ITMO20070344A1 - Impianto fotovoltaico perfezionato - Google Patents
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Description
Descrizione di Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo:
“IMPIANTO FOTOVOLTAICO PERFEZIONATO”.
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un impianto fotovoltaico perfezionato.
Nell'ambito della produzione di energia elettrica, è noto il crescente impiego di moduli fotovoltaici, cioè di dispositivi in grado di convertire l’energia solare in energia elettrica mediante effetto fotovoltaico.
Tali moduli fotovoltaici sono in genere costituiti da una pluralità di celle fotovoltaiche e sono tra loro connessi a definire impianti fotovoltaici elettricamente isolati ed autosufficienti (cosiddetti ad isola) o connessi alla rete elettrica nazionale.
Gli impianti fotovoltaici di tipo noto presentano, tuttavia, alcuni inconvenienti.
In particolare, le celle fotovoltaiche possono essere soggette a guasti, ad una riduzione dell’efficienza o, visti i costi tutt'altro che trascurabili, possono essere soggette a furti.
Ciascuno dei moduli fotovoltaici necessita quindi di opportuni sistemi di controllo o, comunque, di periodiche verifiche da parte di operatori addetti alla manutenzione che non sempre risultano tempestive.
Il compito principale del presente trovato è quello di escogitare un impianto fotovoltaico perfezionato che consenta il controllo continuo di ciascuna delle celle fotovoltaiche installate sui moduli.
Altro scopo del presente trovato è quello di escogitare un impianto fotovoltaico perfezionato che consenta di superare i menzionati inconvenienti della tecnica nota neH’ambito di una soluzione semplice, razionale, di facile ed efficace impiego e da! costo contenuto.
Gli scopi sopra esposti sono tutti raggiunti dal presente Impianto fotovoltaico perfezionato, comprendente almeno una cella fotovoltaica, almeno un’unità di gestione atta alla distribuzione e/o all'accumulo dell’energia elettrica generata per effetto fotovoltaico da detta cella fotovoltaica, ed almeno una linea elettrica di collegamento tra detta unità di gestione e detta cella fotovoltaica, caratterizzato dal fatto che comprende almeno un’unità di monitoraggio atta a rilevare il malfunzionamento, la manomissione e/o il furto di detta cella fotovoltaica. Altre caratteristiche e vantaggi del presente trovato risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un impianto fotovoltaico perfezionato, illustrata a titolo indicativo, ma non limitativo, nell’unita tavola di disegno in cui:
la figura 1 è uno schema funzionale generico deirimpianto fotovoltaico perfezionato secondo il trovato.
Con particolare e non limitativo riferimento al trovato così come illustrato in figura 1, si è indicato globalmente con 1 un impianto fotovoltaico perfezionato.
L’impianto 1 può comprendere più moduli fotovoltaici 2, ciascuno dei quali provvisto di una pluralità di celle fotovoltaiche 3.
I moduli fotovoltaici 2 sono collegati, mediante una linea elettrica 4, ad un’unità di gestione 5 atta ad accumulare od a distribuire l'energia elettrica generata per effetto fotovoltaico da ciascuna delle celle fotovoltaiche 3. In particolare, l'impianto 1 può essere del tipo connesso ad una rete elettrica esterna A atta a servire utenze elettriche in corrente alternata (ad esempio la rete elettrica nazionale). In tal caso l'unità di gestione 5 comprende un dispositivo di conversione dell’energia elettrica sotto forma di corrente continua in ingresso dalla linea elettrica 4 e prodotta dalle celle fotovoltaiche 3, in corrente elettrica alternata in uscita da immettere sulla rete elettrica esterna A.
Utilmente, tale dispositivo di conversione può essere costituito da un inverter specificamente progettato per convertire l’energia elettrica ottenuta per effetto fotovoltaico.
Nel caso in cui risulti necessario accumulare parte dell’energia generata per effetto fotovoltaico, ad esempio nel caso in cui l'impianto 1 sia impiegato per alimentare utenze elettriche isolate da altre fonti energetiche, l’unità di gestione 5 può essere associata ad una o più batterie di accumulo B dell'energia elettrica prodotta in eccesso e non utilizzata nell'immediato.
Vantaggiosamente, l'impianto 1 comprende un’unità di monitoraggio 6 atta a rilevare eventuali guasti e/o manomissioni delle celle fotovoltaiche 3. In particolare, l’impiego dell’unità di monitoraggio 6 permette di rilevare in tempo reale eventuali guasti delle celle fotovoltaiche 3 dovuti, ad esempio, a difetti di fabbricazione o ad una progressiva perdita di efficienza.
L’unità di monitoraggio 6, inoltre, consente di rilevare e segnalare tempestivamente eventuali manomissioni o furti delie celle fotovoltaiche 3. Vantaggiosamente, l'impianto 1 comprende mezzi di comunicazione tra l’unità di monitoraggio 6 e ciascuna delle celie fotovoltaiche 3.
Tali mezzi di comunicazione comprendono una pluralità di primi dispositivi di comunicazione, indicati in figura 1 con il riferimento 7, che sono associati, rispettivamente, a ciascuna delle celle fotovoltaiche 3.
I primi dispositivi di comunicazione 7 possono comprendere un ricetrasmettitore a radiofrequenza del tipo di un transponder o simili e sono atti a trasmettere, se interrogati, un segnale identificativo univoco della cella fotovoltaica 3 a cui sono associati.
Con riferimento non limitativo alla particolare forma di realizzazione dell’impianto 1 illustrata in figura 1, i suddetti mezzi di comunicazione comprendono un secondo dispositivo di comunicazione 8, associato all’unità di monitoraggio 6, ed ulteriori dispositivi di trasmissione/ricezione 9 associati a rispettivi moduli fotovoltaici 2.
Ciascuno dei dispositivi di trasmissione/ricezione 9 è atto a ricevere i segnali provenienti da tutti i primi dispositivi di comunicazione 7 presenti sul rispettivo modulo fotovoltaico 2, ed è atto a convogliare tali segnali ricevuti per trasmetterli verso il secondo dispositivo di comunicazione 8. Analogamente, ciascuno dei dispositivi di trasmissione/ricezione 9 è atto a ricevere i segnali provenienti dal secondo dispositivo di comunicazione 8 ed a trasmettere i segnali così ricevuti a tutti i primi dispositivi di comunicazione 7 presenti sul modulo fotovoltaico 2.
Utilmente, il secondo dispositivo di comunicazione 8 è provvisto di un ricetrasmettitore a radiofrequenza.
Il dispositivo di trasmissione/ricezione 9 può essere provvisto di un ricetrasmettitore a radiofrequenza per le comunicazioni da/verso le celle fotovoltaiche 3, e di un ulteriore ricetrasmettitore a radiofrequenza per le comunicazioni da/verso l’unità di monitoraggio 6.
Non si escludono, tuttavia, differenti forme di realizzazione dei mezzi di comunicazione che prevedano, ad esempio, l'invio e la ricezione di segnali a radiofrequenza direttamente tra tutti i primi dispositivi di comunicazione 7 sulle celle fotovoltaiche 3 ed il secondo dispositivo di comunicazione 8 sull’unità di monitoraggio 6.
In alternativa alla soluzione illustrata in figura 1, inoltre, il dispositivo di trasmissione/ricezione 9 potrebbe essere provvisto di mezzi di modulazione/demodulazione atti convertire e ad inviare/ricevere, attraverso la linea elettrica 4, i segnali ricevuti dai primi dispositivi di comunicazione 7 delle celle fotovoltaiche 3.
L’unità di monitoraggio comprende mezzi di elaborazione dei segnali di identificazione trasmessi dai primi dispositivi di comunicazione 7 e ricevuti dal secondo dispositivo di comunicazione 8, per il rilevamento di eventuali malfunzionamenti, manomissioni e/o furti di ciascuna singola cella fotovoltaica 3 o di un intero modulo fotovoltaico 2.
Utilmente, l'unità di monitoraggio 6 è associata all’unità di gestione 5 ed è provvista di mezzi di confronto dell’intensità dell’energia elettrica generata complessivamente dalle celle fotovoltaiche 3 ed in ingresso all’unità di gestione 5 con un valore minimo di riferimento.
Tali mezzi di confronto consentono di valutare eventuali cali di efficienza delle celle fotovoltaiche 3.
In particolare, possono essere previsti più valori minimi di riferimento calcolati facendo una media pesata dei valori di intensità di energia elettrica rilevati in precedenza in ingresso all'unità di gestione 5, a predeterminati orari del giorno.
In alternativa, il valore minimo di riferimento può essere calcolato a partire dall'intensità della luce rilevata dal almeno un sensore di luce 10.
Utilmente, l’unità di monitoraggio 6 può essere associata ad uno o più stazioni di elaborazione 11, del tipo di un personal computer o simili, atte ad elaborare ed a visualizzare le informazioni raccolte dall'unità di monitoraggio per renderle più facilmente fruibili da un operatore.
Come illustrato in figura 1 , il sensore di luce 10 può essere associato alla stazione di elaborazione 11. Non si escludono, tuttavia, soluzioni differenti in cui il sensore di luce 10 è associato all’unità di monitoraggio 6 od in cui sono presenti più sensori di luce 10 associati a rispettivi moduli fotovoltaici 2.
Il funzionamento dell’impianto 1 è il seguente.
L’energia elettrica prodotta dalle celle fotovoltaiche 3, sotto forma di corrente continua, è convogliata e immessa sulla linea elettrica 4, verso l’unità di gestione 5 che provvede alla distribuzione e/o all’accumulo dell'energia in eccesso non impiegata nell'immediato.
L'unità di monitoraggio 6 interroga ad intervalli regolari ciascuna delle celle fotovoltaiche 3, inviando un segnale a radiofrequenza mediante il secondo dispositivo di comunicazione 8 verso il dispositivo di trasmissione/ricezione 9.
Il segnale così ricevuto da ciascuno dei dispositivi di trasmissione/ricezione 9 è poi inviato verso tutti i primi dispositivi di comunicazione 7 (transponder) delle celle fotovoltaiche 3 sui rispettivi moduli fotovoltaici 2.
Ciascuna delle celle fotovoltaiche 3 risponde mediante il rispettivo primo dispositivo di comunicazione 7 inviando un segnale di identificazione verso il dispositivo di trasmissione/ricezione 9. Tutti i segnali ricevuti sono poi convogliati dal dispositivo di trasmissione/ricezione ed in seguito inviati al secondo dispositivo di comunicazione 8 dell’unità di monitoraggio 6. A partire dai segnali di identificazione ricevuti, l’unità di monitoraggio elabora e segnala l'eventuale assenza e/o malfunzionamento di una o più celle fotovoltaiche 3.
In particolare, tale segnalazione può essere effettuata inviando un segnale di avviso alla stazione di elaborazione 11.
L’unità di monitoraggio 6, inoltre, effettua una valutazione del’efficienza di ciascun modulo fotovoltaico 2 mediante i mezzi di confronto con un valore minimo di riferimento dell’intensità dell’energia elettrica generata complessivamente dalle celle fotovoltaiche 3 e presente in ingresso all’unità di gestione 5.
Si è in pratica constatato come il trovato descritto raggiunga gli scopi proposti e in particolare si sottolinea il fatto che l'impianto fotovoltaico secondo il trovato consente il controllo continuo mediante l’unità di monitoraggio di ciascuna delle celle fotovoltaiche installate sui moduli. Questo consente di segnalare tempestivamente eventuali guasti o furti delle singole celle fotovoltaiche.
Il trovato cosi concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo.
Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti.
In pratica i materiali impiegati, nonché le forme e le dimensioni contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze senza per questo uscire dall’ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni.
Claims (4)
- RIVENDICAZIONI 1) Impianto fotovoltaico perfezionato, comprendente almeno una cella fotovoltaica, almeno un'unità di gestione atta alla distribuzione e/o all’accumulo dell’energia elettrica generata per effetto fotovoltaico da detta cella fotovoltaica, ed almeno una linea elettrica di collegamento tra detta unità di gestione e detta cella fotovoltaica, caratterizzato dal fatto che comprende almeno un'unità di monitoraggio atta a rilevare il malfunzionamento, la manomissione e/o il furto di detta cella fotovoltaica.
- 2) Impianto fotovoltaico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di comunicazione tra detta unità di monitoraggio e detta cella fotovoltaica.
- 3) Impianto fotovoltaico secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di comunicazione comprendono almeno un primo dispositivo di comunicazione associato a detta celia fotovoltaica ed atto trasmettere almeno un segnale identificativo di detta cella fotovoltaica.
- 4) Impianto fotovoltaico secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto primo dispositivo di comunicazione comprende almeno un ricetrasmettitore a radiofrequenza. 5) impianto fotovoltaico secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto primo dispositivo di comunicazione è del tipo di un transponder o simili. 6) Impianto fotovoltaico secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di comunicazione comprendono almeno un secondo dispositivo di comunicazione associato a detta unità di monitoraggio. 7) Impianto fotovoltaico secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'unità di monitoraggio comprende mezzi di elaborazione di detto segnale di identificazione trasmesso da detto primo dispositivo di comunicazione e ricevuto da detto secondo dispositivo di comunicazione, per il rilevamento di un eventuale malfunzionamento, manomissione e/o furto di detta cella fotovoltaica. 8) Impianto fotovoltaico secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto secondo dispositivo di comunicazione comprende almeno un ricetrasmettitore a radiofrequenza. 9) Impianto fotovoltaico secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di comunicazione comprendono almeno un dispositivo di trasmissione/ricezione atto a ricevere i segnali provenienti da detto primo dispositivo di comunicazione ed a trasmetterli verso detto secondo dispositivo di comunicazione, o viceversa. 10) Impianto fotovoltaico secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di trasmissione/ricezione comprende almeno un ricetrasmettitore a radiofrequenza. 11) Impianto fotovoltaico secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta unità di monitoraggio è associata a detta unità di gestione. 12) Impianto fotovoltaico secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di trasmissione/ricezione comprende mezzi di modulazione/demodulazione per l'invio/ricezione di segnali attraverso detta linea elettrica. 13) Impianto fotovoltaico secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta unità di monitoraggio comprende mezzi di confronto dell'intensità dell’energia elettrica in ingresso a detta unità di gestione con almeno un valore minimo di riferimento. 14) Impianto fotovoltaico secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto valore minimo di riferimento è calcolato a partire da almeno un valore di intensità dell’energia elettrica rilevato in precedenza in ingresso a detta unità di gestione ad un predeterminato orario del giorno. 15) Impianto fotovoltaico secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto valore minimo di riferimento è calcolato a partire dall’intensità della luce rilevata dal almeno un sensore di luce. 16) Impianto fotovoltaico secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende almeno un modulo fotovoltaico provvisto di una pluralità di celle fotovoltaiche, ciascuna di dette celle fotovoltaiche essendo associata ad una rispettiva prima unità di comunicazione. 17) Impianto fotovoltaico secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto modulo fotovoltaico è associato a detto dispositivo di trasmissione/ricezione. 18) Impianto fotovoltaico secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende una pluralità di moduli fotovoltaici, ciascuno di detti moduli fotovoltaici essendo associato ad un rispettivo dispositivo di trasmissione/ricezione. 19) Impianto fotovoltaico secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta unità di monitoraggio è associabile ad almeno una stazione di elaborazione. 20) Impianto fotovoltaico secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta stazione di elaborazione è del tipo di un personal computer o simili. 21) Impianto fotovoltaico secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto sensore di luce è associato ad almeno una tra detta unità di monitoraggio, detta stazione di elaborazione e detto modulo fotovoltaico. 22) Impianto fotovoltaico secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta unità di gestione comprende almeno un dispositivo elettronico di conversione di una corrente elettrica continua in ingresso in una corrente elettrica alternata in uscita. 23) Impianto fotovoltaico secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo elettronico di conversione è del tipo di un inverter o simili. 24) Impianto fotovoltaico secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta unità di gestione è associabile ad almeno una batteria di accumulo dell’energia elettrica generata in eccesso.
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