CAVIASCA, Alessandro (Montcada 31-33, 3º 2ª, Barcelona, E-08003, ES)
| R E I V I N D I C A C I O N E S: Ia - LUMINARIA SOLAR FOTOVOLTAICA COMPACTA CON AUTOSUFICIENCIA ENERGETICA, de las que comprenden de forma separada unas células de captación de energía fotovoltaica y una luminaria, caracterizada en que la luminaria (12) presenta un cuerpo (14) compacto y único, en cuya parte superior comprende entre otros unos medios de captación de energía, tales como un captador fotovoltaico (13) flexible, adaptable y/o adaptado a cualquier tipo de geometría de luminaria (12) , de manera que dicho captador o célula o panel o captador fotovoltaico (13) se entrega en el cuerpo (14), formando parte del mismo cuerpo (14), encontrándose en el interior del cuerpo (14) unos medios de regulación y control de intensidad lumínica, unos medios de almacenamiento de energía recibido por el captador fotovoltaico (13) como medios de generación de luz, unos medios de detección de presencia, una electrónica inteligente y unos medios de monitorización a distancia de la luminaria. 2a - LUMINARIA SOLAR FOTOVOLTAICA COMPACTA CON AUTOSUFICIENCIA ENERGETICA, según la Ia reivindicación caracterizada en que en el interior del cuerpo (14) de la luminaria (12) se instalan mediante, soldadura, remaches, tornillos o similares unos medios de generación de luz tales como una o más regletas (18), conteniendo cada regleta (18) una o más unidades leds (20), con baterías individuales (21), para cada led (20) o bien una batería única para grupos de leds (20) y unos medios de regulación de control de carga y de intensidad (19) . 3a - LUMINARIA SOLAR COMPACTA CON AUTOSUFICIENCIA ENERGETICA, según las anteriores reivindicaciones caracterizada en que el regulador de control de carga y el regulador de intensidad lumínica (19) forman un solo cuerpo. 4a - LUMINARIA SOLAR FOTOVOLTAICA COMPACTA CON AUTOSUFICIENCIA ENERGETICA, según la Ia reivindicación, caracterizada en que el cuerpo (14) de la luminaria (12) y en cualquier punto del mismo se incorpora uno o más sensores de presencia. 5a - LUMINARIA SOLAR COMPACTA CON AUTOSUFICIENCIA ENERGETICA, según la Ia reivindicación, caracterizada en que para la monitorización de una o más luminarias (12) se incorporan al cuerpo (14) unos medios de monitorización de dichas luminarias (12) tales como un reproductor inalámbrico (23) o de radiofrecuencia, y una tarjeta SIM. 6a - LUMINARIA SOLAR COMPACTA CON AUTOSUFICIENCIA ENERGETICA, según la Ia reivindicación, caracterizada en que el captador fotovoltaico (13) puede girar respecto del cuerpo (14) de la luminaria (12) para facilitar el mantenimiento de la luminaria. 7a - LUMINARIA SOLAR COMPACTA CON AUTOSUFICIENCIA ENERGETICA, según la Ia reivindicación, caracterizada en que la luminaria (12) es aplicable a cualquier columna báculo o soporte existente (11) al disponer en su interior de la cavidad correspondiente con un sistema de anclaje universal, en la que se encaja la parte extrema libre de dicha columna (11) . 8a - LUMINARIA SOLAR COMPACTA CON AUTOSUFICIENCIA ENERGETICA, según la Ia reivindicación, caracterizada en que la electrónica inteligente de la luminaria (12) incluyen entre otros un transformador AC-DC para abastecerse de la red cuando se agota la energía eléctrica almacenada en las baterías y un transformador AC-DC para dar energía a la red cuando las baterías están cargadas. 9a - LUMINARIA SOLAR COMPACTA CON AUTOSUFICIENCIA ENERGETICA, según la Ia reivindicación, caracterizada en que el captador fotovoltaico (13) es una de las realizaciones posibles de un módulo de silicio cristalino o bien de tecnología de capa delgada (silicio amorfo o CIGS/CIS) de potencia 40W o 80W, o 120W o 160W de potencia. |
AUTOSUFICIENCIA ENERGETICA
Memoria Descriptiva Objeto de la Invención:
Más concretamente la invención se refiere a una luminaria de formato compacto y único, que incorpora en su parte superior unos medios de captación y conversión de la energía solar en energía eléctrica, en su parte interior los medios de acumulación de la energía producida, los medios para la alimentación, la regulación de carga de la batería, el encendido de lámparas, regulación de funcionamiento de las lámparas, las lámparas propiamente dichas, preferentemente pero no exclusivamente leds, con los correspondientes cables de conexión entre dichos medios.
La luminaria una vez montada en un pedestal o báculo u otro soporte representa una farola solar compacta de alta eficiencia energética, para espacios urbanos e interurbanos, que combina la tecnología solar fotovoltaica llamada (SFV) avanzada, con tecnología de baterías de litio, tecnología lumínica LED y tecnología de control de carga y descarga baterías, y control lumínico dinámico programable en horas de funcionamiento.
Finalmente se incluirá también un equipo para la monitorización remota así como un transformador de corriente AC-DC para que, si se desea, se pueda abastecer de la red cuando la radiación solar no fuera suficiente (ubicación de la luminaria en zonas geográficas con períodos de escasa radiación solar, mal tiempo prolongado, etc) , o bien un transformador DC/AC que posibilite la entrega de energía eléctrica a la red, cuando las baterías de la luminaria se encuentren cargadas .
Estado de la Técnica:
Existen en el mercado y por tanto pueden considerarse como estado de la técnica un gran número de modelos de luminarias, las cuales se alimentan de energía solar mediante los correspondientes módulos fotovoltaicos colocados en sus inmediaciones, normalmente en el mismo báculo que sostiene la luminaria con el correspondiente soporte que une el panel con el báculo .
Básicamente el estado de la técnica en este sector se puede agrupar en dos tipos de farolas, la farola normal compuesta por:
a. Luminaria.
b. Báculo de soporte.
c. Cables de conexión que van a la red,
y farola fotovoltaica autónoma que está normalmente compuesta por:
A. Luminaria.
B. Báculo de soporte.
C. Módulo fotovoltaico .
D. Baterías.
E. Electrónica de control (carga y descarga de la batería)
F. Cables y conectores entre A, C, D y E.
Por ejemplo el módulo fotovoltaico convencional se sostiene en el pedestal mediante un soporte, la luminaria se monta en el extremo de dicho pedestal, o bien de un brazo, si se aguanta en un muro o pared, y finalmente las baterías se albergan en el interior del báculo o en su base o en una caja su extremidad superior .
Las conexiones entre módulo FV, luminaria y batería se realizan mediante cables, que se ocultan en el caso de ir montada la luminaria en un báculo por su interior. Finalidad de la Invención:
La invención tiene por fin una nueva luminaria fotovoltaica autónoma, en el que el propio cuerpo de la luminaria lleva compactados los elementos A, C, D, E y F, es decir, una luminaria fotovoltaica compacta autónoma aplicable a una pared o a báculos o soportes ya existentes, incluyendo los soportes relativos a farolas convencionales o fotovoltaicas, diseñada como producto energéticamente autónomo, que repercute en una importante reducción de costos de producción, un aumento de eficiencia energética, y un mayor respecto con el medio ambiente, sustituyendo el uso de contaminantes como el plomo en las baterías o el mercurio en la luminaria por tecnologías más limpias.
En esta línea la luminaria preconizada utiliza tecnologías de captación de libre orientación, acumulación de energía solar de alta densidad energética y una electrónica basada en sensores y programación dinámica de la intensidad lumínica basándose sobre una electrónica inteligente que toma en cuenta los historiales climatológicos y un control de carga de la batería que detecte en cada momento el nivel de carga de la misma reduciendo los ciclos de carga y descarga y alargando así la vida útil del acumulador. Estas mejoras permiten una iluminación altamente eficiente en términos energéticos y una muy fácil adaptación del producto en cualquier espacio urbano o interurbano.
La compactación de sus componentes en un solo elemento reduce el tiempo y los costes de instalación a la vez que facilita su transporte, haciendo más asequible el uso generalizado de la iluminación sostenible en los espacios públicos.
Otra de las finalidades de la invención es la fácil instalación lo cual permite usar los postes de las farolas urbanas existentes como estructura soporte de la luminaria fotovoltaica autónoma compacta en sustitución de la luminaria antigua.
Descripción de la Invención:
La luminaria preconizada es un cuerpo compacto, cuya parte superior es una superficie fotovoltaica flexible o no flexible que hace también la función de tapa y que descansa en el cuerpo o carcasa de la luminaria, que se constituye como panel FV, a su vez dicho cuerpo el de la luminaria alberga en su interior un acumulador de energía, un regulador de carga de las baterías y un regulador de intensidad lumínica, como medios de iluminación incorpora un panel lumínico LED en la parte inferior de dicho cuerpo formado entre otro elemento por una regleta y lámparas leds, y dispone de un sistema de fácil anclaje a cualquier soporte urbano (báculo) o bien al muro o pared de un edificio.
La luminaria recoge la energía solar mediante un captador fotovoltaico adaptable a cualquier tipo de geometría de luminaria, fabricado a base de un material sensible a la radiación solar y activo en cualquier orientación, que se monta en el cuerpo de la luminaria, permitiendo la instalación en cualquier emplazamiento mínimamente soleado, aprovechando también de la luz difusa y adaptándose perfectamente a cualquier diseño estructural gracias a su flexibilidad.
La energía solar captada por el panel flexible se almacena en un acumulador de litio polímero, reduciendo el peso, grosor y tamaño del sistema de acumulación de energía, a la vez que permite su integración en una superficie adyacente a la posición de la luminaria.
Además, esta tecnología, la que emplea el acumulador de litio (pudiendo sustituirse el litio por otro tipo de material tal como el Ni- h) está libre de plomo, por lo que es más respetuosa con el medio ambiente que las baterías convencionales conocidas.
La luminaria incorpora varias unidades led y el conjunto de led está alimentado por una batería de litio polímero adyacente, de modo que no se requieren largos cables eléctricos eliminando así sus perdidas energéticas asociadas, resultantes de caídas de tensión y disipación de calor.
Así mismo el cuerpo de la luminaria puede incorporar un repetidor inalámbrico que funcionaría por medio de tarjeta SIM para enviar datos de todo un grupo de farolas a la central pudiéndose así monitorizar varios parámetros como el funcionamiento de la farola y la capacidad de almacenamiento, pudiéndose consecuentemente parametrizar estos datos mejorando las prestaciones de la luminaria autónoma.
Otra de las finalidades de la invención es la posibilidad de la luminaria preconizada para iluminar zonas que por su situación geográfica son de difícil cobertura mediante red eléctrica convencional. Las características formales de la luminaria serán múltiples con posibilidad de que la luminaria tenga forma exterior cóncava o plana o cualquier otra forma, siendo que en cualquier caso el módulo FV o tapa de la luminaria puede abrirse a fin de acceder al cuerpo de la luminaria para su registro, mantenimiento y sustitución de componentes.
Otros detalles y características se irán poniendo de manifiesto en el transcurso de la descripción que a continuación se da, en los que se hace referencia a los dibujos que a esta memoria se acompañan, en los que se muestran a título ilustrativo pero no limitativo una representación gráfica de la invención.
Descripción de las figuras:
La figura n° 1 es una vista lateral en alzado de una farola fotovoltaica autónoma (10) tipo según el estado de la técnica que en una de las realizaciones posibles, está formada por una columna soporte (11) , un brazo (24), una luminaria (25) y una base (22) en la que se encuentra una batería (21) y la electrónica de control (19) .
La figura n° 2 es una vista en sección de la invención (luminaria fotovoltaica autónoma compacta) desprovista de columna soporte (11) .
La figura n° 3 es un ejemplo de una farola fotovoltaica autónoma (10) , dotada de dos luminarias (12), incorporadas a una columna (11).
La figura n° 4 es una luminaria fotovoltaica compacta autónoma (objeto de la invención) (12) en una de las múltiples versiones posibles en posición de abierta al girar su parte superior el captador fotovoltaico (13), respecto al cuerpo (14) de la luminaria (12) .
La figura n° 5 es una realización alternativa de la farola fotovoltaica autónoma representada en la figura n° 3.
La figura n° 6 es una realización alternativa de la luminaria fotovoltaica autónoma (12) de la mostrada en la figura n° 2, en la que se indica a puntos el movimiento de la tapa recubierta con el panel o captador fotovoltaico (13) .
Sigue a continuación una relación numérica de las distintas partes de la invención y que se grafian en las anteriores figuras; (10) farola fotovoltaica autónoma,
(11) columna soporte, (12) luminaria fotovoltaica autónoma, (13) captador fotovoltaico, (14) cuerpo de la luminaria (12), (15) cristal, (18) regleta,". (19) regulador de control de carga y tensión, (20) leds, (21) baterías, (22) base de (11) , (23) módulo fotovoltaico convencional, (24) brazo, (25) luminaria convencional,
(26) bisagra.
Descripción de una de las realizaciones de la invención:
En una de las realizaciones según el estado de la técnica actual y tal y como puede verse en la figura n° 1, una farola fotovoltaica autónoma (10) está formada por una columna o báculo (11) , en cuya parte superior se encuentran unos medios de apoyo de una luminaria (25) , y la luminaria (25) propiamente dicha, la cual descansa sobre una columna o báculo (11) con la ayuda de un brazo (24), en cuya base (22) se incorporan unas baterías (21) que reciben carga del módulo fotovoltaico (23) .
La luminaria (12) objeto de la invención comprende en un solo cuerpo (14) los medios siguientes de: - Captación de energía.
- Almacenamiento de la energía captada y su electrónica de regulación de carga y control lumínico.
Encendido.
Generación de luz.
Monitorización a distancia de dichas luminarias. Sensor/es de presencia.
Convertidor AC/DC (opcional)
Específicamente la luminaria (12) tal y como se muestra en la figura n° 2 presenta un cuerpo (14), en cuya parte superior se encajan unos medios de captación de energía tales como un captador fotovoltaico (13) a medida, de manera que dicho captador (13) se integra en el cuerpo (14), no como un elemento separado de (12), sino formando parte del mismo cuerpo (14), sin alterar las cotas exteriores de dicho cuerpo.
La posibilidad de que los medios de captación de energía, tal como el captador (13) sea un medio flexible, permite el adaptarse a cualquier tipo de configuración exterior de luminaria (12), tal y como se muestra en la figura n° 6 y a título de ejemplo.
En la figura n° 3 se muestra una ejecución posible de la invención, en la que las luminarias (12) se implementan en una columna o báculo (11) que se fija o ya está fijada directamente al suelo.
En la figura n° 4 se muestra la manera como el captador (13) puede girar respecto del cuerpo (14) dejando a la vista los órganos internos de dicha luminaria (12), acoplándose el cuerpo (14) a la columna (11), al haber provisto en el interior de (14) una cavidad adecuada para el alojamiento de los componentes (18), (19), (20), (21), preveyéndose asi mismo una cavidad o sistema universal de encaje a la columna soporte (11) no representado en las figuras.
El captador fotovoltaico (13), en una de las realizaciones posibles, consta de un módulo de silicio cristalino o bien de tecnología de capa delgada (silicio amorfo o CIGS/CIS) de potencia 40w o 80w, o 120w o 160w de potencia por ejemplo o más bien de la potencia adecuada a su aplicación. El campo de captación transforma la energía solar recibida en energía eléctrica en forma de corriente continua.
En el interior del cuerpo (14) de la luminaria (12) se instala mediante soldadura remaches tornillos o medios similares, unos medios de generación de luz tales como una o más regletas (18), conteniendo cada regleta (18) una o más unidades leds (20) de alta potencia y de última generación tal como (1001m/ W por ejemplo), intercalando entre los leds (20) o adyacente a ellos y a la batería (21) , unos medios de regulación que comprende un regulador de control de carga y otro de intensidad lumínica ( 19) .
En una versión alternativa los leds (20) podrían incorporar una batería individual, o bien una batería para cada grupo de leds.
La batería (21) en una de las realizaciones posibles será del tipo de litio polímero cuya tecnología de acumulación de energía de alta densidad energética comparte ventajas tales como poco peso y espesor reducido, descarga profunda y vida útil medio-alta en régimen dinámico. En cualquier punto del cuerpo (14) de la luminaria (12) se instala uno o más sensores de presencia, de manera que en determinado tipo de instalaciones que utilicen la luminaria de la invención, se pueda graduar la intensidad de luz en función de las necesidades, incluso interrumpiendo el funcionamiento de los medios de iluminación si se quiere que la luminaria de luz (12) se active solo en presencia de vehículos o personas .
Según es otra característica de la invención, con el fin de poder monitorizar a distancia en el cuerpo (14) de la luminaria (12), se incorpora al cuerpo (14) unos medios de gobierno a distancia sin cables, tales como un repetidor inalámbrico, que permitirá la ejecución en las distintas luminarias de todo tipo de programas de funcionamiento de la luminaria (12) .
Descrita suficientemente la presente invención en correspondencia con las figuras anexas, fácil es comprender que podrán realizarse en la misma cualesquiera modificaciones de detalle que se estimen convenientes, siempre y cuando no se altere la esencia de la invención que queda resumida en las siguientes reivindicaciones .