Un sistema de tablillas, para usar en una superficie inclinada (14) que tiene un borde superior y un borde inferior,

que comprende:

varios conjuntos (12, 80) de tablillas, comprendiendo al menos algunas de dichos conjuntos de tablillas: un módulo fotovoltaico (22, 84) que tiene un borde superior y un borde inferior;

una base (20, 82) resistente al agua;

un soporte (24, 126, 128) de conexión que fija el módulo fotovoltaico (22, 84) a la base (20, 82) resistente al agua; y

una zona (28) de ventilación definida entre el módulo fotovoltaico (22, 84) y la base (20, 82) resistente al agua y acoplada mediante fluido a la atmósfera ambiental para la regulación de la temperatura;

dichos conjuntos de tablillas dispuestos en una primera fila superior de conjuntos de tablillas y una segunda fila inferior de conjuntos de tablillas;

dichos bordes inferiores de los módulos fotovoltaicos de dicha primera fila de conjuntos de tablillas solapan con los bordes superiores de los módulos fotovoltaicos de la segunda fila de conjuntos de tablillas, y en donde dichas bases resistentes al agua tienen un primer (36, 38) y un segundo (38, 90) bordes opuestos que forman un primer y un segundo elementos interconectables respectivamente, en donde dicho primer borde (36, 38) de una base interconecta con dicho segundo borde (38, 90) de una base adyacente para oponer resistencia a la primera y segunda fuerzas de desconexión, estando dicha primera fuerza de desconexión orientada perpendicularmente a dichos bordes a lo largo de un plano orientado paralelamente a la base, y estando dicha segunda fuerza de desconexión orientada perpendicularmente a dichos bordes a lo largo de un plano orientado perpendicularmente a la base.

Sistema de tablillas y método para montar el mismo

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Existen dos tipos principales de tablillas para tejados. Las del primer tipo son normalmente planas y están diseñadas de modo que haya una generosa cantidad de solapamiento entre tablillas adyacentes para crear juntas resistentes a las condiciones climáticas, con el fin de garantizar la impermeabilidad. Este primer tipo con solapamiento en los bordes puede ser flexible, como en las tablillas de composición común o de asfalto, o puede ser rígido, como en las tablillas de pizarra o en algunas tablillas de hormigón. Un segundo tipo de tablillas para tejados tiene bordes entrelazados para fijar los bordes uno con otro y ayudar a crear eficazmente juntas resistentes a las condiciones climáticas para proporcionar la impermeabilidad deseada. Los bordes entrelazados de este segundo tipo con bordes entrelazados pueden tener generalmente, por ejemplo, bordes en forma de U que crean juntas con solapa, pueden tener un tipo de bordes entrelazados de junta vertical, o pueden tener un tipo de bordes entrelazados de junta reforzada con un perfil, o una combinación de los mismos. Se han llevado a cabo muchos estudios para diseñar estos bordes entrelazados. Las tablillas se pueden fijar al sustrato del tejado utilizando, por ejemplo, adhesivos o dispositivos mecánicos tales como clips, que conectan los bordes de las tablillas, y clavos para tejados, que fijan los clips y/o la propia tablilla al sustrato del tejado. AT AS International, Inc. de Allentown, Pensilvania, fabrica varios tipos de tablillas de metal entrelazadas, incluidas tablillas con bordes entrelazados a lo largo de los cuatro lados. Owens Corning de Toledo, OH, también fabrica paneles para tejados de metal entrelazados que se venden bajo la marca registrada MiraVista®.

El documento EP 1 071 138 A2 está relacionado con tejas con módulos de baterías solares. Las tejas presentan una base en forma de cuerpo de teja que se asemeja a una placa. La teja también presenta una barrera en forma de módulo de batería solar. El módulo de la batería se encuentra en un rebaje del cuerpo de la teja. Este documento no muestra la función de un soporte de conexión que fije la barrera a la base. Este documento tampoco muestra las operaciones para fijar varias barreras a las bases utilizando el soporte de conexión. Este documento tampoco muestra que la operación de instalación comprende la interconexión del primer borde de una base con el segundo borde de una base adyacente con el fin de oponer resistencia a la primera y a la segunda fuerzas de desconexión, la primera fuerza de conexión está orientada perpendicularmente a dichos bordes a lo largo de un plano orientado paralelamente a la base, y la segunda fuerza de desconexión está orientada perpendicularmente a dichos bordes a lo largo de un plano orientado perpendicularmente a la base.

Por lo general, el uso generalizado de sistemas fotovoltaicos (PV) instalados en viviendas, empresas y fábricas se considera un objetivo deseable. Se cree que algunos factores pueden ser críticos para la aceptación de los sistemas PV, especialmente por parte del propietario de la vivienda. Los factores principales son los costes y la estética. Una manera de abordar tanto los costes como la estética ha sido mediante el uso de conjuntos de tablillas fotovoltaicas. Una de las maneras en las que tales conjuntos de tablillas hacen frente al problema de los costes es cuando se utilizan para reemplazar las tablillas convencionales, preferiblemente utilizando técnicas de instalación similares. La cuestión del aspecto estético ha empezado a abordarse mediante el uso de conjuntos fotovoltaicos en forma de tablillas o tejas con configuraciones y tamaños similares a las tablillas o a las tejas convencionales, y mediante el uso de colores y características reflectantes apropiados para ayudar a proporcionar un aspecto visual agradable, desde un punto de vista estético, al tejado u otra superficie del edificio. Véase, por ejemplo, la patente norteamericana US-5.112.408. Sin embargo, los sistemas de tablillas fotovoltaicas no han recibido la amplia aceptación que se esperaba, ya que 1) los componentes PV instalados integralmente con el tejado del edificio como tablillas funcionan a temperaturas más altas, lo que provoca una disminución en la producción eléctrica del componente PV debido a una relación inversa entre la temperatura y la eficiencia del componente PV; 2) las mismas temperaturas de funcionamiento más altas se aproximan o superan el límite superior de temperatura de funcionamiento permitida para el componente PV (normalmente 80 °C) y sirven para acortar la vida útil de la tablilla PV; 3) algunos productos requieren que se realicen conexiones eléctricas entre las tablillas bajo el soporte del tejado, en las que es necesario taladrar agujeros a través del soporte del tejado, lo que aumenta la probabilidad de que se produzcan fugas de agua; 4) ha habido una mala correspondencia estética entre las tablillas PV y las zonas no PV del tejado; 5) algunas tablillas PV se han limitado a la tecnología PV de silicio amorfo, que padece una baja eficiencia de funcionamiento; y 6) el valor de las tablillas PV se ha limitado normalmente a la potencia eléctrica del componente PV, además de al valor material de las tablillas convencionales sustituídas cuando el producto sustituye a las tablillas convencionales.

Véanse los números de patentes norteamericanas: 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 WO96/24013. El objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de tablillas y un método de instalación mejorados. Este objeto es satisfecho con las características de las reivindicaciones 1 y 2.

Un primer aspecto de la invención se dirige a un sistema de tablillas para usar en una superficie inclinada, que comprende varios conjuntos de tablillas. Al menos algunos de los conjuntos de tablillas incluyen una base resistente al agua y una barrera, como un módulo PV, que tiene un borde superior e inferior y está fijado a la base mediante un soporte para crear el conjunto de tablillas. El conjunto de tablillas define una zona de ventilación entre la barrera y la base para la regulación de la temperatura. Los bordes inferiores de las barreras de una primera fila de conjuntos de tablillas se solapan con los bordes superiores de las barreras de la segunda fila de conjuntos de tablillas.

Un segundo aspecto de la invención se dirige a un método para instalar conjuntos de tablillas en una superficie inclinada. Se selecciona un conjunto de tablillas, que incluye una barrera, una base y un soporte de conexión para fijar la barrera a la base. En la superficie de apoyo se instalan varias bases a modo de tablillas, de modo que las bases de una fila se superpongan parcialmente sobre las bases de una fila de bases adyacente. Las operaciones de selección e instalación se llevan a cabo de modo que las filas de bases impermeabilicen esa parte de la superficie de apoyo que está cubierta por ellas. Posteriormente, se fijan varias barreras a las bases utilizando los soportes de conexión para crear filas de conjuntos de tablillas que definen zonas de ventilación entre las barreras y las bases para la regulación de la temperatura.

Varios aspectos de la presente invención proporcionan ventajas significativas para el usuario. Una de las principales ventajas está relacionada con la regulación de la temperatura, que en parte se consigue mediante el uso de una zona de ventilación entre la barrera y la base. La inclusión de una zona de ventilación ayuda a disminuir la temperatura del módulo PV, cuando la barrera comprende un módulo PV, que ayuda a aumentar la eficacia del módulo PV por encima de la eficiencia de un módulo PV instalado en una superficie de apoyo sin una zona de ventilación. Se ha descubierto que esta disminución de la temperatura en las condiciones de funcionamiento habituales en verano en el centro de California, tal como, por ejemplo, en Sacramento, es de aproximadamente 20° C, lo que representa aproximadamente un 10% de aumento en eficiencia de PV. Este aumento en la eficiencia contribuye a reducir el coste por unidad energética para el sistema. El uso de una zona de ventilación también ayuda a disminuir la temperatura de la superficie de apoyo, normalmente el tejado de un edificio. Esta disminución de la temperatura puede causar disminuciones muy significativas en la carga del sistema de aire acondicionado, debido a una disminución importante de la ganancia de calor a través del tejado. Se ha calculado que la disminución... [Seguir leyendo]

Un sistema de tablillas, para usar en una superficie inclinada (14) que tiene un borde superior y un borde inferior, que comprende:

varios conjuntos (12, 80) de tablillas, comprendiendo al menos algunas de dichos conjuntos de tablillas:

un módulo fotovoltaico (22, 84) que tiene un borde superior y un borde inferior;

una base (20, 82) resistente al agua;

un soporte (24, 126, 128) de conexión que fija el módulo fotovoltaico (22, 84) a la base (20, 82) resistente al agua; y una zona (28) de ventilación definida entre el módulo fotovoltaico (22, 84) y la base (20, 82) resistente al agua y acoplada mediante fluido a la atmósfera ambiental para la regulación de la temperatura;

dichos conjuntos de tablillas dispuestos en una primera fila superior de conjuntos de tablillas y una segunda fila inferior de conjuntos de tablillas;

dichos bordes inferiores de los módulos fotovoltaicos de dicha primera fila de conjuntos de tablillas solapan con los bordes superiores de los módulos fotovoltaicos de la segunda fila de conjuntos de tablillas, y en donde dichas bases resistentes al agua tienen un primer (36, 38) y un segundo (38, 90) bordes opuestos que forman un primer y un segundo elementos interconectables respectivamente, en donde dicho primer borde (36, 38) de una base interconecta con dicho segundo borde (38, 90) de una base adyacente para oponer resistencia a la primera y segunda fuerzas de desconexión, estando dicha primera fuerza de desconexión orientada perpendicularmente a dichos bordes a lo largo de un plano orientado paralelamente a la base, y estando dicha segunda fuerza de desconexión orientada perpendicularmente a dichos bordes a lo largo de un plano orientado perpendicularmente a la base.

2. Un método para instalar un sistema de tablillas según la reivindicación 1, en una superficie (14) de apoyo inclinada que comprende:

la instalación a modo de tejas de varias bases resistentes al agua de los conjuntos de tablillas en la superficie (14) de apoyo, de modo que las bases (20, 82) resistentes al agua de una fila de bases se superpongan parcialmente sobre las bases resistentes al agua de una fila adyacente de bases;

teniendo cada base (20, 82) de los conjuntos de tablillas un primer (36, 88) y un segundo (38, 90) bordes opuestos, que forman un primer y un segundo elementos interconectables y en donde las operaciones de instalación comprenden la interconexión de dicho primer borde (36, 88) de una base con dicho segundo borde (38, 90) de una base adyacente para oponer resistencia a la primera y segunda fuerzas de desconexión, estando dicha primera fuerza de desconexión orientada perpendicularmente a dichos bordes a lo largo de un plano orientado paralelamente a la base, y estando dicha segunda fuerza de desconexión orientada perpendicularmente a dichos bordes a lo largo de un plano orientado perpendicularmente a la base la operación de instalación llevada a cabo de modo que dichas filas de bases (20, 82) impermeabilicen esa parte de la superficie (14) de apoyo cubierta por las mismas; y fijando posteriormente varios módulos fotovoltaicos (22, 84) a las bases (20, 82) resistentes al agua utilizando los soportes de conexión para crear filas de conjuntos (12, 80) de tablillas que definen zonas (28) de ventilación entre los módulos fotovoltaicos y las bases resistentes al agua para la regulación de la temperatura.

3. El método según la reivindicación 2, en el que la operación de instalación comprende fijar las bases (20, 82) a la superficie de apoyo.

4. El método según la reivindicación 2, en el que la operación de instalación se lleva a cabo utilizando adhesivo.

5. El método según la reivindicación 3, en el que la operación de instalación se lleva a cabo utilizando sujeciones configuradas para penetrar tanto en la base (20, 84) como en la superficie (14) de apoyo.

6. El método según la reivindicación 2, en el que la operación de fijación de la barrera es una operación de fijación sin herramientas que se lleva a cabo sin utilizar herramientas.

7. El método según la reivindicación 1, en el que la operación de fijación se lleva a cabo de modo que los módulos fotovoltaicos (22, 84) de una de dichas filas de conjuntos (12, 80) de tablillas solapen parcialmente a los módulos fotovoltaicos (22, 84) de una adyacente de dichas filas de conjuntos de tablillas.

8. El método según la reivindicación 2, en el que el módulo fotovoltaico comprende un elemento de conexión eléctrica que comprende un cable y un conector en dicha zona de ventilación.

9. El método según la reivindicación 1, en el que el módulo fotovoltaico comprende un elemento de conexión eléctrica que comprende un conector eléctrico formado íntegramente con al menos uno, bien del módulo PV, bien de la base resistente al agua y bien de un soporte de conexión.