Un módulo fotovoltaico (100), que comprende: una capa transparente superior (110) que comprende resina fluorada de etileno-propileno;

una capa fotovoltaica (120) colocada bajo la capa transparente superior (110), comprendiendo la capa fotovoltaica (120) una pluralidad de células fotovoltaicas interconectadas eléctricamente (122) dispuestas en una agrupación de filas y columnas; una primera capa de adhesivo transparente activado por calor (150) interpuesta entre la capa transparente superior (110) y la capa fotovoltaica (120) para adherir la capa fotovoltaica (120) a la capa transparente superior (110);una capa rígida (130) colocada bajo la capa fotovoltaica (120); una segunda capa de adhesivo transparente activado por calor (140) interpuesta entre la capa fotovoltaica (120) y la capa rígida (130) para adherir la capa fotovoltaica (120) a la capa rígida (130); un marco de plástico (180, 182) que tiene una parte superior y una parte inferior, el marco dispuesto para sujetar los bordes de la capa transparente superior (110), la capa fotovoltaica (120) y la capa rígida (130) entre la parte superior y la parte inferior; y una capa de adherencia (200) que tiene una primera superficie sujeta a una superficie inferior expuesta de la capa rígida (130) y que tiene una segunda superficie para adherir el módulo a una superficie de tejado; caracterizado porque: la capa fotovoltaica (120) además comprende una caja de conexiones eléctricas (170) dispuesta en el mismo lado del módulo (100) que la agrupación de células (122), y dicha capa de adherencia (200) se aplica a la superficie inferior de la capa rígida (130) adyacente a la parte inferior del marco de plástico (180, 182)

Campo técnico

La presente invención se refiere a paneles solares para generar energía eléctrica y más particularmente se refiere a módulos fotovoltaicos integrados en un sándwich laminado, resistente a la intemperie para instalación sobre tejados planos.

Técnica anterior

Los paneles fotovoltaicos convencionales para generar potencia eléctrica para residencias y negocios son planos y se colocan sobre una parte de un tejado que está expuesta al sol. Históricamente, tales paneles se colocaban sobre estructuras levantadas sobre el tejado para sostener y proteger los paneles. Más recientemente, se ha dispuesto de paneles fotovoltaicos que pueden montarse directamente sobre un tejado plano. Véase, por ejemplo, la publicación de solicitud de patente de EE.UU. Nº 2005/0178248A1 de Laaly y col., que desvela un panel que incorpora una membrana de tejado dentro de la estructura del panel. El panel está pensado para ser instalado sobre un tejado nuevo o un tejado de reemplazo con la membrana proporcionando protección frente a la humedad para la estructura subyacente, así como proporcionando potencia eléctrica. Aunque adecuada en general para aplicaciones de tejados, la membrana adicional añade costes de fabricación innecesarios y requiere etapas adicionales para instalar sobre un tejado. El documento EP1056138A2 desvela un módulo de células solares que tiene una superficie más exterior que comprende un miembro de superficie sobre el lado de la cara que recibe luz del módulo de células solares, una cara más posterior que comprende un miembro de cara posterior sobre el lado de la cara que no recibe luz del módulo de células solares, y un elemento fotovoltaico entre el miembro de superficie y el miembro posterior. El módulo de células solares también tiene un miembro incombustible poroso que tiene una resistencia estructural entre dicho elemento fotovoltaico y dicho miembro de cara posterior.

El documento JP6-085306 desvela un módulo de células solares que se sujeta a un tejado usando cinta adhesiva de doble cara, haciendo innecesario un bastidor para trabajo de instalación y reduciendo el peso.

Exposición de la invención

El panel fotovoltaico descrito en este documento e ilustrado en los dibujos adjuntos permite que el panel solar generador de electricidad sea instalado sobre un tejado plano existente directamente sobre un tejado existente. El panel está formado del tamaño y la forma de los paneles convencionales de 1,2 m (4 pies) por 2,4 m (8 pies) que se montan fácilmente usando cinta u otros sistemas adhesivos adecuados. El panel no incluye una membrana, y es más fácil de fabricar e instalar.

De acuerdo con aspectos de una realización preferida de la invención, un panel fotovoltaico comprende un sustrato rígido inferior, una capa fotovoltaica media que tiene conectores de salida eléctrica, y una capa protectora transparente superior. Las capas están formadas en un sándwich laminado con las capas fijadas entre sí por un adhesivo transparente, activado por calor, como, por ejemplo, etileno-acetato de vinilo (EVA). Las capas y el revestimiento de EVA actúan como aglomerantes y amortiguadores para las capas del panel fotovoltaico laminado. El EVA puede sustituirse por otros adhesivos adecuados, como, por ejemplo, butiral de polivinilo (PVB), u otro material de encapsulado que actúe como aglomerante y amortiguador.

La capa fotovoltaica media comprende una pluralidad de células fotovoltaicas interconectadas eléctricamente. Por ejemplo, la capa fotovoltaica media comprende ventajosamente 160 células fotovoltaicas dispuestas en una agrupación de filas y columnas.

La capa superior transparente superior comprende preferentemente un grosor adecuado de resina impermeable químicamente resistente, como, por ejemplo, resina fluorada de etileno-propileno (FEP). Tal resina es comercializada por E.I. du Pont de Nemurs and Company como película FEP DuPontTM Teflon®. La película FEP es una película termoplástica transparente que puede ser termosellada, termoformada, conformada por vacío, unida por calentamiento, o similares para producir la capa superior transparente. En realizaciones preferidas, la capa transparente superior se ablanda durante un procedimiento de curado para permitir que una parte de la capa transparente forme una capa protectora a lo largo de los lados de la estructura laminada.

El panel fotovoltaico además incluye un marco exterior que rodea los bordes exteriores del sándwich laminado. Preferentemente, el marco exterior se asegura al sándwich laminado mediante un adhesivo se silicio u otro adhesivo impermeable adecuado. En realizaciones preferidas, la parte inferior del sustrato rígido se asegura al tejado existente mediante una capa de cinta adhesiva doble, como, por ejemplo, una cinta autosellante que tenga una formulación de resinas, termoplásticos y cauchos no vulcanizados. Una cinta adhesiva doble adecuada es comercializada por Eternabond, Inc., de Hawthorn Woods, Illinois, EE.UU., como EternabondTM Double StickTM .

Breve descripción de los dibujos

Ciertos aspectos de acuerdo con realizaciones de la presente invención se describen más adelante en relación con las figuras de dibujos adjuntas en las que:

La Figura 1 ilustra una vista en perspectiva de una realización a modo de ejemplo de un panel fotovoltaico laminado;

La Figura 2 ilustra una vista de la sección transversal a escala ampliada del panel fotovoltaico de la Figura 1 tomada a lo largo de las líneas 2-2 de la Figura 1; y

La Figura 3 ilustra una vista en perspectiva en despiece ordenado del panel fotovoltaico de la Figura 1.

Modos de llevar a cabo la invención

Tal como se ilustra en las Figuras 1, 2 y 3, un panel fotovoltaico laminado 100 está configurado como un panel generalmente rectangular, que está dimensionado y conformado de acuerdo con los tamaños y formas de los materiales de construcción convencionales. Así, el panel 100 puede ser manipulado por un equipo de construcción sin requerir ningún equipamiento de manipulación de material especial. El panel 100 se ensambla en una fábrica u otro entorno adecuado de manera que el panel 100 está completo y listo para instalar sobre un tejado plano u otra ubicación que tenga exposición adecuada al sol. En la realización ilustrada, el panel 100 tiene dimensiones de aproximadamente 2,4 m (8 pies) por 1,2 m (4 pies) y tiene un grosor de menos de aproximadamente 5 mm (0,2 pulgadas) cuando está instalado. Así, el panel 100 no añade altura significativa a una estructura de tejado. Aunque no está pensado que se use como superficie de paso, el panel 100 tiene suficiente integridad estructural como para soportar el peso de un trabajador de la construcción o un inspector de tejados y para resistir el impacto de objetos caídos sobre el panel 100.

El panel 100 tiene una capa protectora superior transparente 110 que está orientada hacia arriba y está expuesta al sol. Una capa media 120 está colocada bajo la capa protectora superior 110. La capa media 120 comprende una pluralidad de células fotovoltaicas 122 interconectadas eléctricamente para formar una agrupación fotovoltaica. La capa media 120 descansa sobre una capa inferior rígida 130. La capa media 120 se asegura a la capa inferior rígida 130 por una capa adhesiva inferior 140. La capa media 120 se asegura a la capa protectora superior 110 por una capa adhesiva superior 150. La capa media 120 está así encapsulada entre la capa adhesiva inferior 140 y la capa adhesiva superior 150.

La capa protectora superior 110 proporciona protección frente a impactos así como protección frente a la intemperie al panel 100. La capa protectora superior 110 comprende ventajosamente resina fluorada de etilenopropileno (FEP) DuPontTM Teflon®, que está formada en una capa de película de grosor adecuado (por ejemplo, aproximadamente 2,5 mm (0,1 pulgadas)). Así, las células fotovoltaicas 122 de la capa media 120 están expuestas a la luz solar directa sin estar expuestas a humedad y otras condiciones climáticas y sin estar expuestas a impacto directo por pies, caída de objetos, y restos. También puede usarse vidrio templado que tenga un grosor adecuado como la capa protectora superior 110.

En la realización ilustrada, la capa inferior rígida 130 comprende plástico reforzado con fibra (FRP). Por ejemplo, la capa de FRP comprende ventajosamente una resina de poliéster con fibras de vidrio trenzadas embebidas. En una realización ventajosa, la capa de FRP tiene un grosor de aproximadamente 2,0 mm (0,079 pulgadas). La capa inferior... [Seguir leyendo]

1. Un módulo fotovoltaico (100), que comprende:

una capa transparente superior (110) que comprende resina fluorada de etileno-propileno; una capa fotovoltaica (120) colocada bajo la capa transparente superior (110), comprendiendo la capa fotovoltaica (120) una pluralidad de células fotovoltaicas interconectadas eléctricamente (122) dispuestas en una agrupación de filas y columnas; una primera capa de adhesivo transparente activado por calor (150) interpuesta entre la capa transparente superior (110) y la capa fotovoltaica (120) para adherir la capa fotovoltaica (120) a la capa transparente superior (110); una capa rígida (130) colocada bajo la capa fotovoltaica (120); una segunda capa de adhesivo transparente activado por calor (140) interpuesta entre la capa fotovoltaica (120) y la capa rígida (130) para adherir la capa fotovoltaica (120) a la capa rígida (130); un marco de plástico (180, 182) que tiene una parte superior y una parte inferior, el marco dispuesto para sujetar los bordes de la capa transparente superior (110), la capa fotovoltaica (120) y la capa rígida (130) entre la parte superior y la parte inferior; y una capa de adherencia (200) que tiene una primera superficie sujeta a una superficie inferior expuesta de la capa rígida (130) y que tiene una segunda superficie para adherir el módulo a una superficie de tejado;

caracterizado porque:

la capa fotovoltaica (120) además comprende una caja de conexiones eléctricas (170) dispuesta en el mismo lado del módulo (100) que la agrupación de células (122), y dicha capa de adherencia (200) se aplica a la superficie inferior de la capa rígida (130) adyacente a la parte inferior del marco de plástico (180, 182).

2. El módulo fotovoltaico (100) de la reivindicación 1, en el que la capa rígida (130) comprende un plástico reforzado con fibra.

3. El módulo fotovoltaico (100) de la reivindicación 1, en el que la capa de adherencia (200) comprende cinta que tiene un primer lado de adherencia y un segundo lado de adherencia, siendo fijado el primer lado de adherencia a la superficie inferior de la capa rígida (130), y teniendo el segundo lado de adherencia una cobertura despegable, siendo la cobertura despegable separable para adherir la capa de adherencia (200) a una superficie de un tejado, fijando así el módulo fotovoltaico (100) a la superficie del tejado.

4. El módulo fotovoltaico (100) de la reivindicación 1, en el que el adhesivo transparente activado por calor (130, 150) comprende etileno-acetato de vinilo.

5. El módulo fotovoltaico (100) de la reivindicación 1, en el que el grosor de la capa de adherencia (200) es igual al grosor de la parte inferior del marco de plástico (180, 182).