SISTEMA DE PLACAS.

Sistema de placas, para su uso en una superficie inclinada que tiene un borde superior y un borde inferior,

que comprende: una pluralidad de conjuntos de placas (80, 12), comprendiendo al menos algunos de dichos conjuntos de placas una barrera (84, 22); estando dichos conjuntos de placas (80, 12) dispuestos en una disposición, comprendiendo dicha disposición una pluralidad de filas de dichos conjuntos de placas (80, 12); en el que dicho sistema de placas está caracterizado porque dichos al menos algunos de dichos conjuntos de placas (80, 12) comprenden además: una base resistente al agua (82, 20); un soporte (86, 24) que fija la barrera a la base (82, 20); y una zona de ventilación (28, 114) definida entre la barrera (84, 22) y la base (82, 20) y con conexión de fluido con la atmósfera ambiente para la regulación de la temperatura; y comprendiendo la base (82, 20) una capa de aislamiento (120) subyacente a una barrera frente al agua (118), teniendo dicha barrera frente al agua (118) una parte de barrera frente al agua inferior (121) que se extiende más allá de dicha capa de aislamiento subyacente (120) de modo que dicha parte de barrera frente al agua inferior (121) de una de dichas filas de conjuntos de placas se solapa con una parte superior (123) de la barrera frente al agua (118) de una fila adyacente de conjuntos de placas.

La invención se refiere a un sistema de placas según la claúsula genérica de la reivindicación 1. Este tipo de sistema de placas ya se conoce a partir del documento US 5.613.337. Este documento muestra placas de cubierta y más particularmente placas metálicas con bordes plegados bloqueados entre sí.

Las placas de cubierta son de dos tipos principales. Un primer tipo es normalmente plano y está diseñado de modo que existe una cantidad generosa de solape entre placas adyacentes para crear juntas resistentes a la intemperie para ayudar a garantizar estanqueidad frente a la intemperie. Este primer tipo de bordes solapados puede ser flexible, tal como la placa plana asfáltica o de composición común, o puede ser rígido, tal como las placas de pizarra

o algunas de hormigón. Un segundo tipo de placa plana de cubierta tiene bordes bloqueados entre sí para fijar los bordes entre sí y ayudar a crear juntas resistentes a la intemperie eficaces para proporcionar la estanqueidad frente a la intemperie deseada. Los bordes bloqueados entre sí de este segundo tipo de bordes bloqueados entre sí pueden tener generalmente, por ejemplo, bordes en forma de U que crean juntas de solape, pueden tener bordes bloqueados entre sí de tipo de unión de plegado saliente, o pueden tener bordes bloqueados entre sí de tipo de unión de tapajuntas, o una combinación de éstos. Se ha investigado mucho en el diseño de estos bordes bloqueados entre sí. Las placas pueden fijarse al sustrato de cubierta usando, por ejemplo, adhesivos o dispositivos mecánicos tales como grapas, que acoplan los bordes de las placas, y clavos de cubierta, que fijan las grapas y/o la propia placa plana al sustrato de cubierta. ATAS International, Inc. de Allentown, Pennsylvania fabrica diversos tipos de placas metálicas bloqueadas entre sí, incluyendo placas que tienen bordes bloqueados entre sí a lo largo de sus cuatro lados. Owens Corning de Toledo OH también fabrica paneles de cubierta metálicos bloqueados entre sí que se comercializan con la marca MiraVista®.

El uso generalizado de sistemas fotovoltaicos (PV) montados en viviendas, negocios y fábricas se considera generalmente un objetivo deseable. Varios factores se consideran críticos para la aceptación de sistemas PV, en particular, para el propietario doméstico individual. Entre los factores principales están el coste y los factores estéticos. Un modo de abordar tanto el coste como los factores estéticos ha sido a través del uso de conjuntos de placas fotovoltaicas. Un modo de que tales conjuntos de placas aborden el problema del coste es usándolos en sustitución de las placas convencionales, preferiblemente usando técnicas de montaje similares. El problema estético ha comenzado a abordarse mediante el uso de conjuntos fotovoltaicos en forma de placas o tejas de cubierta que tienen configuraciones y dimensiones similares a las de las placas o tejas de cubierta convencionales, y mediante el uso de colores apropiados y características reflectantes para ayudar a proporcionar un aspecto visual agradable estéticamente a la cubierta o a otra superficie del edificio. Véase, por ejemplo, la patente estadounidense

n.o 5.112.408. Sin embargo, los sistemas de placas fotovoltaicas no han tenido la aceptación que se esperaba porque 1) el sistema PV montado de manera solidaria con la cubierta del edificio como placas funciona a altas temperaturas, lo que provoca una reducción del rendimiento eléctrico PV debido a una relación inversa entre temperatura y eficiencia PV; 2) las mismas altas temperaturas de funcionamiento se acercan o superan el límite superior de la temperatura de funcionamiento PV garantizada (normalmente 80 grados C) y sirven para acortar la vida útil de la placa plana PV; 3) algunos productos requieren realizar conexiones eléctricas entre las placas bajo el tablero de cubierta, lo que requiere taladrar orificios a través del tablero de cubierta lo que aumenta la probabilidad de filtraciones de agua; 4) ha habido una escasa adaptación estética entre las placas PV y las áreas no PV de la cubierta; 5) algunas placas PV se han limitado a la tecnología PV de silicio amorfo, que se caracterizan por una baja eficiencia de funcionamiento; y 6) el valor de la placa plana PV se ha limitado normalmente al rendimiento eléctrico PV más el valor material de las placas convencionales retiradas cuando el producto obliga a retirar placas convencionales.

Véanse las patentes estadounidenses números: 3.769.091; 4.001.995; 4.040.867; 4.189.881; 4.321.416; 5.232,518; 5.575.861; 5.590.495; 5.968.287; 5.990.414; 6.061.978; y 6.111.189. Véanse también los documentos EP1035591A1; y W096/24013.

El objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de placas mejorado. Este objeto se alcanza mediante las características de la reivindicación 1. Realizaciones preferidas se muestran en las reivindicaciones dependientes.

Un primer aspecto de la invención va dirigido a un sistema de placas, para su uso en una superficie inclinada, que comprende una pluralidad de conjuntos de placas. Al menos algunos de los conjuntos de placas incluyen una base resistente al agua y una barrera, tal como un módulo PV, fijada a la base mediante un soporte para crear el conjunto de placas. El conjunto de placas define una zona de ventilación entre la barrera y la base para la regulación de la temperatura. Se forman uniones resistentes al agua entre la bases de conjuntos de placas adyacentes. La disposición de conjuntos de placas puede incluir filas de conjuntos de placas. Los conjuntos de placas de una fila pueden estar desplazados lateralmente respecto a o alineados lateralmente con los conjuntos de placas de una fila adyacente.

Un segundo aspecto de la invención va dirigido a un sistema de placas, para su uso en una superficie inclinada, que comprende filas de conjuntos de placas. Al menos algunos de los conjuntos de placas incluyen una base resistente al agua y una barrera, tal como un módulo PV, fijada a la base mediante un soporte para crear el conjunto de placas.

El conjunto de placas define una zona de ventilación entre la barrera y la base para la regulación de la temperatura. La base comprende una barrera frente al agua que se superpone a una capa de instalación, estando superpuestas las barreras frente al agua de una fila con los interiores frente al agua de la fila adyacente.

Un tercer aspecto de la invención va dirigido a un conjunto de placas, para su uso en una superficie inclinada, que incluye una base y una barrera montada en la base. La base incluye un elemento impermeable que tiene un ancho y una altura, siendo el ancho y altura de la barrera menores que el ancho y altura del elemento impermeable de la base, por lo que se gana resistencia frente al agua cuando partes de la base de una placa plana se solapan con partes de la base de placas adyacentes.

Diversos aspectos de la presente invención proporcionan ventajas significativas para el usuario. Una ventaja principal se refiere a la regulación de la temperatura, consiguiéndose la regulación de la temperatura en parte mediante el uso de una zona de ventilación entre la barrera y la base. Prever una zona de ventilación ayuda a reducir la temperatura del módulo PV, cuando la barrera comprende un módulo PV, lo que ayuda a aumentar la eficiencia del módulo PV respecto a la eficiencia de un módulo PV montado en una superficie de soporte sin una zona de ventilación. Esta reducción de la temperatura en condiciones de funcionamiento típicas de verano en el centro de California, tal como en Sacramento, se ha hallado que es aproximadamente de 20 °C, lo que representa aproximadamente un aumento del 10 por ciento de la eficiencia PV. Este aumento de la eficiencia ayuda a reducir el coste por unidad de energía para el sistema. El uso de una zona de ventilación también ayuda a reducir la temperatura de la superficie de soporte, normalmente la cubierta de un edificio. Esta reducción de la temperatura puede dar como resultado reducciones muy significativas de la carga del sistema de aire acondicionado debido a una reducción sustancial de la ganancia térmica a través de la cubierta. La reducción calculada en la carga de un sistema de acondicionamiento de aire debido a la ganancia térmica a través de la cubierta durante un típico día de agosto en el centro de California se ha calculado que es aproximadamente del 90 por ciento. Pueden conseguirse beneficios térmicos adicionales a través del uso de una barrera radiante entre la barrera y la base o haciendo que la base sea una base térmicamente aislante. Los ahorros de energía también aumentan cuando la barrera es un módulo PV usado... [Seguir leyendo]

1. Sistema de placas, para su uso en una superficie inclinada que tiene un borde superior y un borde inferior, que comprende:

una pluralidad de conjuntos de placas (80, 12), comprendiendo al menos algunos de dichos conjuntos de placas una barrera (84, 22); estando dichos conjuntos de placas (80, 12) dispuestos en una disposición, comprendiendo dicha disposición una pluralidad de filas de dichos conjuntos de placas (80, 12); en el que dicho sistema de placas está

caracterizado porque

dichos al menos algunos de dichos conjuntos de placas (80, 12) comprenden además:

una base resistente al agua (82, 20);

un soporte (86, 24) que fija la barrera a la base (82, 20); y

una zona de ventilación (28, 114) definida entre la barrera (84, 22) y la base (82, 20) y con conexión de fluido con la atmósfera ambiente para la regulación de la temperatura;

y

comprendiendo la base (82, 20) una capa de aislamiento (120) subyacente a una barrera frente al agua (118), teniendo dicha barrera frente al agua (118) una parte de barrera frente al agua inferior (121) que se extiende más allá de dicha capa de aislamiento subyacente (120) de modo que dicha parte de barrera frente al agua inferior (121) de una de dichas filas de conjuntos de placas se solapa con una parte superior

(123) de la barrera frente al agua (118) de una fila adyacente de conjuntos de placas.

2. Sistema según la reivindicación 1, en el que las partes de barrera frente al agua inferior y superior (121, 123) tienen zonas de acoplamiento mutuo (122, 124) que ayudan a crear interrupciones frente al agua.

3. Sistema según la reivindicación 2, en el que las capas de aislamiento (120) comprenden zonas entrantes correspondientes a las zonas de acoplamiento mutuo (122, 124).

4. Sistema según la reivindicación 1, en el que las barreras (84, 22) de una de dichas filas se solapan con las barreras (84, 22) de una adyacente de dichas filas.

5. Sistema según la reivindicación 4, en el que dichas barreras solapadas (84, 22) definen un hueco (47) entre ellas, teniendo dicho hueco una separación media.

6. Sistema según la reivindicación 4, en el que dicha separación media es de 0-5 cm.

7. Sistema según la reivindicación 4, en el que dicha separación media es de 0,6-2,5 cm.

8. Sistema según la reivindicación 4, en el que dicha separación media es de 0,6-1,9 cm.

9. Sistema según la reivindicación 8, que comprende además una barrera frente a la suciedad permeable al aire en dicho hueco.

10. Sistema según la reivindicación 1, en el que las barreras comprenden módulos PV que tienen elementos de conexión eléctrica (112).

11. Conjunto según la reivindicación 10, en el que los elementos de conexión eléctrica (112) comprenden cables y conectores en dichas zonas de ventilación (28, 114).

12. Conjunto según la reivindicación 10, en el que los elementos de conexión eléctrica (112) comprenden conectores eléctricos formados de manera solidaria con al menos uno del módulo PV, la base y el soporte.

13. Sistema según la reivindicación 10, en el que la disposición tiene un borde, y que comprende además un deflector (97) en el borde de la disposición para ayudar a fomentar el flujo de aire adecuado a través de las zonas de ventilación (28, 114) al tiempo que ayuda a evitar que la suciedad entre en una zona de ventilación (28, 114).