angle of the order 55 °, while the other way with respect to the horizontal one an angle of the order of 75º, all this in such a way that said fins generate shadows on each other that minimize the solar capture during the summer and that offer their entire surface to the solar radiation during the winter .
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