MX2015003289A - Un elemento solar que comprende resonador para aplicacion en energeticos. - Google Patents

Abstract

Un elemento solar que incluye un resonador básico dispuesto sobre una estructura dieléctrica que está constituida por un área (5) con amortiguación electromagnética mínima, cuyo plano superior forma el plano de incidencia (3). El área (5) con amortiguación electromagnética mínima es transparente en relación con la onda electromagnética incidente; el área está limitada por los límites (6) de las variaciones en las propiedades del material, y por lo menos un resonador 2D-3D (4) es rodeado por el dieléctrico (10) y configurado en la estructura dieléctrica. El área (5) con amortiguación electromagnética mínima es acoplada con al menos otra área (20) que exhibe una frecuencia de resonancia diferente del resonador básico, y el sistema se termina en el espacio libre o por un elemento solar (sistema) destinado a absorber la cantidad entera de la energía restante proporcionada por la onda electromagnética incidente.

Description

UN ELEMENTO SOLAR QUE COMPRENDE RESONADOR PARA APLICACIÓN EN ENERGÉTICOS CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un sistema solar con los elementos que incluyen un resonador caracterizado por una alta tasa de eficiencia en la transformación de la energía de luz en energía eléctrica. El sistema incluye una estructura situada entre un par de electrodos con el objetivo de utilizar el elemento para la transformación de alta eficiencia de la energía de luz en energía eléctrica.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En fotovoltaicos contemporáneos, más de cincuenta años de principios de transformar la radiación electromagnética u ondas (radiación electromagnética de banda ancha dentro del intervalo de longitud de onda de 100 nm a 10000 nm) generalmente se aplican. Las celdas solares se componen de dos capas semiconductoras (con silicio que es el material típico) situadas entre dos electrodos metálicos. Una de las capas (un material tipo N) comprende una multitud de electrones cargados negativamente, mientras que la otra capa (un material tipo P) exhibe una gran número de "agujeros" definibles como espacios vacíos que aceptan fácilmente electrones. Los dispositivos que transforman las ondas electromagnéticas a una onda electromagnética de baja frecuencia, o un componente directo, son conocidos como transversores y convertidores. Para este propósito, se aplican las estructuras semiconductoras con diferentes conceptos y tipos de arquitectura, respetando sólo los resultados experimentales del efecto de transformación de onda electromagnética.

Las antenas, detectores o estructuras diseñadas hasta la fecha no están sintonizadas en resonancia; las estructuras semiconductoras aplicadas enfrentan dificultad considerable para lidiar con las ondas electromagnéticas estacionarias emergentes, y la eficiencia de transformación de energía tiene que incrementarse mediante medidas adicionales.

Las soluciones similares utilizan los principios de las antenas o la transformación de una onda electromagnética progresiva a otro tipo de radiación electromagnética (principalmente una onda electromagnética progresiva que tiene una polarización diferente o una onda electromagnética estacionaria) y su posterior procesamiento. Ciertos problemas ocurren con respecto a la onda electromagnética incidente y su reflejo así como en relación con el carácter de amplio espectro de la radiación solar. En general, no es fácil construir una antena capaz de mantener las características diseñadas en el amplio espectro por un período de varias décadas.

Se ha propuesto una solución en la cual un sistema de una sola capa de estructuras sintonizadas se aplica para aprovechar la radiación solar incidente; el sistema se basa en un semiconductor de modo resonante.

La solicitud de patente Checa PV 2011-42 contiene la descripción de un elemento fotovoltaico que incluye un resonador y dispuesto en una estructura semiconductora. La estructura está formada por un área sin amortiguación electromagnética, cuyo plano superior constituye el plano de incidencia, y un área con amortiguación electromagnética; tanto las áreas están delimitadas por límites virtuales (asumidos) de los cambios de propiedad material, y por lo menos un resonador 2D-3D está rodeado por un dieléctrico y dispuesto en la estructura semiconductora. El área con amortiguación electromagnética confina con un electrodo relativo. La desventaja de la solución consiste en que, sobre la incidencia de una onda electromagnética que tiene densidad de alta energía en el espectro de radiación infrarroja A, B, C y D, el sustrato de semiconducción puede sobrecalentarse. Este problema entonces resulta en la reducción de la vida de operación o incluso la completa destrucción del elemento.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención se pretende proponer una nueva arquitectura de un elemento solar que tiene un resonador dispuesto sobre una estructura dieléctrica. Basado en la téenica de construcción utilizada, el elemento resuena y produce componentes de alto valor de los campos eléctricos y magnéticos de tal manera que estos componentes son utilizables y procesables mediante la tecnología bien conocida basada en elementos electrónicos clásicos.

Los inconvenientes mencionados anteriormente son eliminados por un elemento solar que incluye un resonador y dispuesto en una estructura; el elemento se caracteriza en que comprende una estructura dieléctrica en capas compuesta por un área de amortiguación electromagnética mínima, cuyo plano superior constituye el plano de incidencia. La estructura dieléctrica en capas, permeable para una onda electromagnética, es definida por los límites de los cambios de propiedad material, y por lo menos un resonador 2D-3D se dispone en el área con amortiguación electromagnética mínima, donde la parte 2D del resonador se dispone en el plano de incidencia, con la parte 3D relacionada situada en el dieléctrico. El área con amortiguación electromagnética mínima es acoplada con al menos un área que tiene una frecuencia de resonancia diferente Esta área está definida por los límites de los cambios de propiedad material, y por lo menos un resonador 2D-3D se dispone en el área que exhibe una frecuencia de resonancia diferente. Mientras que la parte 2D de este resonador se dispone en el plano de incidencia, su porción 3D está situada en el dieléctrico, y la última estructura que tiene una frecuencia de resonancia diferente es acoplada con el sistema solar en la dirección de la propagación de la onda electromagnética.

La creación de componentes de alto valor de los campos eléctricos y magnéticos puede realizarse convenientemente cuando el resonador 2D-3D se compone de dos partes, de las cuales la primera parte (2D) está constituida por un elemento transformador dispuesto en el plano de incidencia y que consiste de un par de electrodos en forma de conductores acoplados, mientras que la segunda parte (3D) está constituida por un dieléctrico y un reflector dispuestos ambos dentro del área sin amortiguación electromagnética y dentro del área a través de la cual la onda electromagnética pasa de una manera no pérdida; el elemento de transformación se dispone además en el dieléctrico, sobre el cual el reflector se coloca ortogonalmente.

La invención utiliza el espectro de la radiación solar en el cual la densidad de flujo de energía de onda electromagnética (W/m2) es alta. Dentro de la invención presentada, el elemento solar en la forma de un resonador 2D- 3D dispuesto en una estructura dieléctrica en capas es, para la porción seleccionada del espectro, sintonizado a la frecuencia de la onda EMG incidente. El elemento es sintonizado de tal manera que se centra en las áreas que exhiben altos valores de densidad espectral de potencia (tal como las áreas de radiación infrarroja A, B, C, D); simultáneamente, otro resonador 2D-3D está sintonizado a una frecuencia diferente de la región seleccionada del espectro. Este resonador entonces sigue el resonador 2D-3D precedente en la dirección del progreso de la onda electromagnética incidente. A través de dicha inclusión de otros resonadores dispuestos en capas o zonas (aunque teóricamente un número infinito de resonadores se puede incluir, el número real permanece dentro de varios cientos de estos elementos), un sistema de resonadores 2D-3D se pueden construir dependiendo de las condiciones geográficas y climáticas; por lo tanto, es posible explotar la onda electromagnética incidente para obtener el máximo de energía para la posterior conversión en energía eléctrica. En comparación con los elementos solares y fotovoltaicos actualmente aplicados, la teenología de fabricación y diseño de los resonadores descritos aquí proporcionan larga vida de operación y permiten altas diferencias térmicas. El concepto realizado dentro de la invención descrita se caracteriza por superior eficiencia lograda en la transformación de la energía de luz/térmica en energía eléctrica.

La principal ventaja del elemento solar construido nuevamente consiste en la manera de su composición, principalmente en la estructura dieléctrica en capas. Esta estructura está formada por las áreas individuales del material dieléctrico, y cada una de estas áreas con propiedades dieléctricas contiene un resonador 2D-3D. El arreglo así diseñado de la estructura dieléctrica en capas genera un tamaño de amplitud mínimo y la fase de la propagación de onda electromagnéticas hacia atrás en la dirección de la onda electromagnética incidente emitida por una fuente tal como el sol. El elemento solar explota la porción necesaria de energía, y la estructura dieléctrica en capas real no calentará gracias a los efectos traídos del elemento solar por el incidente o el incidente y la onda electromagnética reflejada de vuelta. El resonador 2D-3D está diseñado de tal manera que la onda electromagnética que pasa a través de la estructura dieléctrica se propaga más atrás del resonador 2D-3D a otras áreas con resonadores 2D-3D y, al final de la estructura dieléctrica, en el espacio libre o un sistema solar capaz de cosechar la energía restante en forma de calor residual, una onda electromagnética, o luz. Así, el resonador se comporta como una antena emparejada con impedancia ideal o un convertidor de energía ideal para el espectro de frecuencia variable arbitrariamente y amplio propuesto.

La estructura dieléctrica en capas contiene varios componentes descritos en la sección siguiente del texto. En primer lugar, es necesario especificar el área con amortiguación electromagnética mínima, que está limitada por los planos de la variación en las propiedades del material; esta área con amortiguación electromagnética mínima se pretende recolectar con una porción de energía de la onda electromagnética incidente en su límite. El resto de la energía se dejó para abandonar el área, con pérdida mínima. Luego, por lo menos un resonador 2D-3D se dispone en el plano de incidencia que, en este caso, es idéntico con el plano de variación en las propiedades del material. Estas partes aseguran un procesamiento óptimo de la onda electromagnética; el procesamiento se realiza de tal manera que allí se produce la mínima reflexión de la onda electromagnética hacia el resonador 2D-3D. Detrás del área con amortiguación electromagnética mínima, que termina en el plano de la variación en las propiedades del material, sigue otra área; esta área presenta una frecuencia de resonancia diferente del resonador 2D-3D y se dispone en la dirección de la propagación de la onda electromagnética. El área contiene al menos un resonador 2D-3D sintonizado a una frecuencia diferente del primer resonador dispuesto en el área con amortiguación electromagnética mínima. De la manera descrita, la estructura se compone dentro del sistema solar; el sistema puede ser terminado por el último elemento solar, y la onda electromagnética deja el sistema en el espacio libre. Alternativamente, la última área del elemento solar puede consistir en un componente clásico del sistema solar, que transformará o de otra forma explotará el resto de la energía de la onda electromagnética al convertirla en una forma útil de energía que se aplica como una fuente de calor, luz o energía eléctrica.

De manera importante, el elemento solar diseñado que tiene un resonador dispuesto sobre una estructura dieléctrica no utiliza el material para asegurar la generación de una carga eléctrica, sino que usa las características de la estructura para establecer condiciones adecuadas para la incidencia de una onda electromagnética y su transformación a una forma estacionaria del campo electromagnético.

Gracias a la composición de las áreas sintonizadas selectivamente dentro del sistema, el sistema se comporta de tal manera que explota con la máxima eficiencia del incidente de energía en la forma de una onda electromagnética de acuerdo con su representación en el espectro de frecuencia (distribución de densidad de potencia espectral) de la onda. Esto nos permite - en comparación con los casos cuando los resonadores o su grupo periódico no se modifican como se describió anteriormente - comprender y explotar el espectro de la frecuencia deseada de la onda electromagnética incidente usando un número considerablemente inferior de variantes de las estructuras sintonizadas dentro del complejo de la estructura diseñada y sistema.

Basado en la invención presentada, la solución descrita permite la adaptación de las áreas del elemento solar dispuestas en la estructura resultante de las condiciones de densidad de la radiación electromagnética incidente como presente en la ubicación concreta donde se aplican los elementos. Como consecuencia de esta característica, es posible utilizar el máximo de la radiación electromagnética incidente (recolección) y aprovechar el cambio de radiación a la forma requerida de energía que facilita la aplicación adicional (por ejemplo, como una fuente de energía eléctrica o generador). Los elementos solares diseñados que incluyen resonadores están incrustados en los paneles que, cuando se interconectan, crean campos fotovoltaicos (solares).

Una ventaja significante de la solución introducida consiste en el hecho de que la construcción del elemento solar nos permite configurar varias variantes (óptimas) del sistema solar de acuerdo con las condiciones climáticas o la actividad solar. Mientras que una de las estructuras de elemento solar que contiene varias áreas equipadas con los resonadores 2D-3D puede ser sintonizada a una frecuencia de resonancia correspondiente a la densidad espectral de potencia seleccionada (realizada en formas tal como una lámina), otra estructura de elementos solares puede sintonizarse a una frecuencia seleccionada diferente de densidad espectral de potencia. Las estructuras están dispuestas unas con otras en la dirección de la progresión de onda electromagnética de la fuente. Por lo tanto, es posible - para el área geográfica determinada, actividades solares, o fuente de onda electromagnética - para establecer un sistema que facilita la explotación máxima de la onda electromagnética como una forma de energía incidente.

Los elementos solares así compuestos pueden ser fabricados o montados en una fábrica o configurados directamente en la ubicación propuesta del kit suministrado.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS El principio de la invención se aclarará mediante el uso de dibujos, donde: la figura 1 describe la disposición básica de un elemento solar con un resonador 2D-3D e indica la configuración en el sistema; la figura 2 ilustra una modalidad ejemplar de un elemento solar que incluye un sistema de resonadores 2D-3D y que conecta componentes dispuestos en una estructura semiconductora e indica el arreglo del otro elemento solar sintonizado en una frecuencia diferente; la figura 3 muestra una vista esquemática de un resonador 2D-3D dispuesto en un dieléctrico; la figura 4 representa la configuración de un resonador 2D-3D y un reflector; la figura 5 proporciona una vista de la dirección de la incidencia de la onda de EMG en el resonador 2D y describe el arreglo espacial parcial del resonador 2D-3D en el dieléctrico, asi como la posición del área del reflector dentro del dieléctrico del elemento solar; la figura 6a ilustra la vista axonométrica del resonador (formado por el reflector) arriba del cual el componente dieléctrico y transíormacional se disponen; la figura 6b muestra una vista lateral del resonador; la figura 7a representa la conexión del componente transíormacional con un componente no lineal en la dirección de avance; la figura 7b describe la conexión del componente transíormacional con el componente no lineal en la dirección inversa; la figura 8 muestra la conexión de circuito resonante (el circuito consiste de un elemento solar y electrónicos relacionados).

DESCRIPCIÓN DE LA MODALIDAD EJEMPLAR DE LA INVENCIÓN El principio de la construcción de un elemento solar con un resonador dispuesto sobre una estructura semiconductora será aclarado por pero no limitado a los ejemplos proporcionados posteriormente.

La versión básica de un elemento solar con un resonador 2D-3D dispuesto en un dieléctrico se proporciona en la figura 1. Esta forma del elemento solar incluye una estructura dieléctrica en capas. Esta estructura está formada por el área 5 con amortiguación electromagnética mínima; la estructura está limitada por los límites 6 de los cambios de propiedad material y por el área 20 que exhibe una frecuencia de resonancia diferente. Además, el área 5 con amortiguación electromagnética mínima incluye por lo menos un resonador 2D-3D 4. En la ubicación del plano de incidencia 3 sobre la superficie del área, la parte 2D del resonador 4 se dispone; la parte 3D del resonador ocupa una porción del área 5 con amortiguación electromagnética mínima. La parte 3D en este caso, está limitada por el límite 6 de los cambios de propiedad material. Después del área 5 con amortiguación electromagnética mínima en la dirección de la propagación de la onda del EMG, que está limitada por el plano de incidencia 3 y el límite 6 de los cambios de propiedad material, esto sigue otra área 20 que exhibe una frecuencia de resonancia diferente del resonador 2D-3D. Después de la última área 20 que exhibe una frecuencia de resonancia diferente del resonador 2D-3D, ya sea el espacio libre o un sistema solar se acopla al área 11.

El resonador 2D-3D real 4 se describe en las figuras 4, 6a y 6b. Esta versión del resonador 2D-3D 4 consiste de un componente transíormacional 8 y un reflector 7, entre las cuales el dieléctrico 10 (tal como un aislante) se dispone, con el componente transíormacional 8 constituido por un par de electrodos en la forma mutuamente dispuesta, conductores acoplados rodeados por el dieléctrico 10. Además, el componente transformacional 8 se dispone en el dieléctrico 10, sobre el cual el reflector 7 se coloca ortogonalmente. La figura 5 muestra la disposición del dieléctrico 10 en la estructura en capas. El resonador 2D-3D 4 produce la corriente eléctrica o voltaje, que se lleva a cabo con la ayuda de un componente no lineal 15 al elemento de conexión 16; esta situación puede observarse en las figuras 7a y 7b, donde ambos tipos de la polarización del componente no lineal 15 se describen.

La figura 8 representa un diagrama eléctrico alterno del elemento solar. Las variantes de interés son principalmente un rectificador de una vía o dos vías, un modelador, o un filtro de señal. Estos tipos de conexión son ampliamente conocidos. Una fuente 19 de corriente alterna o voltajes causados por la inducción, de una onda electromagnética está conectada paralelamente con el primer capacitor 18 y el inductor 14, que en la conexión están constituidos por un condensador y una bobina. Estos componentes entonces crean un circuito de alternación sintonizado, que se sintoniza a las características y los parámetros de la onda electromagnética incidente y que resuena. El elemento no lineal 15 formas la señal en el circuito resonante; esta señal entonces se filtra (rectifica) a una forma más utilizable. Como siguiente paso, se realiza la conexión al segundo capacitor 17; en la conexión, el capacitor está constituido por un condensador. También, en la conexión, se indican los componentes de conexión 16. Estos componentes 16 exhiben voltaje eléctrico +U, -U. Si una carga eléctrica seleccionada 13 en la forma de impedancia Z está conectada a los componentes de conexión 16 (tal como abrazaderas), una variación en el circuito resonante ocurre y el resonador puede cambiar sus características a tal punto que no será de un modo de resonancia adecuado. Por lo tanto, un dispositivo 12 se introduce antes de la carga eléctrica 13. Con cualquier carga por impedancia eléctrica Z en su salida, este dispositivo causará la situación cuando, en la salida, el resonador con el componente no lineal 15 y el segundo capacitor 17 es cargado por uno y el mismo valor de impedancia Zi, que no cambiará el modo de ajuste del resonador.

La función (u operación) del elemento solar, que incluye un resonador 2D-3D 4 dispuesto en una estructura dieléctrica en capas, es como sigue: una onda electromagnética 1 dentro del intervalo de longitud de onda de 100 nm a 100000 nm infringe en el punto de incidencia de onda 2 en el plano de incidencia 3 del área 5 con amortiguación electromagnética mínima. El resonador 2D-3D 4 periódicamente se repite también en áreas individuales 20 que tienen frecuencias de resonancia diferentes (como se describe en la figura 1 y figura 2). En el plano de incidencia 3 del área 5, la formación de al menos un resonador 2D-3D 4 se dispone. Este resonador puede operar (realizar su función) individualmente; alternativamente, podemos realizar una interconexión entre los resonadores, creando así un campo de elementos solares de repetición periódicamente. En el plano de incidencia 3, estos elementos están conectados paralelamente o en serie, con la formación de al menos dos resonadores 2D-3D 4 en un único elemento solar que parece ser una solución ventajosa. Estos resonadores están interconectados por medio de un elemento de conexión 9. La primera área 5 con amortiguación electromagnética mínima en la dirección de la incidencia de onda electromagnética está sintonizada con la frecuencia de resonancia fi desde el dominio del espectro de onda electromagnética incidente; después de esta área, otra área 20 que tiene una frecuencia de resonancia diferente f2 está incluida en la dirección de la onda electromagnética progresiva. Por lo tanto, se produce el progreso de otra N hasta la orden de cientos o miles de áreas 20 que exhiben frecuencias de resonancia diferentes y un sistema es creado; ttaammbbiiéénn,, allí se sostiene que las frecuencias de resonancia de f\ a fn no debe repetirse en las capas, y esta regla asegura la máxima explotación de la energía de la onda electromagnética incidente.

Una onda electromagnética 1 infringe en el punto de incidencia 2 en el plano de incidencia 3. Aquí, los componentes eléctricos y magnéticos de la onda electromagnética 1 se descomponen y forman la máxima de las intensidades de los campos eléctricos y magnéticos. Este proceso se realiza gracias a la forma diseñada del reflector 7, que puede ser una capa delgada, un cubo, una pirámide, un cono, un toroide o una esfera de su combinación, partes, penetración. La superficie del reflector 7 puede estar formada por una capa de un material dieléctrico, metal o una combinación y variedad de formas de ambos (los componentes que son parte del resonador 2D-3D 4). Con el fin de que la máxima de intensidades mencionada anteriormente sea sumada aritméticamente (traslapada) cuando se realiza una conexión de dos resonadores 2D-3D 4 repetidos periódicamente, estos resonadores están conectados a través de un elemento de conexión 9 (como se describe en la figura 2). Esta figura muestra un ejemplo del elemento solar propuesto que tiene un resonador 2D-3D dispuesto en una estructura dieléctrica, donde dos resonadores 2D-3D 4 se disponen en la localización del plano de incidencia 3. Estos resonadores se repiten periódicamente en otras estructuras dieléctricas 5; también, los resonadores 2D-3D 4 están interconectados por medio de los componentes de conexión 9.

Una modalidad ejemplar de un elemento solar que incluye un resonador 2D-3D 4 y dispuesto en un dieléctrico se describe en la figura 3. Esta versión del resonador 2D-3D 4 está dispuesta en una estructura dieléctrica en capas. El área 5 con amortiguación electromagnética mínima está limitada por los límites 6 de los cambios de propiedad del material. El arreglo mutuo (configuración) de partes individuales del elemento solar se muestra en la figura 4. El resonador 2D-3D 4 consiste de un componente transíormacional 8 (que se compone de un par de electrodos en forma de conductores acoplados), reflector 7 y un dieléctrico 10. El resonador 2D-3D 4 está además incrustado en la estructura dieléctrica en capas; la geometría está diseñada en relación con la longitud de onda de la onda electromagnética incidente, es decir, principalmente de dicha manera que el grosor de la estructura dieléctrica será mínimamente de la longitud de onda de la frecuencia más baja de la radiación electromagnética incidente. El diseño de la geometría propuesta garantizará la característica de resonancia resultante.

Después de infringir en el plano de incidencia 3, la onda electromagnética penetra a través de la estructura dieléctrica en capas. En la superficie de la estructura, en la localización del plano de incidencia 3, la parte 2D del resonador 4 se dispone, mientras que la parte 3D ocupa una porción del área 5 que tiene amortiguación electromagnética mínima (como se ilustra en las figuras 3 y 4). El área 5 con amortiguación electromagnética mínima es instrumental para establecer las condiciones de la máxima de componentes eléctricos y magnéticos en el plano de incidencia de onda electromagnética 3. En este sentido, la estructura dieléctrica en capas está diseñada de tal manera que la onda electromagnética que progresa en la estructura dieléctrica en capas podría acoplarse y crear un área resonante con la máxima resonancia en el plano de incidencia 3. El área 5 con amortiguación electromagnética mínima está equipada con un electrodo relativo 21. La onda electromagnética además progresa detrás del área 5 con amortiguación electromagnética mínima; la onda progresa de tal manera que se crea sólo una onda reflejada mínima. Las dimensiones del área 5 con amortiguación electromagnética mínima son seleccionadas para ser, en por lo menos, igual a o mayor que un cuarto de la longitud de onda de la onda electromagnética incidente en relación con la permitividad relativa del dieléctrico 1 (por ejemplo, ambas capas pueden mostrar el grosor de 10 mm para el tipo de material seleccionado).

A través de alcanzar el estado resonante, se produce - en al menos un elemento solar dentro del grupo de elementos de repetición periódicamente que están ordenados uno después de otro en la dirección de la onda electromagnética incidente - un incremento múltiple de amplitudes de la onda electromagnética incidente original; para la longitud de onda asumida de la onda electromagnética 1 que infringe en el plano de incidencia 3 de la estructura dieléctrica 5, podemos obtener un voltaje eléctrico aplicable para su procesamiento adicional por circuitos electrónicos 12 que manejan el desempeño y el modo de la estructura periódica/en capas diseñada para recolección de energía (explotación de energía, "administración de energía"). Un conductor de alta calidad o dieléctrico se aplica como el material de trayectorias conductivas formadas en el plano de incidencia 3, en el cual la parte 2D del resonador 4 se dispone; el mismo conductor de alta calidad se utiliza también para el elemento transformador 8, el material de elemento de conexión 9, y el material de elemento no lineal 15. El conductor exhibe diferente permitividad relativa con respecto a la permitividad relativa del área de amortiguación electromagnética mínima 5. El área 5 con amortiguación electromagnética mínima está formada por una combinación del dieléctrico 10 y un material conductor y/o semi-conductor. El diseño del resonador, su disposición, y la selección de los materiales se realizaron todos de tal manera que, en el área 5 con amortiguación electromagnética mínima, el coeficiente de reflexión es menor de 0.5 desde el intervalo de <-l,l>.

La estructura dieléctrica diseñada del elemento solar incluido en el sistema opera en el estado resonante, que nos permite obtener ventajosamente en el resonador 4 múltiples valores (1-10000) de amplitud del componente eléctrico de la onda electromagnética incidente 1. El arreglo periódico propuesto del sistema solar facilita la operación en el modo de resonancia para las frecuencias f dentro del intervalo de 0.1 THz a 5000 THz del espectro de la onda electromagnética incidente.

La solución clásica que usa antenas y circuitos resonantes estándar generalmente alcanza sólo la relación de las propiedades selectivas, y no es posible diseñar esta solución para el intervalo de frecuencia establecida anteriormente de la onda electromagnética incidente. El enfoque propuesto en este documento, gracias a la aplicación de un mayor número de elementos sintonizados en todo el sistema fotovoltaico/solar, nos permite lograr la transformación de energía en el intervalo de frecuencia especificada anteriormente. Esta condición puede ser ventajosamente utilizada para el diseño de una óptima estructura dieléctrica en capas y para aproximar el estado ideal de la tasa de explotación de 100%, o la transformación de la onda electromagnética 1 incidente sobre los elementos a la salida del generador. Por lo tanto, se puede aplicar el enfoque propuesto para facilitar el uso permanente del sistema diseñado caracterizado por la alta eficiencia, vida de operación, y la independencia de los parámetros térmicos de los sistemas realizados.

Un prerrequisito necesario para la utilización del elemento básico (como el muy mínimo) como una fuente de energía eléctrica consiste en conectar el circuito externo electrónico 12, que no permite alcanzar el estado que, en cualquier carga (impedancia de carga Z 13 asume los valores del intervalo de 0 a Ohms) de la salida del circuito 12, la variación de la carga eléctrica en la entrada del circuito 12 no se manifestará por sí mismo. Por lo tanto, el componente básico o el grupo de componentes permanecerán en el estado resonante.

Aplicabilidad industrial El elemento solar descrito puede ser utilizado como un recolector o generador de energía eléctrica, posiblemente también como un sensor o convertidor no lineal. La ventaja propuesta por la solución presentada consiste en su insensibilidad a temperaturas más altas dentro del área del elemento, que es especialmente conveniente para las aplicaciones en energéticos y dentro de las unidades más grandes.

Claims (21)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones: 1.- Un elemento solar que incluye un resonador dispuesto sobre una estructura, caracterizado en que está formado por una estructura dieléctrica en capas que consiste de un área (5) con amortiguación electromagnética mínima, cuyo plano superior constituye el plano de incidencia (3), y la estructura dieléctrica en capas es permeable para una onda electromagnética y limitada por los límites (6) de las variaciones en las propiedades del material, mientras que al menos un resonador 2D-3D (4) se dispone en el área (5) con amortiguación electromagnética mínima, en donde la parte 2D del resonador se dispone en el plano de incidencia (3), con la parte 3D correspondiente localizada en el dieléctrico (10) considerando que el área (5) con amortiguación electromagnética mínima es acoplada con al menos un área (20) que tiene una frecuencia de resonancia diferente, el área (20) es limitada por los límites (6) de las variaciones en las propiedades del material, y por lo menos un resonador 2D-3D (4) se dispone en el área (20) que tiene una frecuencia de resonancia diferente, en donde la parte 2D del resonador (4) se dispone en el plano de incidencia (3), mientras que la parte 3D correspondiente se localiza en el dieléctrico (10), mientras que la última zona (20) que tiene una frecuencia de resonancia diferente en la dirección de la propagación de la onda electromagnética se acopla con un sistema solar (11). 2.- El elemento solar que incluye un resonador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el resonador 2D-3D (4) está formado por dos partes, de las cuales la primera parte 2D está constituida por un elemento transíormacional (8) dispuesto en el plano de incidencia (3) y que consiste de un par de electrodos en forma de conductores acoplados, mientras que la segunda parte 3D está constituida por un dieléctrico (10) y un reflector (7), que se dispone dentro del área (5) con amortiguación electromagnética mínima, y el componente transformacional (8) se dispone en el dieléctrico (10), con el cual el reflector (7) se iguala. 3.- El elemento solar que incluye un resonador de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el resonador 2D-3D (4) está formado por dos partes, de las cuales la primera parte 2D está constituida por un elemento transformacional (8) dispuesto en el plano de incidencia (3) y que consiste de un par de electrodos en forma de conductores acoplados, mientras que la segunda parte 3D está constituida por un dieléctrico (10) y un reflector (7), que se dispone dentro del área (20) con una frecuencia de resonancia diferente, y el componente transíormacional (8) se dispone en el dieléctrico (10), con el cual el reflector (7) se iguala. 4.- El elemento solar que incluye un resonador de conformidad con las reivindicaciones 1 y 3, caracterizado porque el reflector (7) es, en relación con el dieléctrico (10), dispuesto ortogonalmente al plano de incidencia (3). 5.- El elemento solar que incluye un resonador de conformidad con las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el área (5) con amortiguación electromagnética mínima puede comprender un resonador 2D-3D (4) que exhibe una frecuencia de resonancia consistente con frecuencia de resonadores 2D-3D (4) dispuesta en otras áreas (20) con diferente frecuencia de resonancia dentro del sistema solar. RESUMEN DE SÍMBOLOS REFERENCIALES

1.- Onda electromagnética

2.- Ubicación de la incidencia de onda

3.- Plano de incidencia

4.- Resonador básico

5.- Estructura dieléctrica

6.- Limites de variación en las propiedades del material

7.- Reflector resonador básico

8.- Componente transíormacional

9.- Componente de conexión de resonadores básicos

10.- Dieléctrico

11.- Terminación libre de la última área de estructuras sintonizadas o un sistema solar de terminación acoplado

12.- Circuito eléctrico

13.- Carga

14.- Inductor

15.- Componentes no lineales

16.- Componente de conexión

17.- Segundo capacitor

18.- Primer capacitor

19.- Fuente de corriente o voltaje causado por la inducción de una onda electromagnética

20.- Estructura dieléctrica de resonadores sintonizados diferencialmente

21.- Electrodo relativo