CONJUNTO FOTOVOLTAICO DE IGUALACIÓN DE PRESIÓN Y MÉTODO PARA REDUCIR FUERZAS DE LEVANTAMIENTO POR VIENTO.

Conjunto fotovoltaico de igualación de presión y método para reducir fuerzas de levantamiento por viento Antecedentes de la invención El aire que se mueve a través de una disposición de conjuntos fotovoltaicos (FV) montados en el tejado de un edificio u otra superficie de soporte, crea fuerzas de levantamiento por viento sobre los conjuntos FV. Se ha realizado mucho trabajo en el diseño y la evaluación de disposiciones de conjuntos FV para minimizar las fuerzas de levantamiento por viento. Véanse las patentes estadounidenses n. os 5.316.592; 5.505.788; 5.746.839; 6.061.978; y 6.148.570. La reducción de las fuerzas de levantamiento por viento proporciona varias ventajas. En primer lugar, reduce el peso necesario por unidad de área de la disposición. Esto reduce o elimina la necesidad de reforzar la superficie de soporte para soportar el peso de la disposición, haciendo de ese modo más fácil el reajuste y reduciendo los costes tanto del reajuste como de una nueva construcción. En segundo lugar, reduce o elimina la necesidad del uso de elementos de sujeción que penetran en membranas de tejados (u otras superficies de soporte); esto ayuda a mantener la integridad de la membrana. En tercer lugar, se reduce el coste de transporte e instalación del conjunto debido a la disminución de su peso. En cuarto lugar, los conjuntos FV ligeros son más fáciles de instalar que los conjuntos que se basan en pesos de lastre para contrarrestar las fuerzas de levantamiento por viento. En quinto lugar, cuando se diseña de manera apropiada, el conjunto puede servir como una capa protectora sobre la membrana de tejado o superficie de soporte, protegiendo frente a temperaturas extremas y radiación ultravioleta. A partir del documento US-A-5746839 ya se conoce una disposición y un método según la parte genérica de las reivindicaciones 1 y 13. El documento JP-A-2000/064523 se refiere a un panel de célula solar, que tiene una base con una pluralidad de aberturas de instalación para una pluralidad de conjuntos. Los paneles se montan sobre la base mediante una ménsula. La base se fija sobre un tejado mediante medios de fijación. Este documento no se refiere a una disposición de conjuntos FV de igualación de presión. Este documento no muestra un efecto de igualación de presión. Este documento no muestra orificios de ventilación formados a través de la base. Las aberturas que se muestran en este documento son aberturas de instalación que alojan las ménsulas. Partes de las ménsulas se alojan en las aberturas respectivas de manera que se rellenan las aberturas y se cierran mediante diversos comentarios de enganche de las ménsulas. El documento JP-A-2000/208803 muestra un conjunto fotovoltaico que tiene un carril y un armazón para fijar un módulo FV. Se proporciona una abertura en el armazón. Existe también una abertura en la superficie superior del carril. Este documento, sin embargo, no muestra un orificio de ventilación que se forma a través de toda la base y, como resultado, no existe una trayectoria de igualación de presión que se extienda desde la superficie exterior del módulo FV, y a través de al menos uno de los orificios de ventilación y hasta la superficie inferior de la base. El documento US-A-6061978 muestra que se proporciona una bandeja que soporta un módulo, en el que una entrada se encuentra en la bandeja, así como una salida, de modo que el aire puede fluir a través de la cavidad. Además, se proporciona un elemento de sujeción. Este documento tampoco muestra la combinación de características de una base, un conjunto de soporte y un módulo FV, en los que se forman orificios de ventilación a través de la base. Las fuerzas de levantamiento por viento que actúan sobre un módulo se transfieren a los elementos de sujeción, pero no a las bandejas vecinas. Sumario de la invención ES 2 367 867 T3 La invención se refiere a una disposición de conjuntos fotovoltaicos (FV) de igualación de presión según se define en la reivindicación 1 y a un método relacionado de reducción de las fuerzas de levantamiento por viento según se define en la reivindicación independiente 13. Diversos aspectos de la invención se basan en el descubrimiento y reconocimiento de que (1) las fuerzas de levantamiento por viento se distribuyen espacialmente, tanto dinámica como aleatoriamente, de modo que las fuerzas de levantamiento por viento sobre un conjunto FV particular dentro de una disposición de conjuntos FV cambian rápidamente de magnitud; y (2) enganchar mutuamente los diversos conjuntos FV dentro de una disposición de conjuntos FV hace que las fuerzas de levantamiento por viento que actúan sobre un conjunto FV individual se transfieran a otros conjuntos FV, normalmente adyacentes. Un primer aspecto de la invención se refiere a una disposición de conjuntos fotovoltaicos (FV) de igualación de presión que pueden montarse en una superficie de soporte. Cada conjunto FV comprende una base, un módulo FV y un conjunto de soporte que fija el módulo FV en una posición que se superpone a la superficie superior de la base. Se forman orificios de ventilación a través de la base. Una trayectoria de igualación de presión se extiende desde la superficie exterior del módulo FV, más allá del borde periférico del módulo FV, hasta y a través de al menos uno de los orificios de ventilación, y hasta la superficie inferior de la base. Esto proporciona igualación de presión entre la superficie exterior del módulo FV y la superficie inferior de la base para ayudar a reducir las fuerzas de 2 ES 2 367 867 T3 levantamiento por viento sobre el conjunto FV. Los orificios de ventilación pueden estar generalmente alineados o coincidentes con el borde periférico. Al menos una parte de la trayectoria que se extiende desde el borde periférico hasta al menos uno de los orificios de ventilación puede ser una parte de trayectoria despejada. Al menos uno de los orificios de ventilación puede colocarse entre el borde exterior de la base y el conjunto de soporte. La base puede incluir un conductor eléctrico, normalmente en forma de una cubierta metálica, y además puede incluir conectores eléctricos a tierra entre los conductores eléctricos. Los conjuntos FV pueden engancharse mutuamente, como por ejemplo enganchando mutuamente las bases de conjuntos FV adyacentes. La base puede incluir una parte principal y una cubierta y las bases de conjuntos FV adyacentes pueden engancharse mutuamente fijando las cubiertas de las bases adyacentes juntas. El módulo FV puede ser un módulo FV inclinado y el conjunto de soporte puede ser un conjunto de soporte de múltiples posiciones que fija el módulo FV en ángulos de envío y de uso inclinado. La disposición puede incluir también un deflector y un soporte de deflector de múltiples posiciones que fija el deflector a la base en ángulos de envío y de uso inclinado. Al menos uno de los orificios de ventilación puede estar generalmente alineado verticalmente o coincidir con una separación definida entre las partes opuestas del módulo FV inclinado y el deflector; un conducto puede proporcionar un acoplamiento de fluido de la separación y al menos uno de los orificios de ventilación. Un conjunto perimetral puede circunscribir la disposición; el conjunto perimetral puede incluir elementos perimetrales. Los elementos perimetrales se fijan normalmente entre sí y a los conjuntos FV adyacentes. Puede usarse una sujeción cruzada, que se extiende por encima, por debajo o a través de la disposición, o alguna combinación de por encima, por debajo y a través la disposición, para fijar un elemento perimetral a un elemento perimetral no adyacente. Un segundo aspecto de la invención se refiere a un sistema FV que comprende una superficie de soporte y una disposición de conjuntos fotovoltaicos (FV) de igualación de presión montada en la superficie de soporte. Cada conjunto FV comprende una base, un módulo FV y un conjunto de soporte que fija el módulo FV en una posición que se superpone a la superficie superior de la base. Se forman orificios de ventilación a través de la base. Una trayectoria de igualación de presión se extiende desde la superficie exterior del módulo FV, más allá del borde periférico del módulo FV, hasta y a través de al menos uno de los orificios de ventilación, y hasta la superficie inferior de la base. Esto proporciona igualación de presión entre la superficie exterior del módulo FV y la superficie inferior de la base para ayudar a reducir las fuerzas de levantamiento por viento sobre el conjunto FV. Una distancia promedio de aproximadamente d separa los bordes periféricos de conjuntos FV adyacentes. La superficie de soporte puede comprender una superficie con crestas y valles alternos. Pueden utilizarse elementos de relleno dentro de los valles por debajo de la disposición de conjuntos FV. Un tercer aspecto de la invención... [Seguir leyendo]

1. Disposición (12) de conjuntos fotovoltaicos (FV) de igualación de presión (14, 138) que pueden montarse en una superficie de soporte, comprendiendo cada conjunto FV (14, 138): una base (26, 140) que tiene una superficie superior y una superficie inferior; un módulo FV (24, 142) que tiene una superficie interior, una superficie exterior y un borde periférico; un conjunto de soporte (28, 150) que fija el módulo FV (24, 142) en una posición que se superpone a la superficie superior de la base (26, 140); en la que conjuntos adyacentes de dichos conjuntos FV (14, 138) se enganchan mutuamente, de modo que las fuerzas de levantamiento por viento en uno de dichos conjuntos FV se transfieren a conjuntos FV adyacentes de modo que ayuda a contrarrestar dichas fuerzas de levantamiento por viento, sujetándose dicho conjunto de soporte (28, 150) al módulo FV (24) y a la base (26, 140), caracterizado por orificios de ventilación (46, 58, 158) formados a través de la base; y una trayectoria de igualación de presión que se extiende desde la superficie exterior del módulo FV (24, 142), más allá del módulo FV, hasta y a través de al menos uno de dichos orificios de ventilación (46, 58) y hasta la superficie inferior de la base (26, 140), mediante lo cual se proporciona igualación de presión entre la superficie exterior del módulo FV y la superficie inferior de la base (26, 140). 2. Disposición según la reivindicación 1, en la que la base (26, 140) comprende un conductor eléctrico (32), y que comprende además conectores eléctricos a tierra (84) eléctricamente conectados a los conectores eléctricos de conjuntos adyacentes de los conjuntos FV. 3. Disposición según la reivindicación 1, en la que dichos orificios de ventilación (46, 58) tienen un área en sección transversal total de V y el módulo FV (24, 124) tiene un área superficial total de P y el porcentaje de V con respecto a P es de aproximadamente el 0,02% al 50%, ayudando así a la capacidad de usar un conjunto FV que tiene un peso aproximadamente de 5-25 kg por metro cuadrado mientras que se evita la necesidad de unión del conjunto FV a la superficie de soporte. 4. Disposición según la reivindicación 1, en la que dichos orificios de ventilación (46, 58, 158) tienen un área en sección transversal total de V y el módulo FV tiene un área superficial total de P y el porcentaje de V con respecto a P es de al menos aproximadamente el 0,02% ayudando así a la capacidad de usar un conjunto FV que tiene un peso aproximadamente de 5-25 kg por metro cuadrado mientras que se evita la necesidad de unión del conjunto FV a la superficie de soporte. 5. Disposición según la reivindicación 1, en la que el conjunto de soporte (150) es un conjunto de soporte de múltiples posiciones y comprende partes primera y segunda que fijan el módulo FV (142) a la base en ángulos de uso inclinado y de envío con relación a la base, siendo dicho ángulo de envío en general de 0 grados, siendo dicho ángulo de uso inclinado un primer ángulo agudo con el módulo FV que se extiende alejándose de la base. 6. Disposición según la reivindicación 5, que comprende además: un deflector (144, 172); y un soporte deflector de múltiples posiciones (192) que fija el deflector (144) a la base (140) en ángulos de uso inclinado de deflector y de envío de deflector con relación a la base, siendo dicho ángulo de envío de deflector en general de 0 grados, siendo dicho ángulo de uso inclinado de deflector un segundo ángulo agudo con el deflector que se extiende alejándose de la base (140). 7. Disposición según la reivindicación 1, en la que el módulo FV está orientado en un primer ángulo con respecto a la base, extendiéndose el módulo FV (142) alejándose de la base, y comprendiendo además un deflector (144) montado en la base y orientado en un segundo ángulo con respecto a la base (140) mediante un soporte deflector (190, 170, 150), y en la que; el módulo y el deflector (144) tienen partes opuestas que definen una separación (156) entre los mismos; al menos uno de dichos orificios de ventilación está alineado verticalmente o coincide con dicha separación (156, 176); las partes de deflector y módulo opuestas están sustancialmente a la misma distancia de la base (140); y la separación es de aproximadamente 2-8 cm de ancho. ES 2 367 867 T3 11 8. Disposición según la reivindicación 7, en la que dicha superficie exterior de dicho módulo FV tiene un área igual a aproximadamente P y el área en sección transversal total de cada uno de dichos orificios de ventilación que están alineados verticalmente con dicha separación es de aproximadamente w, siendo el porcentaje de w con respecto a P de aproximadamente el 0,1% al 50%. 9. Disposición según la reivindicación 1, en la que los bordes periféricos (52) de los módulos FV adyacentes (24, 142) están separados por una distancia promedio de aproximadamente d; la superficie interior de cada módulo FV está separada de la superficie superior de la base por una distancia promedio de aproximadamente h; y siendo la razón d/h de entre aproximadamente 0,1 y 6. 10. Sistema según la reivindicación 1, en el que los conjuntos FV no están unidos a la superficie de soporte. 11. Sistema según la reivindicación 1, en el que los conjuntos FV se fijan a la superficie de soporte usando elementos de fijación que no penetran en la superficie de soporte. 12. Sistema según la reivindicación 1, en el que dicha superficie de soporte comprende una superficie con crestas y valles alternos, y que comprende además elementos de relleno dentro de los valles por debajo de la disposición de conjuntos FV. 13. Método para reducir fuerzas de levantamiento por viento en una disposición (12) de conjuntos fotovoltaicos (FV) de igualación de presión (14, 138) que pueden montarse en una superficie de soporte, comprendiendo cada conjunto FV (12, 138) una base (26, 140) que tiene una superficie superior y una superficie inferior, un módulo FV (24, 142) que tiene una superficie interior, una superficie exterior y un borde periférico, y un conjunto de soporte (28, 150) que fija el módulo FV (24, 142) en una posición que se superpone a la superficie superior de la base, en el que dicho conjunto de soporte (28, 150) se sujeta al módulo al módulo FV 24 y a la base (26, 140), en el que los conjuntos adyacentes de dichos conjuntos FV (14, 138) se enganchan mutuamente, de modo que las fuerzas de levantamiento por viento en uno de dichos conjuntos FV se transfieren a los conjuntos FV adyacentes para ayudar a contrarrestar dichas fuerzas de levantamiento por viento, caracterizándose el método por, formar orificios de ventilación (46, 58, 158) a través de la base; y crear una trayectoria de igualación de presión que se extiende desde la superficie exterior del módulo FV (24, 142), más allá del módulo FV, hasta y a través de al menos uno de dichos orificios de ventilación, y hasta la superficie inferior de la base, mediante lo cual se proporciona igualación de presión entre la superficie exterior del módulo FV y la superficie inferior de la base (26, 140). 14. Método según la reivindicación 13, que comprende además seleccionar una base (26, 140) que comprende un conductor eléctrico (32), y comprende además conectar eléctricamente los conductores eléctricos de los conjuntos adyacentes de dichos conjuntos FV. 15. Método según la reivindicación 13, en el que se realiza la etapa de formación de dichos orificios de ventilación de modo que dichos orificios de ventilación (46, 58, 158) para un conjunto FV tienen un área en sección transversal total de V y el módulo FV tiene un área superficial total de P y el porcentaje de V con respecto a P es de al menos aproximadamente el 0,02%, ayudando así a la capacidad de usar un conjunto FV que tiene un peso de aproximadamente 5-25 kg por metro cuadrado mientras que se evita la necesidad de unión del conjunto FV a la superficie de soporte. 16. Método según la reivindicación 13, que comprende además: orientar el módulo FV en un primer ángulo con respecto a la base de modo que el módulo FV (24, 124) se extiende alejándose de la base (26, 140) desde una primera parte de módulo hasta una segunda parte de módulo; montar un deflector (144, 172), que tiene partes de deflector primera y segunda, en la base en un segundo ángulo de modo que el deflector se extiende alejándose de la base desde la primera parte de deflector hasta la segunda parte de deflector; y formar una separación (156, 176) entre las partes de deflector y segundo módulo opuestas. 17. Método según la reivindicación 16, en el que; ES 2 367 867 T3 se lleva a cabo la etapa de formación de dicha separación (156, 176) de modo que al menos algunos de dichos orificios de ventilación están generalmente alineados verticalmente o coincidentes con dicha separación; y se llevan a cabo las etapas de formación de dichos orificios de ventilación (46, 58, 158) y separación de modo que las superficies exteriores de los módulos FV tienen un área total igual a aproximadamente m y el área en sección transversal total de dichos orificios de ventilación que están alineados generalmente verticalmente con dichas 12 ES 2 367 867 T3 separaciones es de aproximadamente w, siendo el porcentaje de w con respecto a m de aproximadamente el 0,1% al 50%. 18. Método según la reivindicación 13, que comprende además montar la disposición de conjuntos FV en una superficie de soporte, comprendiendo la superficie de soporte crestas (226) y valles (228). 19. Método según la reivindicación 18, que comprende además colocar deflectores de viento dentro de los valles (228) por debajo del perímetro de la disposición de conjuntos FV. 20. Método según la reivindicación 18, que comprende además rellenar sustancialmente los valles (228) por debajo de la disposición de conjuntos FV. 13 ES 2 367 867 T3 14 ES 2 367 867 T3 ES 2 367 867 T3 16 ES 2 367 867 T3 17 ES 2 367 867 T3 18 ES 2 367 867 T3 19 ES 2 367 867 T3 ES 2 367 867 T3 21 ES 2 367 867 T3 22 ES 2 367 867 T3 23 ES 2 367 867 T3 24 ES 2 367 867 T3 ES 2 367 867 T3 26