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Title:
SOLAR POWER SYSTEMS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/163609
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to solar power systems comprising a solar canopy (1) adapted for converting solar radiation into electrical power and connected to a support structure (2) and a platform (3) that holds the support structure (2) at ground level, wherein the solar canopy (1) is configured to maximize the solar area (As) in relation to a particular installation area (Ar) and minimize the amount of material in the support structure (2) connected to the solar canopy (1).

Inventors:
CARDOSO PAULO (PT)
Application Number:
PCT/PT2023/050005
Publication Date:
August 31, 2023
Filing Date:
February 22, 2023
Export Citation:
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Assignee:
CARDOSO PAULO (PT)
International Classes:
H02S10/40; H02S20/10; H02S20/21; H02S20/23; H02S20/24; H02S20/26
Domestic Patent References:
WO2016042583A12016-03-24
Foreign References:
RU2730544C12020-08-24
KR20210003548A2021-01-12
KR101931021B12018-12-19
JPH0718820A1995-01-20
CN111391950A2020-07-10
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Claims:
REIVINDICAÇÕES Sistema de energia solar compreendendo: um envelope solar (1) com uma área total (AT) delimitada pela superfície solar de painéis solares (4) dirigidos em diversas direções para a cúpula de céu por cima e de modo que definem uma área de implantação (Ai) por baixo, e uma estrutura de suporte (2) associada ao envelope solar (1) e com uma malha estrutural definida por alinhamentos de suporte (21, 22) dispostos de modo que configuram células de malha estendendo-se na proximidade do envelope solar (1) , caracterizado por o sistema compreender pelo menos um de: um envelope solar (1) proporcionado de modo que apresenta pelo menos um de: painéis solares (4) dispostos com uma inclinação de até 55° relativamente à direção vertical, e uma área total (AT) que é pelo menos duas vezes maior que a área de implantação (Ai) , uma estrutura de suporte (2) proporcionada de modo que apresenta pelo menos um de: alinhamentos de suporte (21, 22) que configuram ângulos compreendidos entre 75° e 135°, e um número total de células de malha menor que o número total de painéis solares (4) do envelope solar (1) . Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o sistema compreender pelo menos um de: um envelope solar (1) com pelo menos uma de: uma porção de topo (11) incluindo painéis solares (4) orientados geralmente para cima, e pelo menos duas porções laterais (12) incluindo painéis solares (4) orientados geralmente lateralmente, sendo que é preferido quando pelo menos a área total (AT) , de um modo preferido também a área solar direta (As) , é pelo menos duas vezes a área de implantação (Az) ; uma estrutura de suporte (2) de tipo malha tridimensional de forma convexa disposta junto do envelope solar (1) e incluindo pelo menos dois primeiros alinhamentos de suporte (21) e dois segundos alinhamentos de suporte (22) que proporcionam pelo menos um de: configuram pelo menos doze, de um modo preferido pelo menos dezasseis células de malha, e retêm pelo menos doze, de um modo preferido pelo menos dezasseis painéis solares (4) , sendo que é preferido quando a malha estrutural apresenta células de malha de acordo com pelo menos um de: pelo menos parcialmente sobrepostas segundo uma projeção vertical e totalmente sobrepostas segundo uma projeção horizontal. Sistema de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o sistema compreender pelo menos um de: um envelope solar (1) incluindo painéis solares (4) orientados segundo pelo menos quatro direções diferentes relativamente à cúpula de céu, sendo que pelo menos duas ou pelo menos três das referidas direções diferem de um modo preferido entre si de um ângulo medido pelo exterior do envelope solar (1) de pelo menos 200°, de um modo preferido pelo menos 220°, de um modo particularmente preferido pelo menos 250°, uma estrutura de suporte (2) incluindo pelo menos um de: primeiros alinhamentos de suporte (21) que se estendem geralmente para cima, e segundos alinhamentos de suporte (22) que ligam os primeiros alinhamento de suporte (21) segundo uma direção não vertical, de modo que configuram conjuntamente uma forma convexa, sendo que a distância entre pelo menos dois primeiros alinhamentos de suporte (21) sucessivos é de um modo preferido diferente da distância entre pelo menos dois segundos alinhamentos de suporte (22) sucessivos. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado por o sistema compreender pelo menos um de: um envelope solar (1) incluindo pelo menos uma porção de topo (11) orientada geralmente para cima e pelo menos duas porções laterais (12) que se estendem ao longo de pelo menos a maior parte pelo menos de segmentos de perímetro mutuamente opostos, de um modo preferido da totalidade do perímetro da porção de topo (11) , e de forma angulada relativamente à porção de topo (11) , uma estrutura de suporte (2) incluindo pelo menos quatro alinhamentos de suporte (21, 22) associados a pelo menos um de: porção de topo (11) e pelo menos duas porções laterais (12) , sendo que primeiros e segundos alinhamentos de suporte (21, 22) são de um modo preferido dispostos de modo que se intersetam a pelo menos dois niveis diferentes acima do nivel de solo, e de um modo preferido também a pelo menos dois niveis pelo menos aproximadamente iguais, de modo a configurar pelo menos cinco células de malha. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o envelope solar (1) apresentar pelo menos uma de: pelo menos uma porção de topo (11) que apresenta uma primeira área solar direta (Asz) que é pelo menos 10%, de um modo preferido pelo menos 30%, de um modo particularmente preferido pelo menos 50% maior que a área de implantação (Az) , porções laterais (12) apresentando conjuntamente uma segunda área solar direta (AS2) que é pelo menos igual ou maior que a primeira área solar direta (Asz) , de um modo preferido pelo menos duas vezes maior, de um modo particularmente preferido pelo menos três vezes maior que a primeira área solar direta (Asi) ; a soma de quatro projeções ortogonais de alçado da área solar direta (As) é pelo menos igual ou maior que a área de implantação (Az) , de um modo preferido pelo menos duas vezes maior que a área de implantação (Az) , e/ou por o envelope solar (1) compreender porções de topo e laterais (11, 12) configuradas de modo que definem conjuntamente uma forma de casca convexa que se estende de forma pelo menos maioritariamente continua com abertura orientada para baixo, sendo que a forma de casca convexa é de um modo preferido configurada de acordo com pelo menos uma de: com duas porções laterais (12) separadas entre si por pelo menos uma porção de topo (11) , de modo que configura uma forma geral de tipo arco, com pelo menos três, de um modo preferido pelo menos quatro porções laterais (12) associadas a pelo menos uma porção de topo (11) , de modo que configura uma forma geral de tipo paralelepípedo, tronco de pirâmide, ou outras formas de prismas e/ou pirâmides; com um perímetro exterior das porções laterais (12) que não excede em mais de quatro vezes, de um modo preferido não excede em mais duas vezes, de um modo particularmente preferido em mais de 50% o perímetro exterior da pelo menos uma porção de topo (11) . Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado por o envelope solar (1) compreender uma porção de topo (11) que apresenta uma primeira área solar direta (Asz) que corresponde a pelo menos uma de: pelo menos 50% maior, de um modo preferido pelo menos 70% maior, de um modo particularmente preferido pelo menos duas vezes maior que a segunda área solar direta (AS2) ; no máximo 50%, de um modo preferido no máximo 30%, de um modo particularmente preferido no máximo 25% da área solar direta (As) ; pelo menos 80%, de um modo preferido pelo menos aproximadamente igual ou maior que área de implantação (Az) , de um modo particularmente preferido pelo menos duas vezes maior que a área de implantação (Az) , inclui painéis solares (4) dispostos de acordo com pelo menos um de: numa pluralidade de, de um modo preferido pelo menos três, direções obliquas e/ou horizontais, e numa pluralidade de diferentes niveis de modo que a projeção horizontal de pelo menos parte dos painéis solares (4) não se sobrepõe à de outros painéis solares (4) , e/ou por o envelope solar (1) compreender uma pluralidade de porções laterais (12) , de um modo preferido associadas à porção de topo (11) , e que apresentam con untamente pelo menos um de: uma segunda área solar direta (AS2) que é maior, de um modo preferido pelo menos duas vezes maior, de um modo particularmente preferido pelo menos três vezes maior que a primeira área solar direta (Asz) ; uma segunda área solar direta (AS2) que é pelo menos igual a, de um modo preferido maior que a área de implantação (Az) , de um modo particularmente preferido pelo menos duas vezes maior que a área de implantação (Az) ; inclui painéis solares (4) dispostos de acordo com pelo menos um de: numa pluralidade de, de um modo preferido pelo menos três, diferentes direções obliquas e/ou verticais, e numa pluralidade de diferentes direções obliquas e/ou vertical de modo que a projeção vertical de pelo menos parte dos painéis solares (4) não se sobrepõe, de um modo preferido pelo menos não inteiramente, outra parte dos painéis solares (4) , sendo que é preferido quando as porções laterais (12) se estendem, de um modo preferido pelo menos na proximidade e ao longo de pelo menos duas, de um modo preferido pelo menos das maiores, extensões de perímetro da porção de topo (11) , de um modo preferido ao longo de todas as extensões de perímetro da porção de topo (11) . Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado por o envelope solar (1) compreender apenas painéis solares (4) com pelo menos uma dimensão característica de superfície solar comum, de um modo preferido com um formato comum a todos os painéis solares (4) no envelope solar (1) , de modo que os painéis solares (4) podem ser dispostos em cada uma de porções de topo e laterais (11, 12) de acordo com pelo menos um de : em sucessivos alinhamentos de painéis solares (4) que se estendem ao longo de uma dimensão de superfície solar comum em pelo menos um de: duas porções laterais (12) mutuamente opostas e porção de topo (11) , ao longo de todas as porções laterais (12) ; em sucessivos alinhamentos de painéis solares (4) distanciados entre si de pelo menos uma distância constante que corresponde pelo menos aproximadamente à distância entre dois alinhamentos de suporte (21, 22) ; e/ou por o envelope solar (1) ser configurado de modo que proporciona circulação de ar dirigida através do envelope solar (1) ao longo de pelo menos um de: pelo menos duas direções, de um modo preferido pelo menos quatro direções mutuamente intersectantes num plano horizontal, pelo menos três direções mutuamente intersectantes em pelo menos dois planos ortogonais, de um modo preferido incluindo uma direção ascendente . Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 7, caracterizado por o envelope solar (1) compreender pelo menos um de: porção de topo e porções laterais (11, 12) que apresentam pelo menos um de: painéis solares (4) que correspondem a pelo menos 70%, de um modo preferido pelo menos 75% da área total (AT) , e partes de ventilação (5) proporcionadas de modo que proporcionam circulação de ar dirigida para dentro e para fora do envelope solar (1) , sendo que as partes de ventilação (5) são de um modo preferido proporcionadas como pelo menos um de: espaços livres não fresta e painéis porosos, e/ou por o envelope solar (1) compreender pelo menos um de: porção de topo e porções laterais (11, 12) que apresentam partes de ventilação (5) em regiões dispostas de acordo com pelo menos um de: entre pelo menos dois painéis solares (4) , de um modo preferido não entre todos os painéis solares (4) ; entre alinhamentos de painéis solares (4) , de um modo preferido apenas em referidas regiões; entre porções de topo e laterais (11, 12) ; entre porções laterais vizinhas (12) ; em pelo menos parte da extensão de pelo menos parte, de um modo preferido de toda a extensão de regiões de perímetro entre porções de topo e laterais (11, 12) ; ao longo de pelo menos parte, de um modo preferido de toda uma extensão transversal de pelo menos um de: porção de topo (11) e porções laterais (12) ; ao longo de pelo menos parte, de um modo preferido de toda uma extensão transversal entre sucessivos alinhamentos de painéis solares em pelo menos um de: porção de topo (11) e porções laterais (12) . Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 8, caracterizado por o envelope solar (1) apresentar ainda uma área solar indireta (AP) que corresponde a pelo menos parte, de um modo preferido à totalidade da área solar direta (As) , disposta de modo que se encontra exposta a radiação solar indireta refletida pela área de implantação (Ai) , sendo que é preferido quando pelo menos parte do perimetro do envelope solar (1) é disposto a um nivel acima da área de implantação (Az) que corresponde a pelo menos um de: pelo menos 2 m e pelo menos metade da menor altura do envelope solar (1) , e/ou sendo que é preferido quando pelo menos a maior parte da área de implantação (Az) apresenta um valor de reflexão de luz (LRV) de pelo menos 40%, de um modo preferido pelo menos 60%. Sistema de acordo com qualquer das anteriores reivindicações 1 a 9, caracterizado por o sistema compreender uma pluralidade de partes de envelope (10) incluindo uma pluralidade de painéis solares (4) retidos conjuntamente em forma de matriz, opcionalmente ainda partes de ventilação (5) , e adaptadas de modo que podem ser instaladas como peça individual do envelope solar (1) , sendo que as partes de envelope (10) são de um modo preferido adaptadas de modo que podem ser instaladas em pelo menos um de: diferentes posições e diferentes inclinações relativas, e/ou por o sistema compreender uma pluralidade de partes de estrutura (20) incluindo uma pluralidade de elementos de suporte ligados estruturalmente em forma de matriz ou malha, e adaptadas de modo que podem ser instaladas como peça individual da estrutura de suporte (2) , sendo que as partes de estrutura (20) são de um modo preferido adaptadas de modo que podem ser instaladas como parte de pelo menos um de: primeiros e segundos alinhamentos de suporte (21, 22) da estrutura de suporte (2) . Sistema de acordo com qualquer das anteriores reivindicações 1 a 10, caracterizado por o sistema compreender uma pluralidade de partes de envelope (10) apresentando um formato modular relativamente ao formato de pelo menos uma de: área total (AT) e área solar direta (As) do envelope solar (1) , sendo que o sistema compreende de um modo preferido no máximo três, de um modo preferido no máximo dois formatos diferentes, de um modo particularmente preferido um único formato de partes de envelope (10) , e sendo que partes de envelope (10) apresentam de um modo preferido uma extensão pelo menos aproximadamente igual a pelo menos um de: uma das extensões características de pelo menos uma de: porção de topo (11) e porções laterais (12) , e um múltiplo da referida extensão característica, e/ou por o sistema compreender uma pluralidade de partes de estrutura (20) apresentando um formato modular relativamente a pelo menos um de primeiros e segundos alinhamentos de suporte (21, 22) , de um modo preferido a ambos os alinhamentos de suporte (21, 22) , sendo que o sistema compreende de um modo preferido no máximo três, de um modo preferido no máximo dois formatos diferentes, de um modo particularmente preferido um único formato de partes de estrutura (20) , e sendo que pelo menos um de primeiros e segundo alinhamentos de suporte (21, 22) inclui de um modo preferido partes de estrutura (20) segundo um plano vertical ou inclinadas em até 45° relativamente à direção vertical. Sistema de acordo com qualquer das anteriores reivindicações 1 a 11, caracterizado por o sistema compreender uma pluralidade de partes de envelope (10) incluindo uma pluralidade de painéis solares (4) retidos conjuntamente, de um modo preferido pelo menos aproximadamente adjacentes, de modo que configuram um padrão de tipo matriz ou mosaico, por exemplo de formato trapezoidal, incluindo planar e/ou curvo, sendo que é preferido quando as partes de envelope (10) incluem ainda segundas partes de ligação adaptadas para retenção de acordo com pelo menos um de: entre si como parte da estrutura de suporte (2) e à estrutura de suporte (2) , de modo que os painéis solares (4) de cada parte de envelope (10) podem ser instalados como uma peça única, e/ou por o sistema compreender uma pluralidade de partes de estrutura (20) incluindo uma pluralidade de elementos de suporte retidos conjuntamente, apresentando um formato trapezoidal e/ou prismático e adaptadas de modo que podem ser dispostas de forma pelo menos aproximadamente ortogonal relativamente a uma respetiva região do envelope solar (1) e/ou direção da força de gravidade, sendo que é preferido quando as partes de estrutura / 11 (20) incluem partes de ligação adaptadas de modo que as partes de estrutura (20) podem ser ligadas entre si de modo a configurar uma pluralidade de alinhamentos de suporte (21, 22) . Sistema de acordo com qualquer das anteriores reivindicações, caracterizado por o sistema incluir pelo menos um de: pelo menos um de partes de envelope (10) e partes de estrutura (20) configuradas de modo que podem ser produzidas ex situ para instalação como peças individuais in situ; partes de envelope (10) incluindo painéis solares (4) ligados funcionalmente entre si ex situ; partes de envelope (10) configuradas de modo que podem ser associadas a partes de estrutura (20) ex situ para instalação conjunta como peça individual in situ; partes de estrutura (20) incluindo elementos de suporte ligados estruturalmente entre si ex situ de modo que fazem parte de alinhamentos de suporte (21, 22) ; partes de estrutura (20) compreendendo uma pluralidade de elementos de suporte de modo que definem pelo menos um de: pelo menos a maior parte de um alinhamento de suporte ou parte de dois alinhamentos de suporte (21, 22) , e para instalação como peças individuais in situ; partes de estrutura (20) configuradas de modo que podem ser associadas a outras partes de estrutura (20) ex situ para instalação conjunta de pelo menos duas partes de estrutura (20) in situ; partes de ligação para retenção dos painéis solares (4) a pelo menos um de: entre si e a partes de estrutura (20) ; partes de ligação para retenção das partes de estrutura (20) a pelo menos um de: entre si e a partes de envelope (10) . Sistema de acordo com qualquer das anteriores reivindicações, caracterizado por a estrutura de suporte (2) apresentar alinhamentos de suporte (21, 22) incluindo pelo menos um de: dois primeiros alinhamentos de suporte (21) configurados convexos abertos, por exemplo em forma de tipo arco, dispostos sucessivamente segundo uma direção transversal à força de gravidade, e dois segundos alinhamentos de suporte (22) configurados convexos fechados, por exemplo em forma de tipo aro, e dispostos a niveis diferentes segundo a direção da força de gravidade, sendo que os segundos alinhamentos de suporte (22) são proporcionados de modo que ligam estruturalmente os primeiros alinhamentos de suporte (21) retendo estes entre si, e apresentam de um modo preferido pelo menos um de tipo diferente e dimensão diferente de secção transversal, de um modo preferido menor que os dos primeiros alinhamentos de suporte (21) , e/ou por a estrutura de suporte (2) apresentar uma configuração de malha tridimensional convexa incluindo pelo menos um de: células de malha de até quatro formatos diferentes, de um modo preferido até três formatos, de um modo particularmente preferido de um único formato; células de malha configuradas por elementos estruturais apresentando pelo menos um de, de um modo preferido pelo menos dois de: pelo menos dois valores diferentes de resistência à flexão, por exemplo correspondendo a flexivel, semirrigido e rigido, tipos diferentes, por exemplo tubular e treliçada, formatos diferentes de seção transversal, por exemplo circular, triangular ou prismático, e pelo menos dois valores diferentes de dimensões características de seção transversal, por exemplo largura ou espessura de parede. Sistema de acordo com qualquer das anteriores reivindicações, caracterizado por a estrutura de suporte (2) apresentar pelo menos um de: pelo menos dois primeiros alinhamentos de suporte (21) estendendo-se entre niveis pelo menos aproximadamente iguais acima do nivel de solo, e dispostos sucessivamente ao longo de pelo menos uma de duas direções transversais à direção vertical, pelo menos dois segundos alinhamentos de suporte (22) dispostos sucessivamente a niveis diferentes; sendo que pelos menos dois dos referidos alinhamentos de suporte (21, 22) são ligados entre si e se estendem de um modo preferido ao longo de pelo menos a maior parte de perímetro exterior do envelope solar (1) , e/ou por a estrutura de suporte (2) ser proporcionada de modo que pode ser retida a uma plataforma de suporte (3) através de pelo menos quatro regiões de perímetro da estrutura de suporte (2) , de um modo preferido distribuídos de forma pelo menos aproximadamente simétrica relativamente à área de implantação (Az) , sendo que é preferido quando a plataforma de suporte (3) pode ser associada ao solo e/ou base manufaturada, de um modo preferido numa distribuição de forma pelo menos aproximadamente simétrica relativamente à área de implementação (Az) , de acordo com pelo menos um de: em pelo menos um local pelo menos parcialmente contido na área de implantação (Az) , em diversos locais que se estendem conjuntamente ao longo de menos de metade do perímetro da área de implementação (Az) , em diversas regiões que ocupam con untamente menos de 20%, de um modo preferido menos de 10% da área de implementação (Az) .

Lisboa, 22 de Fevereiro de 2023

Description:
DESCRIÇÃO

SISTEMAS DE ENERGIA SOLAR

Campo da Invenção

A presente invenção é relativa a s istemas de energia solar fotovoltaica associados a plataformas de suporte de modo que podem ser instalados a nivel de solo .

Estado da técnica

O estado da técnica inclui muitas soluções relativas a disposições de energia solar fotovoltaica que compreende uma estrutura de suporte que suporta uma dispos ição de envolvente compreendendo uma pluralidade de dispositivos solares dispostos numa determinada distribuição espacial .

Em regra , os dispos itivos solares apresentam um formato planar e são ligados operativamente entre si dispostos em grupos com uma distribuição espacial , em particular distribuição de tipo matricial regular , em que os centros geométricos ou de gravidade dos dispositivos solares definem pelo menos um, eventualmente dois alinhamentos lineares .

No caso de serem proporcionados dois alinhamentos de dispos itivos solares , estes alinhamentos definem por sua ve z um plano solar que inclui pelo menos três , ou pelo menos quatro dispositivos solares .

Geralmente , as dispos ições de energia solar conhecidas apresentam um ou dois planos solares . Geralmente , os planos solares são planos e intersectam-se numa região próxima de respetivas zonas de perímetro .

Os documentos US 2016/0190974 Al e US 2021 /0135620 Al revelam sistemas de energia solar do tipo da presente invenção, compreendendo uma plataforma e estrutura de suporte de um envelope solar em forma de canópia que se estende num plano solar único inclinado relativamente a um plano hori zontal ou em planos inclinados simétricos e , em particular num plano solar inclinado relativamente ao pavimento . Como se depreende a área solar formada pelos painéis solares fotovoltaicos é maior que a área de implantação .

O documento WO 2012 / 172296 Al revela um aparelho de painel solar com uma pluralidade de dispositivos fotovoltaicos que apresenta uma forma geralmente convexa , mas não configura um s istema do tipo da presente invenção . Em particular , elementos de formato triangular e formas de tipo calote es férica apresentam diversas desvantagens em termos de custos de produção, complexidade construtiva e aplicabilidade enquanto elementos de sombreamento .

O documento WO 2021 /253118 Al revela sistemas de geração de energia solar do tipo da presente invenção, incluindo envelopes solares com uma forma geralmente convexa , e um perfil relativamente baixo de modo a proporcionar maior resistência ao vento e uma dispos ição relativamente próxima entre sistemas adj acentes . Em particular, o documento revela envelopes solares incluindo painéis solares orientados em pelo menos cinco direções diferentes , incluindo para um polo terrestre e equador . Além dis so , o documento revela envelopes solares com alturas relativamente reduzidas e em que as painéis solares são dispostas com inclinações relativamente reduzidas relativamente a um plano horizontal de modo que gera formas relativamente pouco convexas , e é mudo quanto a formas convexas de tipo arco . Além dis so , o documento revela envelopes solares substancialmente opacos ao vento , operando para de flexão deste sobre o dorso exterior do envelope .

Descrição da invenção

O obj etivo da presente invenção é proporcionar sistemas de energia solar compreendendo um envelope solar adaptado para sombreamento e conversão de radiação solar em energia elétrica, associado estruturalmente a uma estrutura de suporte e configurado de modo que maximi za a área solar geradora de energia elétrica relativamente a uma respetiva área de implantação e a uma determinada quantidade de material de estrutura de suporte do re ferido envelope solar , incluindo em resultado de cargas de vento , bem como requerendo meios de implementação no solo simples e e ficientes de modo a reduzir os custos . O objetivo acima é resolvido de acordo com a presente invenção através das características relvadas pela reivindicação 1.

O envelope solar pode incluir painéis solares mutuamente opostos, sendo que de um modo preferido pelo menos a maior destes resulta à vista reciproca direta no espaço interior confinado pelo envelope solar.

De acordo com um primeiro aspeto relevante, sistemas de energia solar de acordo com a presente invenção compreendem um envelope solar que apresenta uma forma geral de casca com porção convexa orientada para cima, e incluindo uma pluralidade de painéis solares com uma inclinação de 0 o até 50° ou até 55°, de um modo preferido até 40° ou até 45°, de um modo particularmente preferido até 30° ou até 35° relativamente à direção da força de gravidade, ou direção vertical, sendo que os referidos painéis solares são de um modo preferido proporcionados pelo menos em porções laterais do envelope solar, de modo que a capacidade de converter radiação solar incidente é vanta osamente melhorada, tanto em termos de quantidade total como em termos de menor variação de energia solar gerada ao longo do dia.

O envelope solar compreende ainda painéis solares com uma inclinação de 0 o até 45°, de um modo preferido até 40°, de um modo particularmente preferido até 35° relativamente a uma direção horizontal, sendo que os referidos painéis solares são de um modo preferido proporcionados pelo menos em uma porção de topo do envelope solar.

O envelope solar apresenta uma pluralidade de painéis solares que apresentam bissetores de plano, ou seja, direções ortogonais a qualquer reta contida no plano fotovoltaico de referência dos painéis fotovoltaicos , que formam entre si um ângulo entre 75° e 135°, de um modo preferido entre 80° e 130°, de um modo particularmente preferido entre 85° e 125°.

O envelope solar pode apresentar apenas porções laterais.

O envelope solar apresenta pelo menos duas porções laterais e de um modo preferido pelo menos uma porção de topo.

O envelope solar apresenta pelo menos duas, de um modo preferido pelo menos três, de um modo particularmente preferido pelo menos quatro porções laterais, das quais pelo menos duas são de um modo preferido mutuamente opostas, associadas a extensões de perímetro de porção de topo e estendendo- se para baixo a partir de um plano de topo de modo que configuram pelo menos parte de um perímetro exterior do envelope solar. O envelope solar apresenta pelo menos duas porções laterais compreendendo painéis solares orientados geralmente para o lado, ou seja, dispostos com uma inclinação de pelo menos 45° e até 90° relativamente a um plano horizontal. Isto significa que, quando vista em alçado, uma porção lateral apresenta um bissetor de plano de respetivo plano de referência solar com uma inclinação entre -45° e +45° relativamente ao plano horizontal.

O envelope solar pode apresentar uma porção de topo compreendendo pelo menos um, de um modo preferido uma pluralidade de painéis solares orientados geralmente para cima, ou seja, dispostos com uma inclinação de pelo menos 0 o e até 50°, de um modo preferido até 45°, de um modo particularmente preferido até 40° relativamente ao plano horizontal. Isto significa que, quando vista em alçado lateral, uma porção de topo apresenta um bissetor de plano de respetivo plano de referência solar com uma inclinação entre -45° e +45° relativamente ao plano horizontal.

O envelope solar pode compreender porções de topo e laterais que se estendem ao longo de respetivos planos diferentes e mutuamente intercetantes entre si.

O envelope solar pode compreender pelo menos uma de: uma porção de topo e pelo menos duas porções laterais, cada uma destas porções apresentando painéis solares dirigidos em pelo menos uma, de um modo preferido em pelo menos duas, de um modo particularmente preferido em pelo menos três direções diferentes .

O envelope solar pode compreender painéis solares dirigidos em pelo menos cinco ou seis, de um modo preferido pelo menos sete ou oito, de um modo particularmente preferido pelo menos nove ou dez direções diferentes e mutuamente intercetantes entre si.

O envelope solar pode compreender porções de topo e laterais dispostas de modo que respetivos planos de referência solar são orientados de acordo com pelo menos um de: segundo pelo menos duas direções definindo um maior ângulo de pelo menos 200°; segundo pelo menos duas direções definindo um maior ângulo compreendido entre 90 e 360°, de um modo preferido entre 110° e 340° ; segundo direções pelo menos aproximadamente ortogonais. O envelope solar pode apresentar uma porção de topo e/ou duas porções laterais que se estendem ao longo de respetivas superficies planas ou que compreende uma pluralidade de superficies solares de painéis solares mutuamente intercetantes , dispostas de forma alternada e de modo que os respetivos centros geométricos configuram uma único plano de referência solar ou de modo que configuram uma forma solar de referência convexa.

O envelope solar pode compreender pelo menos um de: porções laterais associadas a pelo menos duas extensões opostas do perímetro de topo, de um modo preferido a todas as extensões de perímetro de topo, e definindo conjuntamente um contorno de perímetro exterior incluindo pelo menos um de extensões lineares e curvas ; porções laterais pelo menos na proximidade e ao longo de pelo menos parte do perímetro de topo, anguladas para baixo em pelo menos 180°, de um modo preferido pelo menos 200°, de um modo particularmente preferido 230°, e no máximo 330°, de um modo preferido no máximo 280°, relativamente à porção de topo; porções laterais que se estendem ao longo de um único plano ou de uma pluralidade de planos, dispostos de acordo com pelo menos um de: mutuamente intercetantes, adjacentes e de modo que os respetivos centros geométricos configuram um único plano de referência e/ou de modo que configuram uma forma convexa de referência; porções laterais que se estendem de modo que configuram um contorno de perímetro lateral fechado, de um modo preferido com uma forma geométrica similar à do contorno de perímetro de topo; porções laterais que apresentam conjuntamente uma área solar lateral (AS2Í que não excede dez vezes, de um modo preferido oito vezes, de um modo particularmente preferido quatro vezes área solar de topo (Asi) da porção de topo.

O envelope solar pode apresentar pelo menos um de: uma porção de topo definindo um contorno de perímetro de topo com pelo menos três, de um modo preferido pelo menos quatro extensões parcelares ; uma porção de topo que configura um perímetro de topo pelo menos aproximadamente igual a pelo menos um dos perímetros de porções laterais ; uma porção de topo que configura um perímetro de topo de dimensão menor que pelo menos um dos perímetros configurados pelas porções laterais .

Um objetivo associado da presente invenção é o de proporcionar um sistema de energia solar de construção simples e eficiente, incluindo no que se refere à forma do envelope solar.

De acordo com um aspeto, o envelope solar apresenta pelo menos uma de: uma área total (A T ) e uma área solar direta (A s ) , orientadas para a cúpula celeste por cima, que corresponde a pelo menos duas vezes, de um modo preferido pelo menos três vezes, de um modo particularmente preferido pelo menos quatro ou cinco vezes a projeção vertical do envelope solar sobre um nivel de solo, ou seja, a área de implantação (A z ) deste.

A área total (A T ) do envelope solar é a área delimitada por painéis solares, e a área solar direta (A s ) corresponde à parte da área total (A T ) ocupada por painéis solares à vista direta da cúpula celeste.

O envelope solar pode apresentar pelo menos uma de: área total (A T ) e área solar direta (A s ) que é pelo menos duas vezes maior que a soma das projeções horizontais da área solar direta (A s ) , e soma das projeções horizontais da área solar direta (As) é igual ou maior que a área de implantação (Ai) do envelope solar.

O envelope solar confina um volume de referência (V R ) , correspondendo ao volume minimo associado à área total (A T ) , sendo que o volume de referência (V R ) é de um modo preferido proporcionado maioritariamente vazio e distanciado do nivel de solo.

O envelope solar pode apresentar pelo menos uma de: uma relação de área de solar (A s ) para volume de referência (V R ) maior que 1 L -1 , de um modo preferido maior que 1,5 L -1 ; uma relação entre altura e a maior das dimensões transversais do envelope solar menor que 5: 1, de um modo preferido menor que 3: 1, de um modo particularmente preferido menor que 2: 1, uma relação entre altura e a maior das dimensões transversais do envelope solar maior que 0,3: 1, de um modo preferido maior que 0,7:1, de um modo particularmente preferido maior que 1:1.

O envelope solar pode apresentar pelo menos um de: pelo menos a porção de topo, de um modo preferido também porções laterais encontra-se a mais de 2,3 m, de um modo preferido mais de 2,5 m, de um modo particularmente preferido mais de 2,7 m acima do nivel de solo; pelo menos a maior parte, de um modo preferido a totalidade do perímetro de extremidade livre inferior da área solar (As) é proporcionado de modo que a totalidade de contorno da sombra projetada pelo envelope solar sobre o nivel de solo pode ser observada de qualquer ponto de vista neste; não inclui painéis solares sobrepostos segundo a direção vertical, inclui painéis solares, de um modo preferido uma menor parte da área solar direta (A s ) , pelo menos parcialmente sobrepostos segundo a direção vertical.

O envelope solar pode apresentar uma forma de tipo casca convexa segmentada em pelo menos em pelo menos duas regiões entre porção de topo e porções laterais.

O envelope solar pode apresentar uma de: um forma de tipo cúpula, por exemplo cilíndrica, cónica, prismática, e uma forma de tipo arco, por exemplo de forma pelo menos aproximadamente circular, poligonal, regular ou irregular .

O envelope solar compreende uma pluralidade de painéis solares adaptados para geração de energia elétrica, sendo que os painéis solares são de modo preferido distribuídos num padrão de tipo mosaico regular e/ou irregular, de modo a formar uma área solar direta e pelo menos a maior parte da superfície do envelope solar.

O envelope solar apresenta pelo menos um, de um modo preferido uma pluralidade de painéis solares em pelo menos uma, de um modo preferido em cada uma das porções de topo e laterais do envelope solar.

O envelope solar pode incluir uma pluralidade de painéis solares, de um modo preferido de formato similar, dispostos de forma adjacente entre si, de um modo preferido ao longo de pelo menos parte, ou partes, do envelope solar, mas não na área total do envelope solar.

O envelope solar pode incluir apenas painéis solares apresentando um formato com pelo menos um eixo central de simetria, de um modo preferido dois eixos centrais de simetria , incluindo de formato retangular , pentagonal ou hexagonal .

O envelope solar pode ser desprovido de painéis solares que apresentam uma superfície solar com pelo menos uma de : forma triangular e formas de trapé zio sem pelo menos um eixo central de simetria .

O envelope solar pode incluir painéis solares que apresentam uma superfície solar com pelo menos um de : uma única forma, de um modo pre ferido retangular ou hexagonal , um único formato e uma dimensão característica de superfície solar comum, por exemplo , largura , de modo que podem ser dispostos em alinhamentos de suporte comuns com uma largura s imilar .

De acordo com um outro aspeto da presente invenção, o envelope solar pode apresentar uma área de ventilação (A v ) distribuída pelo envelope solar , de um modo preferido ao longo de pelo menos a maior parte , de um modo pre ferido de toda uma extensão ao longo de pelo menos um de : porções de topo, porções laterais e regiões de perímetro destas .

A área de ventilação pode ser proporcionada por uma pluralidade de partes de ventilação, de modo que reduz a carga de vento sobre o envelope solar e estrutura de suporte deste .

O envelope solar pode ser configurado de modo que pode ser atraves sado por uma parte não re sidual do caudal de vento a montante segundo pe lo menos um de : segundo uma di reção geralmente de atravessamento do mesmo e segundo uma di reção geralmente ascendente , ou sej a, em pe lo menos um de porções laterais e porção de topo .

O envelope solar pode ser configurado de modo que o vento incidente pode circular para o interior do envelope solar segundo pelo menos duas , de um modo pre ferido segundo quatro direções distintas , e pode de um modo preferido ainda circular num movimento ascendente através de pelo menos uma parte de topo do envelope solar .

A área de ventilação pode ser proporcionada com pelo menos uma de : pelo menos uma dimensão característica maior que 10% de uma dimensão característica da superfície solar dos painéis solares , e uma poros idade ao vento de pelo menos 50 % , de um modo pre ferido pelo menos 70 % , de um modo particularmente preferido pelo menos 80 % ou 90% .

As referidas partes de ventilação podem ser proporcionadas como pelo menos um de : porções vazias de envelope solar entre painéis solares e maiores que espaços de tipo fresta, e porções de envelope solar ocupadas por elementos porosos, por exemplo na forma de painéis, que delimitam uma área que é pelo menos parcialmente aberta ou perfurada de modo a proporcionar uma porosidade de pelo menos 50% ao vento.

O envelope solar pode apresentar uma pluralidade de partes de ventilação distribuídas de acordo com pelo menos um de: em extensões de forma linear ao longo de uma região entre porções de topo e laterais, de um modo preferido de pelo menos a maior parte do perímetro entre porções de topo e laterais; em extensões de forma linear ao longo de pelo menos uma de: pelo menos a maior parte de uma extensão vertical, de um modo preferido pelo menos entre porções laterais concomitantes, e pelo menos a maior parte de uma extensão não vertical, de um modo preferido entres lados opostos de pelo menos um de porção de topo e porções laterais ; em extensões de forma linear ao longo de uma região entre sucessivos painéis solares; em pelo menos duas porções, de um modo preferido em quatro porções do envelope solar.

É preferido quando a diferença entre área total (AT) e área solar (As) corresponde a porções porosas a vento da superfície exterior total configurada pelo envelope solar, ou seja, porções que proporcionam circulação de vento através do envelope solar, designadamente entre lados exterior e interior e/ou por debaixo e por cima do volume de referência (V R ) definido pelo envelope solar.

O envelope solar pode apresentar uma área total (A T ) que é pelo menos 5%, de um modo preferido pelo menos 10% e no máximo 40%, de um modo preferido 30%, maior que a área solar direta (A s ) .

A área solar (A s ) é pelo menos quatro vezes, de um modo preferido pelo menos cinco vezes maior que a área de ventilação (A v ) .

O envelope solar pode apresentar uma área de ventilação (A v ) correspondendo à área total de partes de ventilação e configurada de modo que proporciona circulação de ar através do envelope solar, sendo que é vantajoso quando a área de ventilação (A v ) está compreendida entre 5 e 30%, de um modo preferido entre 8 e 20%, de um modo particularmente preferido entre 10 e 15% da área solar direta (As) . De acordo com um outro aspeto relevante , s istemas de energia solar de acordo com a presente invenção compreendem uma estrutura de suporte adaptada de modo que pode reter o envelope solar numa forma e /ou numa pos ição relativamente à cúpula de céu, e de modo que proporciona melhor eficiência estrutural em vista da configuração, dimensões relativas e as sociação deste a uma plataforma de suporte e ao solo .

A estrutura de suporte pode incluir alinhamentos de suporte mutuamente opostos , de um modo pre ferido a maior parte dos quais resultam à vista reciproca direta no espaço interior confinado pela estrutura de suporte .

De acordo com um primeiro aspeto, a estrutura de suporte compreende pelo menos dois tipos de alinhamentos de suporte configurando entre s i células de malha de malha estrutural , sendo que pelo menos parte das células de malha define ângulos entre si compreendidos entre 75 ° e 135 ° do lado interior da malha estrutural , de modo que a estrutura de suporte apresenta pelo menos algumas porções de forma pelo menos aproximadamente convexa .

A estrutura de suporte inclui alinhamentos de suporte que configuram uma malha estrutural tridimensional , de um modo preferido com uma forma de casca convexa, incluindo de modo que delimitam uma pluralidade de células de malha de forma e/ou dimensão regular e /ou irregular .

As células de malha incluem um plano que se estende pelo menos na proximidade e de um modo pre ferido paralelo ao envelope solar, sendo que é pre ferido quando apenas se estendem em porções laterais a, e não intersetando a proj eção da superfície solar de painéis solares , de modo a não interferir na exposição a radiação luminosa direta ou di fusa .

De acordo com um outro aspeto, a estrutura de suporte é configurada de modo que o número total de células de malha em planos exteriores da malha estrutural , em particular j unto e de um modo pre ferido pelo menos aproximadamente paralelas à superfície de painéis solares , é menor que o número total de painéis solares do envelope solar, de modo que a estrutura de suporte apresenta vantaj osamente menor densidade de divisões materialmente distintas que o envelope solar .

A estrutura de suporte pode confinar uma área de suporte menor que pelo menos uma de : área total (A T ) e área solar direta (A s ) do envelope solar . A estrutura de suporte pode ser configurada de modo que proporciona pe lo menos um de : pelo menos dois alinhamentos de suporte que se estendem transversalmente a toda a altura e largura da malha estrutural , por exemplo em formato ge ral de tipo U invertido, e dois alinhamentos de suporte que se es tendem em torno de todo o pe rímetro de envelope solar, em formato geral de tipo anel fechado, sendo que os elementos de suporte dos re feridos al inhamentos de suporte di ferem em pe lo menos um de seção transversal e peso linear .

A estrutura de suporte pode apresentar pelo menos dois segmentos de alinhamentos de suporte diametralmente opostos em pelo menos três alinhamentos de células de malha em pelo menos um de : segundo uma extensão transversal e a niveis diferentes da malha estrutural .

A estrutura de suporte pode incluir alinhamentos de suporte que configuram uma malha estrutural com pelo menos um de : pelo menos quatro , de um modo preferido pelo menos oito células de malha diametralmente opostas a uma outra , células de malha adj acentes definindo entre s i um ângulo menor que 120 ° , ortogonal ou um ângulo agudo .

A estrutura de suporte pode incluir pelo menos dois primeiros alinhamentos de suporte similares são adaptados de modo que podem reter painéis solares , e pelo menos dois alinhamentos de suporte são adaptados de modo que podem ligar estruturalmente os primeiros alinhamentos de suporte .

A estrutura de suporte pode incluir alinhamentos de suporte dispostos em planos ortogonais .

A estrutura de suporte pode estender-se com continuidade de malha estrutural entre as porções de topo e laterais do envelope solar , de um modo pre ferido no lado interior do envelope solar .

A estrutura de suporte pode ser configurada de modo que proporciona pelo menos duas , de um modo pre ferido pelo menos quatro, de um modo pre ferido pelo menos seis direções de transmissão de força ortogonais a pelo menos uma de : a uma superfície de painéis solares e à direção da força de gravidade .

A estrutura de suporte pode ser configurada de modo que proporciona pe lo menos um de : uma altura total de malha estrutural e uma altura acima do solo que é pelo menos duas ve zes a altura dos painéi s solares segundo a di reção vertical . A estrutura de suporte pode incluir uma malha estrutural com uma altura total de compreendida entre duas e vinte ve zes a extensão de painéis solares medida segundo a direção vertical .

A estrutura de suporte pode ser configurada de modo que proporciona pe lo menos duas direções de transmissão de força ortogonais a pelo menos uma de : superfície solar de painéis solares e força de gravidade .

A estrutura de suporte pode ser configurada de modo que proporciona pe lo menos um de : pelo menos parcial sobreposição ve rtical de painéis solares e até três , de um modo pre ferido até dois alinhamentos de painéis solares com um formato e numa posição relativa pelo menos aproximadamente igual .

A estrutura de suporte pode ser configurada de modo que proporciona pe lo menos quatro , de um modo preferido pelo menos oito células de malha diametralmente opostas a uma outra , e células de malha adj acentes de finindo um ângulo entre si menor que 120 ° , ortogonal ou um ângulo agudo .

A estrutura de suporte pode inclui r cé lulas de malha com pe lo menos um de : uma forma equivalente , um formato pelo menos aproximadamente igual , pe lo menos uma dimensão similar .

A estrutura de suporte pode ser configurada de modo que proporciona pe lo menos um de : pelo menos um de : células de malha de topo e cé lulas de malha laterais de formato similar .

A estrutura de suporte pode ser configurada de modo que proporciona pe lo menos um de : cé lulas de malha com pelo menos uma dimens ão di ferente de qualquer das dimens ões de respetivo módulo fotovoltaico, e pelo menos parcial sobreposição vertical de células de malha da malha es trutural .

A estrutura de suporte pode incluir células de malha que individualmente delimitam uma área aberta maior que a superfície solar de painéis solares individuais .

A estrutura de suporte pode compreender uma pluralidade de elementos de suporte alongados interligados entre si de modo a formar a malha estrutural , sendo que os elementos de suporte se podem estender para o interior, por exemplo de forma radial para um ponto ou uma pluralidade de pontos , de modo a proporcionar ligação estrutural a uma respetiva plataforma de suporte .

Os elementos de suporte podem apresentar diversos elementos definindo uma seção transversal e diversos elementos definindo uma extensão longitudinal desta seção transversal , por exemplo de tipo treliça de formato planar e/ou de formato prismático .

Os elementos de suporte podem apresentar uma forma alongada e podem ser proporcionados num material rigido e reciclável , incluindo num material metálico, como por exemplo aço , num material compós ito , como por exemplo compósito de fibra de vidro ou de carbono .

Os elementos de suporte podem ser proporcionados num material biodegradável , como por exemplo madeira , de um modo preferido com elementos de ligação metálicos ou num material compós ito .

De acordo com um outro aspeto da presente invenção, o s istema de energia solar compreende ainda uma plataforma de suporte adaptada de modo que pode as sociar a estrutura de suporte ao terreno e/ou a uma base manufaturada, de modo que a estrutura de suporte pode ser implantável em pe lo menos um nivel de terreno e/ou de pavimento .

A plataforma pode ser configurada de modo que o envelope solar é proporcionado como uma dispos ição de sombreamento retida por uma estrutura de suporte que é retida num nivel por uma plataforma de suporte .

A plataforma de suporte pode elevar a estrutura de suporte acima da área de implantação de modo que a sombra de contorno de pe lo menos a maior parte , de um modo preferido da totalidade , da extremidade exterior do envelope solar pode ser proj etada sobre a área de implantação e área ci rcundante desta .

A plataforma de suporte pode ser configurada de modo que o envelope solar e estrutura de suporte é autoportante ou pode ser suportado e/ou suspenso pela plataforma de suporte .

A plataforma de suporte e envelope solar podem ser adaptados de modo que proporcionam pelo menos um de : o envelope solar não encerra um volume interior relativamente ao exterior ; o envelope solar é proporcionado distanciado da área de implantação , de modo que ar pode circular através de pe lo menos dois lados opostos do envelope solar acima da área de implantação ; pelo menos duas , de um modo preferido todas as partes opostas do perímetro exterior do envelope solar não se estendem diretamente na área de implantação mas antes a um nivel acima desta ; pelo menos duas , de um modo preferido todas as partes opostas do envelope solar apresentam aberturas para passagem de ar atravé s do volume interior .

A plataforma pode incluir um único elemento de plataforma ou uma pluralidade de elementos de plataforma, por exemplo de tipo poste , pórtico , pavilhão, parede , fundação , ou construção s imilar .

A plataforma pode incluir uma pluralidade de elementos de formato alongado, por exemplo postes , pilões ou similares , e adaptados de modo que podem ser retidos no solo e na estrutura de suporte .

A plataforma pode incluir uma pluralidade de elementos adaptados de modo que podem ser associados à estrutura de suporte e proporcionar mobilidade da estrutura de suporte e respetivo envelope solar .

A plataforma pode incluir uma pluralidade de elementos de plataforma que são retidos no solo de modo que operam como fundação .

A plataforma pode incluir elementos que também fazem parte da estrutura de suporte do envelope solar , incluindo no caso de uma configuração estrutural autoportante .

O sistema pode ser proporcionado com uma forma geral de tipo para-sol , carport, pavilhão ou túnel .

O sistema pode incluir uma pluralidade de s istemas apresentando respetivos envelopes solares , estruturas e plataformas de suporte , distribuídos em clusters irregulares e /ou em alinhamentos prevalecentes , por exemplo ao longo de uma via de circulação, e distanciados entre s i , de um modo pre ferido numa extensão de pelo menos metade da altura de envelope solar de um envelope solar disposto na direção do equador , de modo a mitigar e feitos de sombreamento sobre envelopes solares vizinhos .

O sistema pode incluir uma pluralidade de s istemas apresentando respetivos envelopes solares , estruturas e plataformas de suporte configurados de modo que os envelopes solares se estendem entre niveis diferentes acima de um nivel de re ferência .

O sistema pode ser adaptado de modo que o envelope solar proporciona pe lo menos um de : ci rculação de ve iculos por debaixo do mesmo, uma proj eção ve rtical que inters ecta pe lo menos parcialmente ou se encontra na proximidade de uma região de ci rculação de ve iculos , como por exemplo um estacionamento , uma via de ci rculação . Lista de Figuras

A presente invenção será em seguida descrita em maior detalhe com base na descrição de formas de realização preferidas, e nos desenhos e representações esquemáticas que se anexam.

As Figuras mostram:

Figura 1: vista planificada de uma primeira forma de realização de um sistema de energia solar;

Figura 2: vista planificada de uma segunda forma de realização de um sistema de energia solar;

Figura 3: vista em perspetiva de uma terceira forma de realização similar à da Figura 2;

Figura 4: vista em perspetiva de uma forma de realização incluindo uma primeira forma de realização de plataforma (3) ;

Figure 5: vista em perspetiva de uma forma de realização incluindo uma segunda forma de realização de plataforma (3) ;

Figure 6: vista em perspetiva de uma forma de realização incluindo uma terceira forma de realização de plataforma (3) ;

Figure 7: vista em perspetiva de uma sexta forma de realização;

Figure 8: vista em perspetiva de uma sétima forma de realização;

Figure 9: vista em perspetiva de uma oitava forma de realização;

Figure 10: vista de topo com projeção sobre um plano horizontal da oitava forma de realização; Figure 11: vista em perspetiva de uma nona forma de realização;

Figure 12: vista de topo com projeção sobre um plano horizontal da nona forma de realização;

Figure 13: vista de corte lateral de uma décima forma de realização;

Figure 14: vista de corte lateral de uma décima primeira forma de realização;

Figura 15: vista em perspetiva de uma décima segunda forma de realização;

Figura 16: vista em perspetiva de uma décima terceira forma de realização;

Figura 17: vista em corte lateral de uma décima quarta forma de realização;

Figura 18: vista em corte lateral de uma décima quinta forma de realização;

Figura 19: vista de alçado frontal de um sistema de energia solar em formato de túnel, associado a uma via de circulação;

Figura 20: vista de alçado lateral de um sistema de energia solar em formato de túnel, associado a uma via de circulação.

Alguns dos desenhos representam apenas parte dos principais aspetos da presente invenção, de modo a assegurar facilidade de leitura dos mesmos.

Descrição detalhada de formas de realização preferidas da invenção Um sistema de energia solar de acordo com a presente invenção compreende um envelope solar (1) adaptado para sombreamento de uma área por debaixo e para geração de energia elétrica por meio de painéis solares (4) , e uma estrutura de suporte (2) apresentando uma configuração de tipo malha de forma convexa e que retém o envelope solar (1) numa posição relativamente à abóboda celeste.

O envelope solar (1) apresenta uma pluralidade de painéis solares (4) que delimitam entre si uma área total (A T ) e cujas superficies solares somam uma área solar direta (A s ) à vista da cúpula de céu, de modo que a projeção vertical do envelope solar (1) sobre um plano horizontal, ou sobre o nivel de solo, define uma respetiva área de implantação (A z ) .

De acordo com um aspeto, a forma do envelope solar (1) é definida de modo que pelo menos uma de área total (A T ) e área solar direta (A s ) é pelo menos o dobro da área de implantação (A z ) , como ilustrado esquematicamente nas formas de realização nas Figuras 1 e 2, e demais formas de realização.

No caso da forma de realização na Figura 1, o envelope solar (1) apresenta uma porção de topo (11) , e duas porções laterais (12) que se estendem lateralmente de modo que formam um ângulo exterior convexo relativamente à porção de topo (11) que é maior que 220°. Como se pode depreender, a porção de topo (11) tem uma área solar (Asi) similar à área de implantação (A z ) do envelope solar (AS) e cada uma das duas porções laterais (12) tem uma área solar (A S 2,I, A S 2,2) correspondente a pelo menos metade da área de implantação (A z ) .

O envelope solar (1) inclui uma pluralidade de painéis solares (4) adaptados de modo que podem gerar energia elétrica, quando expostos a radiação solar direta e/ou indireta, difusa. Os painéis solares (4) podem apresentar um único formato trapezoidal com pelo menos um eixo central de simetria, e uma única forma planar reta ou curva. Os painéis solares (4) correspondem de um modo preferido a pelo menos 70% e no máximo 95%, de um modo particularmente preferido pelo menos 75% e no máximo 90% da área total (A T ) do envelope solar (1) .

O envelope solar (1) é associado a uma estrutura de suporte (2) compreendendo alinhamentos de suporte (21, 22) que configuram uma malha estrutural tridimensional que se estende ao longo das porções de topo e laterais (11, 12) , neste caso com sucessivos primeiros alinhamentos de suporte (21) com uma forma convexa de tipo arco, unidos entre si por segundos alinhamentos de suporte (22) nas regiões entre porções de topo e laterais (11, 12) e perímetro exterior, desse modo configurando uma estrutura de suporte (2) com um total de doze células de malha que suportam um total dezasseis painéis solares (4) .

Como representado na Figura 2, o envelope solar (1) pode apresentar uma forma geralmente paralelepipédica com uma porção de topo (11) rodeada por quatro porções laterais (12) . A área solar direta (A s ) é neste caso aproximadamente 2,5 vezes maior que a área de implantação (A z ) , e menor que a área total (A T ) porque são proporcionadas partes de ventilação (5) .

A estrutura de suporte (2) pode compreender uma pluralidade de alinhamentos de suporte incluindo de um primeiro tipo (21) que inclui elementos de suporte numa direção não horizontal e pode configurar formas convexas abertas, e de um segundo tipo (22) que inclui elementos de suporte numa direção não vertical e que podem configurar formas convexas fechadas, por exemplo de tipo aros fechados, que se estendem ao longo das porções de topo e laterais (11, 12) de modo que os diversos alinhamentos de suporte (21, 22) resultam mutuamente à vista no interior do volume confinado pelo envelope solar (1) , como pode ser também observado nas Figuras 3 e 4.

A estrutura de suporte (2) pode apresentar forma de uma malha tridimensional compreendendo uma pluralidade de alinhamentos de suporte de tipo arco e de tipo aro, de modo que configura células de malha em planos exteriores da malha estrutural e pelo menos junto ao envelope solar (1) , sendo que o número de células de malha é menor que o número de painéis solares (4) no envelope solar (1) , como é ilustrado no exemplo da Figura 3.

Além disso, e ainda com referência à Figura 2, o envelope solar (1) pode ainda incluir partes de ventilação (5) configuradas como espaços não de tipo fresta que fazem parte da área total (A T ) e proporcionam circulação de ar entre porções de área solar direta (A s ) , de um modo preferido de forma constrangida e de modo a induzir uma determinada alteração do padrão de escoamento de ar através do envelope solar (1) .

As partes de ventilação (5) podem ser configuradas de modo que correspondem a porções não ocupadas pelas painéis solares (4) , com respeito a uma geometria de volume regular formado pelo envelope solar (1) , por exemplo paralelepípedo regular ou tronco de pirâmide regular.

O envelope solar (1) pode incluir partes de ventilação (5) com uma porosidade ao vento de pelo menos 30%, de um modo preferido pelo menos 50%, por exemplo na forma de painéis de lamelas, grelha ou similar, ou correspondendo a espaços abertos não de tipo fresta entre painéis solares (4) .

De acordo com um outro aspeto vantajoso, o envelope solar (1) pode ser configurado de modo que a área total (AT) corresponde pelo menos aproximadamente a um múltiplo inteiro da área das painéis solares (4) , por exemplo um formato único de painéis f otovoltaicos , mais a soma da área total das partes de ventilação (5) .

É preferido quando as partes de ventilação (5) são proporcionadas, de um modo preferido apenas, ao longo de pelo menos parte das regiões entre a porção de topo (11) e porções laterais (12) e/ou entre porções laterais (12) .

De acordo com a presente invenção, o envelope solar (1) e estrutura de suporte (2) podem ser configurados de modo que a área solar (A s ) é pelo menos duas vezes e meia maior que a área de implantação (A z ) , sendo que formas de realização são representadas nas Figuras 3 a 10.

As Figuras 3 e 4 representam casos em que o envelope solar (1) tem uma área solar (A s ) que é pelo menos três vezes maior, e pelo menos quatro vezes maior, respetivamente, que a sua área de implantação (Ai) .

Em ambos os casos o envelope solar (1) apresenta apenas uma porção de topo (11) e quatro porções laterais (12) e é associado a uma estrutura de suporte (2) com uma malha tridimensional de tipo gaiola, e incluindo, portanto, uma pluralidade de alinhamentos de suporte, incluindo alinhamentos de forma aberta, por exemplo em forma de tipo arco, e/ou alinhamentos de forma fechada, por exemplo em forma de tipo aro.

Em ambos os casos o envelope solar (1) apresenta ainda uma forma de tipo caixa, associada a uma estrutura de suporte (2) com uma malha tridimensional de tipo gaiola que é retida de forma estacionária por meio de uma plataforma de suporte (3) a uma altura acima de um espaço utilizável, de um modo preferido pelo menos 2 m acima deste, de um modo mais preferido pelo menos 2, 5 m acima deste, de modo que o envelope solar (1) pode operar como canópia de sombreamento .

Como representado na Figura 3, os painéis solares (4) podem apresentar um único formato e ser distribuídos na forma de uma matriz regular nas porções de topo e laterais (11, 12) . É deste modo proporcionado de forma vantajosa que os painéis solares (4) se encontram distribuídos segundo uma muito maior área relativamente a uma determinada área de implantação (A z ) do sistema, bem como podem usar uma maior porção do horizonte do céu à sua volta, incluindo do horizonte de céu oposto ao da direção solar prevalecente num determinado local.

A estrutura de suporte (2) estende-se a toda a altura do envelope solar (1) no caso da forma de realização da Figura 3, e em apenas parte da altura no caso da Figura 4, de modo que configura vinte e oito células de malha no primeiro caso, e oito células de malha no segundo caso, sempre um número inferior ao número de painéis solares (4) que ocupam a área solar direta (As) nas porções de topo e laterais (11, 12) em cada caso.

A estrutura de suporte (2) pode ser configurada como uma estrutura autoportante e solicitada sobretudo por forças de compressão, e ser associada a uma plataforma de suporte (3) de modo que a estrutura de suporte (2) pode ser retida a uma altura de pelo menos 2 m acima do nivel de solo.

Em termos estruturais, em particular de modo a limitar o peso da estrutura de suporte (2) e uma maior influência da ação do vento sobre esta, é ainda particularmente vantajoso quando a altura do envelope solar (1) não excede dez vezes, de um modo preferido cinco vezes a maior das extensões transversais à força da gravidade.

O sistema de energia corresponde neste caso de forma vantajosa a uma estrutura de compressão, em que pelo menos a maior parte dos esforços na estrutura de suporte (2) são de compressão.

No caso da Figura 3 e seguintes, a estrutura de suporte (2) é estruturalmente ligada a uma plataforma de suporte (3) que inclui uma pluralidade de elementos de ancoramento no solo, em particular de tipo fundação no solo. Em geral, em formas de realização seguintes, a plataforma (3) pode ser associada a elementos deste tipo.

A estrutura de suporte (2) é configurada de modo que pode descarregar o peso total do envelope solar (1) e estrutura de suporte (2) em pelo menos um ponto no interior da área de implantação (A z ) , de um modo preferido numa pluralidade de pontos ou extensões ao longo do perímetro exterior.

É preferido quando o envelope solar (1) se encontra afastado de um nivel de retenção de base, por exemplo um pavimento, de modo que é proporcionada circulação de ar à volta através do volume de ar confinado pelo envelope solar (1) . Além disso, o envelope solar (1) é vantajosamente proporcionado de modo que a totalidade do contorno da sombra (S) de perimetro exterior pode ser projetada no espaço utilizável por debaixo.

O envelope solar (1) não confina uma edificação no seu interior.

No caso da Figura 4, a estrutura de suporte (2) apresenta apenas dois alinhamentos de suporte de tipo aro dispostos de modo que a malha estrutural não se estende em toda a área solar (As) .

O envelope solar (1) e estrutura de suporte (2) podem ser uma canópia de sombreamento, e, con untamente com a plataforma de suporte (3) , podem configurar um pavilhão ou edificação similar.

As Figuras 5 e 6 representam exemplos em que a porção de topo (11) difere de um único plano substancialmente horizontal e pode apresentar uma área solar (A S i) maior que a sua área de implantação (A z ) .

Com efeito, como representado na Figura 5, uma única porção de topo (11) pode ser proporcionada como um plano de referência inclinado, de um modo preferido segundo um ângulo compreendido entre 5 e 45°, de um modo mais preferido entre 10 e 40°, de um modo particularmente preferido entre 15° e 35°, relativamente ao plano horizontal.

Similarmente aos exemplos das Figuras 2 a 4, o envelope solar (1) continua a apresentar uma forma convexa de tipo caixa, com quatro porções laterais (12) de forma retangular e ortogonais entre si apresentando respetivas porções laterais da área solar (A S 2,I, A S 2,2, A S 2,3 e A S 2,4) •

De acordo com a invenção, e apesar de aqui não representado, note-se que o envelope solar (1) estende-se sobre toda a superfície do volume de referência (V R ) definida pelo envelope solar (1) , mas as regiões laterais de forma triangular das porções laterais (12) são neste caso ocupadas por partes de ventilação (5) e não por painéis solares (4) , porque estes apresentam apenas uma forma de tipo trapezoidal com pelo menos um eixo central de simetria .

A plataforma de suporte (3) apresenta neste caso quatro elementos de suporte dispostos nas regiões de vértice do perimetro inferior da estrutura de suporte (2) .

No caso da Figura 6, o sistema compreende duas porções de topo (11) proporcionadas como planos inclinados relativamente à horizontal, de modo que a área solar da porção de topo (1) corresponde à soma das áreas destas duas porções (A S i,i, A S I,2) . De acordo com um aspeto da presente invenção, o envelope solar (1) pode compreender uma pluralidade de partes de envelope (10) de um modo preferido de formato pelo menos aproximadamente igual, em particular um formato planar, geralmente reto e/ou curvo, sendo que as partes de envelope (10) se estendem ao longo de pelo menos uma das extensões do envelope solar (1) , por exemplo ao longo de uma extensão de comprimento e/ou de uma extensão de largura de pelo menos uma das porções de topo e laterais (11, 12) .

As partes de envelope (10) podem incluir uma pluralidade de painéis solares (4) e/ou partes de ventilação (5) dispostos em distribuição de tipo matricial segundo pelo menos uma direção, de um modo preferido de forma próxima ou adjacente entre si, e associados a uma respetiva estrutura de suporte adaptada de modo que pode reter o conjunto e proporciona a manipulação conjunta da parte de envelope (10) como uma peça individual.

As partes de envelope (10) são adaptadas de modo que podem ser associadas a alinhamentos de suporte abertos e/ou fechados (21, 22) , em particular apresentam partes de ligação adaptadas de modo que proporcionam retenção em correspondentes partes de ligação proporcionadas na estrutura de suporte (2) .

As partes de envelope (10) são de um modo preferido pré-montadas ex situ para instalação como peças individuais in situ, ou seja, retenção na estrutura de suporte (2) .

É deste modo proporcionada a possibilidade de configurar diferentes formas convexas do envelope solar (1) de construção modular com partes de envelope (10) de formato modular com um menor número de ligações requeridas in situ. Neste sentido, é preferido quando as referidas partes de envelope (10) compreendem uma pluralidade de painéis solares e respetiva estrutura de ligação entre si, e são configuradas de modo que apresentam uma largura entre 0, 8 e 4 m, de um modo preferido entre aproximadamente 1 e 3 m, e um comprimento entre 1,5 e 30 m, de um modo preferido entre 4,5 e 20 m.

A forma de realização da Figura 6 pode ser configurada, por exemplo, como um carport ou um pavilhão.

As Figuras 7 e 8 representam formas de realização de sistemas de energia em que, o envelope solar (1) inclui uma pluralidade de partes de envelope (10) de formato modular, distribuídas pelas porções de topo e laterais (11, 12) , e dispostas ao longo de alinhamentos lineares e/ou curvos. O envelope solar (1) pode ser configurado com porções laterais (12) de superfície planar e uma porção de topo (11) incluindo partes de envelope (10) dispostas em alinhamentos lineares de modo a configurar superficies planares e em alinhamentos curvos de modo a gerar superficies geralmente curvas do envelope solar (1) , como representado na Figura 7.

Além disso, de acordo com um aspeto vantajoso, o envelope solar (1) pode incluir partes de envelope (10) modulares, de um modo preferido de formato geralmente de tipo trapezoidal ou hexagonal, que incluem respetivas estruturas de suporte (2) e uma pluralidade de painéis solares (4) e/ou partes de ventilação (5) , sendo que as referidas partes de envelope (10) modulares são adaptadas de modo que podem ser retidas umas em outras na porção de topo (11) e/ou porções laterais (12) , incluindo por meio de fixações previamente definidas e de um modo preferido univocamente correspondentes à posição relativa das partes de envelope (10) no envelope solar ( 1 ) .

O envelope solar (1) pode neste caso incluir painéis solares (4) na forma de painéis flexíveis que podem assumir uma forma completamente planar ou uma forma pelo menos parcialmente curva.

De acordo com um outro aspeto, o envelope solar (1) pode ser associado a uma plataforma (3) que inclui uma pluralidade de meios de deslocação, incluindo rodas ou outros. Em particular, o envelope solar (1) , a estrutura de suporte (2) e a plataforma (3) podem ser dimensionados de modo que o sistema pode ser empurrado manualmente, ou movido por meios motorizados ligados funcionalmente ao envelope solar (1) .

Como representado na Figura 8, o envelope solar (1) pode apresentar uma porção de topo (11) que compreende uma pluralidade de partes de envelope (10) planares de formatos modulares, de um modo preferido de um único formato, dispostas ao longo de um alinhamento curvo, por exemplo em forma de arco, e porções laterais (12) que compreendem uma pluralidade de painéis solares (4) ou de partes de envelope (10) planares, de um modo preferido de um único respetivo formato, dispostas ao longo de um alinhamento linear, de modo que configuram uma superfície de tipo planar ou curvo, inclinada relativamente à direção da força de gravidade ou não.

As Figuras 9 a 12 representam formas de realização de sistemas em que o envelope solar (1) inclui uma porção de topo (11) rodeada por quatro partes laterais (12) de modo que configura uma forma geral de tipo tronco de pirâmide, e apresentando painéis solares (4) e partes de ventilação (5) .

Em particular, as partes de ventilação (5) são dispostas entre painéis solares (4) e configuradas de modo que proporcionam circulação de ar para dentro e para fora do espaço vazio confinado pelo envelope solar (1) e pelo menos segundo uma direção geralmente para cima através da abertura aberta orientada para baixo da casca delimitada pelo perímetro exterior do envelope solar (1) , e para fora através de uma região associada à porção de topo (11) . Além disso, as partes de ventilação (5) são dispostas de modo que proporcionam circulação de ar segundo pelo menos uma direção transversal através do envelope solar (1) , de um modo preferido segundo duas direções transversais, em regiões associadas a porções laterais (12) do envelope solar ( 1 ) .

De acordo com um aspeto da presente invenção, é vantajoso quando as porções de topo e laterais (11, 12) apresentam uma forma pelo menos aproximadamente similar ou igual à dos painéis solares (4) , de um modo preferido uma forma de paralelograma ou trapezoidal.

Além disso, e de forma sinergética com o aspeto acima, é também vantajoso quando as partes de ventilação (5) são dispostas em pelo menos um de: em regiões entre porções de topo e laterais (11, 12) , incluindo em pelo menos parte destas regiões ou ao longo de parte da extensão destas regiões, e em sucessivas regiões separadas nas porções laterais (12) , incluindo na forma de filas separadas a diferentes niveis.

As partes de ventilação (5) podem ser proporcionadas como espaços vazios entre filas de painéis solares (4) , ou como painéis porosos dispostos no envelope solar (1) , de um modo preferido numa posição relativa similar à dos painéis solares (4) , apresentando uma furação que proporciona circulação de escoamento de vento através dos mesmos, de modo a reduzir a carga geral de vento sobre o envelope solar (1) .

As Figuras 13 a 18 representam formas de realização em que o envelope solar (1) e estrutura de suporte (2) são configurados de modo que a área solar (As) na porção de topo (11) pode ser pelo menos igual ou maior que duas vezes a área de implantação (A z ) e em que pode ser considerada a orientação relativamente ao equador (representada pelo simbolo do sol) . O sistema representado na Figura 13 inclui um envelope solar (1) que apenas apresenta uma porção de topo (11) e uma porção lateral (12) , sendo que a porção de topo (11) apresenta duas partes separadas entre si. Uma das partes da porção de topo (11) apresenta uma superfície que se estende em apenas um plano, e a outra das porções de topo (11) apresenta diversas superficies dispostas em planos angulados entre si.

A Figura 14 representa uma forma de realização em que a porção de topo (11) apresenta uma pluralidade de alinhamentos de tipo fila de painéis solares (4) correspondendo a parcelas de respetiva área solar (A s ) mas mantém um plano de referência horizontal. Além disso, são proporcionadas porções laterais (12) que se estendem ao longo da totalidade da extensão entre dois lados mutuamente opostos da porção de topo (11) .

De acordo com um outro aspeto da presente invenção, os painéis solares (4) apresentam um único formato, incluindo um formato com pelo menos um eixo central de simetria, e de um modo preferido também apenas uma única dimensão, incluindo de pelo menos 1 m 2 , de um modo preferido pelo menos 1,5 m 2 , sendo que espaços intercalares da área solar (A s ) são ocupados por partes de ventilação (5) configuradas e distribuídas de modo a reduzir a carga de vento sobre o sistema.

A Figura 15 representa uma forma de realização de estrutura de suporte (2) incluindo pelo menos dois alinhamentos de suporte convexos abertos em forma de arcos ou pórticos, sendo que estes alinhamentos de suporte são formados por partes de estrutura (20) de forma geralmente poligonal planar ou tridimensional incluindo uma pluralidade de elementos de suporte, por exemplo vigas maciças, vigas treliça ou vigas tubulares, unidos entre si num ou mais alinhamentos fechados. Esta configuração reduz a complexidade e esforço construtivo do sistema de energia solar.

A Figura 16 representa uma forma de realização de envelope solar (1) que pode ser associado a uma estrutura de suporte (2) do tipo da representada na Figura 15. A porção de topo (11) inclui neste caso uma pluralidade de partes de envelope (10) de formato trapezoidal planar, incluindo uma pluralidade de painéis solares (4) de um modo preferido adjacentes, de modo que se estendem ao longo de pelo menos uma maior parte, de um modo preferido da totalidade de uma extensão do envelope solar (1) . É ainda vantajoso quando as partes de envelope (10) apresentam partes de ligação adaptadas de modo que proporcionam fixação à estrutura de suporte (2) de modo que as partes de envelope (10) podem ser instaladas como uma peça individual.

As Figuras 17 representa um envelope solar (1) que inclui diversas porções de topo (11) incluindo na forma de uma pluralidade de projeções acima de um nivel de referência de base da porção de topo (11) , incluindo partes de envelope (10) orientadas sobretudo para cima e dispostas a diferentes niveis, bem como partes de envelope (10) dispostas sobretudo lateralmente .

A Figura 18 representa uma forma de realização preferida em que o sistema apresenta uma configuração geral de tipo túnel incluindo uma porção de topo (11) com uma pluralidade de partes de envelope (10) dispostas segundo duas direções orientadas sobretudo para cima ou lateralmente, e pelo menos duas partes laterais (12) também incluindo uma pluralidade de partes de envelope (10) dispostas segundo mais que duas direções espaciais.

As Figuras 19 e 20 representam uma outra forma de realização de acordo com a presente invenção, configurada como uma construção de tipo túnel associado a uma via de circulação.

Lisboa, 22 de Fevereiro de 2023