ES1076062U - Modulo integrado de energía fotovoltaica - Google Patents

Abstract

1. Módulo integrado de energía fotovoltaica del tipo de los utilizados para la obtención de energía eléctrica a partir de la energía solar, caracterizado porque comprende una envolvente (1) que alberga en su interior un conector de entrada (2) para las placas solares, un regulador de carga (4), una o varias baterías (5) y uno o varios conectores de salida (9), junto con su correspondiente cableado.2. Módulo integrado de energía fotovoltaica, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un inversor (6), junto con su correspondiente cableado.3. Módulo integrado de energía fotovoltaica, según la reivindicación 1, caracterizado porque el regulador de carga (4) y la batería (5) son de 12V.4. Módulo integrado de energía fotovoltaica, según la reivindicación 2, caracterizado porque el inversor (6) es de tipo senoidal.5. Módulo integrado de energía fotovoltaica, según las reivindicaciones 2 y 4, caracterizado porque el inversor (6) es de 12 V de corriente continua de entrada y 230 V de corriente alterna de salida.6. Módulo integrado de energía fotovoltaica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende uno o varios fusibles (3) intercalados en el cableado entre el conector de entrada (2) y el regulador de carga (4).7. Módulo integrado de energía fotovoltaica, según cualquiera de las reivindicaciones 2, 4 ó 5, caracterizado porque comprende un interruptor general automático (7) intercalado entre la salida del inversor (6) y el o los conectores de salida (9).8. Módulo integrado de energía fotovoltaica, según cualquiera de las reivindicaciones 2, 4, 5, 6 ó 7, caracterizado porque comprende un interruptor diferencial (8) intercalado entre la salida del inversor (6) y el o los conectores de salida (9).9. Módulo integrado de energía fotovoltaica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dispone de un conector (10) conectado eléctricamente con la batería (5) o baterías internas.10. Módulo integrado de energía fotovoltaica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la batería (5) o baterías se encuentran ubicadas en el fondo de la envolvente (1), sujetas superiormente por unas piezas terminales (12) en esquina, sobre las que se ubica una plancha intermedia (13), sobre la que a su vez se ubican el regulador de carga (4), el inversor (6) en su caso, y los elementos auxiliares necesarios.11. Módulo integrado de energía fotovoltaica, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 9, caracterizado porque la batería (5) o baterías se encuentran ubicadas en el fondo de la envolvente (1) y fijadas por unas oportunas pestañas de encaje previstas en dicha envolvente (1), sobre la que se ubica una plancha intermedia (13), también fijada por otras oportunas pestañas de encaje previstas en dicha envolvente (1), sobre la que a su vez se ubican el regulador de carga (4), el inversor (6) en su caso, y los elementos auxiliares necesarios.12. Módulo integrado de energía fotovoltaica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la envolvente (1) es una caja de material termoplástico apilable de norma Europea, con asas de transporte y manipulación.13. Módulo integrado de energía fotovoltaica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la envolvente (1) es cerrada.14. Módulo integrado de energía fotovoltaica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el conector de entrada (2) es un conector aéreo, polarizado y estanco.15. Módulo integrado de energía fotovoltaica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el conector de salida (9) es una base de red eléctrica estándar.

Description

Módulo integrado de energía fotovoltaica.

La presente memoria descriptiva se refiere, como su título indica, a un módulo integrado de energía fotovoltaica que comprende en una caja montados y cableados los principales elementos eléctricos y electrónicos necesarios: regulador de carga, batería de 12V, inversor senoidal de 12V a 230V, interruptor, fusible diferencial, etc..., con un conector de entrada y otro de salida, de tal forma que el usuario únicamente debe conectar por un lado una o varias placas fotovoltaicas externas utilizando un cable estándar, y por otro lado, conectar la instalación que se debe alimentar o el consumo eléctrico necesario, pudiéndose obtener directamente a la salida 12V de corriente continua ó 230V de corriente alterna.

En la actualidad son ampliamente conocidos múltiples y variados tipos de instalaciones para la obtención de energía eléctrica en ubicaciones alejadas de la red de distribución eléctrica. Una gran parte de ellas hace uso de la tecnología fotovoltaica y aprovecha la energía solar para la producción de energía eléctrica. Es una tecnología que presenta el inconveniente de que se instalación requiere de una serie de elementos eléctricos y electrónicos que deben de ser adquiridos por separado, transportados, montados y conectados eléctricamente entre sí por personal técnico con formación y conocimientos suficientes, máxime cuando se pretende generar tensiones de 230V de corriente alterna, que deber de cumplir con las preceptivas normativas de seguridad y aislamiento. Esta circunstancia hace que la implementación de estas instalaciones se suela asignar a técnicos electricistas, con el consiguiente incremento en el coste económico de la instalación.

Además, en caso de instalaciones itinerantes, como por ejemplo caravanas, mobil homes, circos, casetas de obra, etc... sea bastante penoso el montar y desmontar toda la instalación en cada desplazamiento.

Se ha intentado mejorar esta situación, y podemos encontrar realizaciones como la descrita en el Modelo de Utilidad U200001799 “MODULO RURAL ENERGETICAMENTE ITINERANTE” que presenta un módulo rural itinerante autónomo constituido por un remolque que integra diversos sistemas de producción de energía separados, compuesto por un aerogenerador, paneles fotovoltaicos, regulador fotovoltaico, inversor/cargador y baterías, estando los distintos componentes del módulo rural recogidos y tapados por una tapa superior en el interior del remolque cuando estos no son utilizados y una vez que éstos se despliegan, también se despliega un impermeable para proteger los equipos, pero presenta el inconveniente de que, por su gran tamaño, no es apta para muchas aplicaciones, además que que su coste económico es relativamente elevado.

También se conocen dispositivos como el reivindicado en el Modelo de Utilidad U200900790 “KIT DE ALUMBRADO AUTONOMO CON SISTEMA DE ALIMENTACION DE ENERGIA SOLAR”, que describe un kit de alumbrado autónomo, aplicable para ser instalado en entornos o emplazamientos urbanos o rurales o navales, caracterizado por el hecho de comprender dos subsistemas, un primer subsistema de iluminación constituido por un equipo de alumbrado, de configuración variable según las necesidades de cada caso particular, y que comprende al menos fuentes de luz de tipo LED, y un segundo subsistema de alimentación eléctrica basado en energía solar constituido por un equipo de energía solar fotovoltaica autónomo, que presenta el inconveniente de estar orientado únicamente al alumbrado.

Asimismo encontramos realizaciones como la mostrada en el Modelo de Utilidad

U200800866 “MODULO PORTATIL DE CORRIENTE ALTERNA DE ORIGEN FOTOVOLTAICO Y EOLICO” que describe un módulo que se disponen entradas de fuentes fotovoltaicas y/o eólicas conectadas, pero que presenta los inconvenientes de su escasa modularidad para el transporte, lo que encarece su uso, y la carencia de opciones de ampliación. Además todas estas realizaciones siguen necesitando personal técnico para su instalación y puesta en marcha, con el consiguiente sobre coste en la instalación energética.

Para solventar la problemática existente en la actualidad en las instalaciones de energía fotovoltaica, mejorando la tecnología existente y facilitando su implementación para usuarios sin conocimientos técnicos, se ha ideado el módulo integrado de energía fotovoltaica objeto de la presente invención, el cual comprende en una caja los principales elementos eléctricos y electrónicos necesarios: regulador de carga, baterías de 12V, inversor senoidal de 12V a 230V, interruptor, fusible diferencial, etc..., todo ello ya montado, cableado y conectado entre sí, con un conector de entrada y otro de salida.

De esta forma, el usuario únicamente debe conectar por un lado una o varias placas fotovoltaicas externas utilizando un cable estándar, y por otro lado, conectar la instalación que se debe alimentar o el consumo eléctrico necesario, pudiéndose obtener directamente a la salida 12V de corriente continua ó 230V de corriente alterna.

Este módulo integrado de energía fotovoltaica que se presenta aporta múltiples ventajas sobre los equipos e instalaciones disponibles en la actualidad siendo la más importante que posibilita la rápida y fácil realización de una instalación fotovoltaica para el aprovechamiento solar a cualquier persona sin conocimientos técnicos específicos.

Es destacable que este módulo es autoinstalable, requiriendo únicamente la sencilla conexión de las placas solares para comenzar a funcionar y a poderse disponer de energía eléctrica.

Otra importante ventaja es que su construcción en una caja europea estándar facilita el apilamiento en pales y su almacenamiento y transporte.

Otra ventaja de la presente invención es que facilita la fácil y rápida implementación de la instalación eléctrica en aquellas ubicaciones en las que es materialmente imposible, o muy costosa, una instalación eléctrica convencional cableada, como por ejemplo casas de campo alejadas, refugios, parideras, naves de ganado, ermitas, iglesias, viviendas prefabricadas, etc...

Otra de las más importantes ventajas a destacar es al ser un módulo compacto fácilmente transportable, es idóneo para su uso en mercados emergentes o del tercer mundo, donde la distribución eléctrica tiene una escasa distribución.

Asimismo es destacable que, al estar todo montado, cableado y comprobado en origen, se reducen los errores y problemas de instalación.

Es interesante destacar que la eliminación de la mano de obra técnica en la instalación redunda en su abaratamiento global, que propicia que la tecnología fotovoltaica pueda extenderse a un mayor número de usuarios.

No debemos dejar de citar la especial ventaja que supone su utilización en caso de instalaciones itinerantes, como por ejemplo caravanas, mobil homes, circos, casetas de obra, etc... , eliminando la necesidad de montaje y desmontaje de toda la instalación.

Para comprender mejor el objeto de la presente invención, en el plano anexo se ha representado una realización práctica preferencial del módulo integrado de energía fotovoltaica. En dicho plano la figura –1- muestra un diagrama de bloques simplificado del módulo.

La figura –2- muestra un diagrama de bloques simplificado de un módulo conectado con otro módulo de baterías para ampliación de la capacidad.

La figura -3- muestra vista externa trasera, lateral y frontal del módulo, con los elementos internos principales mostrados en transparencia.

La figura -4- muestra un diagrama de la conexión del módulo con las placas solares y con la instalación de consumo.

La figura -5- muestra unas vistas en perspectiva de las piezas terminales en esquina de fijación de la batería.

El módulo integrado de energía fotovoltaica objeto de la presente invención, comprende básicamente, como puede apreciarse en el plano anexo, una envolvente (1), preferentemente cerrada, que alberga en su interior un conector de entrada (2) para las placas solares, un regulador de carga (4), una o varias baterías (5), un inversor (6) y uno o varios conectores de salida (9), junto con su correspondiente cableado.

El módulo se conecta por un lado mediante el conector de entrada (2) a una o varias placas fotovoltaicas (14) externas utilizando un cable estándar (15), por otro lado, mediante el conector de salida (9) y su oportuno cable (17) a la instalación (16) que se debe alimentar.

El regulador de carga (4) y la batería (5), o baterías, son preferentemente de 12V, y el inversor (6) es preferentemente de tipo senoidal de 12 V de corriente continua de entrada y 230 V de corriente alterna de salida. De esta forma, el módulo se conecta a placas fotovoltaicas (14) de 12V, y proporciona a su salida directamente 230 V de corriente alterna, para alimentar la instalación (16).

Está previsto que exista una versión alternativa, más sencilla, que no incorpore el inversor (6), proporcionando a su salida directamente los 12V de la batería o baterías (5), para alimentar en corriente continua pequeñas instalaciones.

El módulo se complementa de manera opcional con uno o varios fusibles (3) intercalados en el cableado entre el conector de entrada (2) y el regulador de carga (4), un interruptor general automático (7) intercalado entre la salida del inversor (6) y el o los conectores de salida (9), y un interruptor diferencial (8) también intercalado entre la salida del inversor (6) y el o los conectores de salida (9).

Está previsto además que el módulo pueda incorporar un conector (10) auxiliar, conectado eléctricamente con la batería o baterías (5) internas, y que permite la conexión con otro módulo auxiliar (11), que alberga asimismo una o varias baterías (5) complementarias a través de su conector (10), propiciando de esta manera la fácil ampliación de la capacidad energética del equipo.

La distribución mecánica del módulo integrado de energía fotovoltaica, está basada en que la batería o baterías (5) se encuentran ubicadas en el fondo de la envolvente (1), por su mayor peso, y están sujetas superiormente por unas piezas terminales (12) en esquina, preferentemente realizadas en porexpan, corcho blanco, cartón o materiales de relleno similares. Estas piezas terminales (12) realizas una doble función: por un lado rellenan

5 y fijan la batería o baterías (5) dentro de la envolvente (1), impidiendo su movimiento, y por otro lado sirven de soporte aislante a una plancha intermedia (13), preferentemente metálica, que conforma un nivel superior. Sobre esta plancha intermedia (13) se ubican el regulador de carga (4), el inversor (6) en su caso, y los elementos auxiliares necesarios, fijándolos mediante medios mecánicos convencionales.

En una realización alternativa la batería o baterías (5) están fijadas por unas oportunas pestañas 10 de encaje previstas en dicha envolvente (1), y la plancha intermedia (13) también se encuentra fijada de la misma forma por otras oportunas pestañas de encaje previstas en dicha envolvente (1).

La envolvente (1) es preferentemente una caja cerrada de material termoplástico apilable de norma Europea, de 600 x 400 x 400 mm con asas de transporte y manipulación. La caja debe disponer de tapa accesible para un posible mantenimiento. Este tipo de caja permite el fácil apilamiento modular en un palet para su transporte.

15 El conector de entrada (2) es un conector aéreo, polarizado y estanco, ubicado en el propio cable que atraviesa la envolvente (1) por un prensa estopas, aunque de manera alternativa puede incorporar un conector en la propia envolvente (1).

El conector de salida (9) es preferentemente una base de red eléctrica estándar.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

   1 – Módulo integrado de energía fotovoltaica del tipo de los utilizados para la obtención de energía eléctrica a partir de la energía solar, caracterizado porque comprende una envolvente (1) que alberga en su interior un conector de entrada (2) para las placas solares, un regulador de carga (4), una o varias baterías (5) y uno o varios conectores de salida (9), junto con su correspondiente cableado.

   2 – Módulo integrado de energía fotovoltaica, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un inversor (6), junto con su correspondiente cableado.

   3 – Módulo integrado de energía fotovoltaica, según la reivindicación 1, caracterizado porque el regulador de carga (4) y la batería (5) son de 12V.

   4 – Módulo integrado de energía fotovoltaica, según la reivindicación 2, caracterizado porque el inversor (6) es de tipo senoidal.

   5 – Módulo integrado de energía fotovoltaica, según las reivindicaciones 2 y 4, caracterizado porque el inversor (6) es de 12 V de corriente continua de entrada y 230 V de corriente alterna de salida.

   6 – Módulo integrado de energía fotovoltaica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende uno o varios fusibles (3) intercalados en el cableado entre el conector de entrada

   (2)

   y el regulador de carga (4).

   7 – Módulo integrado de energía fotovoltaica, según cualquiera de las reivindicaciones 2, 4 ó 5, caracterizado porque comprende un interruptor general automático (7) intercalado entre la salida del inversor (6) y el

   o los conectores de salida (9).

   8 – Módulo integrado de energía fotovoltaica, según cualquiera de las reivindicaciones 2, 4, 5 6 ó 7, caracterizado porque comprende un interruptor diferencial (8) intercalado entre la salida del inversor (6) y el o los conectores de salida (9).

   9 – Módulo integrado de energía fotovoltaica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dispone de un conector (10) conectado eléctricamente con la batería (5) o baterías internas.

   10 – Módulo integrado de energía fotovoltaica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la batería (5) o baterías se encuentran ubicadas en el fondo de la envolvente (1), sujetas superiormente por unas piezas terminales (12) en esquina, sobre las que se ubica una plancha intermedia (13), sobre la que a su vez se ubican el regulador de carga (4), el inversor (6) en su caso, y los elementos auxiliares necesarios.

   11 – Módulo integrado de energía fotovoltaica, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 9, caracterizado porque la batería (5) o baterías se encuentran ubicadas en el fondo de la envolvente (1) y fijadas por unas oportunas pestañas de encaje previstas en dicha envolvente (1), sobre la que se ubica una plancha intermedia (13), también fijada por otras oportunas pestañas de encaje previstas en dicha envolvente (1), sobre la que a su vez se ubican el regulador de carga (4), el inversor (6) en su caso, y los elementos auxiliares necesarios.

   12 – Módulo integrado de energía fotovoltaica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la envolvente (1) es una caja de material termoplástico apilable de norma Europea, con asas de transporte y manipulación.

   13 – Módulo integrado de energía fotovoltaica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la envolvente (1) es cerrada.

   14 – Módulo integrado de energía fotovoltaica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el conector de entrada (2) es un conector aéreo, polarizado y estanco.

   15 – Módulo integrado de energía fotovoltaica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el conector de salida (9) es una base de red eléctrica estándar.