SISTEMA CONECTOR PARA TEJAS DE CELULAS SOLARES.

Un sistema conector (10) para interconectar elementos eléctricos de un sistema de teja fotovoltaica que comprende:

una porción (12) de cuerpo y un conjunto (60) de la clavija de conexión, siendo acoplables dicha porción (12) de cuerpo y dicho conjunto (60) de la clavija de conexión mediante enganche, y

teniendo la porción (12) de cuerpo un miembro flexible (46, 48) de enganche, un extremo periférico y un resalte (52, 54) que define un rebaje (56, 58) abierto en un extremo, y un par de cavidades hembra (30, 32, 34, 36) que se extienden hacia dentro del extremo periférico adyacente al rebaje (56, 58); extendiéndose hacia fuera el miembro (46, 48) de enganche desde un borde superior (50) de dicha porción (12) de cuerpo y teniendo un extremo distal, y una proyección formada en el extremo distal; configuradas ambas cavidades hembra (30, 32, 34, 36) para recibir una porción (14, 16, 18) del conductor, en el que la porción (14, 16, 18) del conductor está formada integralmente dentro de la porción (12) de cuerpo; una porción (102) del conector de borde a lo largo de la porción de la periferia de la porción (12) de cuerpo; teniendo dicho conjunto (60) de la clavija de conexión que tiene una primera hendidura (66) para recibir de forma retentiva la proyección del extremo distal, una segunda hendidura (70) para recibir la porción (52, 54) de resalte, y un par de protrusiones anulares macho (96) que se extienden hacia fuera desde un extremo periférico del conjunto (60) de la clavija de conexión, configurada cada protrusión para recibir un extremo terminal de un conductor cableado en la misma, extendiéndose el conductor cableado a través del conjunto de la clavija de conexión y saliendo por un extremo opuesto; en el que

estando configurado el par de protrusiones macho (96) para acoplarse de forma sellada con el par de cavidades hembra (30, 32, 34, 36), de forma que cada una de las porciones (14, 16, 18) del conductor forma una conexión eléctrica con los extremos terminales asociados del conductor cableado cuando la porción (12) de cuerpo y la porción (52, 54) de resalte se acoplan, y se acopla de forma retentiva la proyección del miembro de enganche dentro de la primera hendidura (66), y el conjunto (60) de la clavija de conexión se desacopla por medio de la manipulación del miembro de proyección del miembro de enganche

Sistema conector para tejas de células solares.

La presente invención versa acerca de un sistema de interconexión eléctrica, y más en particular acerca de un sistema de interconexión eléctrica para conjuntos de energía fotovoltaica instalados en sistemas de tejas.

Los módulos o conjuntos fotovoltaicos (FV) producen electricidad a partir de energía solar. La energía eléctrica producida por los módulos FV reduce la cantidad de energía requerida de los recursos no renovables tales como combustibles fósiles y energía nuclear. También se producen beneficios medioambientales significativos a partir de la producción de energía solar, por ejemplo, la reducción en la contaminación atmosférica por la quema de combustibles fósiles, la reducción en el uso de agua y de tierra derivada de las centrales de generación de energía, y la reducción en el almacenamiento de subproductos de desecho. La energía solar no produce ruido, y tiene pocos componentes móviles. Debido a su fiabilidad, los módulos FV también reducen el coste de la energía residencial y comercial para los consumidores.

Las células FV son esencialmente diodos semiconductores de gran área. Debido al efecto fotovoltaico, la energía de los fotones se convierte en energía eléctrica dentro de la célula FV cuando se irradia la célula FV por medio de una fuente de luz, tal como la luz solar. Normalmente, las células FV están interconectadas en módulos solares que tienen intervalos de potencia de hasta 100 vatios o más. Para un sistema FV grande se producen módulos FV especiales con un intervalo típico de potencia de hasta varios cientos de W. Un módulo fotovoltaico es el elemento básico de un sistema de generación de energía fotovoltaica. Un módulo FV tiene muchas células solares interconectadas en serie o en paralelo, según los parámetros deseados de voltaje y de corriente. Las células FV están conectadas y colocadas entre una placa de polivinilo en la parte inferior y un vidrio templado en la parte superior. Las células FV están interconectadas con contactos delgados en el lado superior del material semiconductor. La potencia de los módulos cristalinos típicos varía desde varios W hasta 200 W/módulo.

En el caso de sistemas de fachada o de techo, el sistema fotovoltaico puede instalarse durante la construcción, o puede ser añadido al edificio después de que haya sido construido. En general, los sistemas de techo son sistemas de menor potencia, por ejemplo, 10 kW, para satisfacer las cargas residenciales típicas. Los sistemas fotovoltaicos integrados en el techo pueden consistir en distintos tipos de módulos, tal como módulos cristalinos y amorfos microperforados. Se transfiere una porción de la luz solar natural dentro del edificio a través de los módulos. Los sistemas fotovoltaicos integrados de techo están integrados en el techo; de forma que el techo completo o una porción del mismo está cubierto de módulos fotovoltaicos, o son añadidos al techo más adelante. Las células FV pueden estar integradas en tejas.

Los módulos/conjuntos FV requieren dispositivos especialmente diseñados adaptados para interconectar los diversos módulos/conjuntos FV entre sí, y con los sistemas de distribución de energía eléctrica. Se utilizan los sistemas de conexión FV para acomodar una conexión en serie o en paralelo de los conjuntos FV. Además de cajas de conexiones, un sistema de conexión FV incluye conectores que permiten una instalación rápida en la casa del cliente o una fabricación rápida de conjuntos de cables fabricados a medida.

Las tejas FV existentes emplean sistemas de conectores eléctricos que requieren una herramienta diseñada a medida para realizar las terminaciones. La herramienta se parece a un destornillador o una llave para tuercas con bifurcaciones terminales que casan con ranuras en el cuerpo del conector. Cuando está acoplada en las ranuras del cuerpo del conector, la conexión del cable se bloquea o se desbloquea dentro del conector al pivotar o girar la herramienta para alinear, de forma selectiva, las ranuras con la posición abierta o cerrada. Sin embargo, además de la molestia de requerir que un instalador de techos lleve una herramienta cara adicional, estos miembros bifurcados tienden a romperse en la casa del cliente debido a la fuerza relativamente baja para romperlos cuando se aplica par. Además, existe una tendencia a que la herramienta se desalinee con el conector cuando los conductores que se insertan en el cuerpo del conector están estañados previamente. Por lo tanto, el problema que debe ser resuelto es una necesidad de un sistema de interconexión eléctrica para tejas FV que proporcione una conexión electromecánica sólida fiable entre la teja y los conductores de cable.

El documento WO 98/25325 da a conocer un sistema de conexión para elementos solares.

La solución está proporcionada por un sistema conector eléctrico para un conjunto FV con un sistema de tejas. El sistema conector incluye una porción de cuerpo y un conjunto de la clavija de conexión. La porción del cuerpo y el conjunto de la clavija de conexión pueden acoplarse con un enganche. La porción del cuerpo tiene un miembro flexible de enganche, un extremo periférico y un resalte que define un rebaje abierto en un extremo. Se extiende un par de cavidades hembra hacia dentro desde el extremo periférico adyacente al rebaje. Ambas cavidades hembra están configuradas dentro de la porción del cuerpo. Hay colocada una porción del borde del conector a lo largo de una porción de la periferia de la porción del cuerpo frente al borde superior. El miembro de enganche se extiende hacia fuera desde el borde superior de la porción del cuerpo e incluye un extremo distal, con una proyección formada en el extremo distal para acoplarse de forma retentiva al conjunto de la clavija de conexión. Cada conjunto de la clavija de conexión incluye una primera hendidura para recibir de forma retentiva la proyección del extremo distal, y una segunda hendidura para recibir la porción de resalte. Los conjuntos de la clavija de conexión también incluyen, cada uno, un par de protrusiones anulares macho que se extienden hacia fuera desde un extremo periférico del conjunto de la clavija de conexión. Cada protrusión macho está configurada para recibir un extremo terminal de un conductor cableado en la misma. El conductor cableado se extiende a través del conjunto de la clavija de conexión y sale por un extremo opuesto. El par de protrusiones macho está configurado para acoplarse al par de cavidades hembra en una conexión sellada. Cada una de las porciones del conductor forma una conexión eléctrica con los extremos terminales asociados del conductor cableado cuando se acoplan la porción del cuerpo y la porción de resalte. La proyección del miembro de enganche está acoplada de forma retentiva dentro de la primera hendidura, y se desacopla el conjunto de la clavija de conexión mediante la manipulación del miembro de proyección del miembro de enganche.

Una ventaja de la presente invención es que proporciona una solución de terminal de cable de menor coste con un buen alineamiento, sellado, bloqueo y disipación de calor, y que se lleva a cabo sin el uso de una herramienta para realizar las terminaciones.

Otra ventaja de la presente invención es que incluye una interfaz fiable convencional de terminación que tiene un terminal macho plano de inserción a presión con un elemento de bloqueo del enganche positivo.

Una ventaja adicional de la presente invención es que emplea una interfaz establecida de contacto de terminación con terminales planos de inserción a presión.

Aún otra ventaja de la presente invención es un conjunto del conector sobremoldeado de tejas que tiene un elemento de bloqueo del enganche positivo del cable.

Aún otra ventaja es que todo el conjunto conector tiene un perfil reducido que encaja dentro de los confines limitados de un sistema de tejas.

Serán evidentes otras características y ventajas de la presente invención a partir de la descripción más detallada de la realización preferente, tomada en conjunto con los dibujos adjuntos que ilustran, a modo de ejemplo, los principios de la invención.

Se describirá ahora la invención a modo de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 muestra una vista en corte transversal parcialmente cortada del sistema conector de la presente invención; representando las líneas discontinuas porciones del conjunto del cuerpo sobremoldeado del conector y de la clavija de conexión, y representando las líneas continuas los elementos internos...

1. Un sistema conector (10) para interconectar elementos eléctricos de un sistema de teja fotovoltaica que comprende:

una porción (12) de cuerpo y un conjunto (60) de la clavija de conexión, siendo acoplables dicha porción (12) de cuerpo y dicho conjunto (60) de la clavija de conexión mediante enganche, y

teniendo la porción (12) de cuerpo un miembro flexible (46, 48) de enganche, un extremo periférico y un resalte (52, 54) que define un rebaje (56, 58) abierto en un extremo, y un par de cavidades hembra (30, 32, 34, 36) que se extienden hacia dentro del extremo periférico adyacente al rebaje (56, 58); extendiéndose hacia fuera el miembro (46, 48) de enganche desde un borde superior (50) de dicha porción (12) de cuerpo y teniendo un extremo distal, y una proyección formada en el extremo distal; configuradas ambas cavidades hembra (30, 32, 34, 36) para recibir una porción (14, 16, 18) del conductor, en el que la porción (14, 16, 18) del conductor está formada integralmente dentro de la porción (12) de cuerpo; una porción (102) del conector de borde a lo largo de la porción de la periferia de la porción (12) de cuerpo; teniendo dicho conjunto (60) de la clavija de conexión que tiene una primera hendidura (66) para recibir de forma retentiva la proyección del extremo distal, una segunda hendidura (70) para recibir la porción (52, 54) de resalte, y un par de protrusiones anulares macho (96) que se extienden hacia fuera desde un extremo periférico del conjunto (60) de la clavija de conexión, configurada cada protrusión para recibir un extremo terminal de un conductor cableado en la misma, extendiéndose el conductor cableado a través del conjunto de la clavija de conexión y saliendo por un extremo opuesto; en el que

estando configurado el par de protrusiones macho (96) para acoplarse de forma sellada con el par de cavidades hembra (30, 32, 34, 36), de forma que cada una de las porciones (14, 16, 18) del conductor forma una conexión eléctrica con los extremos terminales asociados del conductor cableado cuando la porción (12) de cuerpo y la porción (52, 54) de resalte se acoplan, y se acopla de forma retentiva la proyección del miembro de enganche dentro de la primera hendidura (66), y el conjunto (60) de la clavija de conexión se desacopla por medio de la manipulación del miembro de proyección del miembro de enganche.

2. El sistema de la reivindicación 1, en el que el conjunto (60) de la clavija de conexión tiene una abertura central (90) para la inserción del dedo para permitir el agarre del conjunto (60) de la clavija de conexión.

3. El sistema de la reivindicación 1, en el que la porción (102) del conector de borde tiene una pluralidad de elementos de contacto, estando configurada la pluralidad de elementos de contacto para interconectar la teja fotovoltaica (104) con la porción (14, 16, 18) del conductor.

4. El sistema de la reivindicación 1, en el que la porción (12) de cuerpo tiene una pluralidad de ventanas (22, 24, 26) para fijar componentes a la porción (12) de cuerpo.

5. El sistema de la reivindicación 4, en el que los componentes son un diodo (20) y una pluralidad de pestañas.

6. El sistema de la reivindicación 4, en el que los componentes están fijados por medio de soldadura.

7. El sistema de la reivindicación 1, en el que las marcas de polaridad están dispuestas en al menos un lado del cuerpo (12) del conector y el conjunto (60) de la clavija de conexión.

8. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado adicionalmente por:

un diodo (20) para bloquear corrientes inversas en la teja fotovoltaica (104); y

un disipador (20c) de calor para la disipación del calor del elemento (20) de diodo.

9. El sistema de la reivindicación 1, en el que también está soldado un conductor de la pluralidad de conductores a un disipador (20c) de calor de un diodo (20) y está configurado para proporcionar una disipación adicional de calor por medio de la conductividad térmica mientras que se mantiene el aislamiento eléctrico del circuito de la teja fotovoltaica.