Un conector mejorado y conjunto de circuito electrónico para una resistencia en húmedo de aislamientos mejorada.

Un dispositivo fotovoltaico que comprende:

una carcasa polimérica (200) y

una estructura estratificada de varias capas

(100) que incluye un conjunto de conector y circuito electrónico (130);

en el que el conjunto de conector y circuito electrónico está encajado, al menos parcialmente, en la carcasa polimérica y comprende:

un conjunto de conector que comprende

un alojamiento (230) del conector y

por lo menos un conector eléctrico (330) que sobresale del alojamiento, y

un circuito electrónico que comprende

por lo menos una barra de distribución (430), y

una zona de conexión (450) donde están unidos el por lo menos un conector eléctrico y la por lo menos una barra de distribución,

incluyendo la zona de conexión, el alojamiento del conector o ambos por lo menos un elemento barrera elastómero (530).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2011/053879.

Solicitante: Dow Global Technologies LLC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 2040 DOW CENTER MIDLAND, MI 48674 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: LANGMAID, JOSEPH, A., MILLS, MICHAEL, E., KEENIHAN,JAMES R, REESE,JASON A, TELI,SAMAR R, MAAK,KEVIN D, PLUM,TIMOTHY C, RAMESH,NARAYAN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS... > Dispositivos semiconductores sensibles a la radiación... > H01L31/048 (encapsulados de modulos)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > CONEXIONES CONDUCTORAS DE ELECTRICIDAD; ASOCIACION... > Detalles de dispositivos de acoplamiento de los tipos... > H01R13/52 (Cajas protegidas contra el polvo, proyecciones, salpicaduras, agua o llamas)

PDF original: ES-2534597_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Un conector mejorado y conjunto de circuito electrónico para una resistencia en húmedo de aislamientos mejorada Campo de la invención

La presente invención se refiere a un conjunto mejorado de conector y circuito electrónico para mejorar la resistencia en húmedo de aislamientos, más particularmente, a un conjunto que está encajado, al menos parcialmente, en una carcasa polimérica.

Antecedentes

Los esfuerzos para mejorar la técnica relativa a la generación de energía solar, particularmente en el campo de la generación instalada en edificios (conocida también como "energía fotovoltaica integrada en edificios" o BIPV), han sido objeto de un interés creciente en los últimos tres años. Los productos BIPV están expuestos a variaciones significativas en cargas medioambientales. Preferiblemente están expuestos a la luz solar directa donde están sometidos a cargas de temperatura adicionales (oscilaciones ambientales estacionales y durante el día) debido a enfriamiento y calentamiento por radiación. En estos dispositivos es posible observar cambios diarios de 6 a 8°C en ambientes más severos. El diseño de sistemas BIPV necesita resolver los impactos de estas condiciones medioambientales, incluido asegurar buenos contactos eléctricos en y entre componentes del sistema.

Por lo tanto, se usan diversos protocoles de ensayos (por ejemplo, UL 173) para determinar la capacidad de productos para manejar estas variaciones de temperatura, ilustradas por ejemplo en la figura 1. Un ensayo de particular interés realizado en el producto es un ensayo de resistencia en húmedo del aislamiento ("Wet Hi-pot), especificado en UL 173, sección 27. Por ejemplo, el dispositivo fotovoltaico no debe sufrir una ruptura dieléctrica como resultado de un voltaje de corriente continua aplicado (por ejemplo, de aproximadamente 5 voltios) cuando está sumergido en un líquido no corrosivo. Además, es deseable asegurar buen contacto eléctrico durante el tiempo de instalación para minimizar fallos de contacto durante su uso. Puede ser necesario realizar estos ensayos antes y/o después del ciclo térmico del o de los dispositivos.

Estos protocolos también se pueden aplicar a un sistema fotovoltaico completo en el que están conectados entre sí dos o más dispositivos fotovoltaicos. Los componentes están sometidos a tensiones y desplazamientos relativos entre sí cuando se dilatan y contraen con los cambios de temperatura. Igualmente, la superficie de los dispositivos fotovoltaicos se instalan para poder cambiar en función de la temperatura y humedad o cuando la estructura se estabiliza con el tiempo. En los casos en los que las conexiones no están conectadas con cables o miembros flexibles hay posibilidad de trayectorias de dispersión en estos dispositivos a conexiones de los dispositivos si no están diseñados o instalados apropiadamente. El problema de trayectorias de dispersión se contempla tanto en la conexión de varios dispositivos como en un solo dispositivo.

La presente invención se refiere a por lo menos una solución excepcional para los problemas antes mencionados.

Entre la bibliografía relacionada con esta tecnología se puede mencionar los siguientes documentos de patentes: U.S. 7.78.593, U.S. 7.655.58, U.S. 7.654.843, U.S. 6.948.976, U.S. 6.955.558, PCT/US 29/4296, Pub. U.S. 28112, Pub. U.S. 241117A, U.S. 7.12.188 y U.S. 7.592.537. El documento WO 29/137347 A2 se refiere a un dispositivo conector para dispositivos fotovoltaicos integrados en edificios.

Resumen de la invención

Se ha encontrado que algunas versiones de diseño de BIPV como las descritas en la presente memoria no pasaron el ensayo Wet Hi-Pot después de exponerlas a tan poco como a condiciones de 5 ciclos térmicos secos y/o 3 ciclos térmicos húmedos, por lo que se cree es un fallo de la interfaz entre el conector y la estructura estratificada de varias capas. El requisito relevante de certificación UL son 2 ciclos térmicos secos y 1 ciclos térmicos húmedos. Se cree que el no cumplir los requisitos de la certificación puede ser indicativo de fallos potenciales de comportamiento a largo plazo.

La invención se refiere a uno o más de los asuntos/problemas antes mencionados.

La presente invención es un dispositivo fotovoltaico que comprende una carcasa polimérica y una estructura estratificada de varias capas que incluye un conjunto de conector y circuito electrónico, en el que el conjunto de conector y circuito electrónico está encajado al menos parcialmente en la carcasa polimérica, y comprende: un conjunto de conector que comprende una carcasa del conector y por lo menos un conector eléctrico que sobresale de la carcasa y un circuito electrónico que comprende por lo menos una barra de distribución; y una zona de conexión en la que están unidos por lo menos un conector eléctrico y la por lo menos una barra de distribución; incluyendo la zona de conexión, la carcasa del conector o ambas por lo menos un elemento barrera elastómero.

La invención se puede caracterizar además por una o cualquier combinación de las características descritas en la presente memoria, como que el por lo menos un elemento barrera elastómero conserva un valor mínimo de compresión de 5 a 3% cuando está encajado en la carcasa polimérica; el por lo menos un elemento barrera elastómero tiene una dureza Shore A entre 2 y 1 medida por ASTM D224 ; el por lo menos un elemento barrera elastómero incluye por lo menos una estructura nervada que se proyecta fuera desde una longitud transversal de la carcasa del conector; la por lo menos una estructura nervada tiene una altura que varía entre ,5 y 2,5 mm; la carcasa polimérica tiene un módulo de Young de la carcasa y el por lo menos un elemento barrera elastómero tiene un módulo de Young del elemento, y además la relación del módulo de la carcasa al módulo del elemento es por lo menos 5:1 a 23°C, la relación de ambos módulos es por lo menos 5:1 a -4°C, la relación de ambos módulos es por lo menos 1.:1 a 85°C; la relación del módulo de la carcasa al módulo está dentro del 1% de 12:1 a -4°C, 2.4:1 a 23°C y 14.:1 a 85°C; el por lo menos un elemento barrera elastómero conserva una unión adhesiva entre la zona de conexión, el alojamiento del conector o ambos y la carcasa polimérica entre -4 y 85°C; el por lo menos un elemento barrera elastómero comprende una cinta de poliisobutileno; el por lo menos un elemento elastómero barrera se selecciona del grupo que consiste en silicona, policloropreno, copolímero de butadleno/acrllonltrllo, caucho EPDM, poliuretano y poliisobutileno.

Se debe apreciar que los aspectos y ejemplos antes referenclados no son limitativos y que existen otros dentro de la presente invención, como se muestra y describe en la presente memoria.

Descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista en planta de un ejemplo Ilustrativo de un dispositivo fotovoltaico de acuerdo con la presente Invención.

La figura 2 es una vista en despiece ordenado de la figura 1.

La figura 3 es vista en planta de un ejemplo Ilustrativo de un conjunto mejorado de conector y circuito electrónico.

La figura 4 es una vista en planta de un ejemplo Ilustrativo de un conjunto mejorado de conector y circuito electrónico sin un elemento barrera.

La figura 5 es una vista en perspectiva de un ejemplo ilustrativo de un conjunto mejorado de conector y circuito electrónico.

La figura 6 es una vista lateral de un ejemplo ilustrativo de un conjunto mejorado de conector y circuito electrónico.

La figura 7 es una vista lateral en corte transversal de un ejemplo ilustrativo de un conjunto mejorado de conector y circuito electrónico.

La figura 8 es una vista en perspectiva de otro ejemplo ilustrativo de un conjunto mejorado de conector y circuito... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un dispositivo fotovoltaico que comprende: una carcasa polimérica (2) y

una estructura estratificada de varias capas (1) que incluye un conjunto de conector y circuito electrónico (13);

en el que el conjunto de conector y circuito electrónico está encajado, al menos parcialmente, en la carcasa polimérica y comprende:

un conjunto de conector que comprende

un alojamiento (23) del conector y

por lo menos un conector eléctrico (33) que sobresale del alojamiento, y un circuito electrónico que comprende

por lo menos una barra de distribución (43), y

una zona de conexión (45) donde están unidos el por lo menos un conector eléctrico y la por lo menos una barra de distribución,

incluyendo la zona de conexión, el alojamiento del conector o ambos por lo menos un elemento barrera elastómero (53).

2. El dispositivo fotovoltaico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el por lo menos un elemento barrera elastómero conserva un valor mínimo de compresión de 5 a 3% cuando está encajado en la carcasa polimérica.

3. El dispositivo fotovoltaico de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en el que el por lo menos un elemento barrera elastómero tiene una dureza Shore A entre 2 y 1, medida de acuerdo con ASTM D224.

4. El dispositivo fotovoltaico de acuerdo con las reivindicaciones 1, 2 o 3, en el que el por lo menos un elemento barrera elastómero incluye por lo menos una estructura saliente (57) que sobresale desde una longitud transversal del alojamiento del conector.

5. El conjunto de conector y circuito electrónico de acuerdo con la reivindicación 4, en el que la por lo menos una estructura saliente tiene una altura que varía entre ,5 y 2,5 mm.

6. El conjunto de conector y circuito electrónico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el por lo menos un elemento barrera elastómero conserva una unión adhesiva entre la zona de conexión, el alojamiento del conector o ambos y la carcasa polimérica entre -4 y 85°C.

7. El conjunto de conector y circuito electrónico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el por lo menos un elemento barrera elastómero comprende una cinta de poliisobutileno.

8. El conjunto de conector y circuito electrónico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el por lo menos un elemento barrera elastómero se selecciona del grupo que consiste en silicona, policloropreno, copolímero de butadieno/acrilonitrilo, caucho EPDM, poliuretanoy poliisobutileno.